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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 12/2017

16.10.2017

The Role of Retained Austenite on the Mechanical Properties of a Low Carbon 3Mn-1.5Ni Steel

verfasst von: Jun Chen, Wei-na Zhang, Zhen-yu Liu, Guo-dong Wang

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 12/2017

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Abstract

The present studies focus on the correlation between retained austenite characteristics and the cryogenic temperature Charpy impact toughness, strength, and plasticity. The steels with different volume fractions and stabilities of retained austenite were prepared by quenching followed by intercritical heat treatment, and the microstructure was characterized using scanning electron microscope, electron back-scattered diffraction, and X-ray diffraction. The grain size, dislocation density, crack initiation energy, and crack propagation energy were quantified. It has been demonstrated that the volume fraction of retained austenite plays a significant role in the reduction of the measured yield strength and the effect of tempered martensite/ferrite matrix on cryogenic temperature impact toughness can be assumed to be similar due to the similar grain size, dislocation density and element content in solution for different heat treatments. It was found that the stability of retained austenite plays a determining role in the increase of cryogenic temperature impact toughness. Furthermore, the dependence of the crack propagation energy on retained austenite is much greater than that of the crack initiation energy. Generally, an excellent UTS × TEL does not produce good cryogenic temperature impact toughness.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Z.J. Xie, Y.Q. Ren, W.H. Zhou, J.R. Yang, C.J. Shang, and R.D.K. Misra: Mater. Sci. Eng. A, 2014, vol. 603, pp. 69-75.CrossRef Z.J. Xie, Y.Q. Ren, W.H. Zhou, J.R. Yang, C.J. Shang, and R.D.K. Misra: Mater. Sci. Eng. A, 2014, vol. 603, pp. 69-75.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat S.W. Lee, and H.C. Lee: Metall. Trans. A, 1993, vol. 24, pp. 1333-43.CrossRef S.W. Lee, and H.C. Lee: Metall. Trans. A, 1993, vol. 24, pp. 1333-43.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat G.H. Gao, H. Zhang, Z.L. Tan, W.B. Liu, and B.Z. Bai: Mater. Sci. Eng. A, 2013, vol. 559, pp. 165-9.CrossRef G.H. Gao, H. Zhang, Z.L. Tan, W.B. Liu, and B.Z. Bai: Mater. Sci. Eng. A, 2013, vol. 559, pp. 165-9.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat G.H. Gao, H. Zhang, X.L. Gui, P. Luo, Z.L. Tan, and B.Z. Bai: Acta Mater., 2014, vol. 76, pp. 425-33.CrossRef G.H. Gao, H. Zhang, X.L. Gui, P. Luo, Z.L. Tan, and B.Z. Bai: Acta Mater., 2014, vol. 76, pp. 425-33.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Z.J. Xie, S.F. Yuan, W.H. Zhou, J.R. Yang, H. Guo, and C.J. Shang: Mater. Des., 2014, vol. 59, pp. 193-8.CrossRef Z.J. Xie, S.F. Yuan, W.H. Zhou, J.R. Yang, H. Guo, and C.J. Shang: Mater. Des., 2014, vol. 59, pp. 193-8.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat S.D. Antolovich, and B. Singh: Metall. Trans., 1971, vol. 2, pp. 2135-41.CrossRef S.D. Antolovich, and B. Singh: Metall. Trans., 1971, vol. 2, pp. 2135-41.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat M. Niikura, and J.W. Morris Jr: Metall. Trans. A, 1980, vol. 11, pp. 1531-40.CrossRef M. Niikura, and J.W. Morris Jr: Metall. Trans. A, 1980, vol. 11, pp. 1531-40.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat J. Speer, D.K. Matlock, B.C. De Cooman, and J.G. Schroth: Acta. Mater., 2003, vol. 51, pp. 2611-22.CrossRef J. Speer, D.K. Matlock, B.C. De Cooman, and J.G. Schroth: Acta. Mater., 2003, vol. 51, pp. 2611-22.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Choi J.K., Lee S.G., Park Y.H., Han I.W., Morris J.W. (2012) Proceedings of the twenty-second (2012) International Offshore and polar Engineering Conference, Rhodes, Greece, June 2012, pp. 17–22. Choi J.K., Lee S.G., Park Y.H., Han I.W., Morris J.W. (2012) Proceedings of the twenty-second (2012) International Offshore and polar Engineering Conference, Rhodes, Greece, June 2012, pp. 17–22.
