Correlation between precipitation behavior of Nb and microstructure evolution on intercritical annealing in Nb added low carbon steel

Abstract

본 연구는 저탄소강에서 이상역 열처리동안 Nb 석출 거동과 미세조직 발현사이의 상관 관계에 대하여 고찰하였다. 미세조직 발현에 대한 정량적 분석을 통해 Nb 첨가가 회복과 재결정의 지연 및 오스테나이트 형성 촉진을 유발하는 것으로 관찰되었다. 회복 및 재결정의 지연은 용질 Nb의 에 의한 용질 드래그 효과와 미세한 NbC 탄화물에 의한 고정 효과의 경쟁과 관련이 있을 수 있으며, 이는 적절한 가정하에 TC-PRISMA 소프트웨어를 사용한 석출 계산으로 설명됩니다. 또한, 미재결정 페라이트의 존재는 열역학적으로 불안정한 결함 구조로 인해 오스테 나이트 핵 형성 및 성장에 빠른 확산 경로를 제공 할 수 있습니다. 이러한 결과는 저탄소강에서 소둔하는 동안 미세조직 발현를 제어하는 방법으로 여겨진 산업적으로 적용이 어려운 가열 속도 또는 소둔 시간과 같은 공정 조건의 변화 대신 작은 양의 Nb 첨가를 통하여 비슷한 효과를 낼 수 있는 것을 밝혀내었다.

The present study examine the correlation between the precipitation behavior of Nb and microstructure evolution during intercritical annealing in low carbon steel. It was observed that Nb addition causes the retardation of recovery and recrystallization and acceleration of austenite formation by quantitative analysis on microstructure evolution. The retardation of recovery and recrystallization is possibly related with the competition of solute drag effect by solute Nb segregation and pinning effect by fine NbC carbides, which is elucidated with precipitation calculation using TC-PRISMA software with suitable assumption. Also, the presence of un-recrystallized ferrite might enhance the number of nucleation sites and growth rate of austenite formation, due to its thermodynamically unstable defect structure, providing fast diffusion path for elements. These results shed the light on the possibility to commercially exploit Nb addition to control the microstructure evolution during annealing in low carbon steel without any modification in process conditions, such as heating rate or processing time.