Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermal range of cementite occurrence in hypereutectoid alloys with controlled C, Cr and Mn content

Frocisz Ł., Krawczyk J., Kozieł T., Górecki K., Tokarski T., Kopuściański M., Matusiewicz P.

Inżynieria Materiałowa

|

2018

|

Vol. 39, nr 1

29--33

EN

The hypereutectoid alloys are the commonly used for the tool manufacturing. The high carbon content prevent the high hardenability and presence of the secondary cementite precipitation in microstructure. High hardness of such materials provide the good wear resistance required for tool materials. New hypereutectoid alloys designed for the investigations of secondary cementite precipitations influence on wear resistance have been investigated. Materials were prepared by the use of the ArcMelter furnace. After the plastic deformation materials were annealed at 700°C by 12 h to homogenize the microstructure. After the annealing the calorymetry and dilatometry research were performed. The following research allow authors to state that the increase of the carbon content resulted in the change of ACCM temperature. To obtain the most similar properties of the matrix investigated materials were alloyed by the addition of Cr and Mn. It was confirmed by the same temperature range of the eutectoid transformation for each material. Additionally the influence of Mn and Cr on cementite dissolution process was observed.

PL

Stale nadeutektoidalne charakteryzują się dużą zawartością węgla przekraczającą wartość dla punktu eutektoidalnego. Skutkuje to obecnością w ich mikrostrukturze cementytu drugorzędowego wydzielonego z austenitu podczas chłodzenia. Cementyt ten w znaczący sposób zmienia właściwości mechaniczne materiału, przy czym same właściwości cementytu silnie zależą od składu chemicznego. Dodatki Mn i Cr w znaczący sposób zwiększają jego twardość i stabilność termiczną. Węglik ten, a zwłaszcza jego morfologia, wpływa również na mechanizm zużycia elementów ze stali nadeutektoidalnych. W pracy zaprezentowano analizę występowania cementytu stopowego podczas nagrzewania w nowo zaprojektowanych stalach nadeutektoidalnych z kontrolowaną, ściśle założoną różnicą w zawartości C, Mn i Cr.

2

Assessment of pearlite degradation in power industry cast steel after long-term exploitation

Kasińska J., Matusiewicz P., Czarski A., Barwicki L.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 5

212--216

EN

The paper presents the results of pearlite degradation analysis. The degradation level was evaluated on three specimens (cuttings) of low alloyed 20HM cast steel, sampled from various locations on the main body of the WP turbine exposed to creep (steam temperature 480°C, pressure 12.7 MPa). The mechanical properties (hardness, impact toughness) were performed. Microscopic observations were performed on nital-etched sections in the scanning electron microscope JSM 7100F. Microstructure analysis involved the characterization of microstructure morphology and quantitative metallography for describing pearlite degradation after a long-term exposure to creep. The measurements were performed using MetIlo image analysis program. There were measured the volume fraction of the regions with lamellar morphology, VV L and the pearlite degradation ratio, Lratio. In addition the microstructure class were determined on the basis of a qualitative assessment of changes in the morphology of pearlite regions.

PL

W wielu krajowych elektrowniach na elementy części ciśnieniowych kotłów, jak np. rury przegrzewaczy, są stosowane głównie normalizowane stale ferrytyczno-perlityczne. Po ich długotrwałej pracy zachodzi potrzeba oceny możliwości dalszej ich eksploatacji w warunkach pracy kotła lub turbiny. W stalach i staliwach o wyjściowej (przedeksploatacyjnej) mikrostrukturze ferrytyczno-perlitycznej już po krótkich czasach eksploatacji w warunkach pełzania obserwuje się początkowe etapy pękania i fragmentacji płytek cementytu w perlicie. Kolejne etapy degradacji struktury to koagulacja wydzieleń, w tym cementytu w perlicie, wzrost wielkości niektórych rodzajów węglików, aż do utworzenia mikrostruktury ferrytycznej z bardzo zróżnicowaną morfologicznie fazą węglikową. Zastosowanie metod metalografii ilościowej do opisu mikrostruktury niewątpliwie rozszerza możliwości interpretacyjne obrazów mikrostruktury i ułatwia przeprowadzenie oceny stopnia ich degradacji zachodzącej w warunkach długotrwałej eksploatacji i pełzania. Obecnie nie istnieje znormalizowana/obliczeniowa ocena degradacji stali ferrytyczno-perlitycznych, a jedynie dokonuje się jej przez ocenę jakościową. Dlatego celem badań było wykorzystanie oraz ocena możliwości narzędzi metalograficznych do określenia stopnia degradacji perlitu w staliwie 25CrMo4 po długotrwałej eksploatacji.

