Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of hot deformation and isothermal holding temperature on retained austenite characteristics in 3-5% Mn multiphase steels

Opiela Marek, Grajcar Adam, Pakieła Wojciech

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 2

art. no. e144611

EN

The paper presents stress-strain characteristics recorded during the four-step compression of axisymmetric samples in the Gleeble thermomechanical simulator. The hot deformability of three steels with Mn concentrations of 3%, 4% and 5% was compared. The analysis of the influence of plastic deformation and Mn content on the microstructure of alloys, and in particular, on a fraction and morphological features of the retained austenite, was performed. The proportion of the retained austenite was determined by the X-ray diffraction method. It was found that the content of Mn in the range from 3% to 5% does not have a significant impact on the high-temperature resistance of the steel during compression tests, but it has a significant influence on the microstructure of the steel and the fraction of retained austenite. The optimal conditions for maximizing the proportion of retained austenite were obtained at the temperature of 400 °C, and it decreased with increasing Mn concentration in the steel. It has been shown that it is related to the redistribution of carbon from the remaining austenite fraction with an increase in the manganese content. The mechanical properties were determined on the basis of hardness measurements.

2

Kształtowanie mikrostruktury i właściwości mechanicznych stali bainitycznej z efektem TRIP w procesie obróbki cieplnej

Kania-Pifczyk Z., Kuziak R., Krztoń H., Radwański K., Wrożyna A.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2017

|

T. 69, nr 1

24--36

PL

W artykule przeanalizowano wpływ rekalescencji (wydzielania ciepła utajonego przemian fazowych) na strukturę i właściwości mechaniczne stali bainitycznej z efektem TRIP. Bezpośrednim rezultatem występowania tego efektu, obserwowanym na krzywych chłodzenia stali, jest zmniejszenie szybkości chłodzenia. Efekt rekalescencji jest bezpośrednio związany z kinetyką przemiany bainitycznej i dlatego analizowano go pod kątem zależności od wielkości ziarna austenitu i szybkości chłodzenia. Stwierdzono, że kinetyka przemiany bainitycznej w badanej stali kontrolowana jest przez proces wzrostu pakietów listew ferrytu bainitycznego. Zatem rozrost ziarna austenitu poprzedzający przemianę, przyspiesza postęp tej przemiany i silnie wpływa na kształt rzeczywistych krzywych chłodzenia po jej zainicjowaniu. Wpływ szybkości chłodzenia na oddziaływanie efektu rekalescencji na strukturę i właściwości mechaniczne badano w trakcie chłodzenia prętów ze stali bainitycznej o zróżnicowanych średnicach. Ze wzrostem szybkości chłodzenia zakres temperatur, w którym zachodzi przemiana bainityczna przybliża się do temperatury Ms. Stwierdzono, że występowanie efektu rekalescencji ogranicza udział martenzytu tworzącego się w stali, jednak nie wykazano silnego wpływ tego efektu na właściwości mechaniczne.

EN

The paper is aimed at the characterisation of the influence of recalescence effect on the structure and mechanical properties of TRIP assisted bainitic steels. A direct result of this effect occurrence is a significant decrease of cooling rate once it is started as a result of bainitic transformation. The influence of recalescence effect on structure and properties was analysed in terms of austenite grain size and cooling rate. It was found out that the kinetics of bainitic transformation is controlled by the growth of bainitic ferrite packets. As a result, the kinetics are faster as austenite grain size is larger. This also has an impact on the recalescence effect. The influence of the cooling rate on the recalescence effect was investigated by cooling rods of different diameters from different austenitizing temperatures. It was found out that increasing cooling rate the temperature range of bainitic transformation shifts towards Ms temperature. The recalescence effect was found to lower the volume fraction of martensite in the steel’s structure. However, its influence on the mechanical properties was not significant.

3

Opracowanie i weryfikacja numeryczne go modelu chłodzenia pierścieni stosowanych w przemyśle lotniczym

Perzyński K., Madej Ł., Pietrzyk M., Szajding A., Raga K., Kubiak K.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2016

|

R. 61, nr 5

209--212

PL

Celem niniejszej pracy jest opracowanie modelu numerycznego procesu hartowania wyrobów ze stali z uwzględnieniem wpływu przemian fazowych z wykorzystaniem komercyjnego oprogramowania numerycznego ANSYS. W artykule zaproponowano model numeryczny swobodnego chłodzenia pierścieni stalowych z uwzględnieniem zaimplementowanego modelu przemiany bainitycznej oraz martenzytycznej. Kluczowa w proponowanym rozwiązaniu jest możliwość rozpatrywania niejednorodności w polu temperatury wynikająca z różnych prędkości chłodzenia na przekroju poprzecznym pierścienia, co w rezultacie wpływa na dokładność przewidywania naprężeń szczątkowych. Weryfikacja opracowanego modelu z wykorzystaniem wyników badań laboratoryjnych potwierdza jego duże możliwości określania zmian zachodzących podczas procesu chłodzenia pierścieni.

