The addition of high levels of Al to a Nb steel may permit the more efficient use of the latter. The effects on high temperature behaviour of steels in the presence of Al alone or in combination with Nb have not been investigated extensively. To obtain further information on such steels, computerized hot compression tests were conducted isothermally at 925, 900 and 875°C on a series of four steels. They were constant true strain rate tests. The base steel contained 0.07% C, 1.25% Mn and 0.006% N. The others had the following additions: i) 0.08% Al; ii) 0.04% Nb; and iii) 0.08% Al - 0.045% Nb.
From the mechanical flow data, dynamic precipitation-temperature-time (PTT) curves for the respective precipitates were determined. The quenched samples were prepared for further optical and electron microscopical examination. The PTT curves for the Nb and Nb-Al steels were similar at the two higher temperatures, while the onset of dynamic precipitation of Nb(C,N) was slightly retarded by the addition of aluminum. This retardation suggests that aluminum, most likely in solution, can decrease activity coefficients of carbon and nitrogen.
The retardation of dynamic recrystallization by the addition of Al and Nb, either individually or jointly, was also determined from the mechanical flow data. Dynamic recrystallization occured earliest in the reference plain C steel. It was slightly retarded by the addition of 0.08% Al, considerably delayed by the addition of 0.04% Nb and postponed the most by the combined addition of the two elements. These results are compared with those of studies reported in the literature.
High temperature solute strengthening caused by the addition of Nb and Al was measured over the experimental temperature and strain rate range. The incremental increase in yield strength was 76% and 5% per 0.1 at.% of Nb and Al when added singly. The strengthening increased to 86% and 6%, respectively for combined additions of these elements. The retarding effects of Al and Nb on strengthening are qualitatively in agreement with those synergistic effect was observed for the multiple addition in terms of strengthening. In the Nb-Al steel, the combination of Nb and Al in solution raised the dynamic austenite to ferrite on recrystallization. A transformation temperature, and transformation was observed at 875°C, an unforseen outcome of multiple microalloying.
L'addition de quantités élevées d'Al dans un acier au Nb ND peut permettre une utilisation plus efficace de cet élément. L'effet de l'Al seul, ou combiné avec du Mb, sur le comportement des aciers à haute température n'a pas été étudié de manière systématique. Afin d'obtenir des informations supplémentaires sur de tels aciers, des tests de compression isothermes à 925°C, 900°C et 875°C ont été effectués sur une série de quatre aciers. Les essais ont été faits à vitesse de déformation vraie constante. L'acier de base avait une composition de 0.07% C, 1.25% Mn et 0.006% N. Les autres contenaient respectivement les éléments d'addition: (i) .08% Al, (ii) .04% Nь, (iii) .08% A1, .045% Nb.
A partir des données fournies par les courbes d'écoulement, les courbes Précipitation-Température-Temps (P.T.T.) ont été déterminées pour les différents précipités. Les échantillons trempés ont été préparés à des fins d'observations par microscopie optique et électronique. Pour les deux températures les plus élevées, les courbes P.T.T. des aciers au Nb et Nb-Al sont similaires, tandis que le début de la précipitation dynamique de Nb (C,N) est faiblement retardé par l'addition d'aluminium. Ce retard suggère que l'aluminium, très probablement en solution, peut diminuer les coefficients d'activité du carbone et de l'azote.
Le retard de la recristallisation dynamique dû-à l'addition d'Al et de Nb, pris séparément ou ensemble, a aussi été déterminé à partir des courbes d'écoulement. La recristallisation dynamique se produit le plus rapidement pour l'acier de référence au carbone. Elle est faiblement retardée dans l'acier contenant de 'aluminium et très fortement dans celui contenant du niobium. L'addition combinée de ces deux éléments produit le retard le plus important. Ces résultats sont comparés avec ceux publiés par d'autres chercheurs.
L'effet de l'addition de Nb et d'Al sur le durcissement en solution à haute température a été mesuré dans les domaines de température et de vitesse de déformation étudiés. L'addition simple de 0.1% At de Nb et d'Al produit une augmentation de la limite élastique de 76% et 5% respectivement. Le durcissement provoqué par chacun de ces éléments augmente à 86% pour le Nb et 6% pour l'Al lorsqu'ils sont combinés. Les effets retardateurs de l'aluminium et du niobium sur le durcissement et sur la recristallisation sont qualitativement similaires. En termes de durcissement, un effet synergétique est observé pour l'addition multiple. Pour l'acier au Nb-Al, la combinaison Nb et Al en solution augmente la température de transformation dynamique de l'austénite en ferrite. La transformation a été observée à 875°C, un résultat imprévisible du microalliage multiple.