Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the linear expansion coefficient of S355J2 and C45 steel specimens welded by MIG, MMA and TIG techniques

Kud Bartłomiej, Fejkiel Romuald

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2026

|

Vol. 43, nr 1

179--189

EN

Knowledge of the linear expansion coefficient of steel is crucial for ensuring the safety, durability, and proper functioning of welded structures. The aim of this study is to investigate the coefficient of linear expansion of S355J2 structural steel and C45 carbon steel, welded using various techniques: metal inert gas welding, tungsten inert gas welding and manual metal arc welding. Linear expansion tests of steel samples were conducted using a dilatometer. The results allowed for an assessment of the effect of the welding technique and the chemical composition (carbon content) of the steel on the thermal properties of the test materials. The reference samples (materials in as-received state) achieved the highest level of thermal expansion. All welding techniques reduced the temperature-induced elongation, with the magnitude of this effect dependent on the welding technique used. The results have practical implications for the design of structural components exposed to variable temperature conditions. Understanding the effect of individual welding techniques on the properties of S355J2 and C45 steels can support the selection of material welding technologies where dimensional stability is an important quality parameter.

PL

Znajomość wartości współczynnika rozszerzalności liniowej stali ma kluczowe znaczenie w zapewnieniu bezpieczeństwa, trwałości i poprawnego działania konstrukcji spawanych. Celem niniejszej pracy jest zbadanie współczynnika rozszerzalności liniowej stali konstrukcyjnej S355J2 oraz stali węglowej C45, spawanych różnymi metodami: elektrodą topliwą w osłonie gazów obojętnych, nietopliwą elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych oraz metodą łukowego spawania elektrodą otuloną. Badania rozszerzalności liniowej przeprowadzono z wykorzystaniem dylatometru. Wyniki pozwoliły na ocenę wpływu metody spawania oraz składu chemicznego (zawartości węgla) stali na właściwości termiczne badanych materiałów. Próbka referencyjna (materiał w stanie dostawy) osiągnęła najwyższy poziom rozszerzalności cieplnej. Wszystkie zastosowane metody spawalnicze prowadziły do zmniejszenia wydłużenia wywołanego zmiana temperatury, przy czym skala tego efektu była uzależniona od użytej techniki spawania. Uzyskane wyniki mają praktyczne znaczenie w kontekście projektowania elementów konstrukcyjnych narażonych na zmienne warunki temperaturowe. Zrozumienie wpływu poszczególnych metod spawania na właściwości stali S355J2 i C45 może wspomagać wybór technologii łączenia materiałów tam, gdzie stabilność wymiarowa jest ważnym parametrem jakościowym.

2

Procesy degradacyjne w stalach normalizowanych St37·12 i 18G2A dwóch eksploatowanych konstrukcjach budowlanych z XX wieku

Wichtowski Bernard, Hołowaty Janusz

Welding Technology Review

|

2025

|

R. 97

4--14

PL

Przedstawiono badania strukturalno-wytrzymałościowe stali normalizowanej dwóch konstrukcji budowlanych. Są to blachownicowy most kolejowy wykonany z niemieckiej stali zlewnej eksploatowany od 1938 roku oraz zespół pięciu zbiorników cylindrycznych wykonanych z polskiej stali niskostopowej i użytkowanych od 1973 roku. Wykonano badania chemiczne i mechaniczne oraz metalograficzne w zakresie makro i mikro struktury oraz dodatkowo wyżarzonej normalizacyjnie stali tych obiektów. Są to priorytetowe badania tych gatunków stali budowlanej.

EN

Structural-strength tests of normalized steel of two building structures are presented. There is a plate girder bridge of mild steel in service since 1938 and a complex of five-cylinder tanks with capacity 1500 m3 each, constructed of low-alloy steel, in service since 1937. Chemical and mechanical tests in macro and micro structural range and additionally anneal steels from these structures. There are priority tests for such construction steel grades.

