Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 3/2019

01.01.2019

Effect of Microstructural Characteristics on Mechanical Properties of Austenitic, Ferritic, and γ-α Duplex Stainless Steels

verfasst von: Mitsuhiro Okayasu, Daiki Ishida

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 3/2019

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Materials properties of γ (austenite), α (ferrite), and γ-α duplex stainless steels were experimentally examined using samples with different grain sizes (8 to 1000 µm) and different ratios of the γ to α phase (γ proportion: 35 to 78 pct). The mechanical properties (hardness and tensile strength) of the duplex stainless steel were about 1.5 times higher than those of the austenitic and ferritic stainless steels. Two main reasons for the high strength of duplex stainless steel were identified as follows: (i) severe interruption of slip deformation in the γ phase on the α phase; (ii) a high misorientation angle around phase boundaries between the γ and α phases, caused by bonding of the different lattice structures: γ-fcc and α-bcc. The ultimate tensile strength of duplex stainless steel increased with increasing proportion of the γ phase to 50 pct, but decreased with a further increase in the amount of γ phase. The mechanical properties improved with decreasing grain size of the stainless steels, which follows the Hall–Petch relationship; however, the reverse relationship was obtained for ferritic stainless steel, especially with large grain sizes (100 to 1000 µm), in which the size of hard Cr23C6 precipitates increased with increasing grain size.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat X.H. Chen, J. Lu, L. Lu, and K. Lu: Scripta Mater. 2005, vol. 52, pp. 1039–44.CrossRef X.H. Chen, J. Lu, L. Lu, and K. Lu: Scripta Mater. 2005, vol. 52, pp. 1039–44.CrossRef
2.
Zurück zum Zitat P. Wang, S.P. Lu, N.M. Xiao, D.Z. Li, and Y.Y. Li: Mater. Sci. Eng. A, 2010, vol. 527, pp. 3210–6.CrossRef P. Wang, S.P. Lu, N.M. Xiao, D.Z. Li, and Y.Y. Li: Mater. Sci. Eng. A, 2010, vol. 527, pp. 3210–6.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat M. Ziętala, T. Durejko, M. Polański, I. Kunce, T. Płociński, W. Zieliński, M. Łazińska, W. Stępniowski, T. Czujko, K.J. Kurzydłowski, and Z. Bojar: Mater. Sci. Eng. A, 2016, vol. 677, pp. 1–10.CrossRef M. Ziętala, T. Durejko, M. Polański, I. Kunce, T. Płociński, W. Zieliński, M. Łazińska, W. Stępniowski, T. Czujko, K.J. Kurzydłowski, and Z. Bojar: Mater. Sci. Eng. A, 2016, vol. 677, pp. 1–10.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat N. Saito, M. Mabuchi, M. Nakanishi, I. Shigematsu, G. Yamauchi, and M. Nakamura: J. Mater. Sci., 2001, vol. 36, pp. 3229–32.CrossRef N. Saito, M. Mabuchi, M. Nakanishi, I. Shigematsu, G. Yamauchi, and M. Nakamura: J. Mater. Sci., 2001, vol. 36, pp. 3229–32.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat C.H. Hsu, C.K. Lin, K.H. Huang, and K.L. Ou: Surf. Coat. Technol., 2013, vol. 231, pp. 380–4.CrossRef C.H. Hsu, C.K. Lin, K.H. Huang, and K.L. Ou: Surf. Coat. Technol., 2013, vol. 231, pp. 380–4.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat V.S. Moura, L.D. Lima, J.M. Pardal, A.Y. Kina, R.R.A. Corte, and S.S.M. Tavares: Mater. Charact., 2008, vol. 59, pp. 1127–32.CrossRef V.S. Moura, L.D. Lima, J.M. Pardal, A.Y. Kina, R.R.A. Corte, and S.S.M. Tavares: Mater. Charact., 2008, vol. 59, pp. 1127–32.