Plastic flow of Fe-binary alloys—I. A description at low temperatures

• Published in: Acta metallurgica 1981-06, Vol.29 (6), p.1171-1185
• Main Authors: Chen, Y.T., Atteridge, D.G., Gerberich, W.W.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(81)90068-7

To provide a working model of the ductile-brittle transition temperature, it is first essential to develop a reasonably complete description of alloying effects on the low-temperature deformation process. In this paper, a semi-empirical plastic flow model for Fe, Fe-Ni and Fe-Si is described. In a sequel, the plastic flow model is applied to predictions of the ductile-brittle transition. For the plasticity description, some rigor has been sacrificed in providing this but the essential features of solid-solution softening and hardening have been retained and justified in terms of detailed measurements of activation enthalpies, activation volumes and strain-rate sensitivities. It is shown that modelling of both the Peierls stress and solid solution strengthening using double-kink nucleation and kink migration approaches can be empirically accomplished with a consistent use of a single atom misfit parameter for each alloy system. For the seven Fe, Fe-Ni and Fe-Si alloys of this investigation, the low temperature deformation is well characterized by a two mechanism approach to yielding. A proposed semi-empirical model offers reasonable prediction of yielding at low temperatures in b.c.c. iron as a function of strain-rate, temperature, substitutional solute additions and grain size. Afin d'avoir un bon modèle pour la température de transition entre les ruptures ductile et fragile, il est primordial de développer une description assez complète des effect des éléments d'alliages sur le mécanisme de la déformation à basse température. Dans cet article, nous décrivons un modèle semi-empirique de l'écoulement plastique dans Fe, Fe-Ni et Fe-Si. Ensuite, nous appliquons ce modèle à la prévision de la transition ductilité fragilité. Pour la description de la plasticité, nous avons quelque peu sacrifié la rigueur, mais les caractéristiques essentielles de l'adoucissement et du durcissement de solution solide restent et nous les justifions a partir mesures détaillées des enthalpies d'activation, des volumes d'activation et des sensibilités à la vitesse de déformation. Nous montrons que la modélisation de la contrainte de Peierls et du durcissement de solution solide par germination de doubles crans et migration de crans peut être accomplie avec l'utilisation cohérente d'un seul paramètre de désaccord atomique pour chaque système d'alliages. Pour les sept alliages Fe, Fe-Ni et Fe-Si que nous avoir étudiés, la déformation à basse température est bien caractérisée par une a