3

Kinetics of pearlite spheroidization

Matusiewicz P., Augustyn-Nadzieja J., Czarski A., Skowronek T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 1

231--234

EN

The pearlite spheroidization in Fe-0.76%C high purity steel was investigated. The samples of a coarse pearlite microstructure were isothermal annealed at 700, 680, 660, 640 and 620°C for various times, up to 800 hours. For quantitative description of the spheroidization process stereological parameter, SV (ferrite/cementite interface surface density) was used. The activation energy 104.8±11.4 kJ/mol was found for the spheroidization process. This value shows good agreement with the activation energy for iron and carbon diffusion along a ferrite/cementite interface, so the coupled interface diffusion is the rule-controlling process.

4

Estimation of the Effect of Production Parameters on Mechanical Properties of Sintered Steels Using ANOVA

Sułowski M., Jordan A., Czarski A., Matusiewicz P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2A

571--576

EN

The object of the study was to assess the influence of selected production parameters of sintered Fe-Mn-Cr-Mo-C steels i.e. chemical composition, sintering temperature, sintering atmosphere and heat treatment on the following mechanical properties: impact toughness, hardness of the surface, tensile strength, bend strength after static tensile tests. In the investigations, the general linear model (GLM) of the multivariate analysis of variance ANOVA was used. All assumptions of ANOVA, i.e. randomization of the experiment, the normality of the residuals, equality of variance at different levels have been fulfilled and verified. The predictive strength of the constructed models expressed by the adjusted determination coefficient (R2adj) is at medium or large level – R2adj is in the range from 41.46% to 76.97%. This work is focused mainly on the ANOVA methodology. A wide physical interpretation of the results will be possible after the optimization of the ANOVA models used.

5

Computer simulation of lamellar microstructure

Czarski A., Matusiewicz P.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 41, no. 4

161--169

EN

Other than granular and dispersive microstructures, the lamellar microstructure is one of the most-frequently observed traits in the case of metal alloys. This work defines a geometrical model of a lamellar microstructure and presents its stereological relationships as well as our computer-simulation results for this model. The applied methodology creates – at least from a theoretical point of view – a series of interesting possibilities in the field of quantitative description of this type of microstructure and examinations of the properties of the parameter estimators that quantitatively characterize it.

PL

Mikrostruktura płytkowa to – obok ziarnistej i dyspersyjnej – jedna z najczęściej spotykanych w przypadku stopów metali. W pracy zdefiniowano geometryczny model mikrostruktury płytkowej, przedstawiono dla tego modelu zależności stereologiczne oraz wyniki symulacji komputerowej. Wykorzystana metodologia stwarza – przynajmniej z teoretycznego punktu widzenia – szereg nowych interesujących możliwości w zakresie ilościowego opisu tego typu mikrostruktur i badania własności estymatorów parametrów, które ją ilościowo charakteryzują.

6

Stability of a Lamellar Structure - Effect of the True Interlamellar Spacing on the Durability of a Pearlite Colony

Czarski A., Skowronek T., Matusiewicz P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2499--2504

EN

A lamellar microstructure is, beside a granular and dispersive one, the most frequently observed microstructure in the case of metal alloys. The most well-known lamellar microstructure is pearlite, a product of a eutectoidal transformation in the Fe-Fe3C system. The lamellar morphology of pearlite - cementite and ferrite lamellae placed interchangeably within one structural unit described as a colony - is dominant. The durability of the lamellar morphology is much diversified: in the microstructure of spheroidizingly annealed samples, one can observe areas in which the cementite is thoroughly spheroidized, next to very well-preserved cementite lamellae or even whole colonies of lamellar pearlite. The mentioned situation is observed even after long annealing times. The causes of such behaviour can vary. The subject of the previous work of the authors was the effect of the orientation between the ferrite and the cementite on the stability of the lamellar morphology. This work constitutes a continuation of the mentioned paper and it concerns the effect of the true interlamellar spacing on the stability of the lamellar morphology of cementite.

