تأثیر دمای آنیل فوق سریع بر ریزساختار فولاد کم کربن به شدت تغییر شکل یافته

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

محمدعلی مصطفایی ¹ , محسن کاظمی نژاد ²

1 - استادیار دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی-دانشگاه شهید بهشتی - تهران-ایران
2 - استاد دانشکده مهندسی و علم مواد-دانشگاه صنعتی شریف- تهران-ایران

تاريخ الإرسال : 25 السبت , محرم, 1437 تاريخ التأكيد : 02 السبت , صفر, 1442 تاريخ الإصدار : 03 السبت , محرم, 1442

الکلمات المفتاحية: آنیل فوق سریع, تقابل, تبلور مجدد, دگرگونی فاز, دمای بحرانی,

ملخص المقالة :

آنیل فوق سریع یکی از روش­های موثر در کنترل ریزساختار برای ریزدانه کردن فولادهاست. در این پژوهش فولاد کم کربن ابتدا تحت تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD) قرار گرفته و سپس با نرخ حرارت­دهی ^oC/s 200 تا چندین دمای مختلف در دو محدوده­ی زیر دمای بحرانی (Ac₁) و بین دمای بحرانی آنیل فوق سریع شدند. نتایج نشان می­دهد که به علت افزایش دمای شروع تبلور مجدد حین آنیل فوق سریع، ریزساختار کاملاً تبلور مجدد یافته در محدوده­ی زیر دمای بحرانی اتفاق نمی­افتد. آنیل فوق سریع فولاد کم کربن SPD شده تا دمای ^oC 730 باعث می­شود که تقابل بین تبلور مجدد و دگرگونی فاز اتفاق بیافتد و باعث ریزدانه شدن ساختار شود. در این حالت ریزساختار فولاد حین آنیل فوق سریع شامل دانه­های ریز فریت تبلور مجدد یافته است که فازهای آستنیت به طور ظریف و انبوه اطراف فریت قرار گرفته و حین سرد شدن به پرلیت تبدیل می­شود. آستنیت­های شکل گرفته در این حالت به نوعی باعث قفل شدن ریزساختار شده و پایداری حرارتی را حین آنیل فوق سریع تا دماهای بالاتر برای این فولاد به ارمغان می­آورد.

المصادر:

1- قناعی ا, ادریس ح, مناجاتی‌زاده ح, حسن‌نیا م ح (1392) بررسی اثر دمای تبلور دوباره بر خواص پخت سختی فولادهای فوق کم‌کربن. مجله مواد نوین 3:109–116.

2- Massardier V, Ngansop A, Fabregue D, Merlin J (2010) Identification of the parameters controlling the grain refinement of ultra-rapidly annealed low carbon Al-killed steels. Mater Sci Eng A 527:5654–5663.

3- Atkinson M (1993) Ultra-rapid annealing of low-carbon steel. Mater forum 17:181–208.          

4- Lesch C, Álvarez P, Bleck W, Gil Sevillano J (2007) Rapid Transformation Annealing: a Novel Method for Grain Refinement of Cold-Rolled Low-Carbon Steels. Metall Mater Trans A 38:1882–1890.

5- Huang J, Poole WJ, Militzer M (2004) Austenite formation during intercritical annealing. Metall Mater Trans A 35:3363–3375.

6- Zheng C, Raabe D (2013) Interaction between recrystallization and phase transformation during intercritical annealing in a cold-rolled dual-phase steel: A cellular automaton model. Acta Mater 61:5504–5517.

7- Chbihi A, Barbier D, Germain L, et al. (2014) Interactions between ferrite recrystallization and austenite formation in high-strength steels. J Mater Sci 49:3608–3621.

8- Peranio N, Li Y, Roters F, Raabe D (2010) Microstructure and texture evolution in dual-phase steels: Competition between recovery, recrystallization, and phase transformation. Mater Sci Eng A 527:4161–4168.

9- Karmakar A, Ghosh M, Chakrabarti D (2013) Cold-rolling and inter-critical annealing of low-carbon steel: Effect of initial microstructure and heating-rate. Mater Sci Eng A 564:389–399.   
 

10- Gorelik SS (1981) Recrystallization in Metals and Alloys. MIR Publisher, Moscow.

 11- Muljono D, Ferry M, Dunne D. (2001) Influence of heating rate on anisothermal recrystallization in low and ultra-low carbon steels. Mater Sci Eng A 303:90–99.

12- Arlazarov A, Brollo GL, Magar C (2014) Influence of Heating Rate on the Microstructure and Mechanical Properties of Annealed Low Carbon Steels. In: Met. 2014. pp 1–7.

 13- Xu D, Li J, Meng Q, et al. (2014) Effect of heating rate on microstructure and mechanical properties of TRIP-aided multiphase steel. J Alloys Compd 614:94–101.

14- Li P, Li J, Meng Q, et al. (2013) Effect of heating rate on ferrite recrystallization and austenite formation of cold-roll dual phase steel. J Alloys Compd 578:320–327.

 

15- Azizi-Alizamini H, Militzer M, Poole WJ (2011) Austenite Formation in Plain Low-Carbon Steels. Metall Mater Trans A 42:1544–1557.

16- Petrov R, Sidor J, Kaluba W, Kestens L (2012) Grain Refinement of a Cold Rolled TRIP Assisted Steel after Ultra Short Annealing. Mater Sci Forum 715-716:661–666.

17- Stockemer J, Brande P Vanden, Brande P (2003) Recrystallization of a cold-rolled low-carbon steel by cold-plasma-discharge rapid annealing. Metall Mater Trans A 34:1341–1348.     

18- Gutiérrez C. E, Salinas-Rodríguez A, Nava-Vázquez E (2007) Effect of Fast Annealing on Microstructure and Mechanical Properties of Non-Oriented Al-Si Low C Electrical Steels. Mater Sci Forum 560:29–34. 

19- Attallah MM, Strangwood M, Davis CL (2010) Influence of the heating rate on the initiation of primary recrystallization in a deformed Al–Mg alloy. Scr Mater 63:371–374.

20-Ferry M, Muljono D, Dunne DP (2001) Recrystallization Kinetics of Low and Ultra Low Carbon Steels during High-rate Annealing. ISIJ Int 41:1053–1060.

21- Khodabakhshi F, Kazeminezhad M, Kokabi AH (2010) Constrained groove pressing of low carbon steel: Nano-structure and mechanical properties. Mater Sci Eng A 527:4043–4049.         

22- Khodabakhshi F, Kazeminezhad M (2011) The effect of constrained groove pressing on grain size, dislocation density and electrical resistivity of low carbon steel. Mater Des 32:3280–3286.

23-Senuma T, Kawasaki K, Takemoto Y (2006) Recrystallization Behavior and Texture Formation of Rapidly Annealed Cold-Rolled Extralow Carbon Steel Sheets. Mater Trans 47:1769–1775.

24-Khodabakhshi F, Kazeminezhad M (2011) The annealing phenomena and thermal stability of severely deformed steel sheet. Mater Sci Eng A 528:5212–5218.

25-Karmakar A, Karani A, Patra S, Chakrabarti D (2013) Development of Bimodal Ferrite-Grain Structures in Low-Carbon Steel Using Rapid Intercritical Annealing. Metall Mater Trans A 44:2041–2052.