Modeling of austenite formation kinetics overlapping recrystallization in cold-rolled Q&P steel during ultrafast heating process
- 12.04.2025
- Original Paper
- Verfasst von
- Jiang Chang
- Mai Wang
- Yong-gang Yang
- Yan-xin Wu
- Zhen-li Mi
- Erschienen in
- Journal of Iron and Steel Research International | Ausgabe 11/2025
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Abstract
Das Streben nach leichten und strukturell sicheren Automobilen hat die Entwicklung hochfester Stähle (AHSS) vorangetrieben, einschließlich Abschreck- und Trennstähle (Q & P). Herkömmliche Glühverfahren führen oft zu einer vollständigen Rekristallisation vor der Austenitbildung, aber ultraschnelle Heiztechniken wie die Induktionserwärmung bieten eine energieeffizientere Alternative. Dieser Artikel geht auf die komplizierte Beziehung zwischen Austenitbildung und Rekristallisation während ultraschneller Erwärmung ein und beleuchtet die verzögerte Rekristallisation und explosive Nukleation von Austenit. Die Studie untersucht die mikrostrukturelle Entwicklung von Austenit unter verschiedenen anfänglichen Mikrostrukturen und Erwärmungsraten und präsentiert ein gemischtes kinetisches Vorhersagemodell, das auf der Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov-Theorie (JMAK) beruht. Dieses Modell erklärt die Evolution von Rekristallisation und Austenitbildung, Nukleation und Wachstumsdynamik sowie die hemmenden Auswirkungen von Austenit auf die Rekristallisation. Die Forschungsergebnisse liefern eine detaillierte Analyse der Austenit-Formationskinetik sowohl in vollständig rekristallisierten als auch kaltgewalzten Stählen und bieten ein umfassendes Verständnis der mikrostrukturellen Veränderungen während der kontinuierlichen Erwärmung. Die Ergebnisse werden durch experimentelle Daten und fortgeschrittene Charakterisierungstechniken wie Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Elektronenrückstreuung (EBSD) gestützt.
KI-Generiert
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Abstract
The cold-rolled quenching and partitioning (Q&P) steel with an initial microstructure of deformed ferrite and pearlite was studied. The microstructural evolution under various heating rates of 1.78, 50, and 300 °C/s was investigated using microstructural characterization and theoretical modeling. At the same time, the characteristics of recrystallization and austenite formation kinetics were decoupled by examining recrystallized ferrite and deformed ferrite as initial conditions. The findings revealed that the austenite formation during continuous heating can be simplified into two stages: (i) the early nucleation-dominated formation stage and (ii) the later grain growth-dominated stage, resulting in the development of a modified two-stage model based on Johnson–Mehl–Avrami–Kolmogorov. Further experiments confirmed that when the austenite volume fraction exceeded approximately 5% at a heating rate of 1.78 °C/s, ferrite recrystallization was suppressed. In consequence, a mixed model including recrystallization kinetics was employed to couple the austenite formation occurring in deformed ferrite and recrystallized ferrite, thereby describing the austenite formation kinetics affected by recrystallization. Precise predictions of non-isothermal austenite formation kinetics in cold-rolled Q&P steel were achieved during slow and ultrafast heating processes by integrating the suppression effect into the model for austenite formation.
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- Titel
- Modeling of austenite formation kinetics overlapping recrystallization in cold-rolled Q&P steel during ultrafast heating process
- Verfasst von
-
Jiang Chang
Mai Wang
Yong-gang Yang
Yan-xin Wu
Zhen-li Mi
- Publikationsdatum
- 12.04.2025
- Verlag
- Springer Nature Singapore
- Erschienen in
-
Journal of Iron and Steel Research International / Ausgabe 11/2025
Print ISSN: 1006-706X
Elektronische ISSN: 2210-3988 - DOI
- https://doi.org/10.1007/s42243-025-01494-5
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