Analiza mikrostruktury i właściwości stali wysokomanganowej X45MnAl20-3 z efektem TWIP kształtowanej w procesie obróbki cieplno-plastycznej

• Autorzy: Jabłońska M. , Horzelska K. , Kuc D.

Warianty tytułu

EN

Microstructure analysis of high manganese X45MnAl20-3 TWIP steel formed at thermo-mechanical processing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rozwój takich gałęzi przemysłu, jak przemysł motoryzacyjny czy militarny koncentruje się w ostatnich latach na prowadzeniu prac badawczych w obszarze nowych wysokomanganowych stali z grupy AHSS. Zależnie od zawartości Mn, Al i Si stale te wykazują określoną wartość EBU, a tym samym charakterystyczny mechanizm odkształcenia, taki jak indukowana odkształceniem przemiana martenzytyczna (efekt TRIP), indukowane odkształceniem bliźniakowanie mechaniczne (efekt TWIP) oraz indukowane odkształceniem tworzenie mikropasm ścinania (efekt MBIP). W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów obróbki cieplno-plastycznej na wybrane właściwości oraz strukturę austenitycznej stali X45MnAl20-3 wykazującej efekt TWIP. Badana stal została wyprodukowana na drodze klasycznego odlewania do miedzianego krystalizatora, uzyskując wlewki o wymiarach 100×100 mm, które poddano walcowaniu w 4 przepustach na końcową grubość 12 mm i 3 mm. Temperatura końca walcowania wynosiła 950°C, a blachy po ostatnim przepuście chłodzono w powietrzu oraz wodzie. Przeprowadzono analizę struktury i właściwości mechanicznych otrzymanych blach oraz analizę wpływu parametrów odkształcenia plastycznego na strukturę badanej stali w próbach ściskania w zakresie temperatury 850°C÷1100°C. Wykazano, że badana stal ma dobre własności wytrzymałościowe oraz bardzo korzystną odkształcalność. W próbach ściskania ujawniono, że równowaga pomiędzy procesami umacniania i odbudowy struktury ustala się podczas odkształcania stopu we wszystkich temperaturach, a zmiany mikrostruktury wskazują na zachodzenie efektów charakterystycznych dla procesów dynamicznej odbudowy w trakcie odkształcania na gorąco badanej stali.

EN

The development of such industries as automotive and military focus in recent years to conduct research in the area of new highmanganese steel from a group of AHSS. Depending on the content of Mn, Al and Si these steels exhibit specific SFE value and thus the characteristic deformation mechanism such as transformation induced plasticity (TRIP effect), mechanical twinning induced plasticity (TWIP effect) and micro bands induced plasticity (effect MBIP). The paper presents the results of the influence of thermo-mechanical treatment parameters on the selected mechanical properties and changes of microstructure of austenitic high manganese TWIP steel X45MnAl20-3. The steel has been produced by conventional casting of copper crystallizer to give ingots of dimensions 100 × 100 mm and then subjected to rolling to the final thickness of 12 mm and 3 mm. Temperature end of rolling was 950°C, and the sheet was cooled in air and water. An analysis of the structure and mechanical properties of the obtained sheet was performed. Moreover the analysis of the influence of hot plastic deformation parameters on the microstructure and properties of researched steel structure during the compression tests in the range of temperature from 850°C to 1100°C was carried out. Established, that the steel has good mechanical properties and a very favorable ductility, as demonstrated by the value of elongation in a tensile test. The compression tests revealed that the balance between the processes of strengthening and rebuilding of the structure is determined during deformation the steel at all temperatures, and changes in microstructure indicate a characteristic for the dynamic recovery process phenomena disclosured.

Słowa kluczowe

PL

wysokomanganowa stal; TWIP; obróbka cieplno-plastyczna; właściwości mechaniczne; krzywe płynięcia; bliźniakowanie mechaniczne

EN

high-manganese steel; TWIP; thermomechanical treatment; mechanical properties; flow curves; mechanical twinning

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 81, nr 6
• Strony: 385--389
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jabłońska M.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Nauki o Materiałach ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Horzelska K.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Nauki o Materiałach ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Kuc D.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Nauki o Materiałach ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

Bibliografia

• 1. Hamada A. S.: Manufacturing, mechanical properties and corrosion behaviour of High-Mn TWIP steels, Universitatis Ouluensis, 2007, pp. 1÷56
• 2. De Cooman B. C., Chen L., Han S. Kim, Estrin Y., Kim S.K., Voswinckel H.: State-of-the-Science of High Manganese TWIP Steels for Automotive Applications, Chapter 10, pp. 1÷19
• 3. Węgrzyn T., Wieszała R.: Significant alloy elements in welded steel structures of car body. Archives of Metallurgy and Materials, vol. 57, 2012, issue 1, pp. 45÷52
• 4. Kuc D., Hadasik E., Niewielski G., Schindler I., Mazancová E., Rusz S. , Kawulok P.: Structural and mechanical properties of laboratory rolled steels high-alloyed with manganese and aluminium, Arch. Civ. Mech. Eng. vol. 12, 2012, no. 3, pp. 312÷317
• 5. Woźniak D., Niewielski G., Kuc D.: Przemysłowa technologia walcowania z obróbką cieplno-plastyczną i regulowanym chłodzeniem elementów konstrukcyjnych pojazdów mechanicznych ze stali typu Mn-Al, Hutnik-Wiadomości Hutnicze, 2012, nr 8, s. 662÷667
• 6. Gutierrez-Urrutia I., Raabe D.: Dislocation and twin substructure evolution during strain hardening of an Fe–22 wt.% Mn– 0.6 wt.% C TWIP steel observed by electron channeling contrast imaging, Science Direct, 2011, pp. 6449÷6462
• 7. Jabłońska M., Niewielski G., Kawalla R.: High Manganese TWIP Steel - Technological Plasticity and Selected Properties, Solid State Phenomena, vol. 212, 2014, pp. 87÷90
• 8. Liqing Chen, Yang Zhao and Xiaomei Qin: Some Aspects of High Manganese Twinning-Induced Plasticity (TWIP) Steel, A Review, Springer Science, 1996, pp. 1÷15
• 9. Wolfgang Bleck, Kriangyut Phiuon: Effects of Microalloying in Multi Phase Steels for Car Body Manufacture, 14. Sӓsiche Fachtagung Umformtechnik, Werkstoffe und Komponenten für Fahrzeugen, Freiberg, 2007, pp. 38÷55
• 10. Yang W. S., Wan C. M.: The influence of aluminium content to the stacking fault energy in Fe-lVln-AI-C alloy system, Journal of Materials Science, vol. 25, 1990, pp. 1÷3
• 11. Jabłońska M., Tomaszewska A., Kuc D.: Kształtowanie plastyczne prętów ze stali wysokomanganowych w procesie walcowania na gorąco, Hutnik-Wiadomości Hutnicze, 2013, nr 7, s. 486÷489
• 12. Jabłońska M.: Ocena plastyczności i mikrostruktury austenitycznej stali wysokomanganowej w trakcie odkształcania na gorąco Hutnik-Wiadomości Hutnicze, 2011, nr 8, s. 629÷632