PL

Mikrostruktura płytkowa to obok ziarnistej i dyspersyjnej jedna z najczęściej spotykanych w przypadku stopów metali. Najbardziej znaną mikrostrukturą płytkową jest perlit, produkt przemiany eutektoidalnej w układzie Fe-Fe3C. Morfologia płytkowa perlitu –płytki ferrytu i cementytu ułożone na przemian w obrębie jednej jednostki strukturalnej określanej mianem kolonii - jest dominująca. Trwałość morfologii płytkowej jest bardzo zróżnicowana - w mikrostrukturze próbek wyżarzanych sferoidyzująco obserwuje się obszary, w których cementyt jest zupełnie zesferoidyzowany obok bardzo dobrze zachowanych płytek cementytu lub wręcz całych kolonii perlitu płytkowego. Opisana sytuacja ma miejsce nawet po długich czasach wyżarzania. Przyczyny takiego zachowania mogą być różne. Przedmiotem wcześniejszej pracy autorów był wpływ orientacji pomiędzy ferrytem a cementytem na stabilność morfologii płytkowej. Niniejszy artykuł stanowi kontynuację pracy wspomnianej wcześniej i dotyczy wpływu rzeczywistej odległości międzypłytkowej na stabilność morfologii płytkowej cementytu.

7

Model kinetyki wydzielania węglikoazotków w stalach mikrostopowych

Adrian H., Augustyn-Pieniążek J., Marynowski P., Matusiewicz P

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 4

208--214

PL

W artykule przedstawiono model kinetyki wydzielania węglikoazotku M(C, N) w stali mikrostopowej zawierającej dodatek Ti, Nb lub V. Model jest oparty na klasycznej teorii zarodkowania (ogólny model Kampmanna i Wagnera [1]) i pozwala obliczać rozkład wielkości wydzieleń w austenicie lub ferrycie w warunkach izotermicznego wytrzymywania stali przy temperaturze Tw, poddanej wcześniej przesycaniu o wysokiej temperaturze Tp. Opisano opracowany program komputerowy CarbNit_kinet oraz przedstawiono przykład wyników obliczeń dla stali zawierającej 0,2 %C, 0,01 %N i 0,15 %V.

EN

Model of kinetics of carbonitride M(C, N) precipitation in HSLA steel containing microalloying element Ti, Nb or V is presented. The model is based on classical theory of nucleation (general model of Kampmann and Wagner [1]). It enables to calculate the size distribution of carbonitrides precipitation in austenite or ferrite during isothermal holding at temperature Tw of microalloyed steel after previous heating at high austenitising temperature Tp. An example of application of developed computer program, CarNit_kinet for carbonitride precipitation in steel containing 0.2 %C, 0.01 %N and 0.15 %V is presented.

8

Spatial distribution of cementite particles in Fe-0.67% C steel

Matusiewicz P., Czarski A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

631--634

EN

The particles arrangement in material space is represented by point field determined by the particle reference points, i.e., particle centers which can be described by the pair-correlation function (PCF) g3(r); r - correlation distance. Information about g3(r) can be obtained by stereological method based on the PCF g2(r), which describes the point field on the planar section determined by the centers of particle planar sections. In this paper the arrangement of cementite (Fe3C) particles during coarsening in Fe - 0,67%C steel at 715ºC in a form of two materials (A, B) of different microstructure of the coarse spheroidite (with different matrix grain size and particles position) was investigated. In material A, the particles are mainly at grain (subgrain) boundaries of fine-grained matrix. In material B, particles are mainly inside grains of coarse-grained ferrite. For material A, the empirical PCF g2(r) for a long time of coarsening (600 hours) is shifted towards larger r and is more flat near the g2(r) =1 than the one of coarsening for 50 hours. For material B, the g2(r) for both annealing times are not significantly different. This is consistent with the results of the probability density function f2(d) analysis for diameter (d) of the particle sections. Obtained PCF g2(r) are similar to the PCF g2(r) for planar section of the Stienen model. This means that for both type of microstructures the PCF - g3(r) =1, i.e., particles are distributed randomly in space and the sizes of the neighboring particles are correlated with each other.

PL

Rozmieszczenie czastek w przestrzeni reprezentuje pole punktowe wyznaczone przez punkty - środki cząstek, funkcja PCF g3(r) (r - odległość korelacji) jest jego charakterystyka. Informacje o PCF g3(r) można otrzymać na drodze stereologicznej, na podstawie funkcji PCF g2(r), która opisuje pole punktowe na płaszczyznie (zgładzie), wyznaczone przez punkty - środki przekrojów cząstek. W niniejszej pracy badano rozmieszczenie cząstek cementytu (Fe3C) podczas koagulacji (przy temperaturze 715ºC), w stali Fe - 0,67%C, w postaci dwóch materiałów (A, B) różniących się mikrostrukturą (wielkością ziarna osnowy i rozmieszczeniem cząstek). W materiale A, cząstki cementytu są głównie na granicach ziarn (podziarn) drobnoziarnistego ferrytu. W materiale B, cząstki są przeważnie wewnątrz ziarn gruboziarnistego ferrytu. Dla materiału A, empiryczna PCF g2(r) dla długiego czasu koagulacji (600 godzin) jest przesunięta w kierunku większych wartości r i jest bardziej płaska przy g2(r) =1 niż dla 50 godzin koagulacji. Dla materiału B, funkcje g2(r) dla obu czasów wyżarzania nie różnią się znacznie. Jest to zgodne z wynikami analizy funkcji gęstości prawdopodobienstwa f2(d) średnic (d) przekrojów cząstek. Otrzymane PCF g2(r) są podobne do PCF g2(r) dla modelu Stienena. Oznacza to, że dla obu rodzajów mikrostruktury PCF - g3(r) =1, tj. cząstki są losowo rozmieszczone w przestrzeni, a rozmiary sąsiednich cząstek są ze soba skorelowane.

