Multiphase microstructure in steel bars produced by dieless drawing

• Published in: Steel Research 1999-04, Vol.70 (4-5), p.172-177
• Main Authors: Weidig, Ursula, Kaspar, Radko, Pawelski, Oskar, Rasp, Wolfgang
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Applied sciences; Deep drawing; Exact sciences and technology; Forming; Metals. Metallurgy; Production techniques
• ISSN: 0177-4832; 1869-344X
• DOI: 10.1002/srin.199905621

In the dieless drawing technology the drawing dies are replaced by a heating device, generally by an induction coil. Bars of different cross‐sections, round or even rectangular, with varying dimensions along the length can be produced. By using a cooling box in connection with the heating device this deformation process may also be employed for a thermomechanical treatment of steels. The special cooling strategy with low cooling rates at high temperatures (during ferrite formation) and higher cooling rates at lower temperatures favours the formation of multiphase microstructures (ferrite ‐ bainite/martensite) with a low yield strength but a strong work hardening effect. The experiments were carried out on rods with a diameter of 16 mm of a plain low carbon steel (0.1%C, 0.7%Mn). The specimens were locally heated up to the maximum temperature ∂max that initiates the dieless drawing process, and subsequently cooled with different coolants. The change in yield strength and tensile strength and the corresponding change in the ratio of both could be achieved by variation of ∂max and the cooling conditions. The multiphase microstructure with desired mechanical properties was produced at a strain of about more than 0.45 within the region of ∂max ≈ 900–1000°C and a finale cooling rate of about 20 K/s. Beim Ziehen ohne Werkzeug wird die Ziehdüse durch eine lokal wirkende Erwärmungseinrichtung ersetzt, im allgemeinen eine Induktionsspule. Stäbe veschiedenster Querschnitte, rund oder rechteckig, mit über der Länge variierenden Abmessungen können umgeformt werden. Durch die Verwendung eines Kühlkastens in Verbindung mit der Erwärmungseinrichtung kann dieser Umformprozeß auch für eine thermomechanische Behandlung von Stählen verwendet werden. Die besondere Kühlstrategie mit niedrigen Kühlgeschwindigkeiten bei hohen Temperaturen (während der Ferritbildung) und höheren Kühlgeschwindigkeiten bei niedrigeren Temperaturen begünstigen die Bildung von Mehrphasengefügen (Ferrit ‐ Bainit/Martensit) mit niedrigen Dehngrenzen aber hohem Verfestigungseffekt. Durchgeführt wurden die Experimente an Stäben mit einem Durchmesser von 16 mm aus einem einfachen Baustahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (0,1%C, 0,7%Mn). Die Proben wurden lokal auf eine maximale Temperatur ∂max, bei der die Umformung einsetzt, erwärmt und sofort anschließend mit verschiedenen Kühlmitteln gekühlt. Änderungen in der Dehngrenze und der Zugfestigkeit und eine dementsprechende Änderung im Streckgrenzenverhältnis