Effect of initial structure and cold deformation on the stress - elongation curve of duplex stainless steel (α + γ) in a static tensile testing at 850°C

• Autorzy: Radwański K. , Niewielski G.

Identyfikatory

DOI

10.32730/imz.0137-9941.18.4.3

Warianty tytułu

PL

Wpływ struktury wyjściowej i odkształcenia na zimno na postać krzywej naprężenie - wydłużenie stali typu duplex (α + γ) w statycznej próbie rozciągania w temperaturze 850°C

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results presented in the article concern the effect of structure and cold deformation on the behaviour of a highalloy duplex stainless steel (α + γ), grade X2CrNiMoN22-5-3, in tensile tests at 850°C at a rate v_r = 15·10-3mm/s. Tests were carried out for a sheet after supersaturation from 1250 and 1350°C and subsequent cold rolling with the values of ε_h deformation within the range of 0.5÷0.9. It was shown that the material undergoes superplastic flow, which is associated with the α → γ + σ transformation occurring at the tensile testing temperature. It was shown that the superplasticity effect depends on the initial structure and is greater for the material supersaturated from 1350°C as compared to 1250°C. This effect also increases with the increase of the cold deformation value of the sheet. It was proven that increasing cold deformation causes, after tensile testing at 850°C, an increase in the area fraction of the σ phase inhibiting the austenite grain growth in the steel structure.

PL

Wyniki przedstawione w artykule dotyczą wpływu struktury i odkształcenia na zimno na zachowanie się wysokostopowej stali typu duplex (a + c), gatunek X2CrNiMoN22-5-3, w próbach rozciągania w temperaturze 850°C z prędkością v_r = 15·10-3 mm/s. Badaniom poddano blachę po przesycaniu z temperatury 1250 i 1350°C i następnym walcowaniu na zimno z wartościami odkształcenia ε_h w zakresie 0,5÷0,9. Wykazano, że materiał ulega nadplastycznemu płynięciu, co jest związane z przemianą α → γ + σ zachodzącą w temperaturze rozciągania. Wykazano, że efekt nadplastyczności zależy od struktury wyjściowej i jest większy w przypadku materiału przesyconego z 1350°C w porównaniu do 1250°C. Efekt ten zwiększa się również ze wzrostem wartości odkształcenia na zimno blachy. Udowodniono, że zwiększanie odkształcenia na zimno powoduje, po rozciąganiu w temperaturze 850°C, wzrost udziału fazy σ hamującej rozrost ziarn austenitu w strukturze stali.

Słowa kluczowe

EN

duplex stainless steel (α + γ); high temperature tensile test; stress-elongation curves; structure

PL

stal odporna na korozję typu duplex (α + γ); wysokotemperaturowa próba rozciągania; krzywa naprężenie-wydłużenie; struktura

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 70, nr 4
• Strony: 34--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Radwański K.

• Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica

autor

Niewielski G.

• Politechnika Śląska, Instytut Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• [1] Y.H. Park, Z.H. Lee. The effect of nitrogen and heat treatment on the microstructure and tensile properties of 25 Cr-7Ni-1.5Mo-3W-xN duplex stainless steel castings. Materials Science and Engineering A. 2001, 297, p. 78-84.
• [2] K.M. Lee, H.S. Cho, D.C. Choi. Effect of isothermal treatment of SAF 2205 duplex stainless steel on migration of δ/γ interface boundary and growth of austenite. Journal of Alloy and Compounds. 1999, 285, p. 156-161.
• [3] T. Siegmund, E. Werner, F.D. Fischer. On the thermomechanical deformation behavior of duplex-type materials. Journal of Mechanics and Physics of Solids 1995, 43, p. 495-532.
• [4] J. Charles. Duplex stainless steels: from the theory to the practice. Stainless Steel 93, Firenze, 1993, (3) p. 29.
• [5] J. Łabanowski. Dwufazowe stale odporne na korozję. Przegląd Mechaniczny. 1995, 23-24.
• [6] A. Itman Filho, J.M.D.A. Rollo, R.V. Silva, G. Martinez. Alternative process to manufacture austenitic-ferritic stainless steel wires. Materials Letters. 2005, 59 (10), p. 1192-1194.
• [7] G. Niewielski. Zmiany struktury i właściwości stali austenitycznej odkształcanej na gorąco. Zeszyty Naukowe. Hutnictwo, Politechnika Śląska, 2000, issue 58.
• [8] K. Radwański. Analiza struktury i właściwości wysokostopowej stali typu duplex (α+γ) odkształcanej na gorąco. Doctoral Dissertation, Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, Katowice 2005, unpublished.
• [9] G. Niewielski, D. Kuc, K. Radwański. Structure and mechanical properties of hot deformed high-alloy ferritic steel. Inżynieria Materiałowa 2004, 25 (3), p. 400-403.
• [10] H. Miyamoto, T. Mimaki, S. Hashimoto. Superplastic deformation of micro-specimens of duplex stainless steel. Materials Science and Engineering A 319-321. 2001, p. 779-783.
• [11] K. Radwański, K. Rodak, G. Niewielski. Zmiany struktury podczas odkształcania nadplastycznego stali typu duplex (a+c). Inżynieria Materiałowa 2007 (5), p. 846-849.
• [12] J. Jiménez, G. Frommeyer, M. Carsí, O.A. Ruano. Superplastic properties of a δ/γ stainless steel. Materials Science and Engineering A. 2001, 307 (1), p. 134-142.
• [13] J. Szala. Program komputerowy do analizy obrazu „Metalografia Ilościowa”. Katowice, 1997.
• [14] A. Gironès, L. Llanes, M. Anglada, A. Mateo. Dynamic strain ageing effects on superduplex stainless steels at intermediate temperatures. Materials Science and Engineering A. 2004 367 (1-2), p. 322-328.
• [15] J.J. Moverare, M. Odén. Deformation behaviour of a prestrained duplex stainless steel. Materials Science and Engineering A. 2002, 337 (1-2), p. 25-38.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).