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat J.K. Sahu, U. Krupp, R.N. Ghosh, and H.-J. Christ: Mater. Sci. Eng. A, 2009, vol. 508, pp. 1–14.CrossRef J.K. Sahu, U. Krupp, R.N. Ghosh, and H.-J. Christ: Mater. Sci. Eng. A, 2009, vol. 508, pp. 1–14.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat W. Reick, M. Pohl, and A.F. Padilha: ISIJ Int., 1998, vol. 38, pp. 567–71.CrossRef W. Reick, M. Pohl, and A.F. Padilha: ISIJ Int., 1998, vol. 38, pp. 567–71.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat A. Mateo, L. Llanges, M. Anglanda, A. Redjaïmia, and G. Metauer: J. Mater. Sci., 1997, vol. 32, pp. 4533–40.CrossRef A. Mateo, L. Llanges, M. Anglanda, A. Redjaïmia, and G. Metauer: J. Mater. Sci., 1997, vol. 32, pp. 4533–40.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat T. Kuroda: Trans. JWRI, 2005, vol. 34, pp. 63–8. T. Kuroda: Trans. JWRI, 2005, vol. 34, pp. 63–8.
11.
Zurück zum Zitat J.O. Nilsson, and A. Wilson: Mater. Sci. Tech., 1993, vol. 9, pp. 545–54.CrossRef J.O. Nilsson, and A. Wilson: Mater. Sci. Tech., 1993, vol. 9, pp. 545–54.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Q. Wei, S. Cheng, K.T. Ramesh, and E. Ma: Mater. Sci. Eng. A, 2004, vol. 381, pp. 71–9.CrossRef Q. Wei, S. Cheng, K.T. Ramesh, and E. Ma: Mater. Sci. Eng. A, 2004, vol. 381, pp. 71–9.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat I. Shakhova, V. Dudko, A. Belyakov, K. Tsuzaki, and R. Kaibyshev: Mater. Sci. Eng. A, 2012, vol. 545, pp. 176–86.CrossRef I. Shakhova, V. Dudko, A. Belyakov, K. Tsuzaki, and R. Kaibyshev: Mater. Sci. Eng. A, 2012, vol. 545, pp. 176–86.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat J. Schiøtz, T. Vegge, F.D. Di Tolla, and K.W. Jacobsen: Phys. Rev. B, 1999, vol. 60, pp. 11971–83.CrossRef J. Schiøtz, T. Vegge, F.D. Di Tolla, and K.W. Jacobsen: Phys. Rev. B, 1999, vol. 60, pp. 11971–83.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat M. Okayasu, H. Fukui, H. Ohfuji, and T. Shiraishi: Mater. Sci. Technol., 2014, vol. 30, pp. 301–8.CrossRef M. Okayasu, H. Fukui, H. Ohfuji, and T. Shiraishi: Mater. Sci. Technol., 2014, vol. 30, pp. 301–8.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat A. Iza-Mendia, A. Piñol-Juez, J.J. Urcola, and I. Gutérrez: Metall. Mater. Trans. A, 1998, vol. 29, pp. 975–86. A. Iza-Mendia, A. Piñol-Juez, J.J. Urcola, and I. Gutérrez: Metall. Mater. Trans. A, 1998, vol. 29, pp. 975–86.
17.
Zurück zum Zitat B.P. Kashyap, and K. Tangri: Acta Metall. Mater., 1995, vol. 43, pp. 3971–81.CrossRef B.P. Kashyap, and K. Tangri: Acta Metall. Mater., 1995, vol. 43, pp. 3971–81.CrossRef
18.
Zurück zum Zitat M. Kowaka: Zairyo, 1974, vol. 23, pp. 924–35. M. Kowaka: Zairyo, 1974, vol. 23, pp. 924–35.
Metadaten
Titel
Effect of Microstructural Characteristics on Mechanical Properties of Austenitic, Ferritic, and γ-α Duplex Stainless Steels
verfasst von
Mitsuhiro Okayasu
Daiki Ishida
Publikationsdatum
01.01.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 3/2019
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-018-5083-4

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2019

Metallurgical and Materials Transactions A 3/2019 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.