Obróbka cieplna stali średniomanganowych dla motoryzacji

Wyniki dylatometryczne wraz z badaniami mikroskopowymi (rys. 4) wykazały, że stal 5Mn nie jest podatna na powyższą metodę obróbki cieplnej. Wynika to z faktu silnego opóźniania przez mangan rozpoczęcia przemiany ferrytycznej. Podczas wytrzymania nie dochodzi do jej rozpoczęcia (rys. 4a), a cały austenit ulega przemianie martenzytycznej podczas chłodzenia (rys. 4b). Stal 3MnNb o mniejszym stężeniu Mn wytrzymywana w temperaturze 750 oraz 700°C wykazuje strukturę zawierającą pewną frakcję ferrytu (rys. 5), jednak niewystarczającą do ustabilizowania austenitu do temperatury pokojowej. Faza ta ulega więc przemianie martenzytycznej, gdyż temperatura M_s ulega jedynie nieznacznemu obniżeniu (w wyniku dyfuzji węgla z powstałego ferrytu do austenitu).

Wyniki te świadczą o konieczności dalszych badań symulujących dłuższy czas wytrzymania oraz wprowadzających odkształcenie plastyczne przed procesem, które lepiej odzwierciedlą faktyczny przebieg walcowania na gorąco ze zwijaniem w kręgi.

Symulacja wyżarzania międzykrytycznego

W Instytucie Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych Politechniki Śląskiej prowadzone są także badania mające na celu ustalenie optymalnych warunków obróbki cieplnej stali średniomanganowych podczas wyżarzania międzykrytycznego. Rys. 6 przedstawia schemat profilu cieplnego oraz mikrostruktury uzyskane po wyżarzaniu stali 0,17C-5Mn-1,5Al w temperaturze 700°C przez godzinę. Wyjściową strukturę stanowił martenzyt uzyskany po ochłodzeniu stali odkształconej plastycznie na gorąco. Efektem tej obróbki jest drobnopłytkowa mieszanina ferrytu i austenitu szczątkowego. Kształt płytek jest dziedziczony od wyjściowej struktury martenzytycznej. Stabilizacja fazy γ do temperatury pokojowej była możliwa dzięki dyfuzji węgla z ferrytu do austenitu. Tylko w zakresie temperatury 680-700°C wzbogacenie austenitu w C było wystarczające do obniżenia temperatury M_s poniżej pokojowej. W temperaturach wyższych niż 700°C część austenitu w końcowej fazie chłodzenia ulega przemianie martenzytycznej. Wyżarzanie stali poniżej 680°C nie gwarantuje pełnego wejścia w zakres dwufazowy γ+α.

Piśmiennictwo

1. Schneider R., Steineder K., Krizan D., Sommitsch Ch.: Effect of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of medium-Mn-steels. „Materials Science and Technology”, 11/2018, 1-9.
2. Grajcar A.: Obróbka cieplna wysokowytrzymałych stali wielofazowych. „Stal, Metale & Nowe Technologie”, 11-12/2017, 15-19.
3. Grajcar A., Skrzypczyk P., Woźniak D.: Thermomechanically rolled medium-Mn steels containing retained austenite. „Archives of Me­tallurgy and Materials”, 59/2014, 1691-1697.
4. Sun B.: Processing, microstructure and mechanical behavior of medium manganese steels. Department of Mining and Materials Engineering, McGill University, Montreal 2017.
5. Han J., Lee S., Jung J., Lee K.: The effects of the initial martensite microstructure on the microstructure and tensile properties of intercritically annealed Fe-9Mn-0,05C steel. „Acta Materialia”, vol. 78, 2014, 369-377.
6. Wang C., Shi J., Yu Wang C., Hui W., Wang M., Dong H., Cao W.: Development of ultrafine lamellar ferrite and austenite duplex structure in 0,2C5Mn steel during ART – annealing. ISIJ International, vol. 51, 2011, 651-656.
7. Hu B., Luo H.: Microstructures and mechanical properties of 7Mn steel manufactured by different rolling processes. „Metals”, 7/2017, 464-475.
8. Grajcar A., Skrzypczyk P., Kuziak R., Gołombek K.: Effect of finishing hot-working temperature on microstructure of thermomechanically processed Mn-Al multiphase steels. „Steel Research International”, vol. 85, 2014, 1058-1069.
9. Ito A., Shibata A., Tsuji N.: Thermomechanical processing of medium manganese steels. „Materials Science Forum”, vol. 879, 2017, 90-94.

Może Cię również zainteresować >>

Galeria

Zobacz więcej