EN

The main goal of the paper is development of the numerical model for cooling simulations of steel products taking into account phase transformations. The phase transformation model was incorporated via the user subroutines to the commercial finite element software. The cooling process of steel rings used in the aircraft industry was selected as a case study. Particular attention was put on heterogeneities occurring in temperature field, which will influence phase transformations and eventually residual stresses. Developed model was validated with experimental results and its good predictive capabilities have been proved.

4

Wyznaczanie temperatur początku przemian zachodzących podczas spiekania konstrukcyjnych stali manganowo-chromowo-molibdenowych

Sułowski M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2009

|

R. 54, nr 7

422-435

PL

Celem badań było określenie temperatur początku przemian zachodzących podczas spiekania konstrukcyjnych stali zawierających 3 % Mn, 1,5 % lub 3 % Cr, 0,5 % lub 0,2 % Mo oraz 0,3 % C. Do badań wykorzystano komercyjne proszki stopowe Astaloy CrL i Astaloy CrM, proszek niskowęglowego żelazomanganu oraz proszek grafitu C-UF. Z proszków wyjściowych w mieszalniku Turbula w czasie 30 minut sporządzono mieszanki proszków, a następnie, metodą prasowania w sztywnej matrycy, sprasowano kształtki prostopadłościenne, o wymiarach 5 × 5 × 15 mm, przeznaczone do badań dylatometrycznych w dylatometrze poziomym Netzsch 402E. Wykonane badania dylatometryczne pozwoliły na określenie temperatur początku przemian perlitycznej, bainitycznej oraz martenzytycznej, mieszczących się odpowiednio w zakresie temperatur 600-650 stopni Celsjusza, 450-500 stopni Celsjusza oraz 200-300 stopni Celsjusza. Przeprowadzone badania metalograficzne spiekanych stali wykazały istnienie niejednorodnej i porowatej mikrostruktury spieków. Zaobserwowano również znaczne odwęglenie stali przy powierzchni badanych spieków.

EN

The present work was focused on the determination of transformation temperatures during sintering Mn-Cr-Mo PM structural steels based on pre-alloyed Astaloy CrL and Astaloy CrM powders. Manganese (3 %) and carbon (0.3 %) were added in the form of low-carbon ferromanganese and graphite C-UF powders, respectively. Mixtures of powders were prepared in Turbula mixer for 30 minutes. Following pressing in rigid die, rectangular test bars (5 × 5 × 15 mm) were sintered in Netzsch 402E dilatometer under different conditions. During dilatometric investigations of Fe-3%Mn-(Cr)-(Mo)-0.3%C the Ps, Bs and Ms temperatures were in the range of 600-650 degrees of Celsius, 450-500 degrees of Celsius and 200-300 degrees of Celsius respectively. Metallography of sintered steels showed inhomogeneous and porous microstructure; also decarburisation effect was observed.

5

Mechanizm przemiany bainitycznej w żeliwie ADI

Ławrynowicz Z., Dymski S.

Archiwum Odlewnictwa

|

2006

|

R. 6, nr 19

171-176

PL

Badano mechanizm przemiany bainitycznej w żeliwie ADI z wykorzystaniem analizy termodynamicznej przemiany. W badanych temperaturach przemiany izotermicznej nie uzyskano pełnej przemiany austenitu. W zakresie bainitu górnego przemianie towarzyszy wydzielanie cementytu, natomiast ausferryt jest produktem przemiany w niskiej temperaturze. Uzyskane wyniki badań potwierdzają występowanie zjawiska niepełnej przemiany, z zahamowaniem przemiany bainitycznej znacznie wcześniej zanim nieprzemieniony austenit uzyska stężenie węgla określone dla stanu pararównowagi. Stąd, uzyskane wyniki wskazują, że ferryt bainityczny tworzy się za pomocą mechanizmu ścinania, a następnie nadmiar węgla usuwany jest do austenitu szczątkowego. Wyniki badań przedyskutowano w kontekście mechanizmu przemiany.

