Published November 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Influence of low plasticity burnishing on the formation of strain induced martensite in the surface layer

Creators

  • 1. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
  • 2. Universidade Federal de Minas Gerais
  • 3. Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear

Description

In this research, AISI 304 austenitic stainless steel was used as work material and the influence of low plasticity burnishing (LPB) parameters (speed, number of passes and pressure) was investigated in terms of equivalent strain, LPB force, strain induced α'-martensite formation, deformation wave morphology and microhardness. Additionally, a correlation between the formation of α'-martensite and surface topography was investigated. The results showed that increasing the number of passes and pressure intensifies strain, while higher speed reduces friction and results in lower and more evenly distributed strain. The formation of LPB-induced α'-martensite was analyzed in a surface layer from 0.255 μm to a maximum depth of 2 μm. The highest content of α'-martensite was identified near the surface and decreased with depth. Mössbauer analysis (depth of ≈ 0.1 μm) supported this result. This behavior deviates from predictive models. Increasing the LPB speed reduces the α'-martensite content due to the generated adiabatic heat and, in some cases, its formation is nearly inhibited (< 5%). The increase in the number of passes elevates the strain and, consequently, the α'-martensite content, with a maximum value approximately 90%. Furthermore, the number of LPB passes was the only parameter to produces a refined grain layer. The increase in pressure elevates the strain, raising the content of α'-martensite. The trend of increasing α'-martensite content with higher numbers of passes and pressure was also observed in the context of waviness, i.e., the increase in deformation that is responsible for the higher α'-martensite content also increases the surface waviness.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذا البحث، تم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي AISI 304 كمواد عمل وتم التحقيق في تأثير معايير تلميع اللدونة المنخفضة (السرعة وعدد التمريرات والضغط) من حيث الانفعال المكافئ وقوة LPB وتكوين α'- martensite المستحث بالانفعال ومورفولوجيا موجة التشوه والصلابة الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك، تم التحقيق في العلاقة بين تكوين المارتنزيت ألفا والتضاريس السطحية. وأظهرت النتائج أن زيادة عدد التمريرات والضغط تزيد من الإجهاد، في حين أن السرعة الأعلى تقلل من الاحتكاك وتؤدي إلى إجهاد أقل وأكثر توزعًا. تم تحليل تكوين α'- martensite المستحث بـ LPB في طبقة سطحية من 0.255 ميكرومتر إلى عمق أقصى قدره 2 ميكرومتر. تم تحديد أعلى محتوى من α'- martensite بالقرب من السطح وانخفض مع العمق. دعم تحليل موسباور (عمق 0.1 ميكرومتر تقريبًا) هذه النتيجة. ينحرف هذا السلوك عن النماذج التنبؤية. تؤدي زيادة سرعة LPB إلى تقليل محتوى α'- martensite بسبب الحرارة الأديباتية المتولدة، وفي بعض الحالات، يتم تثبيط تكوينها تقريبًا (< 5 ٪). تؤدي الزيادة في عدد التمريرات إلى رفع الضغط، وبالتالي، محتوى α'- martensite، بقيمة قصوى تبلغ حوالي 90 ٪. علاوة على ذلك، كان عدد تمريرات LPB هو المعلمة الوحيدة التي تنتج طبقة الحبوب المكررة. تؤدي الزيادة في الضغط إلى رفع الانفعال، مما يرفع محتوى α'- martensite. كما لوحظ اتجاه زيادة محتوى α'- martensite بأعداد أكبر من التمريرات والضغط في سياق الموجة، أي أن الزيادة في التشوه المسؤولة عن محتوى α '- martensite الأعلى تزيد أيضًا من الموجة السطحية.

Translated Description (French)

Dans cette recherche, l'acier inoxydable austénitique AISI 304 a été utilisé comme matériau de travail et l'influence des paramètres de brunissage à faible plasticité (LPB) (vitesse, nombre de passes et pression) a été étudiée en termes de déformation équivalente, de force LPB, de formation de α'-martensite induite par la déformation, de morphologie des ondes de déformation et de microdureté. De plus, une corrélation entre la formation de l'α'-martensite et la topographie de surface a été étudiée. Les résultats ont montré que l'augmentation du nombre de passes et de la pression intensifie la contrainte, tandis qu'une vitesse plus élevée réduit le frottement et entraîne une contrainte plus faible et plus uniformément répartie. La formation d'α'-martensite induite par LPB a été analysée dans une couche superficielle de 0,255 μm à une profondeur maximale de 2 μm. La teneur la plus élevée en α'-martensite a été identifiée près de la surface et a diminué avec la profondeur. L'analyse de Mössbauer (profondeur de ≈ 0,1 μm) a confirmé ce résultat. Ce comportement s'écarte des modèles prédictifs. L'augmentation de la vitesse LPB réduit la teneur en α'-martensite en raison de la chaleur adiabatique générée et, dans certains cas, sa formation est presque inhibée (< 5 %). L'augmentation du nombre de passages augmente la déformation et, par conséquent, la teneur en α'-martensite, avec une valeur maximale d'environ 90 %. De plus, le nombre de passes LPB était le seul paramètre permettant de produire une couche de grain raffiné. L'augmentation de la pression augmente la tension, augmentant la teneur en α'-martensite. La tendance à l'augmentation de la teneur en α'-martensite avec un nombre plus élevé de passes et de pressions a également été observée dans le contexte de l'ondulation, c'est-à-dire que l'augmentation de la déformation responsable de la teneur plus élevée en α' -martensite augmente également l'ondulation de surface.

