Application of FEG-SEM and EBSD methods in examinations of AHSS steel structure at various stages of continuous annealing process

Abstract

Celem pracy było wykorzystanie metod FEG SEM i EBSD w celu określenia wpływu parametrów procesu ciągłego wyżarzania na zmiany struktury taśm w stanie po walcowaniu na zimno. Obróbkę cieplną wykonano w zakresie temperatur 600÷820°C. W tym celu przeprowadzono również symulacje fizyczne cykli cieplnych ciągłego wyżarzania na próbkach taśm, które poddano następnie badaniom właściwości mechanicznych w statycznej próbie rozciągania. Badania struktury wykonano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego FEG SEM z szerokim zastosowaniem metody EBSD. Scharakteryzowano możliwości badawcze metody EBSD oraz zastosowano je w badaniach procesów zdrowienia i rekrystalizacji statycznej oraz struktur powstałych po przemianach fazowych w oparciu o analizę parametrów takich jak: Kernel Average Misorientation (KAM), Grain Average Misorientation (GAM), Image Quality (IQ) i kąty dezorientacji. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że w zakresie temperatur 600÷720°C zachodzą procesy zdrowienia i rekrystalizacji statycznej taśm, które ulegają przyspieszeniu ze wzrostem temperatury. Procesy te zachodzą odmiennie w obszarach, w których po walcowaniu na zimno występował ferryt i perlit. W przypadku perlitu procesowi powstawania nowych ziarn towarzyszy dyfuzja węgla i koagulacja cząstek cementytu na granicach ziarn. Począwszy od temperatury 730°C w strukturze obserwuje się martenzyt oraz bainit, których udział powierzchniowy rośnie wraz ze zwiększaniem temperatury wyżarzania. Po przeprowadzonych cyklach obróbki cieplnej taśmy charakteryzują się następującymi właściwościami mechanicznymi: Rp0.2 = 300÷450 MPa, Rm = 630÷720 MPa, A50 = 11÷17%.The study was aimed at use of FEG SEM and EBSD methods in order to determine the impact of continuous annealing process parameters on changes in strips structure following cold rolling. Heat treatment was conducted in the temperature range 600÷820°C. Moreover, for this purpose, physical simulations were conducted of continuous annealing thermal cycles on samples of strips which, subsequently were subject to static tensile test. Examinations of the structure were conducted by means of scanning electron microscope FEG SEM with broad application of EBSD method. Research capacities of EBSD method were characterized and applied in examinations of recovery and static recrystallization as well as structures formed as a result of phase transitions based on analysis of parameters such as: Kernel Average Misorientation (KAM), Grain Average Misorientation (GAM), Image Quality (IQ) and misorientation angles. As a result of the conducted examinations, it was found that in the temperature range 600÷720°C recovery and static recrystallization of strips occur, which are accelerated along with increase in temperature. These processes differ in the areas with presence of ferrite and pearlite following cold rolling. In case of pearlite, the process of new grain formation is accompanied by carbon diffusion and coagulation of cementite particles on grain boundaries. Starting from the temperature of 730°C, martensite and bainite are observed in the structure, the surface share of which increases along with increase in the temperature of annealing. Following the conducted cycles of heat treatment, the strips are characterized with the following mechanical properties: Rp0.2 = 300÷450 MPa, Rm = 630÷720 MPa, A50 = 11÷17%