Journal of Surface Investigation. X-Ray, Synchrotron and Neutron TechniquesJournal of Surface Investigation. X-Ray, Synchrotron and Neutron TechniquesПоверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования1028-09603034-5731The Russian Academy of Sciences69814210.7868/S3034573125050073ArticlesСтатьиResearch ArticleCharacterization of Prior Austenite of Martensitic and Bainitic Steels Based on Transformation Texture AnalysisОЦЕНКА СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ ИСХОДНОГО АУСТЕНИТА МАРТЕНСИТНЫХ И БЕЙНИТНЫХ СТАЛЕЙ ПО ТЕКСТУРЕ, ВОЗНИКАЮЩЕЙ В ПРОЦЕССЕ ФАЗОВОГО ПРЕВРАЩЕНИЯZismanA. AЗисманА. Аzolotorevsky@phnf.spbstu.ruZolotorevskyN. YЗолоторевскийН. Юzolotorevsky@phnf.spbstu.ruMatvienkoA. NМатвиенкоА. Нzolotorevsky@phnf.spbstu.ruPetrovS. NПетровС. Нzolotorevsky@phnf.spbstu.ruPeter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityСанкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого150520255NO5 (2025)№5 (2025)566408122025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Институт физики твердого тела РАН, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesИнститут физики твердого тела РАН, Российская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/1028-0960/article/view/698142

The crystallographic texture of bainitic and martensitic steels determined at room temperature is related to the texture of the prior austenite owing to the orientation relationship between the parent and daughter phases. This allows, in particular, judging the deformation of austenite and recrystallization. It becomes possible to analyze the effect of hot rolling on the austenite structural state, which precedes quenching. The structures and textures of bainitic and martensitic steels have been analyzed using electron backscatter diffraction. In the case of single-pass rolling, the state of prior austenite can be estimated based on the morphology of austenite grains reconstructed on the basis of the electron diffraction data. In the case of multi-pass hot rolling, which proceeds with a gradual decrease in temperature, such an estimate is difficult due to peculiarities of structure development. At the same time, this can be performed based on of the analysis of crystallographic texture of steel. As a quantitative characteristic of the structural state of austenite, a scalar parameter is proposed that depends on the relative intensity of texture components formed during the phase transformation.

Кристаллографическая текстура мартенситных и бейнитных сталей, определенная при комнатной температуре, благодаря ориентационному соотношению между материнской и дочерней фазой связана с текстурой исходного аустенита, что позволяет, в частности, судить о деформации аустенита и рекристаллизации. Появляется возможность проанализировать влияние горячей прокатки на структурное состояние аустенита, предшествующее закалке. Проанализирована структура и текстура бейнитной и мартенситной сталей методом дифракции обратно рассеянных электронов. В случае однопроходной прокатки можно оценить состояние исходного аустенита исходя из морфологических особенностей аустенитных зерен, реконструированных на базе данных электронной дифракции. В случае многопроходной горячей прокатки, протекающей при постепенном снижении температуры, такая оценка затруднена из-за особенностей процесса структурообразования. В то же время она может быть выполнена на основе анализа кристаллографической текстуры стали. В качестве количественной характеристики структурного состояния аустенита предложен скалярный параметр, зависящий от относительной интенсивности компонентов текстуры, образующейся при фазовом превращении.

