Transformation of ε-martensite in auustenite fe-cr-ni steel under the influence of temperature and deformation

Authors

  • G. V. Snizhnoi Ph. D. (Phys. and Math.), Ukraine

Keywords:

austenite, -martensite,  -martensite, magnetic susceptibility, chromium-nickel steel

Abstract

Abstract. Purpose. The behavior of the formed - and  - martensites in austenitic Fe-Cr-Ni steels under the influence of temperature and deformation is investigated. Methodology. To find the specific magnetic susceptibility, a magnitometric weighingmachine with a microprocessor system was used. A low amount of  - martensite (from 0.005%) was determined by a sensitive magnitometric method. This method the effect of the magnetization of the paramagnetic matrix takes into account. Findings. A phase transition of the first kind of deformed austenite in simultaneously appearing  - and  -martensites at a certain uniaxial plastic deformation by compression was detected. The phase transformation according to scheme ) (max0     is realized (where: 0   initial state of fully austenitic steel,    intermediate values of deformed austenite, max    maximum value of deformed austenite). This phase transformation by a jump in the specific magnetic susceptibility from max   to the total value of )(        is determined (where:  ,  and    specific magnetic susceptibilities of deformed austenite  ,  - and  –  martensite, respectively). Originality. For steel 10Х16Н13, the temperature and deformation regions of the existence of  martensite were detected. In this steel, during plastic deformation, structural-phase transformations and changes in the atomicmagnetic state of austenite due to distortion of the fcc lattice occur. Practical value. The above results for studying the effect of the  -phase on the mechanical and service properties of austenitic Fe-Cr-Ni steels can be used.

Author Biography

G. V. Snizhnoi, Ph. D. (Phys. and Math.)

Department of micro- and nanoelectronics, State Higher Education Establishment “Zaporizhzhya National Technical University”, 64, Zhukovskogo str., Zaporizhzhya, 69063, Ukraine

References

Tian Y., Gorbatov O., Borgenstam A., Hedstro P. Deformation microstructure and deformation-induced martensite in austenitic Fe-Cr-Ni alloys depending on stacking fault energy. Metallurgical and materials transactions A  Physical metallurgy and materials science. 2017, vol. 48A, no. 1, pp. 1-7.

Kurc A. and Stoklosa Z. The effect of (    ) phase transformation on microstructure and properties of austenitic Cr-Ni steels. Archives of Materials science and Engineering. 2010, vol. 41, no. 2, pp. 85-94.

Das A., Tarafder S., Chakraborti P. Estimation of deformation induced martensite in austenitic stainless steels. Materials Science & Engineering A. 2011, vol. 529, pp. 9-20.

Tavares S. S. M., Pardal J. M., Silvab M. J., Abreub H. F. G., Silvac M. R. Deformation induced martensitic transformation in a 201 modified austenitic stainless steel. Materials characterization. 2009, vol. 60, pp. 907-911.

Ol’shanetskii V.E. and Snizhnoi G.V. O formirovanii dvuh tipov martensitnyih faz pri plasticheskoy deformatsii austenitnoy hromonikelevoy stali [About the formation of two types of martensite phases in the course of plastic deformation of austenitic chromium-nickel steel]. Fizika i tehnika vyisokih davleniy [High pressure physics and technics]. 2013, vol. 23, no.2, pp. 78-87. (in Ukrainian). Available at: http://www.fti.dn.ua/site/wp-content/uploads/2014/02/2013_2_8.pdf

Snizhnoi G. V., Mishchenko V. G., Snizhnoi V. L. Zarozhdenie pervyih portsiy ε- i α  - martensitov deformatsii v austenitnyih hromonikelevyih stalyah [Formation of the first portions of ε- and α- deformation-induced martensite in chromium-nickel steels of the austenitic class]. Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie – [Сonstruction, materials science, mechanical engineering]. PDABA. Dnipropetrovsk, 2015, no. 80, pp. 307-313. (in Ukrainian). Available at: http://www.irbis-nbuv.gov.ua

Snizhnoi G. V. Magnetic state of austenite near the true deformation martensitic point of a chromium–nickel austenitic steel. The physics of metals and metallography. 2011, vol. 111, no. 6. pp. 573-578. Available at: https://link.springer.com/article/10.1134/S0031918X11050152

