Kinetyka przemian przechłodzonego austenitu stali 13MnSi6-5 typu TRIP chłodzonej z zakresu temperatur krytycznych

• Autorzy: Kokosza, A. , Pacyna, J. , Dziurka, R.

Warianty tytułu

EN

Kinetics of overcooled austenite transformations in 13MnSi6-5 TRIP steel during cooling from intercritical range

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kinetyki przemian fazowych przechłodzonego austenitu podczas ciągłego chłodzenia stali 13MnSi6-5 typu TRIP. W badaniach tych zastosowano niekonwencjonalną temperaturę wyżarzania w zakresie temperatur krytycznych, od której oziębiano badaną stal. Była ona tylko o 10°C wyższa od temperatury, przy której w badanej stali rozpoczyna się przemiana perlitu w austenit (Ac1s), ale niższa o ok. 60°C od powszechnie zalecanej dla stali typu TRIP temperatury wyżarzania w zakresie dwufazowym, w którym współistnieje austenit i ferryt (Ac1f÷Ac3). Na podstawie analizy dylatometrycznej i metalograficznej dla badanej stali opracowano wykres czas–temperatura–przemiana przy chłodzeniu ciągłym (CTPc), który ilustruje kinetykę przemian fazowych przechłodzonego austenitu w badanej stali. Stwierdzono, że stal 13MnSi6-5 po oziębianiu od 750°C (Ac1s + 10°C) cechuje się niewielką hartownością. Hartowność ta okazała się jednak większa niż po oziębianiu od zalecanej temperatury (810°C). Zaobserwowano również, że przemiana martenzytyczna podczas chłodzenia od tak niskiej temperatury przebiega w dwóch etapach. Obserwacje te mogą wskazywać na tworzenie się w trakcie wygrzewania w 750°C dwóch rodzajów austenitu, różniących się zawartością węgla. Pierwszy z nich (wysokowęglowy) tworzy się z perlitu, natomiast austenit niskowęglowy może powstawać w rezultacie przebiegającej równocześnie przemiany ferrytu w austenit. Zasugerowano, że zastosowanie przedstawionego w pracy sposobu wyżarzania badanej stali typu TRIP może przyczynić się do zwiększenia udziału austenitu szczątkowego w jej mikrostrukturze, a przez to do poprawy jej właściwości mechanicznych.

EN

Comprehensive studies of the phase transformations kinetics of overcooled austenite in the 3MnSi6-5 TRIP steel during continuous cooling were carried out in order to draw the continuous cooling Time–Temperature–Transformation (CCT) diagram. The unconventional annealing temperature within the intercritical temperatures range was applied in these studies. It was only 10°C higher than the temperature at which the pearlite to austenite transformation — in the investigated steel — starts (Ac1s), but lower by approximately 60°C than the commonly recommended for TRIP steels annealing temperature at which austenite and ferrite coexist (Ac1f÷Ac3). It was found that the 13MnSi6-5 steel after cooling from 750°C (Ac1s + 10°C) was characterised by a low hardenability. However, this hardenability was higher than the one after cooling from the recommended temperature (810°C). It was also observed that the martensitic transformation during cooling from such a low temperature proceeds in two stages. These observations may indicate that two types of austenite, with a different carbon content, are formed during annealing at 750°C. The first of them (high carbon) is formed from pearlite, while the low carbon austenite may be formed as a result of the transformation of ferrite to austenite occurring simultaneously. It seems that the application of the annealing type presented in the paper, can contribute to increasing the volume fraction of the retained austenite in the microstructure of the investigated steel and hence to improve its mechanical properties.

