Title

THE INFLUENCE OF A SMALL Ti ADDITION ON THE HOT DUCTILITY OF Cu CONTAINING STEEL

INFLUÊNCIA DE PEQUENAS ADIÇÕES DE Ti DUCTILIDADE À QUENTE DE AÇOS CONTENDO Cu

Authorship

Comineli, O.; Tuling, A.; Mintz, B.; Karjalainen, L.P.

Comineli, O.

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Tuling, A.

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Mintz, B.

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Karjalainen, L.P.

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DOI

10.5151/2594-5327-0335

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Abstract

An investigation into the influence of Cu additions and a small addition of Ti on the hot ductility of C-Mn-Al steels has been carried out. Two levels of copper, 0.1% and 0.5%Cu were examined; the steels having, 0.045%Al and 0.005%Ti. Samples of the steels were tensile tested after heating to 1300°C in an argon atmosphere and cooling to the test temperatures in the range 800°C to 1000°C at two cooling rates of 25°C/min. and 100°C/min. Samples were strained to failure and the hot ductility curves obtained using reduction of area as a measure of ductility. Transmission Electron Microscopy (TEM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) analyses were also carried out. The results show a trough in the hot ductility between temperatures of 800°C and 900°C. Increasing the amount of Cu from 0.1% to 0.5% was found to have only a small detrimental influence on the hot ductility if the cooling rate was high, 100oC/min, but a significant deterioration in ductility was noted at the slower cooling rate. Increasing the cooling rate led to a slightly deeper trough. Although precipitates of copper sulphide and aluminium nitride were found these were too few and coarse to have any influence on ductility. However, copious precipitation of TiN was found in both steels, these being finer in the higher Cu containing steel, thus accounting for its deeper trough. The displacement of the hot ductility curve to lower temperatures in the higher Cu containing steel is probably because of the steels lower transformation temperature due to its higher Cu and C content.

Foi realizada uma pesquisa sobre a influência de adições de Cu e pequenas adições de Ti na ductilidade à quente de aços C-Mn-Al. Duas adições de Cu, 0.1% e 0.5%Cu foram examinadas; os aços contendo, 0.045%Al e 0.005%Ti. Amostras dos aços foram rompidas por tração, depois de aquecidas a 1300°C em atmosfera de argônio e resfriadas até a temperatura de ensaio, na faixa de 800°C a 1000°C, em taxas de resfriamento de 25°C/min. e 100°C/min. Foram obtidas as curvas de ductilidade à quente, medida pela redução de áreae também realizados ensaios de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Varredura (MEV). Os resultados mostram um “poço” na curva de ductilidade entre 800°C e 900°C. Aumentando-se o teor de Cu de 0.1% para 0.5% causou uma pequena queda na ductilidade à quente, quando a taxa de resfriamento é alta, 100oC/min, mas uma queda significativa foi notada para taxa de resfriamento baixa. O aumento da taxa de resfriamento causou um leve aprofundamento do “poço”. Embora tenham sido encontrados precipitados de CuS e AlN, eles foram poucos e grosseiros para que causem qualquer influência na ductilidade à quente. Contudo, uma copiosa precipitação de TiN foi encontrada em ambos os aços, sendo mais finos no aço com Cu mais alto, sendo isto considerado como a causa do “poço”. O deslocamento da curva de ductilidade à quente para mais baixas temperaturas no aço com Cu mais alto é provavelmente por causa do abaixamento da temperatura de transformação devido ao maior teor de Cu e C.

Keywords

Copper; Steels; Hot shortness; Ductility; Precipitation; TiN; CuS.

Cobre; Aços; Fragilidade à quente; Precipitação; TiN; CuS