Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 2/2008

01.02.2008

High-Strength Low-Carbon Ferritic Steel Containing Cu-Fe-Ni-Al-Mn Precipitates

verfasst von: Semyon Vaynman, Dieter Isheim, R. Prakash Kolli, Shrikant P. Bhat, David N. Seidman, Morris E. Fine

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 2/2008

Einloggen

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

search-config
loading …

Abstract

An investigation of a low-carbon, Fe-Cu–based steel, for Naval ship hull applications, with a yield strength of 965 MPa, Charpy V-notch absorbed impact-energy values as high as 74 J at –40 °C, and an elongation-to-failure greater than 15 pct, is presented. The increase in strength is derived from a large number density (approximately 1023 to 1024 m−3) of copper-iron-nickel-aluminum-manganese precipitates. The effect on the mechanical properties of varying the thermal treatment was studied. The nanostructure of the precipitates found within the steel was characterized by atom-probe tomography. Additionally, initial welding studies show that a brittle heat-affected zone is not formed adjacent to the welds.

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!

Fußnoten
1
The term NUCu stands for Northwestern University copper alloyed steel.
 
2
In earlier publications and conference proceedings, we denoted the same heats as NUCu-150-x or AlNiCu-150-x. We make the change to NUCu-140-x to better relate the steel to similar Cu alloyed steels previously developed at Northwestern University.
 
