Constitutive Behaviour of Two High-Mn-Al Twip Steels at Hot Rolling Temperatures

Abstract

High temperature flow behaviour and recrystallization kinetics of two high Mn Al-bearing twinning induced plasticity (TWIP) steels, 25Mn6Al and 30Mn4.5Al4Cr (in wt%) have been investigated using hot compression testing and compared with 25Mn and 25Mn3Al steels which were tested previously. Al alloying affected the initial flow stress levels, but, at higher strains, 25Mn6Al and 30Mn4.5Al4Cr showed intermediate or even the lowest flow stresses whereas 25Mn3Al possessed the highest flow resistance. These results are explained by the strengthening influence of the Al addition, but softening by the ferrite at 1100 to 1000 °C and by the intense dynamic recovery in 25Mn6Al and 30Mn4.5Al4Cr steels, where a higher stacking fault energy enhanced dynamic recovery. The activation energies of deformation are about 400 kJ/mol reflecting a small influence of Al. Dynamic recrystallization could only occur at the highest temperatures and the lowest deformation rates. The static recrystallization rate was the fastest while ferrite was present, but otherwise, Al or Cr had only small effects.

High temperature flow behaviour and recrystallization kinetics of two high Mn Al-bearing twinning induced plasticity (TWIP) steels, 25Mn6Al and 30Mn4.5Al4Cr (in wt%) have been investigated using hot compression testing and compared with 25Mn and 25Mn3Al steels which were tested previously. Al alloying affected the initial flow stress levels, but, at higher strains, 25Mn6Al and 30Mn4.5Al4Cr showed intermediate or even the lowest flow stresses whereas 25Mn3Al possessed the highest flow resistance. These results are explained by the strengthening influence of the Al addition, but softening by the ferrite at 1100 to 1000 °C and by the intense dynamic recovery in 25Mn6Al and 30Mn4.5Al4Cr steels, where a higher stacking fault energy enhanced dynamic recovery. The activation energies of deformation are about 400 kJ/mol reflecting a small influence of Al. Dynamic recrystallization could only occur at the highest temperatures and the lowest deformation rates. The static recrystallization rate was the fastest while ferrite was present, but otherwise, Al or Cr had only small effects.

On a étudié le comportement d'écoulement à haute température et la cinétique de recristallisation de deux aciers à haute teneur en Mn et Al, à plasticité induite par maclage (TWIP), soit le 25Mn6Al et le 30Mn4.5Al4Cr (% en poids). Pour cette étude, on a utilisé l'essai de compression à chaud et l'on a comparé les deux aciers avec les aciers 25Mn et 25Mn3Al que l'on avait auparavant évalués. L'alliage avec l'aluminium affectait les niveaux initiaux de contrainte d'écoulement mais, à des déformations plus élevées, le 25Mn6Al et le 30Mn4.5Al4Cr montraient des contraintes d'écoulement intermédiaires ou même les plus basses alors que le 25Mn3Al possédait la plus haute résistance à l'écoulement. On explique ces résultats par l'effet de renforcement de l'addition d'Al, mais d'adoucissement par la ferrite de 1100 à 1000 °C et par la restauration dynamique intense des aciers 25Mn6Al et 30Mn4.5Al4Cr, où une énergie plus élevée de défault d'empilement augmentait la restauration dynamique. Les énergies d'activation de la déformation sont d'environ 400 kJ/mol, réfléchissant une faible influence de l'Al. La recristallisation dynamique pouvait seulement se produire aux températures les plus élevées et aux plus faibles taux de déformation. Le taux de recristallisation statique était le plus rapide en présence de ferrite mais, autrement, l'Al ou le Cr avaient seulement de petits effets.