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Quantitative Analysis of Microstructure in Low Carbon Steel after Thermomechanical Process in (α+γ) Region

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Published/Copyright: October 12, 2013
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Abstract

This paper presents results of quantitative analysis of ferrite grains in low carbon steel C15V with microalloying addition of vanadium. Thermomechanical treatment in the intercritical (α+γ) region was performed using the dilatometer DIL805A. On the basis of dilatometric researches the critical temperatures of α ↔ γ transformation for C15V steel during heating with v5−8=0.5 K/s and cooling with v8−5=1 K/s were estimated. The steel deformation was carried out with application of two different variants: deformation in (α+γ) region after cooling from full austenitization temperature and deformation in (α+γ) region after heating from ambient temperature (ferritic-bainitic microstructure). The effects of these treatments were observed by means of a light optical microscope in bright and polarized field.

The quantitative analysis of microstructure was investigated using Image Pro Plus (IPP) program. Characteristic parameters for ferrite grains such as: field area, average diameter, shape factor were estimated. For each of these parameters, histograms and maps of average grain diameter distribution were performed using STATISTICA 9 and IPP programs. It was observed that deformation in the intercritical range (α+γ) promotes the occurrence of many ferrite nucleus in the obtained structures, especially at grain boundaries. For low carbon steel this results in formation of very fine microstructure.

Kurzfassung

Diese Arbeit präsentiert die Ergebnisse der quantitativen Analyse von Ferritkörnern in kohlenstoffarmem Stahl C15V mit dem Mikrolegierungselement Vanadium. Die thermomechanische Behandlung im interkritischen (α+γ)-Bereich wurde mit dem Dilatometer DIL805A durchgeführt. Auf Grundlage dilatometrischer Untersuchungen wurde die kritische Temperatur der α ↔ γ-Umwandlung für C15V-Stahl während dem Erwärmen mit v5–8=0,5 K/s und dem Abkühlen bei v8–5=1 K/s bestimmt. Die Stahlumformung wurde in zwei unterschiedlichen Varianten durchgeführt: Umformung im (α+γ)-Bereich nach dem Abkühlen von der Temperatur der vollständigen Austenitisierung und Umformung im (α+γ)-Bereich nach dem Anwärmen von der Raumtemperatur (ferritisch-bainitische Mikrostruktur). Die Auswirkungen dieser Behandlungen wurden mit einem Lichtmikroskop im Hellfeld und mit polarisiertem Licht betrachtet.

Die quantitative Analyse der Mikrostruktur wurde mit der Software Image Pro Plus (IPP) durchgeführt. Charakteristische Parameter für Ferritkörner wie beispielsweise Feldbereich, durchschnittlicher Durchmesser und der Formfaktor wurden abgeschätzt. Für jeden dieser Parameter wurden anhand der Software STATISTICA 9 und IPP Histogramme und Karten der durchschnittlichen Korndurchmesserverteilung erstellt. Es konnte beobachtet werden, dass die Umformung im interkritischen Bereich (α+γ) das Auftreten zahlreicher Ferritkerne in den erzielten Strukturen, insbesondere an den Korngrenzen, begünstigt. Bei kohlenstoffarmem Stahl führt dies zur Bildung einer sehr feinen Mikrostruktur.

References / Literatur

[1] H.Dong, Deformation induced ferrite transformation in low carbon steels, Current Opinion in Solid State and Materials Science9 (2005) 269276. 10.1016/j.cossms.2006.02.014Search in Google Scholar

[2] A.Bakkaloglu, Effect of processing parameters on the microstructure and properties of an Nb microalloyed steel, Materials Letters56 (2002) 263272. 10.1016/S0167-577X(02)00453-6Search in Google Scholar

[3] A.Lis, J.Lis, P.Wieczorek, Struktura i własności mechaniczne niskowęglowej stali C-Mn-V po obróbce cieplno-plastycznej;Hutnik-Wiadomości Hutnicze6 (2008) 299304.Search in Google Scholar

[4] L. A.Dobrzański, Podstawy nauki o materiałach, WNT, Warszawa (2002) 244251.Search in Google Scholar

[5] H.Beladi, G. L.Kelly, A.Shokouhi, P. D.Hodgson, Effects of thermomechanical parameters on the critical strain for ultrafine ferrite formation through hot torsion testing, Materials Science and Engeneering A367 (2003) 152161. 10.1016/j.msea.2003.09.095Search in Google Scholar

[6] H.Beladi, G. L.Kelly, A.Shokouhi, P. D.Hodgson, The evolution of ultrafine ferrite formation through dynamic strain-induced, Materials Science and Engineering A371 (2004) 343352. 10.1016/j.msea.2003.12.024Search in Google Scholar

[7] B.Eghbali, A.Abdollah-zadeh, Influence of deformation temperature on the ferrite grain refinement in a low carbon Nb-Ti steel, Journal of Materials processing Technology180 (2006) 4448. 10.1016/j.jmatprotec.2006.04.018Search in Google Scholar

[8] Y. J.Lan, D. Z.Li, Y. Y.Li, Modeling austenite decomposition into ferrite at different cooling rate in low-carbon steel with cellular automaton method, Acta Materialia52 (2004). 17211729. 10.1016/j.actamat.2003.12.045Search in Google Scholar

[9] Y. D.Huang, L.Froyen, Important factors to obtain homogeneous and ultrafine ferrite-pearlite microstructure in low carbon steel, Journal of Materials Processing Technology124 (2002) 216226. 10.1016/S0924-0136(02)00163-2Search in Google Scholar

[10] C.Kolan, A.Wrońska, J.Lis, B.Koczurkiewicz, Wytwarzanie drobnoziarnistego ferrytu w wielofazowej strukturze niskowęglowej stali, Inżynieria Materiałowa, 2 (2010) 123126.Search in Google Scholar

Received: 2012-9-28
Accepted: 2013-7-12
Published Online: 2013-10-12
Published in Print: 2013-10-11

© 2013, Carl Hanser Verlag, München

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