Słowa kluczowe

PL

stal typu TRIP; przemiany fazowe; temperatury krytyczne; wykresy CTPc

EN

TRIP steels; phase transformations; critical temperatures; CCT diagrams

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 5
• Strony: 324--328
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kokosza, A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej,

autor

Pacyna, J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej

autor

Dziurka, R.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej

Bibliografia

• [1] Olson G. B., Azrin M.: Transformation behaviour of TRIP steels. Metall. Trans. A. 9 (5) (1978) 713÷721.
• [2] Zakay V. F., Bhandarkar M. D., Parker E. R.: The role of deformationinduced phase transformation in the plasticity of some iron base alloys. Metall. Trans. 41 (1978) 351÷403.
• [3] Sakuma Y., Matsumura O., Takechi H.: Mechanical properties and retained austenite in intercritically heat-treated bainite-transformed steel and their variation with Si and Mn additions. Metall. Trans. A. 22A (1991) 489÷498.
• [4] Iwamoto T., Tsuta T., Tomita Y.: Investigation on deformation mode dependence of strain-induced martensitic transformation in TRIP steels and modelling of transformation kinetics. Int. J. Mech. Sci. 40 (2) (1998) 173÷182.
• [5] Sugimoto K., Kikuchi R., Hashimoto S.: Development of high strength low alloy TRIP-aided steels with annealed martensite matrix. Steel Res. 73 (6-7) (2002) 253÷258.
• [6] Doege E., Kulp S., Sunderkötter C.: Properties and application of TRIPsteel in sheet metal forming. Steel Res. 73 (6-7) (2002) 303÷308.
• [7] Ehrnhardt B., Gerber T.: Property releated design of advanced cold rolled steels with induced plasticity. Steel Grips 4 (2004) 247÷255.
• [8] De Cooman B. C.: Structure–properties relationship in TRIP steels containing carbide-free bainite. Curr. Opin. Solid State Mater.Sci. 8 (2004) 285÷303.
• [9] Pichler A., Traint S., Hebesberger T., Stiaszny P., Werner E. A.: Processing of thin sheet multiphase steel grades. Steel Res. Int. 78 (3) (2007) 216÷223.
• [10] Mukherjee M., Singh S. B., Mohanty O. N.: Microstructural characterization of TRIP-aided steels. Mater. Sci. Eng. A486 (2008) 32÷37.
• [11] Galán J., Samek L., Verleysen P., Verbeken K., Houbaert Y.: Advanced high strength steels for automotive industry. Revista de Met. 48 (2) (2012) 118÷131.
• [12] Suh D. W., Park S. J., Oh C. S., Kim S. J.: Influence of partial replacement of Si by Al on the change of phase fraction during heat treatment of TRIP steels. Scripta Mater. 57 (12) (2007) 1097÷1100.
• [13] Tang Z., Ding H., Du L., Long L.: Microstructures and mechanical properties of Si-Al-Mn TRIP steel with niobium. J. Mater. Sci. Technol. 23 (6) (2007) 790÷794.
• [14] Grajcar A., Kuziak R.: Thermomechanically processed TRIP steels with increased Mn content. Steel Res. Int. Special edition: Metal Forming 2012 (2012) 875÷878.
• [15] Grajcar A., Lesz S.: Influence of Nb microaddition on a microstructure of low-alloyed steels with increased manganese content. Materials Science Forum 706-709 (2012) 2124÷2129.
• [16] Grajcar A.: Thermodynamic analysis of precipitation processes in Nb-Timicroalloyed Si-Al TRIP steel. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 118 (2) (2014) 1011÷1020.
• [17] Srivastava A. K., Jha G., Gope N., Singh S. B.: Effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of cold rolled C-Mn-Si TRIPaided steel. Mater. Charact. 57 (2006) 127÷135.
• [18] Pacyna J., Kokosza A.: Kinetyka przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali Mn–Si chłodzonych z zakresu temperatur krytycznych. Inżynieria Materiałowa 5 (2012) 386÷391.
• [19] Kokosza A., Pacyna J.: Influence of austenitising temperature on kinetics of phase transformations in medium carbon TRIP steel. Mater. Sci.Technol. 31 (7) (2015) 802÷807.
• [20] Kokosza A.: Kształtowanie mikrostruktury niskowęglowej stali typu TRIP podczas wyżarzania w zakresie temperatur krytycznych. Inżynieria Materiałowa 1 (2014) 19÷24.
• [21] Kokosza A., Pacyna J.: Formation of medium carbon TRIP steel microstructure during annealing in the intercritical temperature range. Arch. Metall. Mater. 59 (3) (2014) 1021÷1026.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.5.26