Influence of Cu alloying on hot ductility of C-Mn-Al and Ti-Nb microalloyed steels

A beneficial effect of the copper on the hot ductility was observed in Ti-Nb microalloyed steels over the temperature range 800-1,000 °C at the cooling rate of 0.4 °C/s, but no influence at the cooling rate of 4 °C/s. Precipitates containing Nb and Ti were present whose size was coarser in the Cu-bearing grade as cooled at 0.4 °C/s. Cu-bearing precipitates were not found. In the C-Mn-Al steel, no influence of the copper on the hot ductility was recorded, but CuS particles were detected. Two mechanisms are proposed to explain the positive influence of the copper in the microalloyed steel. The first is that the copper atoms in the solid solution affect the activity of the carbon and the nitrogen analogically to the previously observed effect of the silicon, enhancing the precipitation at high temperatures, and another mechanism that the copper atoms can prolong the lifetime of vacancies generated by straining assisting the formation of TiNb-vacancy complexes and thereby coarsening the precipitates. Se ha observado un efecto beneficioso del cobre sobre la ductilidad en caliente del acero microaleado al Ti-Nb, en el rango de temperaturas 800-1.000 °C. La influencia fue observada a velocidades de enfriamiento bajas, 0,4 °C/s, mientras que a 4 °C/s no se aprecia. En el acero C-Mn-Al, la influencia de cobre no fue detectada. En el acero microaleado se detectó la presencia de precipidados que contienen niobio y titanio, la dimensión de los cuales es mayor cuando se enfría a 0,4 °C/s. En este acero no se detectó la presencia de precipitados con contenidos de cobre, en contraste con el acero C-Mn-Al, donde sí se observaron partículas de CuS. Se proponen dos mecanismos para explicar la influencia positiva del cobre en aceros microaleados. El primero es el aumento de la actividad de carbono y nitrógeno en austenita debido a presencia de átomos de cobre en solución sólida, con el mismo efecto que el silicio, el cual aumenta la precipitación a altas temperaturas. El otro mecanismo sugiere que los átomos de cobre pueden prolongar la permanencia de vacantes generadas por deformación, facilitando la formación de complejos de vacantes con átomos de Ti-Nb, y como consecuencia agrandando las partículas precipitadas.