3

Experimental method for the controlled cooling of steel sections with varied wall thickness

Adamczyk Mariusz, Woźniak Dariusz, Żak Artur, Zalecki Władysław, Burdek Marek, Walnik Bartłomiej, Bagińska Aleksandra

Materials Science and Welding Technologies / Technologie Materiałowe i Spawalnicze

|

2024

|

Vol. 68, No. 4

art. no. 1

EN

The article presents the results of controlled cooling experiments after austenitising a V36 section made of structural steel S480W. The experiments involved variable cooling intensity affecting the cross-section of the test element. The tests aimed to investigate the possibility of modifying the microstructure and uniformly increasing the mechanical properties of steel sections with varied cross-sectional wall thickness in relation to free-air cooling. The research work involved the determination of section-related cooling characteristics identified using various parameters of compressed air blown from nozzles onto selected surfaces of the section. The accelerated cooling tests led to the formation of a fine ferritic-pearlitic microstructure having ferrite grain size Dα restricted within the range of 6.8 μm to 6.5 μm. In addition, the tests resulted in the obtainment of uniform hardness distribution in cross-section, an increase in yield point Re and tensile strength Rm (restricted within the range of approximately 40 MPa to 60 MPa) while maintaining similar elongation.

PL

W artykule przedstawiono wyniki eksperymentów regulowanego chłodzenia po austenityzowaniu kształtownika V36 ze stali konstrukcyjnej S480W w warunkach zmiennej intensywności chłodzenia na przekroju poprzecznym. Celem prób było zbadanie możliwości modyfikacji mikrostruktury i równomiernego zwiększenia właściwości mechanicznych kształtowników stalowych o zróżnicowanej grubości ścianki na przekroju poprzecznym, w odniesieniu do chłodzenia swobodnego. Wyznaczono charakterystyki chłodzenia kształtownika, z zastosowaniem zróżnicowanych parametrów nadmuchu sprężonego powietrza kierowanego z dysz na wybrane jego powierzchnie. W efekcie przeprowadzonych prób przyśpieszonego chłodzenia uzyskano drobną mikrostrukturę ferrytyczno-perlityczną o wielkości ziarna ferrytu Dα w zakresie 6,8–6,5 μm. Na przekroju poprzecznym otrzymano jednorodny rozkład twardości oraz wzrost granicy plastyczności Re i wytrzymałości na rozciągnie Rm stali w zakresie około 40–60 MPa, przy zachowaniu zbliżonej wartości wydłużenia.

4

Badanie właściwości mechanicznych stali S355JR o różnych typach budowy mikrostruktury

Lipiec Sebastian

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2023

|

nr 1-2

36--40

PL

W artykule analizowana jest stal S355JR o różnych typach budowy mikrostruktury: poddana normalizacji, ze strukturą ferrytyczno-perlityczną (FP), oraz po wygrzewaniu austenityzującym, następnie chłodzona z dużą prędkością poprzez hartowanie w oleju, ze strukturą ferrytyczno-bainityczną (FB).

XX

An important aspect in the engineering design process is to know the true material characteristics of steels used in specific microstructures. These steels, depending on, among other things, heat treatment or working conditions and regimes, are characterised by a different microstructure. It is important to know the levels of both strength, ductility and fracture toughness of steels with different microstructure. This paper presents the results of an experimental study of S355JR steel with two types of microstructure: ferritic-perlitic and ferritic-bainitic. The basic strength and ductility characteristics of the steel determined by uniaxial tensile test and the results of fracture toughness tests are presented.

5

Badania popożarowej wytrzymałości stali S355J2+N

Maślak Mariusz, Stankiewicz Marek, Woźniczka Piotr, Zajdel Paulina

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 11-12

627--635

PL

Przedstawiono i przedyskutowano wyniki badań popożarowej wytrzymałości konstrukcyjnej stali S355J2+N, niskowęglowej, o ferrytyczno-perlitycznej strukturze wewnętrznej. Wnioskowanie oparto na statycznej próbie rozciągania, prowadzonej na próbkach wystudzonych po ich uprzedniej ekspozycji na oddziaływanie temperatury pożarowej. Rozważono różny czas trwania incydentu pożarowego, różny poziom temperatury wygrzewania materiału i różny sposób jego studzenia. Oddziaływanie pożaru symulowano w scenariuszu badania izotermicznego.

