Experimental determination of the stability of retained austenite in low alloy TRIP steels

Abstract

The stability of retained austenite is the most important parameter controlling the transformation plasticity effects in multiphase low alloy TRIP steels. In this work the thermodynamic stability of the retained austenite has been determined experimentally by measuring the !Iff temperature as a function of bainite isothermal transformation (BIT) temperature and time in two low alloy TRIP steels. A singlespecimen temperature-variable tension test technique (SS-TV-TT) has been employed. which allowed to link the appearance of yield points in the stress-strain curve with the mechanically-induced martensitic transformation of the retained austenite. The results indicated that the !Iff temperature varies with BIT temperature and time. Higher austenite stability is associated with a BIT temperature of 400 QC rather than 375°C. In addition. the chemical stabilization of the retained austenite associated with carbon enrichment from the growing bainite is lowered at short BIT times. This stability drop is due to carbide precipitation and comes earlier in the Nb-containing steel. At longer BIT times the retained austenite dispersion becomes finer and its stability rises due to size stabilization. The experimental results are in good agreement with model predictions within the range of anticipated carbon enrichment of the retained austenite and measured austenite particle size. Experimentelle Bestimmung der Restaustenitstabilitat in nledriglegierten TRIP-Stahlen. Die Stabllltat des Restaustenits ist der wichtigste Parameter, um die umwandlungsbedingten Plastizitatseffekte mehrphasiger, niedriglegierter TRIP-Stahle zu kontrollieren. 1m Rahmen dieser Arbeit wurde die thermodynamische Stabilitat des Restaustenits experimentell bestimmt, indem die Mr; -Temperatur zweier niedriglegierter TRIP-Stahle als Funktion von Temperatur und isothermer Haltezeit in der bainitischen Transformationsstufe gemessen wurde. Dazu wurde eine Einproben-Methode (SS-TV-TT) herangezogen, bei der Spannungen bei unterschiedlichen Temperaturen aufgebracht werden. Sie ermoglicht es, das Auftreten einer Streckgrenze in der Spannungs-Dehnungs-Kurve mit der spannungsfdehnungsinduzierten Martensitumwandlung des Restaustenits zu verknOpfen. Die Ergebnisse zeigen, dal3 sich die Mr; -Temperatur in Abhangigkeit von Haltetemperaturund Haltezeit verandert. Durch eine Haltetemperatur von 400°C lal3tsich eine hohere Austenitstabilitat erreichen, als dies bei 375°C der Fall ist. Bei kurzen Haltezeiten ist die chemische Stabilisierung des Austenits aufgrund der durch die Bainitumwandlung verursachten Kohlenstoffanreicherung reduziert. Dieser Effekt tritt bei nioblegierten Stahlen frOher ein: Grund dafGr ist die Bildung von Carbiden. Langere HaltezeitenfGhren zu einer feineren Verteilung des Restaustenits und damit zu einer grol3enbedingten Stabilisierung. Die experimentellen Ergebnisse stimmen gut mit den Vorhersagen der Modelle uberein, was erwartete Kohlenstoffanreicherung und Partikalqrofia des Restaustenits betrifft.

Influence of alloying elements on the kinetics of strain-induced martensitic nucleation in low-alloy, multiphase high-strength steels

“…The Ms temperatures were reported to be in the range of Ϫ5 °C to 20 °C for the CMnSi and CMnAl TRIP steels [64] and from Ϫ10 °C to Ϫ5 °C for other CMnSi TRIP steels. [48] These results clearly show that the alloying elements do not have a pronounced influence on the Ms temperature.…”

“…Static tensile tests were carried out to determine the Ms temperature by means of the single-specimen, variable-temperature tension test (SS-TV-TT) technique. [48] In the SS-TV-TT technique, the Ms temperature is determined by the transition between smooth yielding to discontinuous yielding as the test temperature is decreased from 50 °C to Ϫ25°C. The microstructure was investigated by light optical microscopy (LOM) after a LePera etching [49] and by transmission electron microscopy (TEM).…”

“…Haidemenopoulos [48,67,68] has proposed a thermodynamically based model to predict the Ms temperature of the retained austenite in low-alloy TRIP steels. This model takes into account the yield strength, stress state, composition, and size of the retained-austenite particles.…”

Μελέτη της επιφανειακής σκλήρυνσης από μαρτενσιτικό μετασχηματισμό και ενανθράκωση με τη βοήθεια δέσμης Laser σε χάλυβες

“…Όπως μπορεί να φανεί στα διαγράμματα, το συνολικό κλάσμα όγκου του σχηματιζόμενου στο σύστημα ωστενίτη μεταβάλλεται με το χρόνο παραμονής, ακολουθώντας μία συνάρτηση της μορφής: βαθμό, από το ποσοστό και τη σταθερότητα του παραγόμενου ωστενίτη [88][89][90]. Η επίδραση της ταχύτητας της συνεχούς ανοπτήσεως στο ποσοστό και τη σύσταση του παραγόμενου ωστενίτη θα μπορούσαν να διερευνηθούν, με τη χρήση των μοντέλων κινητικής που παρουσιάστηκαν στη παρούσα διατριβή.…”

Exploitation of the TRIP Effect for the Development of Formable, Fracture and Fatigue Resistant Steels for Automotive Applications

“…A reversal in the temperature dependence of the flow stress provides a convenient determination of the M σ s temperature. Actually this technique has been used successfully for the determination of the M σ s temperature in steels containing austenitic dispersions, either as retained austenite in martensitic steels [2], or more recently for retained austenite in low-alloy TRIP steels [3]. Having defined the M σ s temperature as the single parameter characterizing stability, the model objective is to develop an expression for the M σ s as a function of the four stability parameters defined previously.…”