A further study of the kinetics of recrystallization and grain growth of cold rolled TWIP steel

Abstract

Un estudio adicional de la cinética de recristalización y crecimiento de grano del acero twip laminado en frío. Muestras de acero TWIP laminadas en caliente en laboratorio de composición, 22% de Mn, 0,6% de C (% en masa) se laminaron en frío a reducciones de 40%, 50%, 60% y 70% para recocerlas isotérmicamente en el intervalo de temperatura 450 ºC ≤ T ≤ 1100 ºC. El objetivo fue estudiar la precipitación y su efecto razona-ble en la recristalización estática y cinética de crecimiento de grano. Se encontraron dos tipos de precipitados en 600 ºC ≤ T ≤ 700 ºC a tiempos largos de recocido: (Fe, Mn)3C – Cementita y Carbonitruros de Vanadio. El tamaño de grano recristalizado fue muy fino D0 ≤ 2 μm. Además, se encontró que la textura de laminación se hereda en la recristalización muy debilitada. La energía de activación para la recristalización calculada fue Qsoft = 281 ± 70 kJ·mol−1 que se corresponde prácticamente con la energía de activación para la autodifusión en austenita (270 kJ·mol−1) y para la difusión del Mn en austenita (265 kJ·mol−1). Sin embargo, la energía de activación de crecimiento de grano obtenida fue significativamente mayor QGG = 384 ± 60 kJ·mol−1 con un expo-nente de crecimiento de grano, nGG ~ 4. Consecuentemente, la explicación más razonable es que la cantidad de precipitados es suficiente para tener un efecto de fijación en la migración de las juntas de grano durante el cre-cimiento debido a que la longitud media entre precipitados, Lprec, es menor que algún valor umbral de tamaño de grano, Lprec < Dumbral, siendo D0 << Dumbral.

Hot rolled, laboratory-cast, TWIP steel specimens with composition 22% Mn-0.6% C (in mass %) was cold rolled to reductions of 40%, 50%, 60% and 70% and afterwards isothermally annealed for various times in the interval of temperatures 450°C ≤ T ≤ 1100°C. The purpose was to study the precipitation behavior and its plausible effect in the static recrystallization and grain growth kinetics. Two types of precipitates were found in 600 °C ≤ T ≤ 700 °C for long times: (Fe, Mn)3C - Cementite and Vanadium Carbonitrides. Recrystallized grain size was very fine, D0 ≤ 2 μm. Also, a weaken retained rolling texture in the recrystallisation process was found. Calculated value of activation energy for recrystallization, Qsoft = 281 ± 70 kJ.mol-1 was obtained which corresponds practically with the activation energy for bulk self-diffusion in austenite (270 kJmol-1) and for Mn diffusion in the austenite lattice (265 kJmol-1). Nevertheless, higher calculated activation energy for grain growth, QGG = 384 ± 60 kJmol-1 was found with a grain growth exponent of nGG ∼4. Consequently, the most plausible explanation is that the quantity of precipitates is enough to have relevant pinning effect of migrating grain boundaries during grain growth due to the mean length between precipitates, Lprec, is smaller than some threshold value of grain size, Lprec < Dthreshold, being, D0 << Dthreshold.