Issue |
Matériaux & Techniques
Volume 106, Number 1, 2018
Control, modeling and characterization of heat treatment and surface engineering
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Article Number | 104 | |
Number of page(s) | 9 | |
Section | Mise en oeuvre des matériaux / Materials processing | |
DOI | https://doi.org/10.1051/mattech/2018022 | |
Published online | 27 July 2018 |
Regular Article
Metallurgical principles of microstructure formation in sub-zero treated cold-work tool steels – a review
Principes métallurgiques de la formation de la microstructure dans les aciers à outils de travail à froid soumis à un traitement de sous-zéro
1
Faculty of Materials Sciences and Technology in Trnava,
Bottova 25,
917 24
Trnava, Slovakia
2
Institute of Physics of Materials, Academy of Sciences of the Czech Republic,
Zizkova 22,
61662
Brno, Czech Republic
* e-mail: p.jurci@seznam.cz
Received:
27
November
2017
Accepted:
25
April
2018
The beneficial influence of a sub-zero treatment on wear resistant tools and components has been known for over 100 years. On the other hand, the basic metallurgical principles being responsible for enhanced hardness and wear performance, changes in the tempering response and toughness and improved dimensional stability have become known only over the past decade. The sub-zero treatment has, thus, been changed from an art to accepted science. The topic of the current conference paper is the latest theory explaining the metallurgical background for this kind of treatment. This theory states that it is the low-temperature isothermal martensitic transformation that induces secondary microstructural effects, such as an accelerated precipitation rate for transient carbides, formation of very small globular carbides and overall refinement of the microstructure. Consequently, secondary microstructural effects have a clear impact on the most relevant properties. The extent of the improvement or deterioration of these properties may be a result of competitive microstructural effects.
Résumé
L’influence favorable d’un traitement sous zéro sur des outils et des composants résistants à l’usure est connue depuis plus de 100 ans. D’autre part, les principes métallurgiques étant responsables d’une dureté et d’une performance d’usure accrues, des changements dans la réponse aux revenus et la ténacité, et une stabilité dimensionnelle améliorée ne sont connus que depuis une décennie. Le traitement sous zéro a donc été changé d’un « art noir » à la science acceptée. Le sujet du document de conférence actuel est la dernière théorie expliquant le contexte métallurgique pour ce type de traitement. Cette théorie exprime que c’est la transformation martensitique isotherme à basse température qui induit des effets microstructuraux secondaires, tels qu’un taux accéléré de précipitation pour les carbures transitions, la formation de très petits carbures globulaires et le raffinement global de la microstructure. Par conséquent, les effets microstructuraux secondaires ont un impact clair sur les propriétés les plus importantes. L’étendue de l’amélioration ou de la détérioration de ces propriétés peut être le résultat d’effets microstructuraux compétitifs.
Key words: Cr- and Cr-V ledeburitic steels / sub-zero treatment / retained austenite / microstructure / wear and mechanical properties
Mots clés : aciers ledeburitiques Cr- et Cr-V / traitement cryogénique / austénite conservée / microstructure / usure et propriétés mécaniques
© EDP Sciences, 2018
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