Strengthening mechanisms in bainitic steels

Abstract

An investigation has been made of the microstructures and mechanical properties of a series of 1%Cr-0.5 %Mo-0.002%B base steels following isothermal transformation to structures of the granular, upper and lower bainite types.

The results indicate that in granular bainites the strength is raised above the base level of the matrix by the “islands” or “granules” which characterise the microstructure whereas in classical (i.e. ferrite-carbide) bainites the dislocation density of the ferrite matrix and the shape and spacing of the carbide precipitates exert important strengthening effects.

Résumé

Les auteurs ont étudié les microstructures et les propriétés mécaniques d'une série d'aciers contenant 1%Cr-0,5%Mo-0,002%B après transformation isotherme en structures de types granulaires bainitiques supérieur et inférieur.

Les résultats montrent que dans les bainites granulaires, la résistance mécanique devient supérieure à celle de la matrice par suite des “ilots” ou des “granules” qui caractérisent la microstructure, alors que dans les bainites classiques (c.a.d. carbures de ferrite) la densité des dislocations dans la matrice de ferrite ainsi que la forme et l'espacement des précipites de carbure exercent des effets de consolidation im portants.

Zusammenfassung

Die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften einer Serie von 1%Cr-0,5% Mo-0,002% B-Stählen wurden nach isothermer Umwandlung in Strukturen vom granularen Typ und vom oberen und unteren bainitischen Typ untersucht.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, daβ in granulären Bainiten die Festigkeit durch die die Mikrostruktur bestimmenden “Inseln” oder “Körner” bis über den Grenzwert der Matrix erhöht wird; in klassischen Bainiten dagegen (d.h. in Ferrit-Karbid) haben die Versetzungsdichte der Ferritmatrix sowie Gestalt und Abstand der Karbidausscheidungen einen bedeutenden Einfluβ auf die Festigkeit.