Effect of Grain Size on Thermal and Mechanical Stability of Austenite in Metastable Austenitic Stainless Steel

Abstract

In order to clarify the grain size dependence of mechanical stability of austenite, deformation-induced martensitic transformation behavior was investigated on uniaxial tensile deformation in a metastable austenitic stainless steel (Fe-16%Cr-10%Ni) with the grain size controlled from 1 to 80 μ m. In addition, crystallographic characteristics of deformation-induced martensite were analyzed by means of the EBSD (electron backscattering diffraction) method to discuss the variant selection rule. It was found that mechanical stability of austenite is independent of its grain size, although thermal stability of austenite is remarkably increased by grain refinement. Some special martensite variants tend to be selected in an austenite grain on the deformation-induced martensitic transformation (near single-variant transformation), and this results in the formation of a texture along tensile direction. This suggests that the most advantageous variants are selected in the deformation-induced martensitic transformation to release tensile strain and leads to the grain size independence of mechanical stability of austenite.

A Microstructural Study on the Observed Differences in Charpy Impact Behavior Between Hot Isostatically Pressed and Forged 304L and 316L Austenitic Stainless Steel

“…[30] Microhardness testing and ferritescope detection gleaned similar datasets for HIP304L and F304L variations, which indicate that the degree of generated martensite close to the Charpy V-notch is of comparable magnitudes in specimens manufactured by HIPping and forging. It has been reported [31] that although thermal stability, i.e., martensite formation on cooling, of austenite is heavily dependent on the austenite grain size, the mechanical stability and deformation-induced martensitic transformation of austenite is independent of grain size, which is consistent with the results presented herein since both HIP and forged variants of 304L undergo similar levels of martensitic transformation.…”

Interplay between grain structure, deformation mechanisms and austenite stability in phase-reversion-induced nanograined/ultrafine-grained austenitic ferrous alloy

“…While grain size is considered to govern the thermal stability of austenite [43][44][45], the impact on mechanical stability is unclear. The stability of austenite grains is controlled not only by the local carbon level but also by the grain size, as recently suggested for TRIP steels [44].…”

Estudo da evolução microestrutural e das propriedades magnéticas do aço inoxidável austenítico AISI 201 laminado a frio

“…Além disso, já foi reportado na literatura que a intersecção entre uma placa de martensita  e um sistema de deslizamento ativo também constitui um sítio de nucleação Outros trabalhos recentes também reportaram sobre o efeito do tamanho de grão sobre a martensita induzida por deformação em aços inoxidáveis austeníticos (KISKO et al, 2013;MATSUOKA et al, 2013). Para esse estudo, Kisko e Matsuoka (2013) utilizaram tratamentos térmicos específicos para a reversão da martensita em aços inoxidáveis austeníticos laminados a frio, visando a obtenção de microestruturas com faixas específicas de tamanho de grão austenítico.…”

“…Para esse estudo, Kisko e Matsuoka (2013) utilizaram tratamentos térmicos específicos para a reversão da martensita em aços inoxidáveis austeníticos laminados a frio, visando a obtenção de microestruturas com faixas específicas de tamanho de grão austenítico. Posteriormente, essas amostras foram submetidas a deformação adicional (tração), o que permitiu o estudo da formação da martensita induzida por deformação em função do tamanho de grão inicial da fase austenítica (KISKO et al, 2013;MATSUOKA et al, 2013). Seguindo esse procedimento, ao investigar um aço inoxidável austenítico com composição 15Cr-9Mn-Ni-Cu (em % massa), Kisko e colaboradores (2013) observaram que os sítios de nucleação da martensita induzida por deformação dependem do tamanho de grão austenítco (KISKO et al, 2013).…”

“…Nesse trabalho foi realizado um estudo da transformação martensítica induzida por deformação e sua reversão em um aço inoxidável austenítico AISI 201 e sua relação com as propriedades magnéticas. Além da importância tecnológica do aço em questão, esse trabalho se justifica no sentido de que ainda existem algumas questões em aberto com relação às transformações   ' e '  , as quais são reportadas em trabalhos recentes sobre o assunto (HAMADA et al, 2015;PONGE;KISKO et al, 2013;LÜ et al, 2010;MARÉCHAL, 2011;MATSUOKA et al, 2013;SHIRDEL;PARSA, 2015 (PLAUT et al, 2007).…”