EN

The results of post-fire strength tests performed for samples made of S355J2+N low-carbon structural steel, with ferritic-pearlitic microstructure, have been presented and widely discussed. The conclusion was based on the static tensile tests, carried out on samples cooled down after their prior exposure to fire temperature. Different duration of the fire incidents as well as various temperature levels of the material heating and also differentiated ways of its cooling down after the fire exposure were considered. The fire impact was simulated in an isothermal, steady-state heating regime.

6

Numerical modeling of cyclic softening/hardening behavior of carbon steels from low- to high-cycle fatigue regime

Fincato R., Yonezawa T., Tsutsumi S.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 3

art. no. e164, 2023

EN

The aim of this study is to characterize the stress–strain behavior of three construction steels (SM490, SM570, and F18B) through both experimental and numerical investigations. The material performance was evaluated by conducting tests on round bar specimens subjected to monotonic, fatigue, and incremental step fully reversed loading conditions. The experimental campaign was conducted to provide valuable information on the mechanical performances of the steels and data for calibrating the material constants required for numerical analyses. The numerical simulations aimed to demonstrate the effectiveness of the proposed unconventional plasticity model, the Fatigue SS model (FSS), in describing the non-linear behavior of the materials under a broad range of loading conditions, including stress states below and beyond the macroscopic yield condition. This aspect is a significant advantage of the FSS model, as conventional elastoplastic theories fail to provide a phenomenological description of inelastic material deformation under stress states within the yield condition. The good agreement between the experimental and numerical results confirms the validity of the calibration of the material constants and the reliability of the computational approach.

7

Wpływ spawania stali różnoimiennych na korozję złączy spawanych

Dąbrowska Agata

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2022

|

nr 9-10

42--43

PL

Różnoimienne złącza spawane stanowią niejednokrotnie wyzwanie nie tylko pod względem poprawnego wykonawstwa, wymagań dotyczących jakości itp., ale także przewidzenia możliwych uszkodzeń korozyjnych podczas eksploatacji spawanego wyrobu.

8

Stale konstrukcyjne typu maraging wytapiane próżniowo – zależność ciągliwości od zawartości wtrąceń niemetalicznych

Pawlak Stanisław Jerzy

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2022

|

nr 3-4

30--36

PL

W pracy analizowano ilościową zależność pomiędzy ciągliwością a zawartością wtrąceń niemetalicznych w odkuwkach o dużym przekroju z wytapianej próżniowo stali wysokostopowej typu maraging X2NiCoMo18-9-5. Wykonano badania własności wytrzymałościowych odkuwek i czystości metalurgicznej stali pochodzących z 17 wytopów przemysłowych. Obróbkę cieplną prowadzono według dwóch technologii różniących się sposobem austenityzowania, przy czym warunki starzenia były takie same, co prowadziło do uzyskania zbliżonych wartości wytrzymałości stali. Natomiast własności plastyczne stali przy ustalonej technologii produkcji były znacznie zróżnicowane, a główną przyczyną tego była czystość metalurgiczna stali.

EN

In the paper, the quantitative relationship between the ductility and volume fraction of the non-metallic inclusions in the vacuum melted X2NiCoMo18-9-5 maraging steel has been analysed. The tensile properties and cleanliness of steels from 17 industrial melts in the form of forged bars were determined. Two variants of the heat treatment in the austenitic range were used, followed by the same ageing conditions, which lead to the similar strength values of the steels. In contrary to that, significant variability in the tensile ductility was observed, which was attributed to the cleanliness of the steels.

9

Podstawy fizyczne i materiałowe badań magnetycznych stali konstrukcyjnych niskowęglowych i stopowych magnetycznych oraz paramagnetycznych. Uwagi ogólne – skala laboratoryjna

Żurek Zbigniew Hilary

Napędy i Sterowanie

|

2022

|

R. 24, nr 12

38--53

PL

Stal konstrukcyjna ze względu na dobre właściwości mechaniczne jest podstawowym materiałem stosowanym w technice. Stopy żelaza, będące w większości przypadków magnetyczne, diagnozować można także magnetycznie, nie wykluczając innych metod.