Snizhnoi G. V. O vozmozhnosti kontrolya malyih deformatsiy austenitnyih hromonikelevyih staley magnitometricheskim metodom [On control of small deformations of austenite chromiumnickel steels magnetometrical method]. Aviatsionnokosmicheskaya tehnika i tehnologiya [Aviation-space engineering and technology]. 2010. no. 9(76), pp. 131-135. (in Ukrainian). Available at: http://www.khai.edu/csp/nauchportal/Arhiv/AKTT/2010/AKTT910/Snegnoy.pdf

Snizhnoi G. V. Mahnetna povedinka austenitu na pochatku utvorennya martensytu deformatsiyi v krytsi 10Kh18N9-U [Magnetic state of austenite in the early formation of deformation martensite in steel Х10CrNiS189]. Fizyka i khimiya tverdoho tila [Physics and chemistry of solid state]. 2011, vol. 12, no. 3, pp. 748-752. (in Ukrainian). Available at: http://www.pu.if.ua/inst/phys_che/start/pcss/vol12/1203-32.pdf

Snizhnoi G. V., Olshanetskii V. E., Snizhnoi V. L. O vidah i granitsah sostoyaniy stabilnogo i nestabilnogo austenita Fe-Cr-Ni staley [Types and boundary of condition stable and unstable austenite Fe-Cr-Ni steels]. Novyie materialyi i tehnologii v metallurgii i mashinostroenii [Innovative materials and technologies in metallurgy and mechanical engineering]. 2015, no. 1, pp. 7-13. (in Ukrainian). Available at: http://www.irbis-nbuv.gov.ua

Snіzhnoi G. V., Olshanetskii V. E., Snizhnoi V. L. Ob osobennostyah obrazovaniya i transformatsii -martensita pri plasticheskoy deformatsii austenitnyih hromonikelevyih staley [On peculiarities of the formation and transformation of martensite during plastic deformation of austenitic chromium-nickel steels] Novyie materialyi i tehnologii v metallurgii i mashinostroenii [Innovative materials and technologies in metallurgy and mechanical engineering]. 2016, no. 2, pp. 8-15. (in Ukrainian). Available at: http://www.irbis-nbuv.gov.ua

Lyisak L.I., Nikolin B.I. Fizicheskie osnovyi termicheskoy obrabotki stali [Physical basis of heat treatment of steel] – Kiev: Tehnika. 1975. 304 p. (in Ukrainian). Available at: http://www.twirpx.com/file/1053529/

Snezhnoi V.L., Miroshnichenko F.D., Kanibolotsky V.G., Okhromy G.A. Vliyanie magnitnogo momenta paramagnitnoy matritsyi na opredelenie nizkih soderzhaniy  -fazyi v austenitnyih stalyah [Effect of magnetic moment of a paramagnetic matrix on the determination of low concentrations of -phase in austenitic steels]. Fizika metallov i metallovedenie [Phys. Met. and Metallogr.]. 1970, vol. 2, no. 30, pp. 363-366. (in Russian). Available at: http://impo.imp.uran.ru/fmm/Electron/vol30_2

Ol’shanetskii V. E., Snizhnoi G. V., Sazhnev V. N. Structural and magnetic stability of austenite in chromium-nickel and manganese steels with cold deformation. Metal Science and Heat Treatment. 2016, vol. 58, no. 5, pp. 311-317. Available at: http://www.scilit.net/article/10.1007/s11041-016-0009-5

Snizhnoy G. V. and Zhavzharov E. L. Avtomatyzovana ustanovka dlya vyznachennya mahnetnoyi spryynyatlyvosti kryts' ta stopiv [Automated equipment for determining the magnetic susceptibility of steels and alloys] Visnyk Natsional'noho tekhnichnoho universytetu Ukrayiny "Kyyivs'kyy politekhnichnyy instytut". Seriya - Radiotekhnika. Radioaparatobuduvannya [Bulletin of National technical university of Ukraine. Series Radiotechnique. Radioapparatus building]. 2012, no. 49, pp. 136-141. (in Ukrainian). Available at: http://radap.kpi.ua/radiotechnique/article/view/86 16. Breedis J. and Robertson W. The martensitic transformation in single crystals of iron-chromium-nickel alloys. Acta Metallurgica. 1962, vol. 10, no. 11, pp. 1077-1088.

Downloads

Published

2017-03-28

Issue

No. 95 (2017)

Section

Proceedings in memory of Starodubov

License

Редакція  Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.

При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а  автор отримує перше попередження.

Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).