Coarsening Kinetics of Fe3C Particles in Fe - 0.67%C Steel

• Autorzy: Matusiewicz, P. , Wiencek, K.

Warianty tytułu

PL

Kinetyka koagulacji cementytu w stali Fe - 0,67%C

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Kinetics of Fe3C particie coarsening in Fe-0.67%C steel for of two materials (A, B) of different microstructures (with different matrix (ferrite) grain size and particles distribution) was iiwestigated. In materiał A, obtained by ąuench-hardening with subseąuent tempering, the particles are mainly at grain (subgrain) boundaries of fine-grained matrix formed by in situ recrystallization of ferrite. In materiał B, obtained by recrystallization after cold rolling (10%), particles are mainly inside grains of coarse-grained matrix - formed by discontinuous recrystallization of ferrite. During annealing (at 680, 700 i 715°C up to 800 hours) the microstructure morphology of A and B is preserved; the materiał microstructure determines the particie coarsening ratę, it is lower in B. Analysis of empirical kinetic functions with the LSW theory suggest that higher particie coarsening ratę in A results from higher diffusivity of Fe along the matrix grain boundaries. Lower particie coarsening ratę in B results from matrix diffusion of C and Fe.

PL

Przedmiotem pracy jest kinetyka koagulacji cząstek cementytu w stali Fe-0.67% C, w postaci dwóch materiałów (A, B) różniących się mikrostrukturą (wielkością ziarna osnowy (ferryt) i rozmieszczeniem cząstek). W materiale A, otrzymanym w wyniku wysokiego odpuszczania zahartowanej stali, większość cząstek jest na granicach ziarn drobnoziarnistej, zrekrystalizo-wanej in situ, osnowy. W materiale B, otrzymanym podczas wyżarzania rekrystalizującego stali materiału A, po odkształceniu plastycznym na zimno (10%), cząstki są przeważnie wewnątrz ziarn gruboziarnistej, zrekrystalizowanej w sposób nieciągły, osnowy. Podczas wyżarzania izotermicznego (przy temperaturach 680, 700 i 715°C i czasach do 800 godz.) stwierdzono zachowanie morfologii mikrostruktury (w A i B) oraz większą szybkość koagulacji w materiale A. Interpretacja empirycznych równań kinetycznych za pomocą teorii koagulacji LSW sugeruje, że przyczyną większej szybkości koagulacji cząstek w materiale A jest dominująca rola dyfuzji węgla i żelaza na granicach ziarn osnowy. Natomiast wolniejsza koagulacja w materiale B jest związana z objętościową dyfuzją składników stali w osnowie.

Słowa kluczowe

PL

koagulacja cząstek; cementyt

EN

disperse phase; Ostwald ripening; particie coarsening

• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 55, iss. 1
• Strony: 231-238
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Matusiewicz, P.

autor

Wiencek, K.

• AGH - UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY, FACULTY OF METALS ENGINEERING AND INDUSTRIAL COMPUTER SCIENCE, 30-059 KRAKÓW, 30 MICKIEWICZA AV., POLAND

Bibliografia

• [1] J. Ryś, K. Wiencek, Coarsening of phases in alloys (in Polish), Wyd. Śląsk, Katowice (1979).
• [2] R. Matusiewicz, K. Satora, K. Wiencek, Coarsening of FesC particles in ferrite. International Conference on Stereology, Spatial Statistics and Stochastic Geometry S4G. Prague, Czech Republic, June 26-29, 305-310 (2006).
• [3] P. Matusiewicz, Relationship between ferrite recrystallization and coarsening of dispersed carbide phase in Fe-0.67% C steel (in Polish). PhD thesis, AGH, Kraków (2009).
• [4] J. Bodziony, On certain indices characterizing the geometrie structure of rocks. Bulletin de l’Academie Polonaise des Sciences. Serie des Sc. Techn. 13, 469-475 (1965).
• [5] J. Ryś, Stereology of materials (in Polish), Fotobit Design, Kraków (1995).
• [6] K. M. Vedula, R. W. Heckel, Spheroidization of binary Fe-C alloys over a rangę of temperatures. Met.Trans. 1, 9-18 (1970).
• [7] H. Stienen, Die Vergroberung von Karbiden in reinen Eisen-Kohlenstoff-Stahlen. PhD thesis, RWTH Aachen (1982).
• [8] J. Giddings, G. M. Leak, R. B. Nicholson, The coarsening behaviour of pure Iron-Carbon alloys. Metal Science 8, 349-352 (1974).
• [9] K. Wiencek, Effect of microstructure and steel composition on carbide coarsening (in Polish). PhD thesis, AGH, Kraków (1975).
• [10] S. K. Das, A. Biswas, R. N. Ghosh, Volume fraction dependent particie coarsening in plain carbon steel. Acta Metali. Mater. 41, 777-781 (1993).
• [11] F. S. Dirnfeld, L. Levin, Kinetics of coarsening of cementite particles in alpha-Fe matrix without quenching. Hart. Techn. Mitt. 27, 12-15 (1972).