9

Quantitative analysis of ductile iron microstructure – A comparison of selected methods for assessment

Mrzygłód B., Matusiewicz P., Tchórz A., Olejarczyk-Wożeńska I.

Archives of Foundry Engineering

|

2013

|

Vol. 13, iss. 3

59--63

EN

Stereological description of dispersed microstructure is not an easy task and remains the subject of continuous research. In its practical aspect, a correct stereological description of this type of structure is essential for the analysis of processes of coagulation and spheroidisation, or for studies of relationships between structure and properties. One of the most frequently used methods for an estimation of the density Nv and size distribution of particles is the Scheil - Schwartz – Saltykov method. In this article, the authors present selected methods for quantitative assessment of ductile iron microstructure, i.e. the Scheil - Schwartz – Saltykov method, which allows a quantitative description of three-dimensional sets of solids using measurements and counts performed on two-dimensional cross-sections of these sets (microsections) and quantitative description of three-dimensional sets of solids by X-ray computed microtomography, which is an interesting alternative for structural studies compared to traditional methods of microstructure imaging since, as a result, the analysis provides a three-dimensional imaging of microstructures examined.

10

Some aspects of estimation accuracy of mean true interllamelar spacing

Czarski A., Matusiewicz P

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2012

|

Vol. 38, no. 2

133--140

EN

Lamellar microstructures are characterized by interlamellar spacings: random, apparent and true. The mean value of true interlamellar spacing can be estimated by measurements of apparent spacings, random spacings or by counting number of intersections the secant with plates. In this paper the statistical errors in true interlamellar spacing measurements has been determined and discussed using the example of pearlite in eutectoid steel. The accuracy of estimation of true interlamellar spacing using all the methods is comparable and sufficient.

PL

Mikrostruktura płytkowa jest ilościowo opisywana przez tzw. odległości międzypłytkowe: przypadkową, widoczną, rzeczywistą. Średnia rzeczywista odległość międzypłytkowa może być wyznaczona na podstawie pomiarów bezpośrednich widocznej lub przypadkowej odległości międzypłytkowej albo przez zliczanie przecięć z płytkami wybranej fazy na przypadkowej siecznej. W artykule przedstawiono metodykę wyznaczania błędu oceny rzeczywistej odległości międzypłytkowej wykorzystującą wszystkie wymienione wcześniej możliwości, jeśli chodzi o pomiar bezpośredni. W części eksperymentalnej wykorzystano przedstawioną metodykę do oceny dokładności średniej rzeczywistej odległości międzypłytkowej mikrostruktury perlitu w stali eutektoidalnej.

11

Influence of measurement system quality on the evaluation of process capability indices

Czarski A., Matusiewicz P.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2012

|

Vol. 38, no. 1

25-32

EN

Among statistical instruments of quality Statistical Process Control (SPC) and Measurement Systems Analysis (MSA) take particular place. The proper quality of measurement data - verification and assurance of this quality are the task of MSA - guarantees an opportunity to carry out a solid SPC analysis supplying information about a process behavior. One of the principal tasks of SPC is estimation of capability of a process i.e. the assessment of process potential as for variability regarding expectations defined by specification limits. Data for analysis of a process capability are the results of measurements made by means of a determined measurement system. The variability of this measurement system must influence the results of capability assessment, however the measurement system adequate to control the process should guarantee that the impact is little enough to be omitted. The subject of the work is the analysis of influence of measurement system variability on evaluation of process capability indices. The mutual relations between process variability and measurement system variability present analytical relationships and experimental research given in the work. The aim of the tests was an assessment of a capability of the process of steel drop forgings' heat treatment relating to a hardness. The methodology demonstrated in the work is valid quality standards compatible (ISO 9000, ISO/TS 16949 etc.).

