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Erschienen in: Metals and Materials International 5/2023

09.10.2022

Microstructure and Properties of a Low Carbon Bainitic Steel Produced by Conventional and Inverted Two-Step Austempering Processes

verfasst von: Junyu Tian, Wei Wang, Guang Xu, Xiang Wang, Mingxing Zhou, Hatem Zurob

Erschienen in: Metals and Materials International | Ausgabe 5/2023

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Abstract

The microstructure evolution and strain hardening behaviour of a low-carbon carbide-free bainitic steel prepared by either single-step austempering (420 °C or 365 °C), conventional two-step austempering (420 °C then 365 °C) or inverted two-step austempering (365 °C then 420 °C) treatments were investigated. The results show that when the total isothermal holding time was the same, the inverted two-step austempering treatment (first completing bainitic transformation at low-temperature and then annealing at high-temperature austempering) led to the highest toughness (30.7 GPa%) due to the finer bainitic microstructure and higher fraction of film-like retained austenite. Grain refinement and transformation-induced plasticity allowed the material to achieve high ductility without sacrificing strength. Comparing single-step austempering at 365 °C with the inverted two-step austempering process indicates that annealing at a higher temperature after completion of the bainitic transformation resulted in better tensile properties because of a lower dislocation density and more stabler retained austenite. In addition, the samples heat-treated by the conventional two-step austempering process exhibited slower bainite transformation kinetics and the worse tensile properties than the sample which was heat-treated using a single-step austempering treatment at 365 °C or the one which was heat-treated using an inverted two-step heat treatment. Through the analysis of the orientation relationships, it is observed that the original austenite and the bainitic plates mainly followed the K-S orientation relationships regardless of whether the bainite plates were formed in the first or the second heat-treatment step.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat F.G. Caballero, H.K.D.H. Bhadeshia, K.J.A. Mawella, D.G. Jones, P. Brown, Mater. Sci. Technol. 18, 279 (2002)CrossRef F.G. Caballero, H.K.D.H. Bhadeshia, K.J.A. Mawella, D.G. Jones, P. Brown, Mater. Sci. Technol. 18, 279 (2002)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat C. Garcia-Mateo, F.G. Caballero, H.K.D.H. Bhadeshia, ISIJ Int. 43, 1821 (2003) C. Garcia-Mateo, F.G. Caballero, H.K.D.H. Bhadeshia, ISIJ Int. 43, 1821 (2003)
3.
4.
