Measurement and modelling of the effects of precipitation on recrystallization under multipass deformation conditions

The effects of precipitation on austenite recrystallization during the multipass deformation of Nb-containing HSLA steels were investigated under continuous cooling conditions. For this purpose, the processing temperature at which recrystallization is no longer complete (the Tnr) was first determined from rolling simulations. The changes in the size distributions of the freshly precipitated particles were then followed by transmission electron microscopy. Models were also developed for predicting the precipitation start and finish temperatures, TPs and TPf, during continuous cooling. The present results indicate that the recrystallization behavior of steels can be divided into three distinct regions: (i) when the interpass time tI is short and the cooling rate Ψ is rapid, the rate of recrystallization is solute-controlled and the Tnr decreases when tI is increased or Ψ decreased; (ii) when tI and Ψ adopt intermediate values, precipitation is rate-limiting and the Tnr increases with increasing tI or decreasing Ψ; (iii) finally, when tI is relatively long and Ψ relatively slow, particle coarsening weakens the effect of the precipitates so that the Tnr tends to decrease again. Les effets de la précipitation sur la recristallisation de l'austénite au cours de déformations à passes multiples ont été étudies dans des conditions de refroidissement continu. Pour ce faire, on a d'abord déterminé, à partir de simulations de laminage, la température Tnr à partir de laquelle la recristallisation n'est plus menée à terme. On a alors étudié les variations de distribution de la taille des particules récemment précipitées à l'aide d'un microscope électronique à transmission. Des modèles ont aussi été développés pour prédire les températures de début et de fin de précipitation, TPs et TPf, au cours de refroidissement continu. Les résultats obtenus indiquent que le comportement des aciers au cours de la précipitation peut être divisé en trois régions distinctes: (i) quand le temps interpasse tI est court et la vitesse de refroiissement Ψ élevée, la vitesse de recristallisation est controlée par les éléments en solution et Tnr décroit lorsque tI croit ou lorsque Ψ décroit; (ii) lorsque tI et Ψ prennent des valeurs intermédiaires, la précipitation a un effet limitant sur la recristallisation et Tnr augmente lorsque tI augmente ou lorsque Ψ diminue; (iii) enfin, lorsque tI est relativement long et Ψ relativement lent, le grossissement des précipités atténue leur effet, si bien que Tnr a tendance à décroitre à nouveau. Der Einfluß von Ausscheidungen auf die Rekristallisation von Austenit wird in mikrolegierten Nb (HSLA-)Stählen untersucht, die in mehreren Stichen bei kontinuierlicher Abkühlung verformt werden. Zunächst wurde in Walzsimulationsexperimenten die Prozeßtemperature bestimmt, bei welcher keine vollständige Rekristallisation mehr auftritt (Tnr). Die Änderung der Größenverteilung neugebildeter Ausscheidungen wurde dann mitt Hilfe der Transmissionselektronenmikroskopie verfolgt. Es wurden Modelle zur Bestimmung jener Temperaturen entwickelt, bei denen der Ausscheidungsprozeß beginnt (TPs) und abgeschlossen wird (TPf). Die Resultate deuten darauf hin, daß das Rekristallisationsverhalten von Stählen in drei Bereiche eingeteilt werden kann: (i) Für kleine Zeitintervalle tI zwischen den Stichen und große Abkühlgeschwindigkeiten Ψ ist die Rekristallisationsrate lösungskontrolliert und Tnr fällt mit washsendem tI bzw. fallendem Ψ. (ii) Leigen tI und Ψ im mittleren Wertebereich, ist der Prozeß durch die Ausscheidungen kontrolliert und Tnr wächst mit wachsendem tI bzw. fallendem Ψ. (iii) Für noch größere tI und kleinere Ψ schwächt die Teilchenvergröberung den Einfluß der Ausschiedungen, so daß Tnr weider fällt.