PL

Wśród statystycznych narzędzi jakości szczególne miejsce zajmują: statystyczne sterowanie procesem (SPC) oraz analiza systemów pomiarowych (MSA). Odpowiednia jakość danych pomiarowych - weryfikacja i zapewnienie tej jakości to zadanie MSA - gwarantuje możliwość przeprowadzenia rzetelnej analizy SPC dostarczającej istotnych informacji o zachowaniu się procesu. Jednym z podstawowych zadań SPC jest ocena zdolności jakościowej procesu, tj. ocena możliwości procesu ze względu na zmienność w odniesieniu do oczekiwań definiowanych granicami specyfikacji. Dane do analizy zdolności procesu są wynikiem pomiarów wykonanych za pomocą określonego systemu pomiarowego. Zmienność tego systemu pomiarowego musi wpływać na wyniki oceny zdolności, niemniej odpowiedni do nadzorowania procesu system pomiarowy powinien gwarantować, aby wpływ ten był na tyle mały, że pomijalny. Przedmiotem artykułu jest analiza wpływu zmienności systemu pomiarowego na ocenę współczynników zdolności procesu. Wzajemne relacje pomiędzy zmiennością procesu oraz zmiennością systemu pomiarowego przestawiają podane w pracy związki analityczne oraz badania eksperymentalne. Celem badań była ocena zdolności procesu obróbki cieplnej odkuwek stalowych do uzyskiwanej twardości. Metodyka zaprezentowana w pracy jest zgodna z obowiązującymi standardami jakości (ISO 9000, ISO/TS 16949 itp.).

12

Wpływ metody pomiaru na wartości średnicy równoważnej cząstek fazy dyspersyjnej

Matusiewicz P., Czarski A.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 2

101--104

PL

W pracy badano wpływ sposobu wyznaczania średnicy równoważnej metodami komputerowej analizy obrazu na postać rozkładu wielkości cząstek fazy dyspersyjnej. Przeprowadzone testy statystyczne wykazały, że empiryczne rozkłady średnic równoważnych płaskich przekrojów cząstek fazy dyspersyjnej (cementyt) otrzymane na podstawie pomiarów pól powierzchni f2(dA) i obwodów f2(dP) można opisać rozkładem Weibulla oraz że są one statystycznie jednakowe.

EN

The influence of different image analysis measurement methods of the equivalent diameter estimation (diameter of circle approximating particle plane section) on the particle size distribution of disperse phase was investigated. Statistical tests showed that the empirical distributions of equivalent diameters of cementite particles plane sections obtained from measurements of the areas f2(dA) and perimeters f2(dP) can be described by the Weibull distribution and that the distributions are statistically identical.

13

Zależność między twardością a mikrostrukturą stali Fe-0,67 %C ze skoagulowanym cementytem

Matusiewicz P., Wiencek K., Czarski A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2011

|

Vol. 78, nr 4

311--315

PL

Przedmiotem pracy jest ocena wpływu parametrów mikrostruktury ze skoagulowanym cementytem na twardość stali Fe-0,67%C. W stali o mikrostrukturze grubego sferoidytu w stanie zrekrystalizowanym po odkształceniu plastycznym cząstki cementytu są głównie wewnątrz ziarn gruboziarnistej osnowy. Podczas wygrzewania przy temperaturze 700 °C i czasach do 800 godzin mikrostruktura stali zmienia się niewiele; w konsekwencji twardość stali jest w przybliżeniu stała. W stali o mikrostrukturze grubego sferoidytu w stanie po wysokim odpuszczaniu cząstki cementytu są głównie na granicach ziarn drobnoziarnistej osnowy. Podczas wygrzewania przy temperaturze 700 °C i czasach do 800 godzin koagulacja cementytu determinuje rozrost ziarn ferrytu w wyniku czego twardość stali maleje. Mimo znacznie większej dyspersji cementytu w stali zrekrystalizowanej po odkształceniu plastycznym, w porównaniu ze stalą po ulepszaniu cieplnym, po wygrzewaniu w najdłuższym czasie, twardość jej jest znacznie niższa a mikrostruktura praktycznie stabilna. Przeprowadzone badania wykazują, że w tym przypadku twardość stali bardziej zależy od mikrostruktury osnowy, a mniej od parametrów cząstek cementytu. Jednakże cząstki cementytu mogą wpływać na stabilność osnowy, a tym samym na szybkość zmiany twardości w miarę upływu czasu wygrzewania.

