Final rolling temperature affects the austenite grain structure due to recrystallization phenomena, which in turn affects the austenite decomposition during water cooling. We apply method for calculating the austenite to bainite phase transformation onset for any cooling path for a steel of composition 0.09C, 0.2Si, 1.0Mn, 0.03Al, 1.1Cr, 0.18Mo, 0.026Ti, 0.0018B (wt. %) following deformation at different temperatures. The method is parameterized by constant cooling rate experiments to obtain the CCT diagram of this steel following deformation either above recrystallization limit temperature (RLT) or below the no-recrystallization temperature (Tnr). Using the CCT diagrams, we have performed analytical/numerical analysis of the transformation onset, which is based on the conversion of CCT to ideal TTT transformation diagram by the inversion of Scheil’s additivity rule. After the conversion, the transformation onset can be calculated for any cooling path by applying Scheil’s additivity rule. The analysis also provides information on the thermal activation parameters of the transformation onset. The discussion of the results is also provided.
PL
Temperatura końca walcowania ma wpływ na przebieg rekrystalizacji i na mikrostrukturę austenitu, która w konsekwencji oddziałuje na kinetykę rozpadu austenitu w czasie chłodzenia wodą. W niniejszej pracy przedstawiono metodę obliczania temperatury przemiany austenit-bainit po odkształceniach w różnych temperaturach. Analizowano stal zawierającą 0.09C, 0.2Si, l.OMn, 0.03Al, 1.1 Cr, 0.18Mo, 0.026Ti, 0.0018B (% wagowe). Współczynniki w opracowanym modelu wyznaczono na podstawie wykresów CCT otrzymanych z doświadczeń przeprowadzanych przy stałej prędkości chłodzenia. Wykresy sporządzono dla stali odkształconej wcześniej w temperaturze powyżej temperatury rekrystalizacji (ang. recrystallization limit temperature - RLT) oraz poniżej temperatury zatrzymania rekrystalizacji (Tnr). Wykorzystując otrzymane wykresy CCT przeprowadzono analityczno/numeryczną analizę początku przemiany, która stanowiła podstawę do przekształcenia wykresu CCT w idealny wykres TTT. Wykorzystano tutaj odwrotną regułę addytywności Scheila. Po tym przekształceniu, stosując prostą regułę addytywności, początek przemiany może być obliczony dla dowolnego przebiegu cyklu chłodzenia. Przeprowadzona analiza dostarczyła danych o aktywowanych cieplnie parametrach modelu przemiany. Pracę podsumowuje dyskusja wyników.
The paper presents a mathematical model of the pearlite - austenite transformation. The description of this process uses the diffusion mechanism which takes place between the plates of ferrite and cementite (pearlite) as well as austenite. The process of austenite growth was described by means of a system of differential equations solved with the use of the finite difference method. The developed model was implemented in the environment of Delphi 4. The proprietary program allows for the calculation of the rate and time of the transformation at an assumed temperature as well as to determine the TTT diagram for the assigned temperature range.
PL
W pracy zaprezentowano matematyczny model przemiany perlit - austenit. Do opisu tego procesu wykorzystano dyfuzyjny mechanizm zachodzący pomiędzy płytkami ferrytu i cementytu (perlitu) oraz austenitu. Proces wzrostu austenitu opisany został układem równań różniczkowych rozwiązanych przy wykorzystaniu metody różnic skończonych. Opracowany model zaimplementowano w środowisku Delphi 4. Autorski program pozwala na obliczanie szybkości i czasu przemiany przy założonej temperaturze oraz na wyznaczanie wykresu CTPi dla zadanego zakresu temperatur.
Omówiono znaczenie wykresów CTPc i CTPi w procesach obróbki cieplnej żeliwa sferoidalnego, szczególnie przy wytwarzaniu żeliwa ADI. Dokonano przeglądu literatury dotyczącej zagadnienia. Badania własne obejmowały opracowanie wykresów CTP dla czterech rodzajów żeliwa sferoidalnego różniących się głównie zawartością dodatków niklu, miedzi i molibdenu, odpowiednio: 1,55% Ni i 0,73% Cu; 2,26% Ni i 1,44% Cu; 1,60% Ni i 0,69% Cu oraz 1,50% Ni i 0,45% Mo. Zamieszczono mikrostruktury produktów przemiany przechłodzonego austenitu z wybranych próbek wykorzystanych do budowy wykresu CTPc-4. Na podstawie analizy otrzymanych wykresów omówiono wpływ Ni, Cu i Mo na temperaturę i czas poszczególnych przemian fazowych żeliwa sferoidalnego podczas chłodzenia anizotermicznego i izotermicznego. Uzyskano właściwości żeliwa ADI z dodatkami 1,55% Ni i 0,73% Cu spełniające wymagania dla 4 gatunków wg normy EN-PN 1563.
