Dislocation activities in aluminum alloyed Hadfield steels

Abstract

The work presented herein investigates the unusual strain hardening prevalent in Hadfield steel, which has not yet been linked to a clear cause, yet. The methodology adopted in this study is suppressing one of the dominant deformation mechanisms interactively dictating the work hardening of Hadfield steel, namely twinning and slip, and concentrating on the other. To achieve this end, Hadfield steel was alloyed with aluminium to increase the stacking fault energy, and thereby suppress twinning and give way to slip only. As a result of the thorough mechanical and micro structural analyses, we have concluded that the slip-related dislocation activities and the high-density dislocation walls brought about by slip in Hadfield steel significantly contribute to the work hardening of this material. / Öz: Bu çalışma, uzun bir süredir araştırılmasına rağmen, Hadfield çeliğinin henüz sebebi kesin olarak ortaya konulamayan olağan dışı sertleşme kapasitesine ışık tutmak amacıyla probleme değişik bir açıdan yaklaşmaktadır. Şimdiye kadar bu sertleşmenin sebebi olarak öne sürülen ve sertleşmeye olan katkıları birbirinden ayırt edilmesi güç olan ikiz ve kayma mekanizmalarından birini bastırarak diğerini inceleme yoluna gidilmiştir. Hadfield çeliği alüminyum ile alaşımlanarak dizim hatası enerji eşiği yükseltilmiş ve kayma mekanizmasının baskın olması sağlanmıştır. Yürütülen kapsamlı deneysel ve nümerik analizler sonucu varılan sonuç, aykırı yerleşim aktivitelerinin ve bunun doğal bir sonucu olan yüksek yoğunluklu aykırı yerleşim duvarlarının, Hadfield çeliğinin sertleşmesinde büyük katkı sahibi olduğunu ortaya koymuştur.