EN

The aim of this work is to evaluate the influence of microstructure with coarse cementite on hardness of Fe-0.67%C steel. In microstructure formed by recrystallization after cold work, the particles are distributed mainly inside grains of coarse-grained matrix. During annealing (715 °C/800 hours) microstructure is preserved, in consequence hardness is approximately constant. In microstructure formed by hardening with subsequent tempering, the particles are situated mainly on fine matrix grain boundaries. During annealing (715 °C/800 hours) ferrite grain growth is determined by Ostwald ripening. In result of the grain growth the hardness of steel decreases. Despite of the much greater degree of cementite dispersion in recrystallized steel after annealing in the longest time, compared with the hardened and tempered steel, its hardness is much lower and microstructure is stable. In this case, the hardness of steel is more dependent on the matrix microstructure, and less on the dispersion of cementite. However, the cementite particles can affect the stability of matrix microstructure, and hardness during annealing.

14

Recrystallization of ferrite in spheroidite of Fe-0.67%C steel

Matusiewicz P., Ratuszek W., Zielińska-Lipiec A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 1

63-69

EN

In this paper the study of ferrite recrystallization in Fe-0.67% C carbon steel with microstructure of the coarse spher-oidite was performed. The purpose of the investigations was to determine the recrystallization mechanism and the sites of recrystallization nucleation. It has been shown indirectly that in the investigated steel after deformation, ε, greater than ε = 9%, recrystallization of the matrix (ferrite) proceeds discontinuously and recrystallization nucleates in the deformation zones around large particles.

PL

W pracy przeprowadzono badania rekrystalizacji ferrytu w węglowej stali Fe-0.67% C o mikrostrukturze grubego sferoidytu, których celem było określenie mechanizmu i miejsc zarodkowania rekrystalizacji po odkształceniu plastycznym na zimno. Wykazano pośrednio, że w badanej stali po odkształceniu ε większym od ε = 9% zachodzi nieciągła rekrystalizacja osnowy (ferryt), a zarodki rekrystalizacji powstają w strefach deformacji wokół dużych cząstek.

15

Wpływ plastycznego odkształcenia sferoidytu na wielkość ziarna zrekrystalizowanego ferrytu

Matusiewicz P., Wiencek K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 7

327-332

PL

Przedmiotem pracy jest ocena wpływu odkształcenia plastycznego na zimno stali C70 o mikrostrukturze grubego sferoidytu (z różną dyspersją cementytu) na wielkość ziarna osnowy (ferryt) po rekrystalizacji. Dla danej dyspersji cząstek odkształcenie przeprowadzono metodami: (i) ściskania na prasie hydraulicznej; (ii) walcowania próbek klinowych. Charakter krzywej – wielkość ziarna w funkcji stopnia odkształcenia dla stali z fazą dyspersyjną nie różni się od charakteru krzywej dla stopów jednofazowych, tzn. wielkość ziarna, począwszy od odkształcenia krytycznego, maleje wraz ze wzrostem stopnia odkształcenia. Cząstki fazy dyspersyjnej mają natomiast znaczny wpływ zarówno na stopień odkształcenia krytycznego, jak i końcową wielkość ziarna po rekrystalizacji.

EN

The object of this work is to evaluate the influence of cold plastic deformation of coarse sferoidite C70 steel (with different dispersion of cementite) on matrix grain size (ferrite) after recrystallization. For a given particle dispersion the deformation was carried out by: (i) compression, (ii) wedge-shaped specimen cold rolling. The nature of the curve – grain size as a function of deformation degree – for steel with dispersed phase is similar as for single-phase alloys, i.e., starting from critical deformation grain size decreases with increasing of deformation degree. Dispersed phase particles have a significant influence on both critical deformation degree and final grain size after recrystallization.

16

Coarsening Kinetics of Fe3C Particles in Fe - 0.67%C Steel

Matusiewicz P., Wiencek K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 1

231-238

EN

Kinetics of Fe3C particie coarsening in Fe-0.67%C steel for of two materials (A, B) of different microstructures (with different matrix (ferrite) grain size and particles distribution) was iiwestigated. In materiał A, obtained by ąuench-hardening with subseąuent tempering, the particles are mainly at grain (subgrain) boundaries of fine-grained matrix formed by in situ recrystallization of ferrite. In materiał B, obtained by recrystallization after cold rolling (10%), particles are mainly inside grains of coarse-grained matrix - formed by discontinuous recrystallization of ferrite. During annealing (at 680, 700 i 715°C up to 800 hours) the microstructure morphology of A and B is preserved; the materiał microstructure determines the particie coarsening ratę, it is lower in B. Analysis of empirical kinetic functions with the LSW theory suggest that higher particie coarsening ratę in A results from higher diffusivity of Fe along the matrix grain boundaries. Lower particie coarsening ratę in B results from matrix diffusion of C and Fe.