Zurück zum Zitat F.G. Caballero, H.K.D.H. Bhadeshia, Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 8, 251 (2004)CrossRef F.G. Caballero, H.K.D.H. Bhadeshia, Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 8, 251 (2004)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat H. Mousalou, S. Yazdani, B. Avishan, N.P. Ahmadi, A. Chabok, Y. Pei, Mater. Sci. Eng. A 734, 329 (2018)CrossRef H. Mousalou, S. Yazdani, B. Avishan, N.P. Ahmadi, A. Chabok, Y. Pei, Mater. Sci. Eng. A 734, 329 (2018)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat A. Navarro-López, J. Hidalgo, J. Sietsma, M.J. Santofimia, Mater. Design 188, 108484 (2020)CrossRef A. Navarro-López, J. Hidalgo, J. Sietsma, M.J. Santofimia, Mater. Design 188, 108484 (2020)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat L.J. Zhao, L.H. Qian, Q. Zhou, D.D. Li, T.L. Wang, Z.G. Jia, F.C. Zhang, J.Y. Meng, Mater. Design 183, 108123 (2019)CrossRef L.J. Zhao, L.H. Qian, Q. Zhou, D.D. Li, T.L. Wang, Z.G. Jia, F.C. Zhang, J.Y. Meng, Mater. Design 183, 108123 (2019)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat A. Navarro-López, J. Sietsma, M.J. Santofimia, Metall. Mater. Trans. A 47, 1028 (2016)CrossRef A. Navarro-López, J. Sietsma, M.J. Santofimia, Metall. Mater. Trans. A 47, 1028 (2016)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat S. Samanta, P. Biswas, S. Giri, S.B. Singh, S. Kundu, Acta Mater. 105, 390 (2016)CrossRef S. Samanta, P. Biswas, S. Giri, S.B. Singh, S. Kundu, Acta Mater. 105, 390 (2016)CrossRef
10.
11.
12.
Zurück zum Zitat W. Gong, Y. Tomota, S. Harjo, Y.H. Su, K. Aizawa, Acta Mater. 85, 243 (2015)CrossRef W. Gong, Y. Tomota, S. Harjo, Y.H. Su, K. Aizawa, Acta Mater. 85, 243 (2015)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat H.J. Hu, H.S. Zurob, G. Xu, D. Embury, G.R. Purdy, Mater. Sci. Eng. A 626, 34 (2015)CrossRef H.J. Hu, H.S. Zurob, G. Xu, D. Embury, G.R. Purdy, Mater. Sci. Eng. A 626, 34 (2015)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat H.J. Hu, G. Xu, L. Wang, M.X. Zhou, Z.L. Xue, Met. Mater. Int. 21, 929 (2015)CrossRef H.J. Hu, G. Xu, L. Wang, M.X. Zhou, Z.L. Xue, Met. Mater. Int. 21, 929 (2015)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat H. Guo, Y.P. Fan, Z.X. Li, Q. Li, X.Y. Feng, J. Mater. Res. Technol. 11, 982 (2021)CrossRef H. Guo, Y.P. Fan, Z.X. Li, Q. Li, X.Y. Feng, J. Mater. Res. Technol. 11, 982 (2021)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat W. Gong, Y. Tomota, M.S. Koo, Y. Adachi, Scripta Mater. 63, 819 (2010)CrossRef W. Gong, Y. Tomota, M.S. Koo, Y. Adachi, Scripta Mater. 63, 819 (2010)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat S. Golchin, B. Avishan, S. Yazdani, Mater. Sci. Eng. A 656, 94 (2016)CrossRef S. Golchin, B. Avishan, S. Yazdani, Mater. Sci. Eng. A 656, 94 (2016)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat J.Y. Tian, G.H. Chen, Y.W. Xu, Z.Y. Jiang, G. Xu, Metall. Mater. Trans. A 50, 4541 (2019)CrossRef J.Y. Tian, G.H. Chen, Y.W. Xu, Z.Y. Jiang, G. Xu, Metall. Mater. Trans. A 50, 4541 (2019)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat H. Guo, X.F. Feng, A.M. Zhao, Q. Li, M.J. Chai, J. Mater. Res. Technol. 