Evolution of the structure, texture and mechanical properties of a cold-swaged austenitic stainless steel during post-deformation annealing

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In this work, we studied the effect of annealing temperature on the structure and texture, as well as the mechanical properties of the austenitic stainless steel AISI 316. Initially, the program material was subjected to cold rotary swaging with a reduction of 95%. Studies showed the formation of the structure and texture gradient during preliminary plastic deformation. Annealing at low temperatures (500-600°C) provoked polygonization, while the intensity of the and texture components remained unchanged. After annealing at 700°С, the onset of recrystallization was observed only in the subsurface layers of the rod. As a result of annealing at 800–900°C, static recrystallization occurred over the entire cross section of the rod, which caused dissipation of the texture gradient. Annealing at temperatures of 400–600°C was accompanied by an increase in the strength and hardness characteristics. Meanwhile, ductility also increased with the annealing temperature. Annealing at 700°C resulted in softening of the program material almost to the level of the initial cold-swaged state and a significant increase in ductility up to 16%.

About the authors

R. S. Chernichenko

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Belgorod State National Research University»

Email: chernichenko@bsu.edu.ru
Belgorod, 308015 Russia

D. O. Panov

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Belgorod State National Research University»

Email: dimmak-panov@mail.ru
Belgorod, 308015 Russia

S. V. Naumov

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Belgorod State National Research University»

Email: dimmak-panov@mail.ru
Belgorod, 308015 Russia

E. A. Kudryavtsev

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Belgorod State National Research University»

Email: dimmak-panov@mail.ru
Belgorod, 308015 Russia

V. V. Mirontsov

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Belgorod State National Research University»

Email: dimmak-panov@mail.ru
Belgorod, 308015 Russia

G. A. Salishchev

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Belgorod State National Research University»

