Effect of Quenching Temperature on the Strengthening Mechanism of Low‐Carbon Microalloyed Quenching and Partitioning Steel

Abstract

Herein, the microstructures of the low‐carbon microalloyed quenching and partitioning (Q–P) steels are multiphase with ferrite (F), martensite (M), and retained austenite (RA) at different quenching temperatures (QTs), i.e., 140, 180, 240, and 300 °C. The volume fraction of fresh martensite (FM) increases from 8.6% to 61.4%, but the tempered martensite (TM) decreases from 49.7% to 0% with the QT increase. Meanwhile, the size of the precipitates (Nb, Ti)C tends to increase, whereas the fraction of the precipitates decreases first and then increases. With the increase of the QT, the yield strength (YS) decreases, the tensile strength (TS) increases, and the elongation first increases and then decreases. Additionally, the strengthening mechanism of Q–P steel is quantitatively analyzed in terms of F, M, RA, and precipitation strengthening. This study shows that F makes the same contribution to YS for the tested steels. The major strengthening mechanism of the Q–P steel is contributed by M, which accounts for about 43.7% to 56.0% of total YS. RA greatly influences the plasticity of Q–P steel and provides little to YS. With an increase in QT, the precipitation strengthening values first decrease and then increase.

Têmpera, partição e revenido no aço AISI 52100 modificado com adição de 1,0 % Mn e 1,8 % Si: evolução microestrutural e cinética de partição de carbono.

“…Entretanto, essa consideração não leva em conta as reações competitivas ou a presença de fase proeutetóide e considera que a partição se completa, não importando o tempo necessário para isso. Assim, outros modelos vêm sendo desenvolvidos a fim de levar em conta fenômenos não considerados pelo modelo de paraequilíbrio constrito em carbono (CCE) (GAO et al, 2022;LI et al, 2018) Recentemente, Chu et al (2023) avaliaram a complexa relação entre as frações de α, α ′ , γ R , carbonetos e as propriedades mecânicas de um aço microligado de baixo carbono, variando a temperatura de têmpera em tratamentos T&P. Os autores observaram que não só a estabilização térmica, mas também a estabilização mecânica da austenita retida está ligada à temperatura de têmpera. Entretanto, os autores não exploraram o grau de enriquecimento em carbono envolvido em cada condição, fator que altera o comportamento da austenita retida (XIONG et al, 2015).…”