9, 1593 (2020)CrossRef H. Guo, X.F. Feng, A.M. Zhao, Q. Li, M.J. Chai, J. Mater. Res. Technol. 9, 1593 (2020)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat X.L. Wang, K.M. Wu, F. Hu, L. Yu, X.L. Wan, Scripta Mater. 74, 56 (2014)CrossRef X.L. Wang, K.M. Wu, F. Hu, L. Yu, X.L. Wan, Scripta Mater. 74, 56 (2014)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat K.-W. Kim, K. Kim, C.-H. Lee, J.-Y. Kang, T.-H. Lee, K.-M. Cho, K.H. Oh, Mater. Sci. Eng. A 673, 557 (2016)CrossRef K.-W. Kim, K. Kim, C.-H. Lee, J.-Y. Kang, T.-H. Lee, K.-M. Cho, K.H. Oh, Mater. Sci. Eng. A 673, 557 (2016)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat B. Avishana, M. Tavakolian, S. Yazdani, Mater. Sci. Eng. A 693, 178 (2017)CrossRef B. Avishana, M. Tavakolian, S. Yazdani, Mater. Sci. Eng. A 693, 178 (2017)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat J.Y. Tian, G. Xu, Z.Y. Jiang, M.X. Zhou, H.J. Hu, Q. Yuan, ISIJ Int. 58, 1875 (2018)CrossRef J.Y. Tian, G. Xu, Z.Y. Jiang, M.X. Zhou, H.J. Hu, Q. Yuan, ISIJ Int. 58, 1875 (2018)CrossRef
24.
25.
Zurück zum Zitat G.H. Gao, H.R. Guo, X.L. Gui, Z.L. Tan, B.Z. Bai, Mater. Sci. Eng. A 736, 298 (2018)CrossRef G.H. Gao, H.R. Guo, X.L. Gui, Z.L. Tan, B.Z. Bai, Mater. Sci. Eng. A 736, 298 (2018)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Z.N. Yang, C.H. Chu, F. Jiang, Y.M. Qin, X.Y. Long, S.L. Wang, D. Chen, F.C. Zhang, Mater. Sci. Eng. A 748, 16 (2019)CrossRef Z.N. Yang, C.H. Chu, F. Jiang, Y.M. Qin, X.Y. Long, S.L. Wang, D. Chen, F.C. Zhang, Mater. Sci. Eng. A 748, 16 (2019)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat D.Y. Sun, H.Q. Zhao, L.L. You, X.Y. Long, Z.N. Yang, Y.G. Li, F. Liu, F.C. Zhang, Mater. Sci. Eng. A 845, 143212 (2022)CrossRef D.Y. Sun, H.Q. Zhao, L.L. You, X.Y. Long, Z.N. Yang, Y.G. Li, F. Liu, F.C. Zhang, Mater. Sci. Eng. A 845, 143212 (2022)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat J.Y. Tian, G. Xu, M.X. Zhou, H.J. Hu, Z.L. Xue, J. Iron Steel Res. Int. 26, 846 (2019)CrossRef J.Y. Tian, G. Xu, M.X. Zhou, H.J. Hu, Z.L. Xue, J. Iron Steel Res. Int. 26, 846 (2019)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat H. Guo, X. Feng, A. Zhao, Q. Li, M. Chai, J. Mater. Res. Technol. 9, 1593 (2020)CrossRef H. Guo, X. Feng, A. Zhao, Q. Li, M. Chai, J. Mater. Res. Technol. 9, 1593 (2020)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat K. Yamamoto, M. Takahashi, Y. Kamikubo, Y. Sugiura, S. Iwasawa, T. Nakata, S. Kamado, J. Alloy. Compd. 834, 155133 (2020) K. Yamamoto, M. Takahashi, Y. Kamikubo, Y. Sugiura, S. Iwasawa, T. Nakata, S. Kamado, J. Alloy. Compd. 834, 155133 (2020)
31.
Zurück zum Zitat J.Y. Tian, H.X. Wang, M. Zhu, M.X. Zhou, Q. Zhang, X. Su, A.M. Guo, G. Xu, Mater. Sci. Eng. A 834, 142622 (2022) J.Y. Tian, H.X. Wang, M. Zhu, M.X. Zhou, Q. Zhang, X. Su, A.M. Guo, G. Xu, Mater. Sci. Eng. A 834, 142622 (2022)
32.