11.
Zurück zum Zitat N. Nakada, K. Mizutani, T. Tsuchiyama, and S. Takaki: Acta Mater., 2014, vol. 65, pp. 251-8.CrossRef N. Nakada, K. Mizutani, T. Tsuchiyama, and S. Takaki: Acta Mater., 2014, vol. 65, pp. 251-8.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat C. Wang, J. Shi, C.Y. Wang, W.J. Hui, M.Q. Wang, H. Dong, and W.Q. Cao: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 651-6.CrossRef C. Wang, J. Shi, C.Y. Wang, W.J. Hui, M.Q. Wang, H. Dong, and W.Q. Cao: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 651-6.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat B.C. De Cooman, P. Gibbs, S. Lee, and D.K. Matlock: Metall. Mater. Trans. A, 2013, vol. 44, pp. 2563-72.CrossRef B.C. De Cooman, P. Gibbs, S. Lee, and D.K. Matlock: Metall. Mater. Trans. A, 2013, vol. 44, pp. 2563-72.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat S.J. Lee, S. Lee, and B.C. De Cooman: Scripta Mater., 2011, vol. 64, pp. 649-52.CrossRef S.J. Lee, S. Lee, and B.C. De Cooman: Scripta Mater., 2011, vol. 64, pp. 649-52.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat J. Han, A. Kwiatkowski da Silva, D. Ponge, D. Raabe, S.M. Lee, Y.K. Lee, S.I. Lee, and B. Hwang: Acta Mater., 2017, vol. 122, pp. 199-206.CrossRef J. Han, A. Kwiatkowski da Silva, D. Ponge, D. Raabe, S.M. Lee, Y.K. Lee, S.I. Lee, and B. Hwang: Acta Mater., 2017, vol. 122, pp. 199-206.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat M. Kuzmina, D. Ponge, and D. Raabe: Acta Mater., 2015, vol. 86, pp. 182-92.CrossRef M. Kuzmina, D. Ponge, and D. Raabe: Acta Mater., 2015, vol. 86, pp. 182-92.CrossRef
17.
Zurück zum Zitat M.J. Roberts: Metall. Trans., 1970, vol. 1, pp. 3287-94. M.J. Roberts: Metall. Trans., 1970, vol. 1, pp. 3287-94.
18.
Zurück zum Zitat J. Chen, M.Y. Lv, S. Tang, Z.Y. Liu, and G.D. Wang: Mater. Charact., 2015, vol. 106, pp. 108-11.CrossRef J. Chen, M.Y. Lv, S. Tang, Z.Y. Liu, and G.D. Wang: Mater. Charact., 2015, vol. 106, pp. 108-11.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat J. Hu, L.X. Du, G.S. Sun, H. Xie, and R.D.K. Misra: Scripta Mater., 2015, vol. 104, pp. 87-90.CrossRef J. Hu, L.X. Du, G.S. Sun, H. Xie, and R.D.K. Misra: Scripta Mater., 2015, vol. 104, pp. 87-90.CrossRef
20.
Zurück zum Zitat J. Chen, M.Y. Lv, Z.Y. Liu, and G.D. Wang: Metall. Mater. Trans. A, 2016, vol. 47, pp. 2300-12.CrossRef J. Chen, M.Y. Lv, Z.Y. Liu, and G.D. Wang: Metall. Mater. Trans. A, 2016, vol. 47, pp. 2300-12.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Q. Zhou, L.H. Qian, J. Tan, J.Y. Meng, and F.C. Zhang: Mater. Sci. Eng. A, 2013, vol. 578, pp. 370-6.CrossRef Q. Zhou, L.H. Qian, J. Tan, J.Y. Meng, and F.C. Zhang: Mater. Sci. Eng. A, 2013, vol. 578, pp. 370-6.CrossRef
22.
Zurück zum Zitat P. Gay, P.B. Hirsch, and A. Kelly: Acta Metall., 1953, vol. 1, pp. 315-9.CrossRef P. Gay, P.B. Hirsch, and A. Kelly: Acta Metall., 1953, vol. 1, pp. 315-9.CrossRef
23.
Zurück zum Zitat X.Q. Wang, F.K. Cui, G.P. Yan, and Y.X. Li: China Mech. Eng., 2013, vol. 24. pp. 2248-56. X.Q. Wang, F.K. Cui, G.P. Yan, and Y.X. Li: China Mech. Eng., 2013, vol. 24. pp. 2248-56.
24.
Zurück zum Zitat J. Chen, M.Y. Lv, S. Tang, Z.Y. Liu, and G.D. Wang: Mater. Lett., 2016, vol. 175, pp. 203-6.CrossRef J. Chen, M.Y. Lv, S. Tang, Z.Y. Liu, and G.D. Wang: Mater. Lett., 2016, vol. 175, pp. 203-6.CrossRef
25.
