Dissolution and Coarsening oF Aluminum Nitride Precipitates in Low Carbon Steel — Distribution, Size and Morphology

Abstract Transmission electron microscopy (TEM) and scanning transmission electron microscopy (STEM) have been used to investigate the morphology, spatial distribution, particle size distribution and dissolution/growth kinetics of aluminum nitride (AlN) precipitates during reheating of an Al-killed, low carbon steel. The precipitates have hexagonal shapes after long aging times in the ferrite. The shapes change from hexagonal to rectangular after annealing in the austenite region. In ferrite, the majority of the precipitates are distributed along the ferrite grain boundaries. Networks of AlN precipitates can be found after annealing in austenite. Ripening of the AlN takes place at isothermal temperatures below about 1150°C, while complete dissolution of the precipitates occurs at temperatures higher than about 1150°C. A theoretical model has been developed to predict the dissolution and coarsening behavior of the precipitate. Satisfactory agreement with the experimental results has been obtained. Dans cette étude, on a utilisé la microscopie électronique à transmission ainsi que la microscopie électronique à transmission, à balayage. On a examiné la morphologie, la distribution spatiale, la distribution de taille des particules et la cinétique de dissolution/croissance de précipités de nitrure d'aluminium lors du réchauffage d'un acier à bas carbone, désoxydé à l'aluminium. Après de longues périodes de vieillissement dans la ferrite, les précipités ont une forme hexagonale. La forme change d'hexagonale à rectangulaire après un recuit dans la zone d'austénite. Dans la ferrite, la plupart des précipités sont distribués le long des joints de grain de ferrite alors qu'on peut trouver des réseaux de précipités d'A1N apriès le recuit dans l'austénite. La maturation de l'A1N se produit à des températures isothermes au-dessous d'environ 1150°C alors que la dissolution complète des précipités se produit à des températures au-dessus de 1150°C. On a développé un modèle théorique afin de prédire le comportement de dissolution et de grossissement du précipité. On a obtenu un bon accord avec les résultats expérimentaux.