effect of intercritical annealing temperature and time on microstructure and tensile properties of a step-quenched dual phase steel

A heat treatment cycle involving step-quenching followed by intercritical annealing (ia) at 740°c, 770°c and 800°c for times between 2-12 min was utilized to produce dual-phase (dp) steels. the microstructural analysis revealed that the martensite islands formed during step-quenching were refined significantly after ia. the final dp steels contained ferrite grains of two sizes distribution: coarse grains ranging from 10 to 25 µm and ultrafine grains smaller than 2 µm. the martensite islands displayed two morphologies: fine and fibrous martensite in samples annealed at 740°c and 770°c and equiaxed martensite islands in all samples. continuous yielding behavior was observed in all samples except those annealed at 740°c for 2- and 4-min. ia at all temperatures led to a decrease in yield stress and ultimate tensile strength, with enhancements in uniform elongation and total elongation only observed after ia at 740°c and 770°c. the sample annealed at 770°c for 12 min exhibited the best combination of tensile properties for auto body applications. the samples displayed a three-stage work-hardening behavior based on the modified crussard–jaoul analysis, however the third stage was absent in samples annealed at 740°c for 7 and 12 min due to the high carbon content of the martensite.

اثر دما و زمان آنیل بین بحرانی بر ریزساختار و خواص کششی فولاد دوفازی پس از کوئنچ پله ای

چرخه‌ای از عملیات حرارتی شامل سرد کردن مرحله‌ای (step-quenching) و به‌دنبال آن بازپخت بین‌بحرانی (intercritical annealing - ia) در دماهای 740، 770 و 800 درجه سانتی‌گراد به مدت 2 تا 12 دقیقه به‌کار گرفته شد تا فولادهای دولایه (dp) تولید شوند. نتایج تحلیل ریزساختاری نشان داد که جزایر مارتنزیتی تشکیل‌شده در طی سرد کردن مرحله‌ای پس از عملیات بازپخت بین‌بحرانی به‌طور چشمگیری ریزدانه شدند. فولادهای دولایه نهایی شامل دانه‌های فریتی با دو توزیع اندازه بودند: دانه‌های درشت با ابعاد 10 تا 25 میکرومتر و دانه‌های فوق‌ریز کوچک‌تر از 2 میکرومتر.جزایر مارتنزیتی دو گونه مورفولوژی داشتند: مارتنزیت ریز و الیافی در نمونه‌های بازپخت‌شده در 740 و 770 درجه سانتی‌گراد و مارتنزیت هم‌محور در تمامی نمونه‌ها. در تمامی نمونه‌ها رفتار تسلیم پیوسته مشاهده شد، به جز نمونه‌های بازپخت‌شده در 740 درجه سانتی‌گراد به مدت 2 و 4 دقیقه. بازپخت بین‌بحرانی در همه دماها باعث کاهش تنش تسلیم و استحکام کششی نهایی شد، اما بهبود در ازدیاد طول یکنواخت و ازدیاد طول کل تنها پس از عملیات در 740 و 770 درجه سانتی‌گراد مشاهده گردید. نمونه‌ای که در دمای 770 درجه سانتی‌گراد به مدت 12 دقیقه بازپخت شد، بهترین ترکیب خواص کششی را برای کاربرد در بدنه خودرو نشان داد. نمونه‌ها بر اساس تحلیل اصلاح‌شده crussard–jaoul رفتار سه‌مرحله‌ای در سخت‌شوندگی کرنشی را نشان دادند، با این تفاوت که مرحله سوم در نمونه‌های بازپخت‌شده در 740 درجه سانتی‌گراد به مدت 7 و 12 دقیقه، به‌دلیل محتوای بالای کربن در مارتنزیت، حضور نداشت.