Published November 1979 | Version v1
Journal article

Study of the occurence of reversible temper embrittlement in the coarse-grained overheated structure of the heat-affected zone of steel 22 NiMoCr 37

  • 1. Staatliche Materialpruefungsanstalt, Stuttgart (Germany, F.R.)

Description

On four melts of steel 22 NiMoC 37 with about 0.22% C,0.3% Si, 0.9% Mn, 0.5% Cr, 0.78% Mo and 1% Ni, but different contents of phosphorus, sulphur, arsenic, copper, antimony and tin, the toughness behaviour in fine-grained quenched and tempered condition and also in coarse-grained overheated condition has been investigated in the notched-bar impact bend test as a function of the cooling rate after tempering or stress relieving. In fine-grained condition, the toughness behaviour changed only slightly. In the coarse-grained condition, the transition temperature increased considerably with increasing contents of trace elements and decreasing cooling rate. With 0.015% P, 0.012% As and 0.006% Sn, the increase of the transition temperature in the coarse-grained condition and at an average cooling rate of 30 K/h was with ΔTsub(trans) = 25 K still relatively low. With higher contents of phosphorus and tin, however, an increase of the transition temperature up to ΔTsub(trans) = 145 K was observed. Copper alone did not lead in the performed test series to any impairment of the notched-bar impact energy. In coarse-grained condition, temper embrittlement was proved also metallographically by etching with xylene picric acid solution. Segregation lines proved to be especially susceptible. In temper embrittled condition, the notched-bar impact bend test specimens showed an intercrystalline fracture appearance in the lower shelf and the transition range of the notched-bar impact energy-temperature curves. The examination of such fracture surfaces with the Auger probe revealed in an about 10-4 mm large grain boundary region the expected concentrations of the elements phosphorus, tin and nickel, but also an enrichment of copper. Especially the elements phosphorus and tin contributed to the reversible temper embrittlement of the coarse-grained overheated structure. (orig.)

Abstract (German)

An vier Schmelzen des Stahles 22 NiMoCr 37 mit rd. 0,22% C, 0,3% Si, 0,9% Mn, 0,5% Cr, 0,78% Mo und 1% Ni, jedoch unterschiedlichen Gehalten an Phosphor, Schwefel, Arsen, Kupfer, Antimon und Zinn, wurde im feinkoernig vergueteten Zustand sowie im grobkoernig ueberhitzten Zustand das Zaehigkeitsverhalten im Kerbschlagbiegeversuch in Abhaengigkeit von der Abkuehlgeschwindigkeit nach dem Anlassen oder Spannungsarmgluehen untersucht. Im feinkoernigen Zustand aenderte sich das Zaehigkeitsverhalten nur wenig. Im grobkoernigen Zustand stieg die Uebergangstemperatur mit zunehmenden Gehalten an Spurenelementen und abnehmender Abkuehlgeschwindigkeit betraechtlich an. Bei 0,015% P, 0,012% As und 0,006% Sn blieb der Anstieg der Uebergangstemperatur im grobkoernigen Zustand und bei einer mittleren Abkuehlgeschwindigkeit von 30 K/h mit ΔTsub(ue) = 25 K noch verhaeltnismaessig klein. Bei hoeheren Gehalten an Phosphor und Zinn wurde jedoch ein Anstieg der Uebergangstemperatur bis auf ΔTsub(ue) = 145 K beobachtet. Kupfer allein fuehrte bei den vorliegenden Versuchsreihen zu keiner Verschlechterung der Kerbschlagarbeit. Im grobkoernigen Zustand liess sich die Anlassversproedung durch Aetzen mit Xylol-Pikrin-Saeure auch metallographisch nachweisen. Seigerungsstreifen erwiesen sich als besonders anfaellig. Im anlassversproedeten Zustand war das fraktographische Erscheinungsbild von Kerbschlagbiegeproben in der Tieflage und im Uebergangsbereich der Kerbschlagarbeit-Temperatur-Kurven interkristallin. Die Untersuchung solcher Bruchflaechen mit der Augersonde zeigte in einem rd. 10-4 mm breiten Korngrenzenbereich die erwarteten Anreicherungen der Elemente Phosphor, Zinn und Nickel, aber auch eine Anreicherung von Kupfer. Besonders stark trugen zur reversiblen Anlassversproedung des grobkoernig ueberhitzten Gefueges die Elemente Phosphor und Zinn bei. (orig.)

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Untersuchung ueber das Auftreten reversibler Anlassversproedung in grobkoernig ueberhitztem Gefuege der Waermeeinflusszone des Stahles 22 NiMoCr 37

Publishing Information

Journal Title
Stahl Eisen
Journal Issue
99)22
Series
Stahl Eisen.
ISSN
0340-479X

Conference

Title
The 121st general meeting of the materials board.
Dates
6 Jul 1978.
Place
Duesseldorf, Germany, F.R.

Optional Information

Notes
Paper from the 121st general meeting of the materials board in Duesseldorg on July 6, 1978.