steel microstructuremartensitebainiteaustenitehot rollingrecrystallizationphase transformationtextureorientation distribution functionelectron backscatter diffractionмикроструктура сталимартенситбейнитаустенитгорячая прокаткарекристаллизацияфазовое превращениетекстурафункция распределения ориентацийдифракция обратно рассеянных электроновРабота поддержана Российским научным фондом (грант № 22-19-00627)Brown E.L., Deardo A.J. // Metall. Mater. Trans. A. 1981. V. 12. P. 39. https://doi.org/10.1007/BF02648506Zhao H., Palmiere E. // Mater. Charact. 2019. V. 158. P. 109990. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2019.109990Collins J., Taylor M., Scarlett A.L., Palmiere E.J., Pickering E.J. // Mater. Charact. 2024. V. 208. P. 113656. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2024.113656Ghorabaei A., Nili-Ahmadabad M. // Mater. Sci. Eng. A. 2021. V. 815. P. 141300. https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.141300Taylor M., Smith A.D., Donoghue J.M., Burnett T.L., Pickering E.J. // Scr. Mater. 2024. V. 242. P. 115924. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2023.115924Miyamoto G., Iwata N., Takayama N., Furuhara T. // Acta Mater. 2010. V. 58. P. 6393. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2010.08.001Germain L., Gey N., Humbert M. // Scr. Mater. 2019. V. 158. P. 91. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2018.08.042Brust A., Payton E., Hobbs T., Sinha V., Yardley V., Niezgoda S. // Microsc. Microanal. 2021. V. 27. P. 1035. https://doi.org/10.1017/S1431927621012484Fernandez-Zelada P., Rossy A.M., Campbell Q., Nycz A., Ledford C., Kirka M.M. // Mater. Charact. 2022. V. 185. P. 111759. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2022.111759Niessen F., Nyyssönen T., Gazder A., Hielscher R.J. // J. Appl. Crystallogr. 2022. V. 55. P. 180. https://doi.org/10.1107/S1600576721011560Hielscher R., Nyyssönen T., Niessen F., Gazder A. // Materialia. 2022. V. 22. P. 101399. https://doi.org/10.1016/j.mta.2022.101399Jonas J.J. // Microstructure and Texture in Steels / Eds. A. Haldar et al. New York: Springer, 2009. Ch. 1. P. 3. https://doi.org/10.1007/978-1-84882-454-6Winkelmann A., Nolze G., Cios G., Tokarski T., Bala P. // Materials. 2020. V. 13. P. 2816. https://doi.org/10.3390/ma13122816Djair R.A.P., Jonas J.J. // Metall. Trans. 1973. V. 4. P. 621. https://doi.org/10.1007/BF02648720Petkovic R.A., Luton M.J., Jonas J.J. // Acta Metall. 1979. V. 27. № 10. P. 1633. https://doi.org/10.1016/0001-6160(79)90045-2Lin X., Zou X., An D., Krakauer B.W., Zhu M. // Materials. 2021. V. 14. P. 2947. https://doi.org/10.3390/ma14112947Xiao X.D., Zhang Q.Z., Li Y.J., Qiu F.M. // Mater. Sci. Technol. 2023. V. 39. P. 509. https://doi.org/10.1080/02670836.2022.2125201Qiu C., Xu R., Xu X., Ma S. // Metals. 2024. V. 14. № 8. P. 845. https://doi.org/10.3390/met14080845Zisman A.A., Petrov S.N., Zolotorevsky N.Y., Yakovleva E.A. // Mater. Phys. Mechan. 2023. V. 51. № 6. P. 54. https://doi.org/10.18149/MPM.5162023_5Zisman A.A., Zolotorevsky N.Y., Petrov S.N. // Steel Res. Int. 2024. V. 95. P. 2300901. https://doi.org/10.1002/srin.202300901Kurdjumov G., Sachs Z. // Z. Phys. 1930. V. 64. № 4–6. P. 325. https://doi.org/10.1007/BF01397346Greninger A.B., Troiano A.R. // JOM. 1949. V. 1. P. 590. https://doi.org/10.1007/BF03398900Takayama N., Miyamoto G., Furuhara T. // Acta Mater. 2012. V. 60. № 5. P. 2387. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2011.12.018Tamura I., Tsuzaki K., Maki T. // J. Phys. Colloque. 1982. V. 43. № C4. P. 551. https://doi.org/10.1051/jphyscol:1982486Miyamoto G., Iwata N., Takayama N., Furuhara T. // Acta Mater. 2012. V. 60. P. 1139. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2011.11.018Morito S., Saito H., Ogawa T., Furuhara T., Maki T. // ISIJ Int. 2005. V. 45. P. 91. https://doi.org/10.2355/isijinternational.45.91Ardehali Barani A., Li F., Romano P., Ponge D., Raabe D. // Mater. Sci. Eng. A. 2007. V. 463. P. 138. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.08.124Humphreys F.J., Hatherly M. Recrystallization and Related Annealing Phenomena. Pergamon: Elsevier Science Ltd, 2004. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-044164-1.X5000-2