Second phase precipitates are effective in refining grain size by pinning the austenite grain boundaries and retarding grain growth. The purpose of this study was to investigate the effect of particles on the austenite grain growth in different compositions of low carbon steels at various reheating temperatures and holding time. To investigate this, low carbon steel of four various compositions were used and these were reheated and held at various temperatures before being quenched in water. Mean austenite grain diameter was determined using the matrox inspector software and grain size distribution was plotted. Grain coarsening temperature of steels was determined by plotting mean austenite grain size against reheating temperature and locating the grain coarsening temperature range. Transmission electron microscopy of carbon extraction replicas was carried out to determine the size, distribution, and composition of particles. Weight fraction of the precipitates in the steel was deduced and related to the Zener’s equation to study the R/r vs fv relationship. The findings of this research suggest that the addition of microalloying niobium and titanium to low carbon steel resulted in the formation of TiN, TiC, and NbC precipitates that inhibit austenite grain growth and refine the grain size. The presence of particles is responsible for initiating abnormal grain growth and as a result the grain size distribution (GSD) shifts from unimodal to bimodal. A higher volume fraction of precipitates is responsible for effectively pinning austenite grain boundaries and shifts the grain coarsening temperature to higher values. On the basis of Zener’s equation $\frac{R}{r}=\frac{k}{f_v^n}$, fine grain size can be achieved either by increasing the volume fraction of precipitates (fv) in the steel matrix, or by decreasing the particle size (r). The study of R/r vs fv relationship showed that an accurate estimation of the weight fraction of precipitates would result in the Zener constant, ‘n’, being determined accurately.
제2상 석출물은 오스테나이트의 입계를 고정하고 입자 성장을 방해하여 입자 크기를 미세하게 하는데 효과적이다. 본 연구의 목적은 다른 조성을 가진 저탄소강의 재가열 온도 및 유지 시간에 따른 오스테 나이트 결정립 성장의 입자효과를 조사하는 것이다. 이를 조사하기 위해, 네 개의 조성을 가진 저탄소강을 사용하였으며 이 시편들은 다양한 재가열 온도에서 재가열 시험 후 수냉하였다. 오스테나이트의 평균입경은 matrox inspector softwar를 사용하여 구하였으며 입자 크기 분포를 그래프로 나타내었다. 철의 입자 조대화 온도는 온도는 재가열 온도에 따른 오스테나이트의 평균입경을 통하여 결정할 수 있다. 탄소 추출 레플리카를 행하였으며 이를 통해 입자의 크기, 분포 및 조성을 결정하였다. Zener의 방정식인R/r vs fv 관계를 통하여 석출물의 무게분율을 유추하였다. 이 연구의 결과는 저탄소강에 Nb 및 Ti을 첨가하여 오스테나이트의 입자성장을 방해하며 입자를 미세화하게 하는 TiN, TiC 및 NbC석출물을 형성하였다는 것이다. 입자는 비정상 입자 성장을 유발하였으며 결과적으로 입도 분포(GSD)는 단일 결정립 분포에서 이중 결정립 분포로 변화한다. 큰 부피 분율의 석출물은 효과적으로 오스테나이트 입계를 고정하며 입자 조대화 온도를 높인다. Zener의 식 $\frac{R}{r}=\frac{k}{f_v^n}$,에 기초하면, 석출물의 부피분율 증가 및 입자 크기의 감소를 통하여 미세한 입자를 얻을 수 있다. 따라서 이 연구는 석출물 무게분율의 정확한 계산을 통해 Zener상수 n을 결정할 수 있음을 보였다.