Kinetics of isothermal phase transformation below Ms temperature in ultra high-strength structural steels

Artykuł zawiera wyniki badań kinetyki izotermicznych przemian fazowych w zakresie temperatury bezpośrednio poniżej Ms w dwóch ultra wysokowytrzymałych stalach nanostrukturalnych. Zabieg wytrzymania izotermicznego poniżej Ms jest jednym z etapów obróbki cieplnej, prowadzącej do uzyskania struktury wielofazowej o korzystnym stosunku wytrzymałości do plastyczności. Na podstawie wyników badań dylatometrycznych stwierdzono, że zapoczątkowanie przemiany izotermicznej w obydwu badanych stalach w zakresie temperaturowym poniżej Ms ulega przesunięciu do istotnie krótszych czasów w stosunku do początku izotermicznej przemiany bainitycznej powyżej Ms. W jednej z badanych stali stwierdzono skrócenie czasu do zapoczątkowania przemiany bainitycznej w temperaturze tuż powyżej Ms (tzw. „swing-back phenomenon”). Po ochłodzeniu próbek badanych stali poniżej Ms powstają płytki (lub pakiety listew) martenzytu atermicznego, którego ułamek wzrasta w wyniku obniżania temperatury ochładzania poniżej Ms. Wytrzymywanie izotermiczne poniżej Ms powoduje przemianę części pozostałego austenitu w bainit i prawdopodobnie w martenzyt izotermiczny. Jednoznaczne rozróżnienie morfologiczne bainitu i martenzytu izotermicznego oraz identyfikacja mechanizmu przemian fazowych zachodzących w trakcie wytrzymywania izotermicznego poniżej MS, wymaga dalszych badań z zastosowaniem zaawansowanych metod dylatometrycznych i mikrostrukturalnych.Results of investigation of the kinetics of isothermal phase transformation in the temperature range directly below Ms in two grades of ultra high-strength nanostructured steels are reported in the paper. An operation of isothermal holding below Ms is one of the stages of heat treatment allowing to obtain a multiphase microstructure leading to an attractive proportion of high strength and good ductility. Basing on results of dilatometric investigation it was found that in the both steels the start of isothermal transformation below Ms was shifted to shorter times as compared with the beginning of isothermal bainitic transformation above Ms. In one of the investigated steels just above Ms temperature shortening of the time to start the bainitic transformation was detected („swing-back phenomenon”). In the specimens of the investigated steels cooled below Ms, plates (or packets of laths) of athermal martensite formed and the amount of the athermal martensite increased as the undercooling temperature decreased. Isothermal holding below Ms induces transformation of a part of remaining austenite into bainite and probably into isothermal martensite. Distinguishing unambiguously between morphologies of bainite and isothermal martensite and identification of mechanism of phase transformation during isothermal holding below Ms need further investigations to be carried out, using advanced dilatometric and microstructural methods