Microstructure Evolution and Coordinated Deformation of the 40Cr/Q345B Bimetallic Ring Blank at High Temperature

Yanlong Jia; Huiping Qi; Youwen Liang; Zhenjiang Li; Zhuo Bian

doi:10.1007/s12540-023-01604-6

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저자정보: Yanlong Jia (Taiyuan University of Science and Technology) Huiping Qi (Taiyuan University of Science and Technology) Youwen Liang (Taiyuan University of Science and Technology) Zhenjiang Li (Taiyuan University of Science and Technology) Zhuo Bian (Taiyuan University of Science and Technology)

저널정보: 대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.30 No.7

발행연도: 2024.7

수록면: 1,997 - 2,011 (15page)

DOI: 10.1007/s12540-023-01604-6

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The evolution of microstructure has a significant impact on the coordinated deformation of bimetallic materials at high temperatures.This study conducted hot compression experiments on the 40Cr/Q345B bimetallic ring blanks. Based on EBSDmeasurement data, the parent austenite was reconstructed, and the dynamic recrystallization (DRX) fraction was evaluatedusing a grain orientation spread method. The DRX evolution of bimetallic ring blanks during hot deformation was studied,and the effects of different deformation conditions on the microstructure, microhardness, and interface element diffusion wereanalyzed. The coordinated deformation mechanism of the bimetallic ring blank at high temperatures was investigated. Theresults indicate that the 40Cr/Q345B bimetallic ring blank produced by centrifugal casting formed a 4.2 mm thick bondinglayer (BL), with a smooth transition of elements, microstructure distribution, and grain size. The DRX evolution of 40Cr,BL, and Q345B was not synchronized, and the DRX of 40Cr occurred earlier with stable deformation. Q345B had a lowerdegree of DRX and a tendency of localized flow. The evolution of the BL approached 40Cr. When the strain reached 0.69,the DRX volume fractions of 40Cr, BL, and Q345B were 88.25%, 81.9%, and 53.77%, respectively. At higher temperaturesand lower strain rates, the average grain sizes of 40Cr, BL, and Q345B were 150.6, 139.33, and 128.84 μm with severe graincoarsening. Coordinated deformation was enhanced by increasing the temperature and strain rate. Higher temperatures orlower strain rates increased the thickness of the metallurgical BL by promoting element diffusion. The synergistic strengtheningeffect of heterogeneous deformation induced strengthening and work hardening, combined with the DRX evolutiongradient at the BL, played a coordinating role in the microstructure evolution of the bimetallic ring blank.

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