The effect of aging on microstructure and mechanical properties of microalloyed steel to Nb, V and Titanium

 

L’effet du vieillissement sur la microstructure

et les propriétés mécaniques

de l’acier microallié au Nb, V et Titane

 

M.Z. Touhami1*, A. Khettache1, A. Darsouni1, S. Mechachti1, N. E. Beliardouh1, N Belkader2

1Département de Métallurgie et Génie des Matériaux,

Laboratoire de Métallurgie et Génie des Matériaux

Université de Annaba, B.P 12 Annaba, Algérie.

2Arcelor Mittal, Département Métallurgie et Gestion de la Qualité - Annaba- Algérie

* Corresponding author. E-mail: mohamedtouhami33@yahoo.fr

Received: 17 December 2006; revised version accepted: 29 April 2007

 

Abstract

     The principal objective in this work is to study the effect of artificial aging on the microstructure and mechanical properties of the hot rolled microalloyed steel to Nb, V and titanium. We present two materials of the same nuance but characterized by a several of microaddition elements. In order to evaluate the sensitivity of these materials to the aging phenomena, we carried out beforehand tests of electrical resistivity and hardness at temperatures ranging between 150 and 650°C. In the case of steel charged in microalloyed elements a structural hardening is obtained in the interval of temperatures 500-600°C with an improvement of tensile characteristics and ductile-brittle transition temperature compared to the raw state hot rolling. The poor steel does not present any apparent structural hardening. The attributed phenomena to the precipitation of fine particles and to the statically recrystallization of boundary grains have been studied by optical microscopy and transmission electronic microscopy on thin blades. The tensile characteristics evolution such as elastic limit, rupture strength, elongation also the ductility has been followed by tensile and low temperature ductility tests.

 

Keywords: High limit strength microalloyed steels; Aging; Thermomechanical processing; Precipitation; Structural strengthening; Mechanical properties.

 

Résumé

     L’objectif principal dans ce travail est l’étude de l’effet du vieillissement artificiel sur la microstructure et les propriétés mécaniques d’un acier laminé à chaud microallié au Nb, V et titane. Nous présentons deux matériaux de la même nuance mais caractérisés par diverses teneurs en éléments de microadditions. Afin d’évaluer la sensibilité de ces matériaux aux phénomènes de vieillissement, nous avons réalisé  préalablement des essais de résistivité électrique et de dureté à des températures comprises entre 150 et 650°C. Dans le cas de l'acier plus chargé en éléments de microalliage, le durcissement structural est obtenu dans l'intervalle de température 500-600°C, avec une amélioration des caractéristiques de traction et de la température de transition ductile fragile par rapport à l'état brut de laminage à chaud. L'acier appauvri en éléments ne présente apparemment pas de durcissement structural. Les phénomènes attribués à la précipitation de fines particules et à la recristallisation statique des grains ont été étudiés par microscopie optique et électronique en transmission sur lames minces. L’évolution des caractéristiques telles que la limite d’élasticité, la charge de rupture, l’allongement ainsi que la résilience ont été suivies par des essais de traction et de résilience à basse température.

 

Mots clés : Aciers à haute limite d’élasticité ; Vieillissement ; Procédé thermomécanique ; Précipitation ; Durcissement structural ; Propriétés mécaniques.

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