PL

Przedmiotem pracy jest kinetyka koagulacji cząstek cementytu w stali Fe-0.67% C, w postaci dwóch materiałów (A, B) różniących się mikrostrukturą (wielkością ziarna osnowy (ferryt) i rozmieszczeniem cząstek). W materiale A, otrzymanym w wyniku wysokiego odpuszczania zahartowanej stali, większość cząstek jest na granicach ziarn drobnoziarnistej, zrekrystalizo-wanej in situ, osnowy. W materiale B, otrzymanym podczas wyżarzania rekrystalizującego stali materiału A, po odkształceniu plastycznym na zimno (10%), cząstki są przeważnie wewnątrz ziarn gruboziarnistej, zrekrystalizowanej w sposób nieciągły, osnowy. Podczas wyżarzania izotermicznego (przy temperaturach 680, 700 i 715°C i czasach do 800 godz.) stwierdzono zachowanie morfologii mikrostruktury (w A i B) oraz większą szybkość koagulacji w materiale A. Interpretacja empirycznych równań kinetycznych za pomocą teorii koagulacji LSW sugeruje, że przyczyną większej szybkości koagulacji cząstek w materiale A jest dominująca rola dyfuzji węgla i żelaza na granicach ziarn osnowy. Natomiast wolniejsza koagulacja w materiale B jest związana z objętościową dyfuzją składników stali w osnowie.

17

Statistical analysis of mechanical properties of sintered manganese steels

Sulowski M., Matusiewicz P

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 4

258-265

EN

The work discussed the development of statistical analysis as a reproducibility assistance method for evaluation of advanced Fe-3% Mn-0.6% C sintered steel for high performance structural parts. Factors contributing to the reliability and reproducibility of Mn structural steels include advanced metal matrix with consistent purity and concentration of chemical constituents, as well as mix homogeneity and processing uniformity. Matrix inhomogeneity was found to play an important role in these materials, with large variability in local microstructure being observed. In this paper the statistical dependence between properties and processing variables of PM manganese steels is presented. The investigations of sintered manganese steels were based on commercial powders: iron, grade NC 100.24 and graphite C-UF. As a manganese donor low-carbon ferromanganese powder was used. Sintering was carried out in hydrogen atmosphere at 1120°C and 1250°C. in Tables 1 and 2 mechanical properties of PM manganese steel were summarised. To characterise porosity of investigated materials the ECD (equivalent circular diameter) was used (Fig. 8 and 9). Microstructural constituents existed in examined sintered Mn steels are shown in Table 3. The typical microstructures of steels are presented on Figures 1 and 2. The results of statistical analysis (Fig. 3-6) show, there is a strong dependence of mechanical properties versus processing parameters.

PL

W artykule podjęto próbę analizy statystycznej służącej określeniu powtarzalności produkcji spiekanych, wysokowytrzymałych stali manganowych o zwartości 3% manganu i 0,6% węgla, przeznaczonych do wytwarzania elementów konstrukcyjnych (np. koła zębate). Do czynników odpowiedzialnych za niezawodność i powtarzalność wyrobów wykonanych ze stali manganowej zaliczyć można czystość chemiczną osnowy, a także jednorodność mieszanki oraz parametry procesu wytwarzania. Jak wykazały dotychczasowe badania, mala jednorodność osnowy, a przez to zmienna struktura tych materiałów, odgrywa znaczącą rolę podczas wytwarzania stali manganowych. Badania spiekanych stali manganowych oparto na komercyjnych proszkach: żelaza NC 100.24 oraz grafitu C-UF. Jako nośnika manganu użyto nisko węglowego proszku żelazomanganu. Proces spiekania prowadzono w dwóch temperaturach: 1120°C oraz 1250°C, w atmosferze wodoru. W tabelach 1 i 2 zaprezentowano własności mechaniczne badanych stali. Składniki strukturalne występujące w badanych stalach zestawiono w tabeli 3. Przykładowe mikrostruktury badanych stali pokazano na rysunkach 1 i 2. Do scharakteryzowania porowatości badanych materiałów wykorzystano rozkład średnic równoważnych porów (ECD) (rys. 8 i 9). Wyniki analizy statystycznej, które zaprezentowane zostały na rysunkach 3-6, wykazały, że istnieje silna zależność własności mechanicznych badanych stali od parametrów procesu wytwarzania.

