Effect of tension on the formation of local voids and integral damages in DC04 steel sheets

Abstract

The effect of tensile strains (ε) on changes of the damage level (D) for steel DC04 (0.06 % C, up to 0.35 % Mn, up to 0.40 % Si, ~ 0.025 % S and P) sheets was studied. D was evaluated by electron microscopy and the change in Youngs modulus (E) of a conditionally intact sample (standard). Pre-recrystallization annealing results in the formation of a structure with a minimum D and increased E in the rolling direction (RD) and transverse direction (TD) with unchanged texture and anisotropy E (ETD > ERD). Tensile strain (TS) at the first stage (~ 5 %) leads to the formation of nucleation damage in the form of spherical pores up to 100 nm in size in the near-surface layer of steel, distributed over the volume and grain boundaries. ETD and ERD decrease to pre-annealing values. At a deformation of 10-20 %, new pores and chains of them are formed. E decreases and D increases uniformly. At deformations of more than 20 %, the pores in the chains show a tendency to merge (coagulate) with the formation of cracks in the form of plates, which are perpendicular to the direction of (TD). The decrease in the Youngs modulus in RD and TD and the increase in D are sharper. An analysis of texture changes confirms the predominant contribution of damage to the effect of a decrease in Youngs modulus under tensile. Досліджено вплив деформації розтягу (ε) на зміну рівня пошкодженості (D) листів зі сталі DC04 (0,06 % C, до 0,35 % Mn, до 0,40 % Si, ~ 0,025 % S і P). D оцінювали за допомогою електронної мікроскопії та зміни модуля Юнга (E) умовно інтактного зразка (стандарту). Попередній рекристалізаційний відпал призводить до утворення структури з мінімальним D і підвищеним E у напрямку прокатки (RD) і поперечному напрямку (TD) із незмінною текстурою та анізотропією E (ETD > ERD). Деформація розтягу (РР) на першому етапі (~ 5 %) призводить до утворення зародкових пошкоджень у вигляді сферичних пор розміром до 100 нм у приповерхневому шарі сталі, розподілених за об’ємом і межами зерен. ETD і ERD зменшуються до значень перед відпалом. При деформації 10-20 % утворюються нові пори та їх ланцюжки. E зменшується, а D рівномірно зростає. При деформаціях понад 20 % пори в ланцюгах виявляють тенденцію до злиття (коагуляції) з утворенням тріщин у вигляді пластин, які розташовані перпендикулярно до напрямку (TD).