10

Kruchość wybranych stali konstrukcyjnych po symulowanej ekspozycji pożarowej

Maślak Mariusz, Stankiewicz Marek, Zajdel Paulina

Inżynieria i Budownictwo

|

2022

|

R. 78, nr 5-6

232--239

PL

Przedstawiono wyniki badań odporności wybranych stali stosowanych w budownictwie, poddanych wcześniejszej symulowanej ekspozycji pożarowej, na inicjowanie w nich, a następnie na ewentualną propagację kruchych pęknięć. Tego typu odporność materiału warunkuje jego ponowne zastosowanie po pożarze. Wnioskowanie przeprowadzono na podstawie wyników uzyskanych w zinstrumentalizowanej próbie udarności. Szczegółowe badanie dotyczy kolejno stali S355J2+N, 1H18N9T oraz X2CrNiMoN22-5-3.

EN

The results of a few resistance tests to initiation and then to possible propagation of brittle cracks carried out for selected steel grades used in the construction industry, subjected to prior simulated fire exposure, are presented and discussed in detail. This type of the material resistance determines its re-use after a fire episode. The inference has been made on the basis of the results obtained in the instrumented impact test. Detailed considerations are related to S355J2+N, 1H18N9T and also X2CrNiMoN22-5-3 steel grades, respectively.

11

Study of microstructure, geometry and properties of laser beam welded joints made of S960QL structural steel and S304 corrosion-resistant steel

Śliwiński Piotr, Piotrowski Maciej

Welding Technology Review

|

2021

|

R. 93, nr 1

15--23

EN

Contemporary grades of structural steels are produced using a very advanced thermo-mechanical treatment processes, so their properties strongly depend on the obtained structure. Corrosion-resistant austenitic steels have a high hot cracking tendency. Therefore, it is advantageous to use welding technologies, such as laser welding, that limit the size of the joint and its heat-affected zones and thus the deformations caused by the welding process. Laser welding is also characterized by small amount of heat transferred into the material during the process which limits the hot cracking tendency. During the tests, 8 samples made of S960QL steel and S304 steel, were prepared using a Trumpf TruDisk 3302 laser welding device. The produced samples were subjected to macro- and microscopy metallographic tests. Static tensile test and bend test were also performed as well as a hardness Vickers test under a load of 100 N. Good quality joints were obtained, characterized by a small number of welding imperfections. All passed the tensile test, the rupture occurred in the base material of S304 steel. All joints passed the bend test. The hardness of the welded joints ranged from 430-480 HV.

PL

Współczesne gatunki stali konstrukcyjnych poddawane są bardzo zaawansowanym procesom obróbki cieplno-mechanicznej, przez co ich własności silnie zależą od uzyskanej mikrostruktury. Stale austenityczne odporne na korozję cechuje natomiast skłonność do pękania gorącego. Korzystne zatem jest zastosowanie technologii spawania, takich jak spawanie laserowe, ograniczających wielkość złącza oraz jego strefy wpływu ciepła, a co za tym idzie odkształcenia wywołane procesem spawania. Spawanie laserowe cechuje się również niskimi energiami liniowymi procesu ograniczającymi zjawisko pękania gorącego. Podczas badań przygotowano 8 złączy spawanych ze stali S960QL oraz stali S304wykonanych przy pomocy urządzenia do spawania laserowego firmy Trumpf, model TruDisk 3302. Wykonane złącza zostały poddane badaniom metalograficznym makro- oraz mikroskopowym, statycznej próbie rozciągania oraz zginania, a także dokonano pomiaru twardości metodą Vickersa pod obciążeniem 100 N. Uzyskano trwałe złącza o niewielkiej liczbie niezgodności. Wszystkie złącza pomyślnie przeszły próbę rozciągania, zerwania nastąpiły w materiale rodzimym stali S304. Wszystkie złącza pomyślnie przeszły próby zginania. Twardość spoin wahała się w zakresie 430-480HV.