3
IVAS is a trademark of Imago Scientific Instruments, Madison, WI.
 
Literatur
1.
Zurück zum Zitat A.P. Coldren and T.B. Cox: Laboratory DTR, 1986 A.P. Coldren and T.B. Cox: Laboratory DTR, 1986
2.
Zurück zum Zitat E.J. Czyrycka, R.E. Link, R.J. Wong, D.A. Aylor, T.W. Montemarano, and J.P. Gudas: Nav. Eng. J., 1990, vol. 102, p. 63CrossRef E.J. Czyrycka, R.E. Link, R.J. Wong, D.A. Aylor, T.W. Montemarano, and J.P. Gudas: Nav. Eng. J., 1990, vol. 102, p. 63CrossRef
3.
Zurück zum Zitat S.K. Dhua, D. Mukerjee, D.S. Sarma: Metall. Mater. Trans. A, 2001, vol. 32A, p. 2259CrossRef S.K. Dhua, D. Mukerjee, D.S. Sarma: Metall. Mater. Trans. A, 2001, vol. 32A, p. 2259CrossRef
4.
Zurück zum Zitat S.K. Dhua, A. Ray, D.S. Sarma: Mater. Sci. Eng. A, 2001, vol. 318, p. 197CrossRef S.K. Dhua, A. Ray, D.S. Sarma: Mater. Sci. Eng. A, 2001, vol. 318, p. 197CrossRef
5.
Zurück zum Zitat T.W. Montemarano, B.P. Sack, J.P. Gudas, M.G. Vassilaros, H.H. Vanderveldt: J. Ship Prod., 1986, vol. 2, p. 145 T.W. Montemarano, B.P. Sack, J.P. Gudas, M.G. Vassilaros, H.H. Vanderveldt: J. Ship Prod., 1986, vol. 2, p. 145
6.
Zurück zum Zitat A.K. Sinha: Physical Metallurgy Handbook, McGraw-Hill, New York, NY, 2003 A.K. Sinha: Physical Metallurgy Handbook, McGraw-Hill, New York, NY, 2003
7.
Zurück zum Zitat R.W.K. Honeycombe, H.K.D.H. Bhadeshia: Steels Microstructure and Properties, Arnold, London, 1996 R.W.K. Honeycombe, H.K.D.H. Bhadeshia: Steels Microstructure and Properties, Arnold, London, 1996
8.
Zurück zum Zitat R.P. Foley, M.E. Fine: Int. Conf. on Processing, Microstructure and Properties of Microalloyed and Other Modern High Strength Low Alloy Steels, A.J. DeArdo, ed., ISS and TMS, Pittsburgh, PA, 1991, p. 315 R.P. Foley, M.E. Fine: Int. Conf. on Processing, Microstructure and Properties of Microalloyed and Other Modern High Strength Low Alloy Steels, A.J. DeArdo, ed., ISS and TMS, Pittsburgh, PA, 1991, p. 315
9.
Zurück zum Zitat R.P. Foley: Ph.D. Thesis, Northwestern University, Evanston, IL, 1992 R.P. Foley: Ph.D. Thesis, Northwestern University, Evanston, IL, 1992
10.
Zurück zum Zitat C.S. Smith, E.W. Palmer: Trans. AIME, 1933, vol. 105, p. 133 C.S. Smith, E.W. Palmer: Trans. AIME, 1933, vol. 105, p. 133
11.
Zurück zum Zitat C.H. Lorig: Metal Progr., 1935, vol. 27, p. 53 C.H. Lorig: Metal Progr., 1935, vol. 27, p. 53
12.
Zurück zum Zitat C.H. Lorig, R.R. Adam: Copper as an Alloying Element in Steel and Cast Iron, McGraw-Hill, New York, NY, 1948 C.H. Lorig, R.R. Adam: Copper as an Alloying Element in Steel and Cast Iron, McGraw-Hill, New York, NY, 1948
13.
Zurück zum Zitat J.L. Gregg, B.N. Daniloff: The Alloys of Iron and Copper, McGraw-Hill, New York, NY, 1934 J.L. Gregg, B.N. Daniloff: The Alloys of Iron and Copper, McGraw-Hill, New York, NY, 1934
14.
Zurück zum Zitat M.E. Fine, R. Ramanathan, S. Vaynman, S.P. Bhat: Int. Symp. on Low-Carbon Steels for the 90’s, R.I. Asfahani, G. Tither, eds., TMS, Pittsburgh, PA, 1993, p. 511 M.E. Fine, R. Ramanathan, S. Vaynman, S.P. Bhat: Int. Symp. on Low-Carbon Steels for the 90’s, R.I. Asfahani, G. Tither, eds., TMS, Pittsburgh, PA, 1993, p. 511
15.
