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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 2/2014

01.02.2014

On the Spheroidized Carbide Dissolution and Elemental Partitioning in High Carbon Bearing Steel 100Cr6

verfasst von: Wenwen Song, Pyuck-Pa Choi, Gerhard Inden, Ulrich Prahl, Dierk Raabe, Wolfgang Bleck

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 2/2014

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Abstract

We report on the characterization of high carbon bearing steel 100Cr6 using electron microscopy and atom probe tomography in combination with multi-component diffusion simulations. Scanning electron micrographs show that around 14 vol pct spheroidized carbides are formed during soft annealing and only 3 vol pct remain after dissolution into the austenitic matrix through austenitization at 1123 K (850 °C) for 300 seconds. The spheroidized particles are identified as (Fe, Cr)3C by transmission electron microscopy. Atom probe analysis reveals the redistribution and partitioning of the elements involved, i.e., C, Si, Mn, Cr, Fe, in both, the spheroidized carbides and the bainitic matrix in the sample isothermally heat-treated at 773 K (500 °C) after austenitization. Homogeneous distribution of C and a Cr gradient were detected within the spheroidized carbides. Due to its limited diffusivity in (Fe, Cr)3C, Cr exhibits a maximum concentration at the surface of spheroidized carbides (16 at. pct) and decreases gradually from the surface towards the core down to about 2 at. pct. The atom probe results also indicate that the partially dissolved spheroidized carbides during austenitization may serve as nucleation sites for intermediate temperature cementite within bainite, which results in a relatively softer surface and harder core in spheroidized particles. This microstructure may contribute to the good wear resistance and fatigue properties of the steel. Good agreement between DICTRA simulations and experimental composition profiles is obtained by an increase of mobility of the substitutional elements in cementite by a factor of five, compared to the mobility in the database MOBFE2.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat N. Min, W. Li, H. Li and X. Jin: J. Mater. Sci. Technol., 2010, vol. 26, pp.776-782. CrossRef N. Min, W. Li, H. Li and X. Jin: J. Mater. Sci. Technol., 2010, vol. 26, pp.776-782. CrossRef
2.
Zurück zum Zitat K. Tanaka, H. Ikehata, K. Nakanishi and T. Nishikawa: Metall. Mater. Trans. A., 2008, vol. 39A, pp.1248-1257. CrossRef K. Tanaka, H. Ikehata, K. Nakanishi and T. Nishikawa: Metall. Mater. Trans. A., 2008, vol. 39A, pp.1248-1257. CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Y. Takahama, M. J. Santofimia, M. G. Mecozzi, L. Zhao and J. Sietsma: Acta Mater., 2012, vol. 60, pp. 2916–2926. CrossRef Y. Takahama, M. J. Santofimia, M. G. Mecozzi, L. Zhao and J. Sietsma: Acta Mater., 2012, vol. 60, pp. 29162926. CrossRef
4.
Zurück zum Zitat D. V. Shtansky and G. Inden: Acta Mater., 1997, vol. 45, pp. 2861–2878. CrossRef D. V. Shtansky and G. Inden: Acta Mater., 1997, vol. 45, pp. 28612878. CrossRef
5.
Zurück zum Zitat A. Schneider and G. Inden: Acta Mater., 2005, vol. 53, pp. 519–531. CrossRef A. Schneider and G. Inden: Acta Mater., 2005, vol. 53, pp. 519531. CrossRef
6.
Zurück zum Zitat G. Ghosh and G. B. Olson: Acta Mater., 2002, vol. 50, pp. 2099–2119. CrossRef G. Ghosh and G. B. Olson: Acta Mater., 2002, vol. 50, pp. 20992119. CrossRef
7.
Zurück zum Zitat G. Miyamoto and T. Furuhara: ISIJ Meet., 2008. G. Miyamoto and T. Furuhara: ISIJ Meet., 2008.
8.