12

Modelowanie struktury i własności mechanicznych stali mikrostopowych

Adrian Henryk, Marynowski Przemysław

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2021

|

nr 1-2

61--67

PL

Własności mechaniczne stali mikrostopowych zależą od zawartości i wielkości wydzieleń węglikoazotków, które tworzą mikrododatki takich pierwiastków jak: Ti, Nb, V, wprowadzane w ilościach nieprzekraczających 0,1%. W pracy zaprezentowano program komputerowy do obliczania zawartości i wielkości wydzieleń węglikoazotku M(C,N) oraz składu chemicznego austenitu przy danej temperaturze austenityzowania na podstawie składu chemicznego stali i warunków obróbki cieplnej. Przeprowadzono analizę wpływu składu chemicznego stali na parametry powstających w warunkach izotermicznych wydzieleń węglikoazotków M(C,N) oraz na efekt umocnienia wydzieleniowego z wykorzystaniem programu komputerowego. Zaprezentowano obrazy symulowanej mikrostruktury zawierającej wydzielenia.

EN

The mechanical properties of microalloyed steels depend on the content and size of carbonitride precipitates, which form micro-additions of such elements as Ti, Nb, and V, introduced in amounts not exceeding 0.1%. The paper presents a computer programme for calculating the content and size of M(C,N) carbonitride precipitates and the chemical composition of austenite at a given austenitizing temperature based on the chemical composition of steel and heat treatment conditions. An analysis of the influence of the chemical composition of steel on the parameters of M(C,N) carbonitride precipitates formed in isothermal conditions and on the effect of precipitation strengthening with the use of the computer programme was carried out. The images of simulated microstructure containing the precipitates are presented.

13

Rola mikrododatków stopowych w stalach konstrukcyjnych walcowanych termomechanicznie

Górka Jacek

Spajanie Materiałów Konstrukcyjnych

|

2020

|

Nr 1 (47)

14--16

PL

Nowoczesne stale wytworzone drogą obróbki termomechanicznej muszą spełniać nie tylko stawiane im wymogi wytrzymałościowe, ale również wymogi środowiskowe i społeczne. Podniesienie właściwości wytrzymałościowych w tych stalach związane jest z wykorzystaniem mikrododatków stopowych, takich jak: Nb, V, Ti o sumarycznej zawartości nieprzekraczającej 0,22%, które powodują rozdrobnienie ziarna oraz umożliwiają zachodzenie procesów umocnienia wydzieleniowego.

14

Influence of inclusions on bending fatigue strength coefficient the medium carbon steel melted in an electric furnace

Lipiński Tomasz, Wach Anna

Production Engineering Archives

|

2020

|

Vol. 26, Iss. 3

88--91

EN

The parameters of high-grade steel are influenced by a combination of factors, including chemical composition and production technology. The impurity content is also a key determinant of the quality of high-grade steel. Inclusions may also play an important role, subject to their type and shape. Inclusions may increase the strength of steel by inhibiting the development of micro-cracks. The analyzed material was one grade of medium-carbon structural steel. The study was performed on 6 heats produced in an industrial plant in 140 ton electric furnaces. The experimental variants were compared in view of the five heat treatment options. The results were presented to account for the correlations between the fatigue strength coefficient during rotary bending, the diameter of and spacing between impurities. The relationship between the fatigue strength and hardness of highgrade steel vs. the quotient of the diameter of impurities and the spacing between impurities was determined. The proposed equations contribute to the existing knowledge base of practices impact of impurities with various diameters and spacing between non-metallic inclusion on fatigue strength.

