THE RECOVERY OF HIGH TEMPERATURE DUCTILITY IN Fe-36Ni ALLOYS

L. BEN MOSTEFA, G. SAINDRENAN, J. P. COLIN
1990 Le Journal de Physique Colloques  
Resue -L e s a l l i a g e s a u s t e n i t i q u e s Fe-Ni36 p r e s e n t e n t un t r o u d e d u c t i l i t 6 a c h a u d d a n s l ' i n t e r v a l l e d e t e m p e r a t u r e s a l l a n t d e 700 a 1000°C. Ce phenomdne e s t g i n e r a l e m e n t a t t r i b u . 6 B l ' a c t i o n combinee d ' u n e s e g r e g a t i o n i n t e r f a c i a l e d u s o u f r e e t a l a p r e s e n c e d e p r e c i p i t e s i n t e r g r a n u l a i r e s . Le mecanisme e s t mal c o m p r i s
more » ... mal c o m p r i s en r a i s o n d e l a d i f f i c u l t 6 q u ' i l y a a o b t e n i r , a c e s t e m p e r a t u r e s , d e s f r a c t u r e s i n t e r g r a n u l a i r e s s o u s v i d e , e t a u s s i p a r c e q u e l a f r a g i l i t e d e s j o i n t s d e g r a i n s n ' e s t q u e p a r t i e l l e . Dans c e p a p i e r , n o u s p r 6 s e n t o n s d e s r e s u l t a t s c o n c e r n a n t l a r e m o n t 6 e d e l a d u c t i l i t d a d e s v a l e u r s s a t i s f a i s a n t e s du c a t 6 d e s h a u t e s t e m p 6 r a t u r e s . A i n s i , i l a 6 t 6 m o n t r 6 q u e l a r e s t a u r a t i o n d e l a d u c t i l i t d e s t c o n c o m i t t a n t e ( A b s t r a c t -A u s t e n i t i c Fe-36Ni a l l o y s a r e w e l l known t o show a h i g h t e m p e r a t u r e d u c t i l i t y t r o u g h i n t h e r a n g e f r o m 700 t o 1000°C. T h i s phenomenon i s g e n e r a l l y a t t r i b u t e d t o combined a c t i o n o f i n t e r f a c i a l s e g r e g a t i o n and t h e p r e s e n c e o f i n t e r g r a n u l a r p r e c i p i t a t e s . The mechanism i s p o o r l y u n d e r s t o o d d u e t o t h e d i f f i c u l t y t o o b t a i n g r a i n b o u n d a r y f a i l u r e s i n t h i s t e m p e r a t u r e r e g i o n u n d e r h i g h vacuum c o n d i t i o n s , and a l s o b e c a u s e o f t h e i n c o m p l e t e n a t u r e o f t h e i n t e r g r a n u l a r b r i t t l e n e s s . The p r e s e n t p a p e r d e s c r i b e s t h e r e s u l t s o f a d e t a i l e d s t u d y o f t h e h i g h t e m p e r a t u r e s i d e o f d u c t i l i t y t r o u g h , when s a t i s f a c t o r y v a l u e s a r e a g a i n r e a c h e d . I t is shown t h a t t h e r e c o v e r y o f d u c t i l i t y i s a s s o c i a t e d w i t h ( i ) t h e d i s a p p e a r a n c e o f i n t e r g r a n u l a r BN p r e c i p i t a t e s , ( i i ) t h e r e d u c t i o n o f g r a i n b o u n d a r y s u l f u r s e g r e g a t i o n and ( i i i ) t h e o n s e t o f dynamic r e c r i s t a l l i z a t i o n and g r a i n g r o w t h . Many m e t a l l i c m a t e r i a l s , e v e n t h o s e o f C.F.C s t r u c t u r e whose c a p a c i t y f o r p l a s t i c d e f o r m a t i o n is h i g h , e x h i b i t a low d u c t i l i t y d u r i n g h i g h t e m p e r a t u r e d e f o r m a t i o n ( 7 0 0l l O O°C ) . B o t h s u r f a c e and i n t e r n a l c r a c k s o f t e n a p p e a r d u r i n g h o t d e f o r m a t i o n p r o c e s s e s . T h i s phenomenon l i m i t s d r a s t i c a l l y t h e h o t work o p e r a t i o n s , p a r t i c u l a r l y i n m i c r o a l l o y e d s t e e l s a n d Fe-Ni a l l o y s . I n i n d u s t r i a l p r a c t i c e , h o t b r i t t l e n e s s o c c u r s d u r i n g i n g o t c o o l i n g , h o t t r a n s f o r m a t i o n o r c o n t i n u o u s c a s t i n g . I n d e e d , a s p e c t a c u l a r f a l l i n d u c t i l i t y is o b s e r v e d r o u n d a b o u t 700°C; t h i s low d u c t i l i t y ( a f e w p e r c e n t of t h e n o m i n a l l e v e l ) is e v e n o b s e r v e d beyond 100O0C. A t h i g h e r t e m p e r a t u r e ( 2 llOO°C), t h e r e c o v e r y o f t h e d u c t i l i t y is a s b r u t a l a s i t s d r o p a b o u t 700°C. T h i s d o u b l e d i s c o n t i n u i t y on t h e t e m p e r a t u r e s c a l e p r o d u c e s a c h a r a c t e r i s t i c t r o u g h f o r t h e phenomenon. The i n t e r g r a n u l a r s e g r e g a t i o n of s u l f u r is o f t e n s u p p o s e d t o p l a y t h e main r o l e , b u t i t is g e n e r a l l y a d m i t t e d t h a t i t r e s u l t s from t h e combined e f f e c t s of i n t e r f a c i a l s e g r e g a t i o n and i n t e r g r a n u l a r m i c r o p r e c i p i t a t e s . However, t h e r e s u l t s o f LOZINSKIY e t a l . C11 on n i c k e l seem t o show t h a t s u l f u r a l o n e c a n c a u s e t h e h o t d u c t i l i t y d r o p . I n d e e d , on f i g u r e 1 , e x t r a c t e d from h i s work, we s e e t h a t 20 ppm s u l f u r a l r e a d y p r o v o k e a n o t i c e a b l e d u c t i l i t y l o s s . From t h e c h e m i c a l c o m p o s i t i o n o f h i s N i , w e c a n n o t a f f i r m t h e a b s e n c e o f m i c r o -p r e c i p i t a t e s , b u t i t s e e m s p r e s u m a b l e t h a t t h e r e Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.
doi:10.1051/jphyscol:1990169 fatcat:oohjaqlndze5xo5ei2mm4szbpu