Martensita y Reacción Adifusional

Abstract En los grados de acero multifase, como los aceros de fase dual (DP) de ferrita-martensita, es de la mayor importancia entender los efectos subyacentes de las transformaciones de fase sólida con respecto a sus consecuencias en la final propiedades mecánicas. En la presente investigación, empleando experimentos de dilatometría dos microestructuras de DP equivalentes han sido diseñados que son idénticos en la mayoría de los aspectos primarios, como el volumen de los constituyentes fracciones, los tamaños de grano correspondientes y sus morfologías. La diferencia, sin embargo, es la moda en la que los átomos de carbono en los constituyentes martensíticos se distribuyen. El microanálisis de sonda de electrones (EPMA) muestra que los átomos de carbono en exceso que son rechazados como consecuencia de la formación de ferrita se acumulan en el adyacente granos de austenita cerca de los límites que producen gradientes de carbono cortantes. Durante el temple final, las características de transformación de martensita son, por lo tanto, severamente influenciados. A través de difracción de retrodispersión electrónica (EBSD) análisis muchas subestructuras gruesas se detectaron en las regiones interiores de la no homogénea martensita asociada con bajas densidades de dislocación. Sin embargo, las áreas cercanas a la ferrita / martensita los límites demuestran subestructuras más finas. Además, mediante pruebas de nanoindentación se descubrió que las áreas interiores con contenido de carbono más bajo y subestructuras más gruesas muestran una menor resistencia local en comparación con el regiones marginales. El comportamiento macroscópico de tensión y tensión reveló que una mayor resistencia a la tracción final y mayor elongación post- uniforme se logra en la muestra con gradientes de carbono agudos en su martensita constituyentes.

Desarrollo experimental El acero fue fundido en un horno de inducción en vacío, y vaciado en lingotes de 80 Kg con medidas de 140x140x500 mm. El lingote fue homogenizado a 1200°C por 3 hrs, y se sometió a un proceso de forjado de varias pasadas para producir bloques con dimensiones finales de 70x70x1000mm. Los lingotes posteriormente fueron expuestos a atmosfera normal y enfriados al aire. Posteriormente fueron normalizados a 900°C para obtener una microestructura homogénea.

El objetivo aquí es diseñar dos ferríticos-martensíticos de doble fase (DP) microestructuras con una fracción idéntica de constituyentes, morfología microestructural y tamaños de grano promedio mientras que tienen dos carbonos distintos modas de distribución en su martensita respectiva (α'). Esto es para cuantificar de manera exclusiva el efecto de los gradientes de carbono en la austenita en el desarrollo microestructural subsiguiente, las propiedades mecánicas locales y globales. Las microestructuras dirigidas se denominan "microestructura de doble fase con distribución de carbono heterogénea y no homogénea en marten sitio", en adelante abreviado como: (i) DP-ic y (ii) DP-hc Las muestras de dilatometría fabricadas se trataron térmicamente al vacío en un dilatómetro Bähr 805 A / D.

La partición o dispersion de elementos de aleación ocurridos entre la ferrita y la austenita durante los tratamientos térmicos aplicados han sido inspecionados por la técnica de EPMA (Electron Probe Microanalisis) La caracterización microestructural-cristalográfica de las muestran se analizaron por medio de la técnica de difracción de retrodispersion de electrones (EBSD) Se realizaron pruebas de nanoidentacion usando Hystron TI-900.

Resultados y discusión

Caracterización de distribución elemental

Medidas de nanoidentación

Mini pruebas de tensión

Conclusiones 1. Mediante el empleo de experimentos de dilatometría, se diseñaron dos microestructuras ferritic-martensíticas de doble fase (DP), idénticas en términos de la fracción de constituyentes, la morfología microestructural y sus tamaños de grano promedio. Sin embargo, la moda de distribución de carbono en sus respectivos granos de martensita es bastante diferente: una muestra con distribución de carbono no homogénea (DP-ic) y la otra con distribución de carbono homogénea (DP-hc). 2. El análisis de EPMA reveló una dispersión no uniforme de los átomos de carbono en los granos de martensita de la muestra DP-ic con cantidades menores en el regiones interiores y más átomos acumulados cerca de los límites α / α '. Las mediciones de EPMA verificaron además que los átomos de carbono están uniformemente dispersados ​​en constituyentes de martensita de la muestra DP-hc

3. Existe una fuerte correlación entre las subestructuras de martensita y el contenido de carbono local correspondiente. Un menor contenido de carbono local conduce a la formación de martensitas de malla a temperaturas más altas con una subestructura más gruesa y menores densidades de dislocación. Las martensitas de malla generadas tempranamente en la muestra DP-ic pueden engrosarse libremente en las áreas interiores debido a una restricción mucho más baja impuesta por unos pocos listones circundantes presentes a las temperaturas más altas. 4. La evaluación de la dureza local mediante nanoindentación reveló una fuerte dependencia de la posición y, por lo tanto, del contenido de carbono dentro de los granos de martensita individuales de las muestras investigadas. Se encontró que las regiones de martensita en la muestra DP-ic que muestran una menor resistencia a la penetración de las hendiduras corresponden a las áreas con menor contenido de carbono, subestructuras más gruesas y valores más bajos de KAM. 5. Las propiedades de tensión-deformación obtenidas de los especímenes extensibles revelaron que: (i) debido al mayor contenido de carbono de la martensita en sus áreas marginales, se logró una mayor resistencia a la tracción final (UTS) en el espécimen DP-ic; (ii) la mayor diferencia de dureza entre la martensita y la ferrita en el espécimen DP-ic puede actuar como sitios potenciales para la nucleación de huecos que conduce a una etapa de estrechamiento prematuro, por lo tanto, se obtuvo una deformación uniforme más corta (εu); (iii) los gradientes bruscos de las densidades de dislocación presentes en los constituyentes martensíticos de la muestra DP-ic conducen a una distribución heterogénea de plástico local bajo esfuerzo que da como resultado un alargamiento post- uniforme mejorado (εpu).