Zurück zum Zitat S. Vaynman, M.E. Fine: Int. Symp. on Steel for Fabricated Structures, R.I. Asfahani, R.L. Bodnar, eds., AISI and ASM International, Cincinnati, OH, 1999, p. 59 S. Vaynman, M.E. Fine: Int. Symp. on Steel for Fabricated Structures, R.I. Asfahani, R.L. Bodnar, eds., AISI and ASM International, Cincinnati, OH, 1999, p. 59
16.
Zurück zum Zitat S. Vaynman, M.E. Fine, G. Ghosh, S.P. Bhat: in Materials for The New Millennium, K.P. Chong, ed., ASCE, Washington, DC, 1996, vol. 2, p. 1551 S. Vaynman, M.E. Fine, G. Ghosh, S.P. Bhat: in Materials for The New Millennium, K.P. Chong, ed., ASCE, Washington, DC, 1996, vol. 2, p. 1551
17.
Zurück zum Zitat S. Vaynman, R.S. Guico, M.E. Fine, S.J. Manganello: Metall. Mater. Trans. A, 1997, vol. 28A, p. 1274CrossRef S. Vaynman, R.S. Guico, M.E. Fine, S.J. Manganello: Metall. Mater. Trans. A, 1997, vol. 28A, p. 1274CrossRef
18.
Zurück zum Zitat S. Vaynman, M.E. Fine, R.I. Asfahani, D.M. Bormet, C. Hahin: in Microalloyed Steel, R.I. Asfahani, R.L. Bodnar, M.J. Merwin, eds., ASM, Columbus, OH, 2002 S. Vaynman, M.E. Fine, R.I. Asfahani, D.M. Bormet, C. Hahin: in Microalloyed Steel, R.I. Asfahani, R.L. Bodnar, M.J. Merwin, eds., ASM, Columbus, OH, 2002
19.
Zurück zum Zitat S.R. Goodman, S.S. Brenner, J.R. Low Jr.: Metall. Trans., 1973, vol. 4, p. 2363CrossRef S.R. Goodman, S.S. Brenner, J.R. Low Jr.: Metall. Trans., 1973, vol. 4, p. 2363CrossRef
20.
Zurück zum Zitat S.R. Goodman, S.S. Brenner, J.R. Low Jr.: Metall. Trans., 1973, vol. 4, p. 2371CrossRef S.R. Goodman, S.S. Brenner, J.R. Low Jr.: Metall. Trans., 1973, vol. 4, p. 2371CrossRef
21.
Zurück zum Zitat M.S. Gagliano: in Co-Precipitation of Copper and Niobium Carbide in a Low Carbon Steel, Northwestern University, Evanston, IL, 2002, p. 239 M.S. Gagliano: in Co-Precipitation of Copper and Niobium Carbide in a Low Carbon Steel, Northwestern University, Evanston, IL, 2002, p. 239
23.
Zurück zum Zitat M.S. Gagliano, M.E. Fine: Metall. Mater. Trans. A, 2004, vol. 35A, p. 2323CrossRef M.S. Gagliano, M.E. Fine: Metall. Mater. Trans. A, 2004, vol. 35A, p. 2323CrossRef
24.
Zurück zum Zitat M.K. Miller: Atom Probe Tomography, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, NY, 2000 M.K. Miller: Atom Probe Tomography, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, NY, 2000
25.
Zurück zum Zitat T.F. Kelly, M.K. Miller: Rev. Sci. Instrum., 2007, vol. 78, p. 031101CrossRef T.F. Kelly, M.K. Miller: Rev. Sci. Instrum., 2007, vol. 78, p. 031101CrossRef
26.
27.
Zurück zum Zitat D. Isheim, D.N. Seidman: Surf. Interface Anal., 2004, vol. 36, p. 569CrossRef D. Isheim, D.N. Seidman: Surf. Interface Anal., 2004, vol. 36, p. 569CrossRef
28.
Zurück zum Zitat D. Isheim, M.S. Gagliano, M.E. Fine, D.N. Seidman: Acta Mater., 2006, vol. 54, p. 841CrossRef D. Isheim, M.S. Gagliano, M.E. Fine, D.N. Seidman: Acta Mater., 2006, vol. 54, p. 841CrossRef
29.
Zurück zum Zitat S. Vaynman, M.E. Fine, S. Lee, H.D. Espinosa: Scripta Mater., 2006, vol. 55, p. 351CrossRef S. Vaynman, M.E. Fine, S. Lee, H.D. Espinosa: Scripta Mater., 2006, vol. 55, p. 351CrossRef
30.
Zurück zum Zitat D. Isheim, R.P. Kolli, M.E. Fine, D.N. Seidman: Scripta Mater., 2006, vol. 55, p. 35CrossRef D. Isheim, R.P. Kolli, M.E. Fine, D.N. Seidman: Scripta Mater., 2006, vol. 55, p. 35CrossRef
31.
