Residual stress formation and stability in bearing steels due to fatigue induced retained austenite transformation

The effects of heat treatment on distortion, residual stress, and retained austenite were compared for case-carburized 4320 steel, in both the austempered and quench-and-tempered condition. Navy C-ring samples were used to quantify both size and shape distortions, as well as residual stress. The austempering heat treatment produced less distortion and a higher surface residual stress. Both hoop and axial stresses were measured; the difference between them was less than seven percent in all cases. Depth profiles were obtained for residual stress and retained austenite from representative C-ring samples for the austempered and quench-and-tempered heat treatment conditions. Austempering maintained a compressive residual stress to greater depths than quench-and-tempering. Quench-and-tempering also resulted in lower retained austenite amounts immediately beneath the surface. However, for both heat treatments, the retained austenite content was approximately one percent at depths greater than 0.5 mm.

Download Full-text

Influence of microstructure on retained austenite and residual stress changes under rolling contact fatigue in mixed lubrication conditions

Wear ◽

10.1016/j.wear.2018.04.002 ◽

2018 ◽

Vol 406-407 ◽

pp. 84-91 ◽

Cited By ~ 13

Author(s):

Mohanchand Paladugu ◽

R. Scott Hyde

Keyword(s):

Residual Stress ◽

Retained Austenite ◽

Rolling Contact Fatigue ◽

Contact Fatigue ◽

Mixed Lubrication ◽

Rolling Contact ◽

Stress Changes ◽

Lubrication Conditions

Download Full-text

Influence of Heat Treatment on Residual Stress Formation in the Wear-Resistant Steel 60–Steel 15–Steel 60 Bimetal Material

Inorganic Materials Applied Research ◽

10.1134/s2075113321010378 ◽

2021 ◽

Vol 12 (1) ◽

pp. 5-9

Author(s):

N. N. Sergeev ◽

A. N. Sergeev ◽

S. N. Kutepov ◽

A. E. Gvozdev ◽

A. G. Kolmakov ◽

...

Keyword(s):

Heat Treatment ◽

Residual Stress ◽

Resistant Steel ◽

Wear Resistant ◽

Stress Formation

Download Full-text

X-Ray Residual Stress and Strain-Induced Transformation of Retained Austenite in TRIP-Aided Dual-Phase Steels.

TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS Series A ◽

10.1299/kikaia.61.80 ◽

1995 ◽

Vol 61 (581) ◽

pp. 80-86 ◽

Cited By ~ 11

Author(s):

Koh-Ichi Sugimoto ◽

Mitsuyuki Kobayashi ◽

Hidehiro Matsushima ◽

Shun-ichi Hashimoto

Keyword(s):

Residual Stress ◽

Retained Austenite ◽

Stress And Strain ◽

Dual Phase ◽

Dual Phase Steels ◽

X Ray

Download Full-text

Effect of retained austenite transformation on the fatigue behaviour of aluminum containing TRIP steels

10.12681/eadd/41774 ◽

2017 ◽

Author(s):

Πέτρος Χριστοδούλου

Keyword(s):