15

Technologia obróbki cieplnej prętów o dużym przekroju poprzecznym ze stali konstrukcyjnej z zastosowaniem regulowanego chłodzenia ciągłego z zakresu austenitu

Garbarz Bogdan, Woźniak Dariusz, Adamczyk Mariusz, Zalecki Władysław, Siemieniec Janusz, Krawczyk Aleksandra, Gwóźdź-Kotnis Anna

Journal of Metallic Materials

|

2020

|

Vol. 72, no. 1

2--20

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu przyspieszonego chłodzenia po austenityzowaniu prętów o średnicy 180 mm ze stali konstrukcyjnej S355J2 na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne. Celem badań było opracowanie bazowych parametrów technologii obróbki cieplnej z wykorzystaniem ciepła pozostałego w prętach po walcowaniu na gorąco. Testy nagrzewania i chłodzenia prętów wykonano w urządzeniach wchodzących w skład linii do półprzemysłowej symulacji walcowania na gorąco, regulowanego chłodzenia i obróbki cieplnej (LPS-B) w Łukasiewicz - IMŻ. Wykonano następujące operacje chłodzenia po austenityzowaniu prętów: chłodzenie w spokojnym powietrzu, regulowane chłodzenie nadmuchem powietrza, mieszaniną wodno-powietrzną, natryskiem wody oraz chłodzenie zanurzeniowe w wodzie. Na podstawie wykonanych badań i analiz stwierdzono, że zastosowanie zoptymalizowanych wariantów przyspieszonego chłodzenia prowadzi do modyfikacji mikrostruktury oraz do rozdrobnienia ziarna, bez wytworzenia niepożądanych składników fazowych. W konsekwencji następuje podwyższenie właściwości mechanicznych (granicy plastyczności i udarności) powyżej poziomu uzyskiwanego w wyniku chłodzenia w spokojnym powietrzu, w tym w wyniku standardowego normalizowania. Wykonano wstępne próby przyspieszonego chłodzenia strumieniem powietrza prętów po austenityzowaniu w warunkach przemysłowych. Ostatecznym kryterium wyboru i wdrożenia w warunkach techniczno-technologicznych Huty Bankowa rodzaju technologii obróbki cieplnej prętów z wykorzystaniem ciepła po walcowaniu na gorąco, będzie ocena efektywności ekonomicznej przedsięwzięcia.

EN

The article presents the results of studies on the impact of accelerated cooling after the austenitisation of bars with a diameter of 180 mm made of structural steel S355J2 on the microstructure and mechanical properties. The aim of the research was to develop basic parameters of heat treatment technology using the heat remaining in the bars after hot rolling. Tests of heating and cooling of the bars were carried out in devices included in the line for semi-industrial hot rolling simulation, controlled cooling and heat treatment (LPS-B) at Łukasiewicz - IMŻ. The following cooling operations were performed after bar austenitisation: cooling in still air, controlled cooling with air blow, water-air mixture, water spraying and immersion cooling in water. Based on the research and analyses, it was found that the use of optimised variants of accelerated cooling leads to the modification of the microstructure and to grain refinement, without the formation of undesirable phase components. Consequently, the mechanical properties (yield strength and impact toughness) increase above the level obtained as a result of cooling in still air, including standard normalisation. Preliminary tests of accelerated air stream cooling of bars were carried out after austenitising in industrial conditions. The final criterion for selecting and implementing the type of technology for heat treatment of bars using heat after hot rolling in Huta Bankowa’s technical and technological conditions will be the assessment of the economic efficiency of the project.

16

Właściwości stali konstrukcyjnej mostów na linii kolejowej nr 275 - linii badań zmęczeniowych Augusta Wöhlera

Hołowaty Janusz, Wichtowski Bernard

Inżynieria i Budownictwo

|

2020

|

R. 76, nr 1-2

31--35

PL

August Wöhler w latach 1847-1870 we Frankfurcie nad Odrą, na linii kolejowej Frankfurt - Wrocław prowadził badania obciążeń zmęczeniowych osi wagonów i lokomotyw. W związku z mijającą 200. rocznicą urodzin Wöhlera, scharakteryzowano jego pionierskie badania wytrzymałości zmęczeniowej oraz przedstawiono właściwości stali konstrukcyjnych czterech mostów usytuowanych na tej linii kolejowej. Omówiono badania strukturalne stali tych mostów, badania mechaniczne i sformułowano pewne uwagi o stosowaniu stali wysokowęglowej gatunku St 48.

