بررسی تاثیر اندازه دانه آستنیت اولیه بر ساختار فولادهای نانو‌ساختار بینیتی کربن متوسط

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 شناسایی و انتخاب مواد مهندسی، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

2 پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

3 دانشکده مهندسی شیمی و مواد، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر فولادهای بینیتی نانوساختار، به دلیل دارا بودن ترکیب مناسبی از استحکام و انعطاف‌پذیری، توسعه یافته‌اند. تاثیر پارامترهای موثری نظیر زمان و دمای استحاله هم دما و هم چنین ترکیب شیمیایی بر تعیین خواص نهایی این فولادها مورد تحقیق گسترده قرار گرفته است. این در حالی است که تاثیر پارامتر اندازه دانه آستنیت اولیه هنوز به صورت گسترده در فولادهای نانوساختار بینیتی با کربن پایین مورد بررسی قرار نگرفته و تاثیر ریز دانه بودن آستنیت اولیه بر خواص نهایی مورد سوال است. هدف از این پژوهش، بررسی نقش اندازه دانه آستنیت اولیه بر ریزساختار نهایی و خواص مکانیکی فولادهای بینیتی نانوساختار با کربن متوسط است. در این تحقیق، پس از تعیین ترکیب فولاد مورد نظر، ذوب و ریخته‌گری آن در کوره القایی انجام شد و پس از عملیات ذوب مجدد تحت سرباره الکتریکی (ESR)، تحت عملیات نورد گرم قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Austenite Grain Size on the Microstructure of the Medium Carbon Nanobainitic Steel

نویسندگان [English]

  • Zahra Jahangiri 1
  • Yahya Palizdar 2
  • Mohammad Jafar Molaei 3
1 materials science and engineering, Materials and Energy Research Center, Karaj, Iran.
2 materials science and engineering, Materials and Energy Research Center, Karaj, Iran.
3 materials science and engineering, Shahroud University of Technology, Shahroud, Iran.
چکیده [English]

Carbide free bainitic steel, so called supper bainitic or nano-structured bainitic steel has attracted considerable attentions due to its remarkable combination of strength and ductility. Unfortunately, the effect of prior austenite grain size has not been investigated for the low carbon nano-structured bainitic steels. In this research, attempts were made to understand the effect of prior austenite grain size effect on the microstructure of carbide free medium carbon bainitic steel. The steel was cast by using induction furnace under argon gas atmosphere. The ingot was electro-slag-remelted (ESR) to obtain clean steel followed by hot rolling.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nano-structured bainitic steel
  • prior austenite grain size
  • Austempering treatment
  • Microstructure
  • tensile strength

. Garcia-Mateo, C., Caballero, F.G., and Bhadeshia, H.K.D.H., Acceleration of Low-temperature Bainite, ISIJ International, 2003, 43(11), 1821-1825.

.2. Garcia-Mateo, C., Caballero, F.G.,  and Bhadeshia, H.K.D.H., Mechanical Properties of Low Temperature Bainite, Materials Science Forum, 2005, 500-501, 495-502.

.3. Caballero, F.G., Bhadeshia, H.K.D.H., Mavella, K.J.A., Jones, D.G., and Brown, P., Very Strong Low Temprature Bainite, Material Science and Technology, 2002, 18, 279-284.

4. Garcia-Mateo, C., Peet, M., Caballero, F. G., and Bhadeshia, H.K.D.H.,  Tempering of hard mixture of bainitic ferrite and austenite, Materials Science and Technology, 2004, 20, 814-818.

5. Bhadeshia, H.K.D.H., Bainite in steels, second editin, London: IOM Communications Ltd, 2001.

6. Caballero, F.G., and Bhadeshia, H.K.D.H.,  Very Strong Bainite, Solid State and Material Science, 2004, 8, 251-257.

7. Garcia-Mateo, C., Caballero, F.G., and Bhadeshia, H.K.D.H., Low temperature bainite, Journal de physique colloque , 2003, 112, 1238-1343.

8. Garcia-Mateo, C., Caballero, F.G., and Bhadeshia, H.K.D.H., Development of Hard Bainite, ISIJ International, 2003, 43(8),1238-1243.

9. Bhadeshia, H.K.D.H., and Edmonds, D.V., Bainite in silicon steels: a new composition property approach I, Metal Science, 1983, 17, 411-419.

10. Wang, T.S., Yang, J., Shang, C.J., Li, X.Y., Zhang, B., and Zhang, F.C. Microstructures and impact toughness of low-alloy high-carbon steel austempered at low temperature, Scripta Materialia, 2009, 61, 434–437.

11. Caballero, F.G., Chao, J., Cornide, J., García-Mateo, C., Santofimia, M.J., Capdevila, C., Toughness deterioration in advanced high strength bainitic steels," Materials Science and Engineering A, 2009, 525, 87–95.

12. Bhadeshia, H.K.D.H.,  High Performance Bainitic Steels, Material Science Forum, 2005, 500-501, 63-74.

13. Lan, L.Y.,  Qiu, C.L., Zhao, D.W., Gao, X.H.,  and Du, L. X., Effect of austenite grain size on isothermal bainite transformation in low carbon microalloyed steel, Materials Science and Technology, 2011, 27(11), 1657-1663.

14. Jiang, T., Liu, H., Sun, J., Guo, S., and Liu, Y., Effect of austenite grain size on transformation of nanobainite and its mechanical properties, Materials Science and Engineering A, 2016, 666, 207-213.

15. Hu, F., Hodgson, P.D., and Wu, K.M., Acceleration of the super bainite transformation through a coarse austenite grain size, Materials Letters, 2014, 122, 240–243.

16. م. ع. گلعذار، اصول و کاربرد عملیات حرارتی فولادها و چدنها، اصفهان: دانشگاه صنعتی اصفهان، چاپ چهارم، 1375.

17. Verhoeven, J.D., steel metallurgy for the non-metallurgist, Materials Park, Ohio 44073-0002: ASM International, 2007.

18. Avishan, B., Mateo, C.G., Yazdania, S., and Caballero, F.G., Retained austenite thermal stability in a nanostructured bainitic steel, Materials Characterization, 2013, 81, 105 –110.

19. Huang, Y., Zhao, A-m., He, J-g., Wang, X-p., Wang, Z-g.,  and Qi, L., Microstructure, crystallography and nucleation mechanism of NANOBAIN steel, International Journal of Minerals, Metallurgy andMaterials, 2013, 20(12), 1155.

20. Lee, Y.K., Shin, H.C., Jang, Y.C., Kim, S.H.,  Choi, C.S.,  Effect of isothermal transformation temperature on amount of retained austenite and its thermal stability in a bainitic Fe–3%Si–0.45%C–X steel, Scripta Materialia, 2002, 47, 805–809.

21. Bhadeshia, H.K.D.H., Nanostructured bainite, Proc. R. Soc. A, 2010, 466, 3–18.