Zurück zum Zitat J. Han, S.J. Lee, J.G. Jung, and Y.K. Lee: Acta Mater., 2014, vol. 78, pp. 369–77.CrossRef J. Han, S.J. Lee, J.G. Jung, and Y.K. Lee: Acta Mater., 2014, vol. 78, pp. 369–77.CrossRef
26.
Zurück zum Zitat J. Aranzabal, I. Gutierrez, J.M. Rodriguez-Ibabe, and J.J. Urcola: Metall. Mater. Trans. A, 1997, vol. 28, pp. 1143-56.CrossRef J. Aranzabal, I. Gutierrez, J.M. Rodriguez-Ibabe, and J.J. Urcola: Metall. Mater. Trans. A, 1997, vol. 28, pp. 1143-56.CrossRef
27.
Zurück zum Zitat J. Chen, M.Y. Lv, Z.Y. Liu, and G.D. Wang: Mater. Sci. Eng. A, 2015, vol. 648, pp. 51-56.CrossRef J. Chen, M.Y. Lv, Z.Y. Liu, and G.D. Wang: Mater. Sci. Eng. A, 2015, vol. 648, pp. 51-56.CrossRef
28.
Zurück zum Zitat S. Morito, X. Huang, T. Furuhara, T. Maki, and N. Hansen: Acta Mater., 2006, vol. 54, pp. 5323-31.CrossRef S. Morito, X. Huang, T. Furuhara, T. Maki, and N. Hansen: Acta Mater., 2006, vol. 54, pp. 5323-31.CrossRef
29.
Zurück zum Zitat N. Nakada, T. Tsuchiyama, S. Takaki, and N. Miyano: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 299-304.CrossRef N. Nakada, T. Tsuchiyama, S. Takaki, and N. Miyano: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 299-304.CrossRef
30.
Zurück zum Zitat H.W. Luo, J. Shi, C. Wang, W.Q. Cao, X.J. Sun, and H. Dong: Acta Mater., 2011, vol. 59, pp. 4002–14.CrossRef H.W. Luo, J. Shi, C. Wang, W.Q. Cao, X.J. Sun, and H. Dong: Acta Mater., 2011, vol. 59, pp. 4002–14.CrossRef
31.
Zurück zum Zitat FB Pickering (1978) Physical metallurgy and the design of steels. Applied Science Publishing Ltd., London. FB Pickering (1978) Physical metallurgy and the design of steels. Applied Science Publishing Ltd., London.
32.
Zurück zum Zitat J. Chen, M.Y. Lv, S. Tang, Z.Y. Liu, and G.D. Wang: Mater. Sci. Eng. A, 2014, vol. 594, pp. 389-93.CrossRef J. Chen, M.Y. Lv, S. Tang, Z.Y. Liu, and G.D. Wang: Mater. Sci. Eng. A, 2014, vol. 594, pp. 389-93.CrossRef
33.
Zurück zum Zitat J. Bouquerel, K. Verbeken, and B.C. De Cooman: Acta Mater., 2006, vol. 54, pp. 1443-56.CrossRef J. Bouquerel, K. Verbeken, and B.C. De Cooman: Acta Mater., 2006, vol. 54, pp. 1443-56.CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Q.Z. Gao, X.J. Di, Y.C. Liu, and Z.S. Yan: Int. J. Pres. Ves. Pip., 2012, vol. 93-94, pp. 69–74.CrossRef Q.Z. Gao, X.J. Di, Y.C. Liu, and Z.S. Yan: Int. J. Pres. Ves. Pip., 2012, vol. 93-94, pp. 69–74.CrossRef
35.
Zurück zum Zitat D. Embury and O. Bouaziz: Annu. Rev. Mater. Res., 2010, vol. 40, pp. 213-41.CrossRef D. Embury and O. Bouaziz: Annu. Rev. Mater. Res., 2010, vol. 40, pp. 213-41.CrossRef
36.
37.
Zurück zum Zitat H. Ma, L. Zhu, and Z. Wang: Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct., 1996, vol. 19, pp. 1459-70.CrossRef H. Ma, L. Zhu, and Z. Wang: Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct., 1996, vol. 19, pp. 1459-70.CrossRef
38.
Zurück zum Zitat B. Tanguy, J. Besson, R. Piques, and A. Pineau: Eng. Fract. Mech., 2005, vol. 72, pp. 49-72.CrossRef B. Tanguy, J. Besson, R. Piques, and A. Pineau: Eng. Fract. Mech., 2005, vol. 72, pp. 49-72.CrossRef
39.
Zurück zum Zitat T. Kobayashi, K. Takai, and H. Maniwa: Trans. ISIJ, 1967, vol. 7, pp. 115-25. T. Kobayashi, K. Takai, and H. Maniwa: Trans. ISIJ, 1967, vol. 7, pp. 115-25.
40.
Zurück zum Zitat S.S. Sohn, S. Hong, J. Lee, B.C. Suh, S.K. Kim, B.J. Lee, N.J. Kim, and S. Lee: Acta Mater., 2015, vol. 100, pp. 39-52.CrossRef S.S. Sohn, S. Hong, J. Lee, B.C. Suh, S.K. Kim, B.J. Lee, N.J. Kim, and S. Lee: Acta Mater., 2015, vol. 100, pp. 39-52.CrossRef
Metadaten
Titel
The Role of Retained Austenite on the Mechanical Properties of a Low Carbon 3Mn-1.5Ni Steel
verfasst von
Jun Chen
Wei-na Zhang
Zhen-yu Liu
Guo-dong Wang
Publikationsdatum
16.10.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 12/2017
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-017-4362-9

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