Hot Deformation and Recrystallization of Austenitic Stainless Steel: Part I. Dynamic Recrystallization

Abstract

The hot deformation behavior of a 304 austenitic stainless steel was investigated to characterize the evolution of the dynamically recrystallized structure as a starting point for studies of the postdeformation recrystallization behavior. The effect of different deformation parameters such as strain, strain rate, and temperature were investigated. The flow curves showed typical signs of dynamic recrystallization (DRX) over a wide range of temperatures and strain rates (i.e., different Zener-Hollomon (Z) values). However, under very high or very low Z values, the flow curves' shapes changed toward those of the dynamic recovery and multiple peaks, respectively. The results showed that while DRX starts at a strain as low as 60 pct of the peak strain, a fully DRX microstructure needs a high strain of almost 4.5 times the initiation strain. The DRX average grain size showed power-law functions with both the Zener-Hollomon parameter and the peak stress, although power-law breakdown was observed at high Z values.

Dependency of Recrystallization Mechanism to the Initial Grain Size

“…[1][2][3][4][5][6][7][8] The initial grain size has a strong influence on the kinetics of recrystallization and microstructure due to the change in the grain-boundary surface area, which is the principal nucleation site. It is well known that in hot deformation, a decrease in the initial grain size will accelerate the onset of DRX, increase DRX kinetics and also affect the microstructural and mechanical characteristics of the deformed structure.…”

Evidência Da Precipitação Da Fase Z No Aço Inoxidável Austenítico Alto Nitrogênio Astm F 1586 Por Relaxação De Tensão

“…Inicialmente há uma região de encruamento, na qual a tensão de escoamento plástico aumenta continuamente, apresentando uma atenuação na curvatura conforme o material é deformado. Com o prosseguimento da deformação alcança-se um máximo correspondente ao pico de tensões, que tem sido utilizado como indicativo da ocorrência da recristalização dinâmica [13][14][15][16][17]. Sendo o pico o ponto que representa onde os efeitos de encruamento e de amaciamento dinâmico são contrabalanceados, há uma condição crítica com menor valor de deformação para iniciar a recristalização dinâmica.…”

“…1 vê-se claramente que o nível de tensão, para qualquer deformação, depende das condições de deformação, ou seja, da temperatura e da taxa de deformação. Vários estudos têm mostrado que a equação do trabalho a quente generalizado, proposta por SELLARS e TEGART [11][12][13][14][15]20], representa bem a relação entre as condições de deformação e a tensão necessária para deformar o material, ou seja:…”

“…Com o desenvolvimento da tecnologia de microligantes (Nb, Ti, V) e materiais endurecidos por precipitação tem-se ampliado a produção de aços com melhores propriedades mecânicas através do controle da cinética de recristalização. Há vários estudos sobre a recristalização de aços inoxidáveis em geral [13][14][15][16][17][18][19], e alguns modelos têm sido propostos para predizer o comportamento do amaciamento dinâmico. Com o desenvolvimento de aços inoxidáveis com alto nitrogênio (ISO 5832-9), as propriedades mecânicas, de corrosão e biomateriais têm sido melhoradas com a adição de elementos como o Nb, N, Mo, Mn e assim por diante.…”

A mean field model of dynamic and post-dynamic recrystallization predicting kinetics, grain size and flow stress

“…The observed fractional softening is, however, a combined effect of recovery, recrystallization and (where applicable) precipitation contributions, making it hard to distinguish their separate influences. The different mechanisms acting after hot deformation have been further studied by Hodgson and co-workers [10][11][12][13], while the mechanisms of recrystallization during and after deformation have been carefully examined by Dehghan-Manshadi et al [14,15] using 304 austenitic stainless steels.…”