EN

The mechanism of bainite transformation has been studied in ductile cast iron ADI by thermodynamic analysis. At any temperature investigated did not occur the complete transformation of austenite. The formation of upper bainite is probably accompanied by cementite precipitation. Obtained results confirm the incomplete reaction phenomenon with the cessation of the bainite transformation well before paraequilibrium is achieved. These experimental data indicate that bainitic ferrite forms by a displacive transformation mechanism, but soon afterwards, excess of carbon is partitioned into the residual austenite. The results are discussed in terms of the mechanism of the bainite transformation.

6

Przemiana bainityczna : matematyczne modelowanie kinetyki przemiany

Ławrynowicz Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją

|

2004

|

Nr 1

35-42

PL

Teoria kinetyki przemiany bainitycznej jest skomplikowana przez fakt, że istnieje do rozważenia kilka skal mikrostruktury bainitu (listwa, wiązka) oraz występuje zjawisko niepełnej przemiany. Dodatkową komplikacją jest możliwość wydzielania węglików ze wzbogaconego w węgiel austenitu szczątkowego lub w przypadku bainitu dolnego z przesyconego ferrytu. Do modelowania kinetyki przemiany bainitycznej zaadaptowano model opracowany przez Bhadeshię, oparty na fizycznym mechanizmie przemiany, który skorygowano wprowadzając dodatkowo zmianę wielkości sublistew bainitu z temperatura przemiany. Wykonano modelowanie kinetyki przemiany bainitycznej dla stopów o zróżnicowanym stężeniu węgla i różnej wielkości ziarna austenitu oraz stopów zawierających mangan jako składnik stopowy zmniejszający aktywność węgla w austenicie. Przewidywania modelu uwzględniającego zmianę szerokości sublistew bainitu są zgodne z wynikami doświadczalnymi dla stali Fe-Cr-Mn-Si-C odnośnie do szybkości przemiany oraz końcowego ułamka objętościowego przemiany z uwzględnieniem wydzielania węglików.

EN

Theory of bainitic transformation kinetics is complicated by the fact that there are several microsrmctural scales of bainite (lath, sheaf) and there is incomplete reaction phenomenon. A further complication is that carbide precipitation may eventually occur from the carbon enriched residual austenite or in case of lower bainite from the supersaturated ferrite. For modelling of isothermal transformation kinetics of bainite was used model developed by H. Bhadeshia that is based on a physical mechanism of transformation. A model for bainite kinetics was modified to take into account the change in bainite subunit size with temperature. Modelling of reaction kinetics for alloys containing different carbon concentration and different austenite grain size has been performed. The corrected model gave a good agreement between the measured and predicted reaction kinetics in Fe-Cr-Mn-Si-C steel.

7

Application of magnetometric and internal friction measurement methods for determination of thermal stability of retained austenite in low-carbon steels utilising the TRIP effect

Kruk A., Michta G., Pietrzyk J., Osuch W.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

368-373

EN

The magnetometric and internal friction measurements of the decomposition of retained austenite brought about by low-temperature bainite transformation, as well as the microstructure obtained due to the transformation are presented in the paper. The data included herein indicates that the bainite transformation taking place at low temperatures, or at higher temperatures over shorter periods, produces two types of austenite with varying stability. The less stable austenite disintegrates when cooled to -196°C, while the second - only when heated up to 560°C. The first type is present in the form of large grains, while the second is more scattered and located between the bainite areas. Internal friction measurements were applied to detect of transformation retained austenite to martensite. Damping spectra vs. temperature were recorded on samples after cooling to temperature of liquid nitrogen. Evolution of Snoek-Köster (S-K) relaxation peak high allows identification of martensite transformation. The S-K relaxation in bcc metals is generated by the movement of dislocation segment dragging along with the Cottrell cloud of foreign interstitial atoms - FIAs (N,C). Mobile dislocation can be generated by cold-work at room temperature, or/and either by phase transformation. The relaxation strength of the S-K peak increases proportionally to the density of dislocation segments involved in S-K relaxation. Internal friction measurements in Snoek relaxation temperature range give information about the concentration of free FIAs in solid solution.