Zurück zum Zitat T. Watanabe: Tetsu-to-Hagané, 1975, vol. 61, p. 2456 T. Watanabe: Tetsu-to-Hagané, 1975, vol. 61, p. 2456
32.
Zurück zum Zitat R.A. Fournelle, E.A. Grey, M.E. Fine: Metall. Trans. A, 1976, vol. 7A, p. 669 R.A. Fournelle, E.A. Grey, M.E. Fine: Metall. Trans. A, 1976, vol. 7A, p. 669
33.
Zurück zum Zitat C. Asada and T. Watanabe: Trans. JIM, 1968, vol. 9, suppl., p. 387 C. Asada and T. Watanabe: Trans. JIM, 1968, vol. 9, suppl., p. 387
34.
Zurück zum Zitat S.C. Kolesar: Precipitation Processes in Fe-Base, Ferritic, Ni-Al Alloys, Northwestern University, Evanston, IL, 1971 S.C. Kolesar: Precipitation Processes in Fe-Base, Ferritic, Ni-Al Alloys, Northwestern University, Evanston, IL, 1971
35.
Zurück zum Zitat H.A. Calderon: Development of BCC Fe Base Alloys with Coherent Precipitates, Northwestern University, Evanston, IL, 1983 H.A. Calderon: Development of BCC Fe Base Alloys with Coherent Precipitates, Northwestern University, Evanston, IL, 1983
36.
Zurück zum Zitat T.T. Tsong: Atom-Probe Field Ion Microscopy, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom, 1990 T.T. Tsong: Atom-Probe Field Ion Microscopy, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom, 1990
37.
Zurück zum Zitat O.C. Hellman, J.A. Vandenbroucke, J. Blatz du Rivage, D.N. Seidman: Mater. Sci. Eng. A, 2002, vol. 327, p. 29CrossRef O.C. Hellman, J.A. Vandenbroucke, J. Blatz du Rivage, D.N. Seidman: Mater. Sci. Eng. A, 2002, vol. 327, p. 29CrossRef
38.
Zurück zum Zitat O.C. Hellman, J. Blatz du Rivage, D.N. Seidman: Ultramicrosc., 2003, vol. 95, p. 199CrossRef O.C. Hellman, J. Blatz du Rivage, D.N. Seidman: Ultramicrosc., 2003, vol. 95, p. 199CrossRef
39.
Zurück zum Zitat O.C. Hellman, D.N. Seidman: Mater. Sci. Eng. A, 2002, vol. 327, p. 24CrossRef O.C. Hellman, D.N. Seidman: Mater. Sci. Eng. A, 2002, vol. 327, p. 24CrossRef
40.
41.
Zurück zum Zitat M.K. Miller, E.A. Kenik: Microsc. Microanal. 2004, vol. 10, p. 336 M.K. Miller, E.A. Kenik: Microsc. Microanal. 2004, vol. 10, p. 336
43.
Zurück zum Zitat D.F. Stein, L.A. Heldt: in Interfacial Segregation, W.C. Johnson, J.M. Blakely, eds., ASM, Metals Park, OH, 1979 D.F. Stein, L.A. Heldt: in Interfacial Segregation, W.C. Johnson, J.M. Blakely, eds., ASM, Metals Park, OH, 1979
44.
Zurück zum Zitat M. Guttman, D. McLean: in Interfacial Segregation, W.C. Johnson, J.M. Blakely, eds., ASM, Metals Park, OH, 1979 M. Guttman, D. McLean: in Interfacial Segregation, W.C. Johnson, J.M. Blakely, eds., ASM, Metals Park, OH, 1979
46.
Zurück zum Zitat N.J. Petch: J. Iron Steel Inst., 1954, vol. 173, p. 25 N.J. Petch: J. Iron Steel Inst., 1954, vol. 173, p. 25
48.
49.
Zurück zum Zitat M.E. Fine, A. Tongen, M.S. Gagliano: in Electron Microscopy: Its Role in Materials Research, The Mike Meshii Symp., J.R. Weertman, M.E. Fine, K. Faber, W. King, P. Liaw, eds., TMS, San Diego, CA, 2003, p. 229 M.E. Fine, A. Tongen, M.S. Gagliano: in Electron Microscopy: Its Role in Materials Research, The Mike Meshii Symp., J.R. Weertman, M.E. Fine, K. Faber, W. King, P. Liaw, eds., TMS, San Diego, CA, 2003, p. 229
50.
51.
52.
Zurück zum Zitat E. Nembach: Particle Strengthening of Metals and Alloys, Wiley-Interscience, New York, NY, 1997 E. Nembach: Particle Strengthening of Metals and Alloys, Wiley-Interscience, New York, NY, 1997
54.