Zurück zum Zitat D.F. Liu, J. Qin, Y.H. Zhang, Z.G. Wang, J.C. Nie, Mater. Sci. Eng. A 797, 140238 (2020)CrossRef D.F. Liu, J. Qin, Y.H. Zhang, Z.G. Wang, J.C. Nie, Mater. Sci. Eng. A 797, 140238 (2020)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat C. Garcia-Mateo, J.A. Jimenez, B. Lopez-Ezquerra, R. Rementeria, L. Morales-Rivas, M. Kuntz, F.G. Caballero, Mater. Charact. 122, 83 (2016)CrossRef C. Garcia-Mateo, J.A. Jimenez, B. Lopez-Ezquerra, R. Rementeria, L. Morales-Rivas, M. Kuntz, F.G. Caballero, Mater. Charact. 122, 83 (2016)CrossRef
34.
35.
Zurück zum Zitat J.Y. Tian, G. Xu, Z.Y. Jiang, X.L. Wan, H.J. Hu, Q. Yuan, Steel Res. Int. 90, 1800474 (2019)CrossRef J.Y. Tian, G. Xu, Z.Y. Jiang, X.L. Wan, H.J. Hu, Q. Yuan, Steel Res. Int. 90, 1800474 (2019)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat Y. Wang, K. Zhang, Z. Guo, N. Chen, Y. Rong, Mater. Sci. Eng. A 552, 288 (2012)CrossRef Y. Wang, K. Zhang, Z. Guo, N. Chen, Y. Rong, Mater. Sci. Eng. A 552, 288 (2012)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat B. Zhang, M.M. Zhao, Y. Dong, R.D.K. Misra, Y. Du, H.Y. Wu, L.X. Du, Mater. Sci. Eng. A 821, 141594 (2021)CrossRef B. Zhang, M.M. Zhao, Y. Dong, R.D.K. Misra, Y. Du, H.Y. Wu, L.X. Du, Mater. Sci. Eng. A 821, 141594 (2021)CrossRef
40.
Zurück zum Zitat M.X. Zhou, G. Xu, H.J. Hu, Q. Yuan, J.Y. Tian, Met. Mater. Int. 24, 28 (2018)CrossRef M.X. Zhou, G. Xu, H.J. Hu, Q. Yuan, J.Y. Tian, Met. Mater. Int. 24, 28 (2018)CrossRef
41.
Zurück zum Zitat J.Y. Tian, G. Xu, Z.Y. Jiang, H.J. Hu, Q. Yuan, X.L. Wan, Met. Mater. Int. 26, 961 (2020)CrossRef J.Y. Tian, G. Xu, Z.Y. Jiang, H.J. Hu, Q. Yuan, X.L. Wan, Met. Mater. Int. 26, 961 (2020)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat C.J. Tang, C.J. Shang, S.L. Liu, H.L. Guan, R.D.K. Misra, Y.B. Chen, Mater. Sci. Eng. A 731, 173 (2018)CrossRef C.J. Tang, C.J. Shang, S.L. Liu, H.L. Guan, R.D.K. Misra, Y.B. Chen, Mater. Sci. Eng. A 731, 173 (2018)CrossRef
43.
Zurück zum Zitat X.Y. Zhang, H. Yu, Q.C. Li, C.H. Song, S.F. Yang, Mater. Sci. Eng. A 840, 142968 (2022)CrossRef X.Y. Zhang, H. Yu, Q.C. Li, C.H. Song, S.F. Yang, Mater. Sci. Eng. A 840, 142968 (2022)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat H.S. Hasan, M.J. Peet, M.-N. Avettand-Fènoël, H.K.D.H. Bhadeshia, Mater. Sci. Eng. A 615, 340 (2014)CrossRef H.S. Hasan, M.J. Peet, M.-N. Avettand-Fènoël, H.K.D.H. Bhadeshia, Mater. Sci. Eng. A 615, 340 (2014)CrossRef
Metadaten
Titel
Microstructure and Properties of a Low Carbon Bainitic Steel Produced by Conventional and Inverted Two-Step Austempering Processes
verfasst von
Junyu Tian
Wei Wang
Guang Xu
Xiang Wang
Mingxing Zhou
Hatem Zurob
Publikationsdatum
09.10.2022
Verlag
The Korean Institute of Metals and Materials
Erschienen in
Metals and Materials International / Ausgabe 5/2023
Print ISSN: 1598-9623
Elektronische ISSN: 2005-4149
DOI
https://doi.org/10.1007/s12540-022-01316-3

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