EN

August Wöhler in years 1847-1870 in Frankfurt upon Oder, on the Frankfurt and Wroclaw railway line, carried out fatigue load tests on wagon and locomotive axles. Due to the 200th anniversary of the Wöhler's birth, his pioneer research on fatigue strength is characterized and the properties of structural steels in four bridge located on this railway line are presented as well. Structural tests on steels from these bridges and mechanical tests are discussed. Some remarks are formulated for the development of high carbon steel of grade St 48.

17

Interpretacja rezultatów próby udarności oprzyrządowanym młotem Charpy'ego na potrzeby oceny właściwości stali konstrukcyjnych

Zajdel Paulina

Inżynieria i Budownictwo

|

2020

|

R. 76, nr 7

341--344

PL

Omówiono zasadę próby udarności oprzyrządowanym młotem Charpy'ego oraz typowe wykresy z tych badań. Zaprezentowano charakter zmian pola naprężeń w badanych próbkach i jego wpływ na charakterystyki przełomów. Przedstawiono wykresy z badań udarności, odnosząc je do krzywej przejścia stali w stan kruchy. Podano przykłady stali konstrukcyjnych, które mogą wykazywać charakterystyczny przebieg krzywych wytrzymałościowych.

EN

The article discusses the principle of Charpy's instrumented test and typical charts of these tests. The nature of the changes of the stress field in the examined samples and its consequences for the fracture characteristics were presented. Charts of Charpy's impact tests were presented and assigned for a britlle transition curve of steel. Examples of structural steels were given that may show a characteristic form of strength curves of the Charpy's instrumented test.

18

Seismic damage behaviour of aeolian sand reinforced concrete columns with I-shaped structural steel

Wang Y. H., Wang H. Y., Wang Y. P., Zhao M., Qi J., Huo G. Z., Liu P. Q.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 4

633--650

EN

To promote the application of aeolian sand resources for steel-concrete composite structures, an aeolian sand reinforced concrete column with I-shaped structural steel is proposed in this study. Four specimens are designed and manufactured with different replacement rates of aeolian sand. The seismic behaviour and damage evolution process of the specimens are studied by low-cycle repeated loading tests. Based on the test results, the mechanical characteristics, failure modes, hysteresis curves, skeleton curves, energy dissipation capacity, displacement ductility, and stiffness degradation of the specimens with different replacement rates of aeolian sand are analysed. In addition, the effects of the design parameters on the seismic behaviour of the specimens are also studied. The results show that the indexes of the seismic behaviour can be significantly improved by adding steel. Moreover, a revised damage model is proposed, to better reflect the evolution law of seismic damage of aeolian sand reinforced concrete columns with steel. The proposed model can provide an important reference for seismic damage assessment of the columns.

19

Safe choice of structural steels in a region of ultra-high number of load cycles

Nový František, Bokůvka Otakar, Trško Libor, Jambor Michal

Production Engineering Archives

|

2019

|

Vol. 24

25--28

EN

In this paper the authors introduce their own selected experimental results in the field of the investigation of fatigue resistance of structural steels. The experiments were carried out on the nine structural steels including high strength steels, DOMEX 700MC, HARDOX 400, HARDOX 450, 100Cr6 (UTS from 446 MPa to 2462 MPa) at high-frequency cyclic loading (f = 20 kHz, T = 20 ± 5 °C, R = -1) in the region of number cycles ranged from N ≈ 2×106 to N ≈ 2×106 cycles of loading. The continuous decrease of fatigue strength in dependence on the number of loading cycles was observed with the average value of ratio σa2x109/ σa2x10 6 = 0.69.

