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Microstructure evolution and optimization of the tempering heat treatment of a medium-carbon low-alloy steel

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Talebi, Seyyed Hesamodin (2018). Microstructure evolution and optimization of the tempering heat treatment of a medium-carbon low-alloy steel. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

In this research, the effects of processing parameters on different phenomena occurring during tempering of a medium-carbon low-alloy steel were investigated. Conducting highresolution dilatometry machine, samples were cooled with three cooling rates of 4.8, 18 and 180 °C/min, to produce martensite, martensite mixed with bainite and bainite, respectively. These microstructures correspond to different locations of a large-size forged ingot after quenching.

Subsequently, non-isothermal tempering up to 600 °C with different heating rates was carried out to study various tempering stages and phase transformations occurring during tempering especially for bainite. Results indicated that tempering behaviour differed remarkably with the primary microstructure, and among all the tempering stages, only retained austenite decomposition and carbide precipitation have occurred during tempering of a bainitic microstructure.

Furthermore, isothermal tempering for three temperatures of 350, 550 and 600 °C with different holding times up to 16 h was performed to study retained austenite decomposition and carbides evolution during tempering of a bainitic specimen containing retained austenite. Results showed that full decomposition of retained austenite occurred only at 600 °C. Also, after 16 h of tempering at 600 °C, carbides tend to be rich in chromium and mostly Cr7C3 and Cr23C6 carbides were identified. Hardness increase was observed during carbides precipitation, while it decreased when carbide coarsening started.

Titre traduit

Évaluation de la microstructure et optimization du traitement de revenu des aciers faiblement alliés

Résumé traduit

Dans ce travail de recherche, l’influence des différents paramètres sur les phénomènes qui se produisent durant le revenu des aciers faiblement alliés, ont été investiguées. Grâce à un dilatomètre à haute résolution, les échantillons ont été refroidis suivant les trois vitesses de refroidissement suivantes 4.8, 18 et 180 °C/min afin de former respectivement la martensite, la matensite-bainite et la bainite. Ces microstructures correspondent à des zones spécifiques dans un lingot forgé de grande taille après trempe.

Par la suite, des cycles de revenus non-isothermes jusqu'à 600 °C ont été réalisés avec différents vitesses de chauffe pour étudier les différents stades du revenu ainsi que les transformations de phases qui y interviennent, notamment la bainite.

Les résultats ont indiqué que le comportement durant du revenu varie de manière remarquable depuis la microstructure primaire, et à travers tous les stades du revenue. En particulier, il a été observé que la décomposition de l'austénite résiduelle et la precipitation des carbures se produit durant le revenu d'une microstructure bainitique.

Ensuite, des revenus isothermes à 350, 550 and 600 °C et différents temps de maintien ont été réalisés afin d’étudier la décomposition de l’austénite résiduelle et l’évolution des carbures durant le revenu d’échantillons bainitiques. Les résultats ont montré que la décomposition complète de l'austénite résiduelle se produit seulement à 600 °C. Même, après 16 h de revenu à 600 °C, les carbures ont tendance à être riche en chrome, les carbures Cr7C3 et Cr23C6 ont surtout été identifié. Une augmentation de la dureté a été observée lors de la précipitation des carbures, suivi d’une diminution qui indique le début de la croissance des carbures.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Manuscript-based thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment for a master's degree with thesis in mechanical engineering". Comprend des références bibliographiques (pages 90-97).
Mots-clés libres: revenu, bainite, transformation de phase, dilatométrie, austénite résiduelle, carbures
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Jahazi, Mohammad
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 26 nov. 2018 15:24
Dernière modification: 26 nov. 2018 15:24
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2163

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