Zurück zum Zitat S. Lozano-Perez, M.L. Jenkins, J.M. Titchmarsh: Philos. Mag. Lett., 2006, vol. 86, p. 367CrossRef S. Lozano-Perez, M.L. Jenkins, J.M. Titchmarsh: Philos. Mag. Lett., 2006, vol. 86, p. 367CrossRef
55.
Zurück zum Zitat J.Z. Liu, A. van de Walle, M.D. Asta: Phys. Rev. B: Condens. Matter, 2005, vol. 72, p. 144109 J.Z. Liu, A. van de Walle, M.D. Asta: Phys. Rev. B: Condens. Matter, 2005, vol. 72, p. 144109
56.
Zurück zum Zitat K. Osamura, H. Okuda, M. Ochiai, M. Takashima, K. Asano, M. Furusaka, K. Kishida, F. Kurosawa: ISIJ Int., 1994, vol. 34, p. 359CrossRef K. Osamura, H. Okuda, M. Ochiai, M. Takashima, K. Asano, M. Furusaka, K. Kishida, F. Kurosawa: ISIJ Int., 1994, vol. 34, p. 359CrossRef
57.
Zurück zum Zitat A. Deschamps, M. Militzer, W.J. Poole: ISIJ Int., 2001, vol. 41, p. 196CrossRef A. Deschamps, M. Militzer, W.J. Poole: ISIJ Int., 2001, vol. 41, p. 196CrossRef
58.
Zurück zum Zitat G.M. Worrall, J.T. Buswell, C.A. English, M.G. Hetherington, G.D.W. Smith: J. Nucl. Mater., 1987, vol. 148, p. 107CrossRef G.M. Worrall, J.T. Buswell, C.A. English, M.G. Hetherington, G.D.W. Smith: J. Nucl. Mater., 1987, vol. 148, p. 107CrossRef
59.
Zurück zum Zitat P.J. Pareige, K.F. Russell, M.K. Miller: Appl. Surf. Sci. 1996, vols. 94–95, p. 362CrossRef P.J. Pareige, K.F. Russell, M.K. Miller: Appl. Surf. Sci. 1996, vols. 94–95, p. 362CrossRef
60.
Zurück zum Zitat R. Kampmann, R. Wagner: in Atomic Transport and Defects in Metals by Neutron Scattering, C. Janot, W. Petry, D. Richter, T. Springer, eds., Springer-Verlag, Berlin, 1986. p. 73 R. Kampmann, R. Wagner: in Atomic Transport and Defects in Metals by Neutron Scattering, C. Janot, W. Petry, D. Richter, T. Springer, eds., Springer-Verlag, Berlin, 1986. p. 73
61.
Zurück zum Zitat M.E. Fine, J.Z. Liu, M.D. Asta: Mater. Sci. Eng. A, 2007, vol. 463, p. 271CrossRef M.E. Fine, J.Z. Liu, M.D. Asta: Mater. Sci. Eng. A, 2007, vol. 463, p. 271CrossRef
62.
Zurück zum Zitat K. Osamura, H. Okuda, K. Asano, M. Furusaka, K. Kishida, F. Kurosawa, R. Uemori: ISIJ Int., 1994, vol. 34, p. 346CrossRef K. Osamura, H. Okuda, K. Asano, M. Furusaka, K. Kishida, F. Kurosawa, R. Uemori: ISIJ Int., 1994, vol. 34, p. 346CrossRef
63.
64.
Zurück zum Zitat T. Koyama, K. Hashimoto, H. Onodera: Mater. Trans., 2006, vol. 47, p. 2765CrossRef T. Koyama, K. Hashimoto, H. Onodera: Mater. Trans., 2006, vol. 47, p. 2765CrossRef
65.
Zurück zum Zitat R.P. Kolli, Z. Mao, D.T. Keane, and D.N. Seidman, Appl. Phys. Lett., 2007, vol. 91, p. 241903CrossRef R.P. Kolli, Z. Mao, D.T. Keane, and D.N. Seidman, Appl. Phys. Lett., 2007, vol. 91, p. 241903CrossRef
Metadaten
Titel
High-Strength Low-Carbon Ferritic Steel Containing Cu-Fe-Ni-Al-Mn Precipitates
verfasst von
Semyon Vaynman
Dieter Isheim
R. Prakash Kolli
Shrikant P. Bhat
David N. Seidman
Morris E. Fine
Publikationsdatum
01.02.2008
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 2/2008
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-007-9417-x

Weitere Artikel der Ausgabe 2/2008

Metallurgical and Materials Transactions A 2/2008 Zur Ausgabe

Symposium: Dynamic Behavior of Materials

Fragments Produced When Tungsten Penetrates Aluminum

    Marktübersichten

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