20

Wpływ stanu strukturalnego na skutki obróbki laserowej stali o różnym składzie chemicznym. Cz. 2, Stale konstrukcyjne stopowe

Berkowski Leopold

Obróbka Plastyczna Metali

|

2019

|

T. 30, nr 2

165--178

PL

Praca obejmuje drugą część badań przyczynkowych nad oceną stanu strukturalnego stali o różnym składzie chemicznym w strefie grzania laserowego, realizowanych w Instytucie Obróbki Plastycznej oraz w Instytucie Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej. W pierwszej części [1] badano skutki obróbki laserowej stali węglowych o różnej zawartości węgla; od około 0,04 %C (stal E04J) do 0,8 %C (stal N8E). W niniejszym artykule oceniano podobnie skutki obróbki laserowej pięciu stali konstrukcyjnych o różnym składzie chemicznym (18HGT, 33H3MF, 38HMJ, 40H i 45) w stanie zahartowanym i ulepszonym cieplnie oraz porównano skutki obróbki laserowej stali 33H3MF i 38HMJ (przeznaczonych do azotowania) w stanie przed i po azotowaniu; przy czym grubość warstwy dyfuzyjnej wynosiła około 0,6 mm. Badania wykazały, że twardość po zahartowaniu laserowym zależy przede wszystkim od zawartości węgla w stali, natomiast odporność na odpuszczające działanie temperatury od zawartości węglikotwórczych składników stopowych. Stwierdzono ponadto, że – podobnie jak w przypadku stali węglowych – parametry zahartowanego obszaru (głębokość i szerokość warstwy) zmniejszają się ze wzrostem prędkości przemieszczania się wiązki światła lasera. Obserwacje strukturalne wykazały, że warstwa obrobiona ciepl-nie zawiera różniące się między sobą obszary; strefa, a także liczne drobne pęknięcia ułożone zgodnie z kierunkiem odprowadzenia ciepła oraz (podobnie jak w pracy [1]) szczeliny ułożone prostopadle do powierzchni próbki i pęcherze. Stwierdzono zróżnicowane struktury hartowania w strefie przetopionej. W drugiej części badań oceniono rozkłady twardości warstw azotowanych stali 33H3MF i 38HMJ. Stwierdzono, że różnią się one głębokością utwardzenia i wyraźnie twardością przy powierzchni, a war-stwa stali 33H3MF ma w tej części znacznie większą twardość. Zauważono również, że obróbka laserowa niszczy warstwę dyfuzyjną (powierzchniową), powodując powsta-nie pęcherzy, które w niektórych przypadkach są przyczyną tworzenia się nieciągłości powierzchni, a także że twardość przetopionej warstwy dyfuzyjnej jest o około 400 jednostek HV0,1 mniejsza od twardości warstwy azotowanej.

EN

This paper covers the second part of adjunctive studies assessing the structural state of steel with different chemical compositions in a laser heating zone, conducted at the Metal Forming Institute and at the Institute of Machines and Transportation of the Poznań University of Technology. The first part [1] investigated the effects of laser treatment of carbon steels with varying carbon content; from approx. 0.04 %C (E04J steel) to 0.8 %C (N8E steel). Similarly, this article assesses the effects of laser treatment of five construc-tional steels with varying chemical compositions (18HGT, 33H3MF, 38HMJ, 40H and 45) in hardened and heat-treated state, and the effects of laser treatment of 33H3MF and 38HMJ steels (intended for nitriding) were compared in pre- and post-nitrided state; where the thickness of the diffusion layer was approx. 0.6 mm. Tests showed that hardness after laser treatment depends, above all, on carbon content in the steel, while resistance to the tempering action of temperature depends on the content of carbide-forming alloying ingredients. Moreover, it was determined that – similarly as in the case of carbon steels – the parameters of the hardened area (depth and width of the layer) decrease as the laser beam’s speed of travel increases. Structural observations revealed that the heat-treated layer contains differing areas; the heat-affected zone, and numerous fine cracks oriented in the direction of heat take-off, as well as (similarly as in paper [1]), crevices arranged perpendicularly to the sample’s surface, and bubbles. Different har-dening structures were observed in the melted zone. In the second part of studies, hard-ness distributions of nitrided layers of 33H3MF and 38HMJ steels were evaluated. It was determined that they differ in hardening depth, and clearly, in near-surface hardness; and the layer of 33H3MF steel has substantially higher hardness in this layer. It was also observed that laser treatment destroys the diffusion (surface) layer, causing bubbles to form, which are the cause of surface discontinuities in certain cases, as well as that the hardness of the melted diffusion layer is approx. 400 HV0.1 units lower than the hardness of the nitrided layer.