Email: dimmak-panov@mail.ru
Belgorod, 308015 Russia

A. S. Pertsev

he Perm Scientific Research Technological Institute

Author for correspondence.
Email: dimmak-panov@mail.ru
614990, Perm, Russia

References

  1. Chattopadhyay S., Anand G., Chowdhury S.G., Manna I. Effect of reverse austenitic transformation on mechanical property and associated texture evolution in AISI 316 austenitic stainless steel processed by low temperature rolling and annealing // Mater. Sci. Eng.: A. 2018. V. 734. P. 139–148.
  2. Lu J.S., Lu Q.S., Xue J. Corrosion Resistance of Three 316 Stainless Steels // Adv. Mater. Research. 2014. V. 936. P. 1097–1101.
  3. Panov D., Pertsev A., Smirnov A., Khotinov V., Simonov Y. Metastable Austenitic Steel Structure and Mechanical Properties Evolution in the Process of Cold Radial Forging // Materials. 2019. V. 12. № 13. P. 2058.3.
  4. Saboori A., Aversa A., Marchese G., Biamino S., Lombardi M., Fino P. Microstructure and mechanical properties of AISI 316L Produced by directed energy deposition-based additive manufacturing: a review // Appl. Sci. 2020. V. 10(9). P. 3310.
  5. Wang Q., Zhang M., Yang C., Yang Y., Zhou E., Liu P., Jin D., Xu D., Wu L., Wang F. Oral microbiota accelerates corrosion of 316L stainless steel for orthodontic applications // J. Mater. Sci. Techn. 2022. V. 128. P. 118–132.
  6. Gray G.T., Livescu V., Rigg P.A., Trujillo C.P., Cady C.M., Chen S.R., Carpenter J.S., Lienert T.J., Fensin S.J. Structure/property (constitutive and spallation response) of additively manufactured 316L stainless steel // Acta Mater. 2017. V. 138. P. 140–149.
  7. Yan F.K., Liu G.Z., Tao N.R., Lu K. Strength and ductility of 316L austenitic stainless steel strengthened by nano-scale twin bundles // Acta Mater. 2012. V. 60. P.1059–1071.
  8. Liu M., Gong W., Zheng R., Li J., Zhang Z., Gao S., Ma C., Tsuji N. Achieving excellent mechanical properties in type 316 stainless steel by tailoring grain size in homogeneously recovered or recrystallized nanostructures // Acta Mater. 2022. V. 226. P. 117629.
  9. Wu Y., Dong X., Yu Q. An upper bound solution of axial metal flow in cold radial forging process of rods // Intern. J. Mechan. Sci. 2014. V. 85. P. 120–129.
  10. Panov D., Chernichenko R., Kudryavtsev E., Klimenko D., Naumov S., Pertcev A. Effect of Cold Swaging on the Bulk Gradient Structure Formation and Mechanical Properties of a 316-Type Austenitic Stainless Steel // Materials. 2022. V. 15. № 7. P. 2464.
  11. Panov D.O., Chernichenko R.S., Naumov S.V., Pertcey A.S., Stepanov N.D., Zherebtsov S.V., Salishchev G.A. Excellent strength-toughness synergy in metastable austenitic stainless steel due to gradient structure formation. // Mater. Letters. 2021. V. 303. P. 130585.
  12. Panov D.O., Smirnov A.I. and Pertcev A.S. Formation of Structure in Metastable Austenitic Steel during Cold Plastic Deformation by the Radial Forging Method // Phys. Met. Metal. 2019. V. 120. P. 184–190.
  13. Akkuzin S. A., Litovchenko I. Yu. The Influence of Deformation and Short-Term Hightemperature Annealing on the Microstructure and Mechanical Properties of Austenitic Steel 17Cr–14Ni–3Mo (316 Type) // Russian Phys. J. 2019. V. 62. P. 1511–1517.
  14. Abramova M.M., Enikeev N.A., Sauvage X., Etienne A., Radiguet B., Ubyivovk E., Valiev R.Z. Thermal Stability and Extra-strength of an Ultrafine Grained Stainless Steel Produced by High Pressure Torsion // Rev. Adv. Mater. Sci. 2015. V. 43(1–2). P. 83–88.
  15. Смирнова Н.А., Левит В.И., Пилюгин В.П. Кузнецов Р.И., Давыдова Л.С., Сазонова В.А. Эволюция структуры ГЦК монокристаллов при больших пластических деформациях // ФММ. 1986. Т. 61. Вып. 6. С. 1170–1177.
  16. Глезер А.М. Томчук А.А. Черетаева А.О Особенности структуры и механических свойств малоуглеродистой стали обработанной в камере Бриджмена деформацией кручения в различных направлениях // Вестник ТГУ. 2013. Т. 18. Вып. 4–2. С. 1946–1947.
  17. Karaman I., Sehitoglu H., Chumlyakov Y.I., Maier H.J. The Deformation of Low-Stacking Fault-Energy Austenitic Steels // JOM. 2002. V. 54. P. 31–37.
  18. Singh G., Kalita B., Vishnu Narayanan K.I., Arora U.K., Mahapatra M.M., Jayaganthan R. Finite element analysis and experimental evaluation of residual stress of Zr-4 alloys processed through swaging // Metals. 2020. V. 10. P. 1281.
  19. Panov D., Kudryavtsev E., Naumov S., Klimenko D., Chernichenko R., Mirontsov V., Stepanov N., Zherebtsov S., Salishchev G., Pertcev A. Gradient Microstructure and Texture Formation in a Metastable Austenitic Stainless Steel during Cold Rotary Swaging // Materials. 2023. V. 16. № 4. P. 1706.
  20. Abramova M.M., Enikeev N.A., Valiev R.Z., Etienne A., Radiguet B., Ivanisenko Y., Sauvage X. Grain boundary segregation induced strengthening of an ultrafine-grained austenitic stainless steel // Mater. Letters. 2014. V. 136. P. 349–352.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (2MB)
3.

Download (1MB)
4.

Download (2MB)
5.

Download (3MB)
6.

Download (535KB)
7.

Download (99KB)
8.

Download (186KB)


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».