The addition of Nb significantly retards recovery and recrystallization through solute drag and precipitation pinning effects. It is important to describe the precipitation behaviour precisely because finely distributed precipitates retard the restoration process abruptly. The isothermal precipitation behaviour has been studied frequently. However, during industrial hot deformation processing, the temperature decreases continuously, so that isothermal data cannot be applied directly to predict the precipitation under these conditions. The focus of this study is therefore on the CCP (Continuous-Cooling-Precipitation) behaviour of Nb carbonitride in austenite.

To calculate the CCP behaviour, isothermal PTT (Precipitation-Time- Temperature) data in terms of the P_s (precipitation start) and P_f (precipitation finish) times are first required. In 1987, Dutta and Sellars developed a thermodynamic model to predict P_s times for the precipitation of niobium carbonitride, and in 1989, Liu and Jonas developed a model for titanium carbonitride. In the present work, the L-J (Liu-Jonas) model is used to calculate the P_s time at a given temperature from experimental data. Since the prediction models are only limited to the P_s times, a new calculation method for the P_f time, based on reaction kinetics and classical nucleation and growth theory, is proposed in this study. Two models are developed to follow the precipitation process, and the time exponent and rate constant for the kinetics are formulated for each model. The additivity rule, which was developed by Scheil in 1935, is then used to calculate the extent of precipitation during continuous cooling.

Isothermal precipitation rates for 0.040% Nb steels are measured experimentally by the stress relaxation method. The CCP behaviour is then calculated and is then examined by continuous cooling testing, using a hot deformation dilatometer. Precipitates are observed by transmission electron microscopy of specimens quenched after a period of cooling at various cooling rates. The P_s and P_f times estimated from the particle size data show good agreement with the calculated CCP behaviour.

L'addition du niobium retarde de manière significative la restauration et la recrystallisation par les effets de trainage du niobium en solution et d'ancrage du niobium précipité. La description précise des réactions de précipitation est importante car une fine distribution de précipités peut retarder brutalement le processus d'adoucissement. La précipitation isotherme a fait l'objet de nombreuses études. Cependant, lors d'un procédé industriel de déformation à chaud, la température décroit continuellement, de sorte que les données obtenues pour un comportement isotherme ne peuvent pas être directement utilisées pour prédire la précipitation dans ces conditions. Le but de cette étude est donc la précipitation lors d'un refroidissement continu CCP (Continuous-Cooling-Precipitation) du niobium dans l'austénite.

Pour calculer le comportement CCP. des données isothermes PTT (Precipitation-Time-Temperature) en fonction de P_s (temps de début de précipitation) et P_f (temps de fin de précipitation) sont d'abord requises. En 1987, Dutta et Sellars ont développé un modèle thermodynamique pour prédire les temps P_s de précipitation du niobium, et en 1989, Liu et Jonas ont développé un modèle pour le titane. Dans le travail présent, le modèle L-J (Liu-Jonas) a été utilisé pour calculer les temps P_s à une température donnée à partir de données expérimentales. Puisque les prédictions sont limitées au seul calcul du temps P_s, une nouvelle méthode de calcul pour les temps P_f, basée sur la théorie de cinétique et la théorie classique de nucléation et de croissance, est suggérée dans cette étude. Deux modèles sont proposés pour suivre le processus de précipitation, et l'exposant temps et la constante de vitesse des cinétiques ont été exprimés pour chacun des modèles. La régle d'additivité, qui a été développe par Scheil en 1935 a été ensuite utilise pour calculer l'étendue de la précipitation lors du refroidissement continu.

Les vitesses de précipitations isothermes pour des aciers contenant 0.04% de niobium ont été mesures expérimentalement par la méthode de relaxation de contrainte. Le comportement CCP a été calculé et par la suite étudié par des tests de dilatométrie à chaud durant refroidissement continu. Les précipités d'échantillons trempés, aprés une certaine durée de refroidissement selon différentes vitesses de refroidissement, ont été observés par microscopie électronique en transmission. Les temps P_s et P_f estimés à partir des données des tailles des précipités, sont en bon accord avec ceux calculés par la méthode du comportement CCP.