Zurück zum Zitat G. Miyamoto, J. C. Oh, K. Hono, T. Furuhara and T. Maki: Acta Mater., 2007, vol. 55, pp. 5027–5038. CrossRef G. Miyamoto, J. C. Oh, K. Hono, T. Furuhara and T. Maki: Acta Mater., 2007, vol. 55, pp. 50275038. CrossRef
10.
Zurück zum Zitat T. Sakuma, N. Watanabe and T. Nishizawa: Trans. JIM., 1980, vol. 21, pp. 159-168. T. Sakuma, N. Watanabe and T. Nishizawa: Trans. JIM., 1980, vol. 21, pp. 159-168.
11.
Zurück zum Zitat J. Ågren, H. Abe, T. Suzuki, and Y. Sakuma: Metall. Trans. A., 1985, vol. 17A, pp. 617-620. J. Ågren, H. Abe, T. Suzuki, and Y. Sakuma: Metall. Trans. A., 1985, vol. 17A, pp. 617-620.
12.
Zurück zum Zitat P. Jacques, E. Girault, T. Catlin, N. Geerlofs, T. Kop, S. van der Zwaag and F. Delannay: Mater. Sci. Eng. A., 1999, vol. 273–275, pp. 475–479. CrossRef P. Jacques, E. Girault, T. Catlin, N. Geerlofs, T. Kop, S. van der Zwaag and F. Delannay: Mater. Sci. Eng. A., 1999, vol. 273275, pp. 475479. CrossRef
13.
Zurück zum Zitat E. Kozeschnik and H. K. D. H. Bhadeshia: Mater. Sci. Technol., 2008, vol. 24, pp. 343-347. CrossRef E. Kozeschnik and H. K. D. H. Bhadeshia: Mater. Sci. Technol., 2008, vol. 24, pp. 343-347. CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Z. -K. Liu, L. Höglund, B. Jönsson, and J. Ågren: Metall. Trans. A., 1990, vol. 22A, pp. 1745–52. Z. -K. Liu, L. Höglund, B. Jönsson, and J. Ågren: Metall. Trans. A., 1990, vol. 22A, pp. 1745–52.
15.
Zurück zum Zitat H. K. D. H. Bhadeshia: Prog. Mater. Sci., 2011, vol. 57, pp. 268 – 435. CrossRef H. K. D. H. Bhadeshia: Prog. Mater. Sci., 2011, vol. 57, pp. 268435. CrossRef
16.
Zurück zum Zitat J.-B. Seol, D. Raabe, P. Choi, Y. –R. Im and C. -G. Park: Acta Mater., 2012, vol. 60, pp. 6183-6199. CrossRef J.-B. Seol, D. Raabe, P. Choi, Y. –R. Im and C. -G. Park: Acta Mater., 2012, vol. 60, pp. 6183-6199. CrossRef
17.
Zurück zum Zitat E.A. Marquis, P.-P. Choi, F. Danoix, K. Kruska, S. Lozano-Perez, D. Ponge, D. Raabe, and C. A. Williams: Microsc. Today, 2012, vol. 20(4), pp. 44–48.CrossRef E.A. Marquis, P.-P. Choi, F. Danoix, K. Kruska, S. Lozano-Perez, D. Ponge, D. Raabe, and C. A. Williams: Microsc. Today, 2012, vol. 20(4), pp. 44–48.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat N. Saunders and A. P. Miodownik: Pergamon Materials Science, Vol. 1, Elsevier Science, Oxford, 1998. N. Saunders and A. P. Miodownik: Pergamon Materials Science, Vol. 1, Elsevier Science, Oxford, 1998.
20.
Zurück zum Zitat A. Borgenstamm, A. Engström, L. Höglund and J. Ågren: J. Phase Equilibria., 2000, vol. 21, pp. 269 – 280. CrossRef A. Borgenstamm, A. Engström, L. Höglund and J. Ågren: J. Phase Equilibria., 2000, vol. 21, pp. 269280. CrossRef
21.
Zurück zum Zitat A. Schneider and G. Inden: Continuum Scale Simulation of Engineering Materials, Wiley-VCH, Weinheim, 2004. A. Schneider and G. Inden: Continuum Scale Simulation of Engineering Materials, Wiley-VCH, Weinheim, 2004.
22.
Zurück zum Zitat G. Inden: Materials Issues for Generation IV Systems, Springer, Berlin, 2008. G. Inden: Materials Issues for Generation IV Systems, Springer, Berlin, 2008.
24.
Zurück zum Zitat A. T. W. Barrow and P. E. J. Rivera-Díaz-del-Castillo: Acta Mater., 2011, vol. 59, pp.7155-7167. CrossRef A. T. W. Barrow and P. E. J. Rivera-Díaz-del-Castillo: Acta Mater., 2011, vol. 59, pp.7155-7167. CrossRef
Metadaten
Titel
On the Spheroidized Carbide Dissolution and Elemental Partitioning in High Carbon Bearing Steel 100Cr6
verfasst von
Wenwen Song
Pyuck-Pa Choi
Gerhard Inden
Ulrich Prahl
Dierk Raabe
Wolfgang Bleck
Publikationsdatum
01.02.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 2/2014
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-013-2048-5

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