PL

W prezentowanej pracy przedstawiono pomiary magnetometryczne i pomiary tarcia wewnętrznego, rozpadu austenitu resztkowego powstałego w wyniku niskotemperaturowej przemiany bainitycznej, oraz otrzymaną strukturę badaną przy użyciu transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Przedstawione dane wskazują, że przemiana bainityczna przebiegająca przy niskich temperaturach, lub przy temperaturach wyższych ale krótkich czasach, wytwarza dwa rodzaje austenitu o różnej stabilności. Mniej stabilny rozpada się podczas chłodzenia do -196C, drugi dopiero podczas nagrzewania do 560C. Pierwszy występuje w postaci dużych ziaren, drugi jest bardziej rozdrobniony znajduje się pomiędzy obszarami bainitu. Pomiary tarcia wewnętrznego zastosowano do badania przemiany austenitu w martenzyt. Spektrum tłumienia rejestrowano po ochłodzeniu do temperatury ciekłego azotu. Do rejestracji przemiany martenzytycznej wykorzystano zmianę wysokości piku Snoeka-Köstera (S-K). Relaksacja S-K w metalach sieci A2 wywołana jest przez atomy międzywęzłowe hamujące ruch dyslokacji. Wzrost wysokości piku S-K wywołany jest zwiększoną gęstością dyslokacji. Rejestrowano również relaksację Snoeka (S), która daje informację o koncentracji wolnych atomów międzywęzłowych w ferrycie.

8

Przemiany przechłodzonego austenitu w stalach o zróżnicowanym stężeniu niklu

Zając G., Pacyna J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2004

|

Vol. 71, nr 7-8

443-445

PL

Opierając się na wykonanych wykresach CTPc opisano wpływ niklu na kinetykę przemian fazowych przechłodzonego austenitu. Badania wykonano na czterech stopach modelowych stali konstrukcyjnych do ulepszania cieplnego o zróżnicowanym stężeniu niklu w zakresie od 0,33 do 4,10 % oraz zbliżonym stężeniu węgla i pozostałych pierwiastków stopowych. Stwierdzono, że nikiel w całym zakresie badanych stężeń opóźnia przemianę perlityczną. W zakresie od 1,00 do 2,50 % nikiel wydłuża czas do rozpoczęcia przemiany bainitycznej. Temperatura początku przemiany martenzytycznej (Ms) silnie obniża się ze wzrostem stężenia niklu w zakresie od 0,33 do 2,50%.

EN

The aim of this work was to examine the effect of Ni on the kinetics of phase transformations of undercooled austenite. It was performed 4 CCT diagrams for alloys of a variable Ni contentration in austenite in the range 0.33 - 4.10% the times to the beginning of the pearlitic transformation is lengthened. In the range of 1.00 - 2.50% Ni the times to the begining of bainitic transformation grow very strongly. The temperature of the begining of the martensite transformation are lowered very strongly in the range of 0.33 - 2.50% Ni.

9

Stabilność powstającego przy niskich temperaturach austenitu resztkowego w stalach niskowęglowych z miedzią wykorzystujących efekt TRIP

Michta G., Pietrzyk J., Osuch W., Kruk A.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

339-342

PL

W pracy przedstawiono magnetometryczne pomiary rozpadu austenitu resztkowego powstałego w wyniku niskotemperaturowej przemiany bainitycznej oraz otrzymaną w ten sposób strukturę i własności mechaniczne. Przedstawione dane wskazują, że przemiana bainityczna przebiegająca przy niskich temperaturach, wytwarza dwa rodzaje austenitu o różnej stabilności. Mniej stabilny austenit rozpada się podczas chłodzenia do -196 stopni Celsjusza, drugi dopiero podczas nagrzewania do 560 stopni Celsjusza. Pierwszy występuje w postaci dużych ziaren, drugi jest bardziej rozdrobniony znajduje się pomiędzy obszarami bainitu.

EN

The magnetometric measurement results of decomposition of retained austenite arisen during low temperature bainite transformation, obtained structure and mechanical properties are presented. Presented results demonstrate that the low temperature bainite transformation leads to formation of two kinds of retained austenite with different stability. Decomposition of low stability retained austenite was observed during cooling to -196 degrees centigrade, the second with high stability was decomposed only during heating up to 560 degrees centigrade. The first one was observed in microstructure as big grains and the second more refinement in structure was localised between bainitic regions.

10

Carbon partitioning during bainite transformation in low carbon alloy steels.

Ławrynowicz Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 2

73-75

EN

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.