Retained Austenite ◽

Fatigue Behaviour ◽

Austenite Transformation ◽

Trip Steels

Οι χάλυβες με TRIP προσφέρουν σημαντικά πλεονεκτήματα στην σύγχρονη αυτοκινητοβιομηχανία, όπως η υψηλή αντοχή και η διαμορφωσιμότητα λόγω του σταδιακού μηχανισμού σκλήρυνσης που προκαλείται από το φαινόμενο του μετασχηματισμού του παραμένοντα σε μαρτενσίτη. Η συμπεριφορά τους σε κόπωση έχει επίσης βρεθεί ότι επηρεάζεται από την επίδραση του μετασχηματισμού TRIP, ειδικά υπό συνθήκες ολιγοκυκλικής κόπωσης, οι οποίες συνοδεύονται από κυκλικά πλαστικά φορτία, τα οποία βοηθούν τον μετασχηματισμό του παραμένοντα ωστενίτη. Παρά τις υπάρχουσες ερευνητικές προσπάθειες, εξακολουθούν να υπάρχουν ανεπαρκείς πειραματικές ενδείξεις για την επίδραση του μετασχηματισμού στη μηχανική συμπεριφορά, συγκεκριμένα υπό ελαστικά και πλαστικά κυκλικά φορτία. Στην παρούσα εργασία διεξάγεται εμπεριστατωμένη πειραματική έρευνα για να διερευνηθεί η επίδραση του φαινομένου TRIP στην μονοτονική και κυκλική συμπεριφορά χαλύβων TRIP που περιέχουν αλουμίνιο. Η συμπεριφορά κόπωσης των υλικών εξετάζεται στις περιοχές ολιγοκυκλικής και πολυκυκλικής κόπωσης ενώ δίδεται και ιδιαίτερη προσοχή στο πρόβλημα της έναρξης της ρωγμής κόπωσης. Τα πειραματικά αποτελέσματα υποστηρίζονται από μετρήσεις του μετασχηματισμού του παραμένοντα ωστενίτη χρησιμοποιώντας την τεχνική της μαγνήτισης κορεσμού. Ο ρόλος της μικροδομής των χαλύβων TRIP λαμβάνεται υπόψη κατά την έρευνα, ο οποίος περιλαμβάνει την εξέταση χαλύβων TRIP με διαφορές στις συνθήκες θερμικής κατεργασίας ή/και τη χημική σύσταση.Τα πειραματικά ευρήματα υποδεικνύουν ότι η συμπεριφορά κόπωσης σχετίζεται με την ποσότητα του μετασχηματισμού κατά την κυκλική φόρτιση και τα αποτελέσματα είναι διαφορετικά κάτω από ελαστικές ή πλαστικές κυκλικές τάσεις. Όσον αφορά τη μικροδομή, η επίδραση του μετασχηματισμού στη μηχανική συμπεριφορά σχετίζεται κυρίως με το μέγεθος των σωματιδίων του παραμένοντα ωστενίτη και του φερρίτη.Στο δεύτερο μέρος της εργασίας αναπτύσσεται μια αναλυτική μεθοδολογία για την εκτίμηση της διάρκειας ζωής για την εκκίνηση ρωγμής στη ρίζα μιας εγκοπής υπό κυκλική φόρτιση. Στην ανάλυση, το τοπικό πεδίο τάσεων- παραμορφώσεων στην αιχμή της εγκοπής υπολογίζεται αριθμητικά με τη χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων. Συνεπώς, τα αριθμητικά αποτελέσματα χρησιμοποιούνται ως είσοδο σε ήδη υπάρχοντα εδραιωμένα μοντέλα κόπωσης, για να εκτιμηθούν οι κύκλοι κόπωσης που απαιτούνται για την δημιουργία μιας μικρής ρωγμής στην ρίζα της εγκοπής μήκους 250 μm. Τα αναλυτικά αποτελέσματα συγκρίνονται με τα πειραματικά με σκοπό την αξιολόγηση της αξιοπιστίας της μεθόδου να εκτιμά την έναρξη της ρωγμής κόπωσης στους χάλυβες TRIP και τα ευρήματα είναι ικανοποιητικά.

Download Full-text

COMPUTATIONAL MICROSTRUCTURE-BASED ANALYSIS OF RESIDUAL STRESS EVOLUTION IN METAL-MATRIX COMPOSITE MATERIALS DURING THERMOMECHANICAL LOADING

Facta Universitatis Series Mechanical Engineering ◽

10.22190/fume201228011b ◽

2021 ◽

Vol 19 (2) ◽

pp. 241

Author(s):

Ruslan Balokhonov ◽

Varvara Romanova ◽

Eugen Schwab ◽

Aleksandr Zemlianov ◽

Eugene Evtushenko

Keyword(s):

Residual Stress ◽

Metal Matrix ◽

Spatial Scales ◽

Three Dimensional ◽

Matrix Composites ◽

Two Phase ◽

Irregular Shapes ◽

The Matrix ◽

Stress Formation ◽

Mechanical Fragmentation

A technique for computer simulation of three-dimensional structures of materials with reinforcing particles of complex irregular shapes observed in the experiments is proposed, which assumes scale invariance of the natural mechanical fragmentation. Two-phase structures of metal-matrix composites and coatings of different spatial scales are created, with the particles randomly distributed over the matrix and coating computational domains. Using the titanium carbide reinforcing particle embedded into the aluminum as an example, plastic strain localization and residual stress formation along the matrix-particle interface are numerically investigated during cooling followed by compression or tension of the composite. A detailed analysis is performed to evaluate the residual stress concentration in local regions of bulk tension formed under all-round and uniaxial compression of the composite due to the concave and convex interfacial asperities.

Download Full-text