18

The effect of solution treatment and nitrogen addition on phase composition of duplex steels

Ryś J., Witkowska M., Matusiewicz P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

229-236

EN

The present investigations concern the estimation of the phase composition and the analysis of the ferrite-austenite morphology after solution annealing of hot-rolled sheets of duplex type steels. Two commercial grades of nitrogen alloyed ferritic-austenitic stainless steels were examined. The first one, X2CrNiMoN22-6-3, is the mid-alloy duplex steel with nitrogen addition 0.19%. Its chemical composition corresponds to the commercial grade SAF 2205. The second steel, X3CrNiMoCuN25-6-4, is the high-alloy super duplex stainless steel with nitrogen contents 0.26% and chemical composition close to the commercial grade UR52N+. It was found that solution annealing within the temperature range 1200°C-1050°C markedly changes the volume fractions and hence the morphology of the austenitic phase. The arrangement of the austenite bands or elongated areas on the background of ferrite matrix remains essentially unchanged in comparison to that after hot-rolling. However their shape and continuity strongly depend on the austenite volume fractions, which result from the applied annealing temperature. The addition of nitrogen, which is strong austenite stabilizer, shifts the temperature range of austenite precipitation to higher temperatures and is responsible for the higher austenite volume fractions in the case of both steels.

PL

Prezentowane badania dotyczą oceny składu fazowego i analizy morfologii struktury dwufazowej po wyżarzaniu i przesycaniu walcowanych na gorąco blach ze stali typu duplex. Badano dwa komercyjne gatunki ferrytyczno-austenitycznych stali nierdzewnych z dodatkiem azotu. Pierwsza z nich, X2CrNiMoN22-6-3, jest średnio-stopową stalą duplex o zawartości azotu 0.19% a jej skład chemiczny odpowiada gatunkowi SAF 2205. Druga stal, X3CrNiMoCuN25-6-4, jest to wysoko-stopowa stal nierdzewna typu superduplex z dodatkiem 0.26% azotu i składzie chemicznym, który jest zbliżony do składu stali w gatunku UR52N+. Stwierdzono, że wyżarzanie w zakresie temperatur 1200°C-1050°C w znaczący sposób zmienia udziały objętościowe a w związku z tym morfologię austenitu. Układ pasm lub wydłużonych obszarów austenitu na tle osnowy ferrytu pozostaje zasadniczo niezmieniony w stosunku do tego po walcowaniu na gorąco. Jednakże ich kształt oraz mniej lub bardziej ciągły charakter w istotny sposób zależy od ilości austenitu, która wynika z zastosowanej temperatury wyżarzania. Dodatek azotu, który jest pierwiastkiem silnie stabilizującym austenit, przesuwa zakres wydzielania austenitu do wyższych tcmperatur i jest odpowiedzialny za zwiększone udziały objętościowe austenitu w obu stalach.

19

Statistical methods in quality management - process capability analysis

Czarski A., Satora K., Matusiewicz P.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2007

|

Vol. 33, no. 2

121-128

EN

Statistical methods belong to the basic quality tools. Among statistical instruments the statistical process control SPC takes particular place. One of the principal tasks of SPC is process capability analysis i.e. the assessment of process potential as for variability regarding expectations defined by specification limits. For capability estimation some indices are used - Cp, Cpk, Pp, Ppk etc. In this work the way of determining and interpreting capability indices Cp, Cpk

PL

Metody statystyczne należą do podstawowych narzędzi jakości. Wśród narzędzi statystycznych szczególną miejsce zajmuje statystyczne sterowanie procesem SPC. Jednym z podstawowych zadań SPC jest ocena zdolności jakościowej procesu tj. ocena możliwości procesu ze względu na zmienność w odniesieniu do oczekiwań definiowanych granicami specyfikacji. Do oceny tej zdolności służy szereg współczynników: Cp, Cpk, Pp, Ppk, itp. W pracy przedstawiono sposób wyznaczenia i interpretacji współczynników tzw. pierwszej generacji Cp, Cpk w odniesieniu do procesu produkcji odkuwek stalowych.

20

Estimation of materials microstructure parameters using computer program SigmaScan Pro

Matusiewicz P., Czarski A., Adrian H.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2007

|

Vol. 33, no. 1

33-40

EN

Possibilities of SigmaScan Pro computer program applications in quantitative characterization of materials microstructure are described in this paper. The studies were carried out for microstructures of different types, i.e. granular single phase, dispersed and lamellar. Furthermore possibilities of shape factors utilization in quantitative studies of microstructure, particularly in range of microstructure sta-bility are presented in details.

PL

W pracy przedstawiono możliwości pomiarowe komputerowego programu do analizy obrazu SigmaScan Pro pod kątem ilościowego opisu mikrostruktury materiałów. Analizę przeprowadzono dla różnych typów mikrostruktury stali, mianowicie: jednofazowej, dyspersyjnej oraz płytkowej. Szczegółowo przedstawiono możliwości wykorzystania współczynników kształtu w ilościowych badaniach mikrostruktury, w szczególności w zagadnieniach stabilności struktury.