EN
The presented paper is a description of the significance of CCT and TTT diagrams in the processes of heat treatment of ductile cast iron, and especially during the production of ADI. A review of literature in the subject was made. Own research included drawing up TTT diagrams for four types of ductile cast iron which mainly differed with respect to the content of nickel, copper and molybdenum additions, respectively: 1.55% Ni and 0.73% Cu; 2.26% Ni and 1.44% Cu; 1.60% Ni and 0.69% Cu, as well as 1.50% Ni and 0.45% Mo. Presented are microstructures of products of overcooled austenite transformations from the selected samples used for the construction of a CCT-4 diagram. On the basis of the analysis of the achieved diagrams, the influence of Ni, Cu and Mo on temperature and time of particular phase transformations in ductile cast iron during anisothermal and isothermal cooling is discussed. Properties of ADI with additions of 1.55% Ni and 0.73% Cu were determined which meet the requirements for four types pf cast iron according to the standard EN-PN 1563.
Artykuł stanowi opis działania jednego z modułów systemu CAPCAST, umożliwiającego rekomendację materiałów z żeliwa sferoidalnego, posiadających określone właściwości lub mogących osiągnąć oczekiwane właściwości po przeprowadzeniu odpowiedniej obróbki cieplnej. Podejście opiera się na wykorzystaniu wiedzy zawartej w wykresach CTPi do określenia warunków obróbki cieplnej, w efekcie której można uzyskać pożądaną mikrostrukturę żeliwa zapewniającą oczekiwane właściwości materiału.
EN
The presented paper is a description of one of the modules of the CAPCAST system which allows determination of recommended materials made of ductile cast iron which show specific properties or may achieve the desired properties after an appropriate heat treatment process. The approach is based on the application of the knowledge developed from the TTT diagrams in order to establish the heat treatment conditions to achieve the desired microstructure of cast iron and thereby the expected properties of the material.
The method of parametric representation of TTT diagrams on example of selected austempered ductile cast irons is presented. TTT diagrams were digitalised and n; k parameters of Johnson Mehl equation were calculated. The relationships between n, k parameters and transformation temperature were analysed for two ADI irons. Knowledge of these parameters enables to calculate the progress of austenite to bainite transformation.
PL
W pracy zaprezentowano metodykę parametrycznej reprezentacji wykresów CTPi na przykładzie wybranych wykresów dla żeliw sferoidalnych. Wykresy CTPi digitalizowano, a następnie obliczano parametry n i k równania Johnsona-Mehla opisującego postęp przemiany przechłodzonego austenitu w bainit. Analizowano wpływ temperatury przemiany na wartość parametrów n, k. Znajomość tych parametrów pozwala obliczać postęp przemiany austenitu w bainit przy danej temperaturze.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the work one can find the research of anizothermal eutectoid transformation of unalloyed austenitized spheroidal cast iron in the temperature 875 or 1000°C. By means of the matallographic method one prepered TTT diagrams. On the basis of the quantitative matallographic analysis the influence of austenitization temperature on the mechanism and kinetics of the eutectoid transformation was interpreted.
Carbon partitioning in untransformed austenite during bainite transformation has been studied using high-speed dilatometry. It was found that in samples partially transformed to bainite during subsequent quenching to ambient temperature two martensite start (Ms) temperatures can be registered. Because Ms temperature depends directly on carbon content in austenite, the obtained results may indicate that the carbon trapped in films of austenite between parallel subunits of bainitic ferrite is much larger than in the blocks of austenite. The obtained results point out a necessity of a substantial modification of bainite and martensite regions on the TTT (CCT) diagrams.
PL
Z wykorzystaniem metod dylatometrycznych badano rozdział węgla zachodzący w nieprzemienionym austenicie w trakcie przemiany bainitycznej. Stwierdzono występowanie dwóch temperatur Ms podczas dochładzania próbek poddanych uprzednio częściowej przemianie bainitycznej. Fakt ten dowodzi prawdopodobnego zróżnicowania stężenia węgla w austenicie o morfologii blokowej oraz o morfologii cienkich warstw. Wyniki badań wskazują na konieczność zmodyfikowania fragmentów wykresów CTP niskowęglowych stali niskostopowych w zakresie przemiany bainitycznej i martenzytycznej.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.