Translated Description (Spanish)

En esta investigación, se utilizó acero inoxidable austenítico AISI 304 como material de trabajo y se investigó la influencia de los parámetros de bruñido de baja plasticidad (LPB) (velocidad, número de pasadas y presión) en términos de deformación equivalente, fuerza de LPB, formación de α'-martensita inducida por deformación, morfología de onda de deformación y microdureza. Además, se investigó una correlación entre la formación de α'-martensita y la topografía de la superficie. Los resultados mostraron que aumentar el número de pasadas y la presión intensifica la tensión, mientras que una mayor velocidad reduce la fricción y da como resultado una tensión menor y más uniformemente distribuida. La formación de α'-martensita inducida por LPB se analizó en una capa superficial de 0.255 μm a una profundidad máxima de 2 μm. El contenido más alto de α'-martensita se identificó cerca de la superficie y disminuyó con la profundidad. El análisis de Mössbauer (profundidad de ≈ 0.1 μm) respaldó este resultado. Este comportamiento se desvía de los modelos predictivos. El aumento de la velocidad del LPB reduce el contenido de α'-martensita debido al calor adiabático generado y, en algunos casos, su formación está casi inhibida (< 5%). El aumento en el número de pases eleva la deformación y, en consecuencia, el contenido de α'-martensita, con un valor máximo de aproximadamente el 90%. Además, el número de pases de LPB fue el único parámetro que produce una capa de grano refinado. El aumento de la presión eleva la tensión, elevando el contenido de α'-martensita. La tendencia a aumentar el contenido de α'-martensita con un mayor número de pases y presión también se observó en el contexto de la ondulación, es decir, el aumento de la deformación que es responsable del mayor contenido de α'-martensita también aumenta la ondulación de la superficie.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير تلميع اللدونة المنخفضة على تكوين مارتينسيت المستحث بالإجهاد في الطبقة السطحية
Translated title (French)
Influence du brunissage à faible plasticité sur la formation de martensite induite par contrainte dans la couche superficielle
Translated title (Spanish)
Influencia del bruñido de baja plasticidad en la formación de martensita inducida por deformación en la capa superficial

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4387801167
DOI
10.1016/j.jmrt.2023.10.133

Is supplement to
https://openalex.org/W2950048884 (Other)
https://openalex.org/W2626259190 (Other)
https://openalex.org/W2607013279 (Other)
https://openalex.org/W2343732621 (Other)
https://openalex.org/W2296380465 (Other)
https://openalex.org/W2255033110 (Other)
https://openalex.org/W2118667603 (Other)
https://openalex.org/W2023537338 (Other)
https://openalex.org/W2006262061 (Other)
https://openalex.org/W1994707839 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1969745184
  • https://openalex.org/W1973657340
  • https://openalex.org/W1974085289
  • https://openalex.org/W1981471758
  • https://openalex.org/W1984681659
  • https://openalex.org/W1986280467
  • https://openalex.org/W1987114332
  • https://openalex.org/W1991467115
  • https://openalex.org/W1993924206
  • https://openalex.org/W1993931799
  • https://openalex.org/W1997054386
  • https://openalex.org/W2006277099
  • https://openalex.org/W2012067809
  • https://openalex.org/W2017887331
  • https://openalex.org/W2018217662
  • https://openalex.org/W2025462742
  • https://openalex.org/W2037879746
  • https://openalex.org/W2053198335
  • https://openalex.org/W2053943990
  • https://openalex.org/W2054092459
  • https://openalex.org/W2054169283
  • https://openalex.org/W2058144652
  • https://openalex.org/W2067883273
  • https://openalex.org/W2072275650
  • https://openalex.org/W2074447729
  • https://openalex.org/W2077010321
  • https://openalex.org/W2087530202
  • https://openalex.org/W2106440094
  • https://openalex.org/W2109611397
  • https://openalex.org/W2172638614
  • https://openalex.org/W2187636587
  • https://openalex.org/W2283103383
  • https://openalex.org/W2346669602
  • https://openalex.org/W2477406386
  • https://openalex.org/W2531020506
  • https://openalex.org/W2564101154
  • https://openalex.org/W2598449030
  • https://openalex.org/W2792212052
  • https://openalex.org/W2804232000
  • https://openalex.org/W2896635358
  • https://openalex.org/W2899327591
  • https://openalex.org/W2959663879
  • https://openalex.org/W3021765878
  • https://openalex.org/W3029748225
  • https://openalex.org/W3037271714
  • https://openalex.org/W3080599838
  • https://openalex.org/W3092488118
  • https://openalex.org/W3136917409
  • https://openalex.org/W3197939961
  • https://openalex.org/W4200167801
  • https://openalex.org/W4206006053
  • https://openalex.org/W4206192957
  • https://openalex.org/W4236198482
  • https://openalex.org/W4281482142
  • https://openalex.org/W4284897519
  • https://openalex.org/W4285719527
  • https://openalex.org/W4296334543
  • https://openalex.org/W4298394980
  • https://openalex.org/W4311756742
  • https://openalex.org/W4311836708