Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Insight into Abrasive Wear of X153CrMoV12 Tool Steel Microalloyed with Varied Niobium Content

Leśniewski Tadeusz, Lachowicz Marzena, Hawryluk Marek, Marzec Jan

Tribologia

|

2025

|

nr 1

17--28

EN

The article analyses the influence of the addition of niobium on the microstructure, hardness, and wear of X153CrMoV12 cold work tool steel. Steels containing 0.06 wt.% and 0.20 wt.% niobium are characterized using light and scanning electron microscopy methods, hardness measurements and tribological tests. To test the abrasion resistance of selected materials, the authors use the T-07 test stand. The behavior of steel under tribological influences is assessed using scanning electron microscopy. The results show that the abrasive particles have an obvious effect on the loss of steel abrasive mass, but the niobium content determines the relative wear resistance. Steel with a niobium content of 0.20 wt.% is characterized by higher hardness, which ultimately results in higher abrasion resistance. This effect is associated with the presence of niobium carbide precipitates in the steel.

PL

Oceniono wpływ dodatku niobu na mikrostrukturę, twardość i zużycie stali narzędziowej do pracy na zimno gatunku X153CrMoV12. Scharakteryzowano stale zawierające odpowiednio 0,06% wag. oraz 0,20% wag. niobu z wykorzystaniem metod mikroskopii świetlnej, elektronowej skaningowej, pomiarów twardości oraz badań tribologicznych. Badanie odporności na ścieranie wybranych materiałów prowadzono na stanowisku badawczym T-07. Zachowanie stali w warunkach oddziaływań tribologicznych oceniono z wykorzystaniem elektronowej mikroskopii skaningowej. Wyniki pokazały, że cząstki ścierne miały oczywisty wpływ na utratę masy ściernej stali, ale zawartość niobu decydowała o względnej odporności na zużycie. Stal o zawartości niobu 0,20% wag. charakteryzowała się wyższą twardością, co przełożyło się ostatecznie na wyższą odporność na ścieranie. Efekt ten powiązano z obecnością w stali wydzieleń węglików niobu.

2

Zirconium dioxide/tungsten carbide composite - influence of sintering technique on phase composition and microstructure

Pędzich Zbigniew, Wilmański Alan, Wojteczko Agnieszka, Komarek Sebastian, Kozień Dawid, Klimczyk Piotr

Composites Theory and Practice

|

2025

|

R. 25, nr 1

30--37

EN

The paper presents the results of a comparative experiment on sintering a particulate composite in the ZrO2/WC system containing significant amounts of carbide additive (20 or 50% by volume) utilizing spark plasma sintering (SPS) or high pressure high temperature (HPHT) techniques. The experiment was conducted using commercial zirconia and tungsten carbide powders. The main aim of the experiment was to verify if it was possible to use the HTHP technique to manufacture composite parts in order to increase the efficiency of the production process. The obtained results showed that the final microstructures of the composites produced by SPS and HPHT differ significantly in their phase composition and microstructure. The materials received by the HPHT process after consolidation contained a large volume of monoclinic zirconia phase, which was a serious disadvantage of the consolidated material due to strong susceptibility to cracking. Furthermore, the short time of sintering prevented the tungsten carbide grains from modifying their shape during the sintering process. The SPS process took more time, but in result the microstructure of the composites contained a non-transformed tetragonal zirconia phase and the carbide grains transformed their shape into convex and isometric ones.

3

Application of AI and machine learning to the theory of composite materials

Mityushev V. V., Nurtazina K. B., Nauryzbayev N. Zh.

Composites Theory and Practice

|

2025

|

R. 25, nr 1

11--20

EN

The homogenization for classifying composites and determining their effective properties is an important optimal design problem of material sciences studied by mathematical modeling. The application of artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) in the theory of composite materials is discussed. One of the main problems is the choice of characteristic ML features to describe multi-scale dispersed random composites and to predict their macroscopic properties. The complexity drastically increases when confronted with tasks such as estimating the effective properties of random composites, exploring optimal design scenarios with variable properties of components, or determining the optimal location and shape of inclusions since the myriad use of numerical computations proves challenging due to constraints in time and memory. In such instances, analytical, exact, or approximate formulas with the optimized parameters in symbolic form are preferred because powerful calculus methods can be applied to select the optimal parameters. The present paper is devoted to adequately choosing the parameters called structural sums, and corresponding analytical formulas. Such a formula is often asymptotic, and its correctly determined asymptotic precision shows its application area. We consider the question of the RVE size equivalent to the number of inclusions N per periodicity cell. It can be investigated numerically by solving a periodicity problem with N increasing up to stable effective constants not depending on N . Though one can find works in literature following these lines, they concern special distributions of inclusions with the numerical results performed for small N and for a small number of statistically investigated samples. A comprehensive study of 2D two-phase composites with equal circular inclusions is developed. It is demonstrated that using the concentration of inclusions and a contrast parameter is insufficient to properly study dispersed composites. The method of structural sums in combination with ML to improve model accuracy is applied. Based on the study, a new approach is suggested for selecting optimal parameters to analyze and classify two-dimensional dispersed composite structures. The included content fits 2020 Mathematics Subject Classification: 74Q15, 74-10.

4

Possibility of Introducing Molybdenum Disulfide into the Layer During Gas Nitriding

Kazimierski Grzegorz, Stodolny Jerzy, Goły Marcin, Wróbel Rafał J.

Tribologia

|

2024

|

nr 3

57--71

EN

The aim of this study was to attempt the introduction of molybdenum disulfide as an excellent solid lubricant into the nitrided coating before the nitriding process. In the commonly applied methods, nitriding precedes depositing MoS2 powder on a surface. In the method described in the article, this order was reversed and the surface intended for frictional contact was first coated with a layer of MoS2 powder and then subjected to gas nitriding in an ammonia atmosphere. The most important observations indicate that the presence of MoS2 on the surface before nitriding did not hinder the thermochemical treatment, and the applied molybdenum disulfide powder was transferred to the surface layer after nitriding. Some of the MoS2 powder was embedded in the upper regions of the white layer, and the presence of some powder was found on the surface of the nitrided layer. Such a result obtained in the new technological variant is a desirable circumstance that allows for better utilization of the lubricating properties of the new coating.

PL

Celem pracy była próba wprowadzenia dwusiarczku molibdenu jako doskonałego stałego smaru do powłoki azotowanej przed procesem azotowania. Znane metody głównie stosują najpierw azotowanie, a następnie osadzanie proszku MoS2 na takiej powierzchni. Wadą tych metod jest jedynie powierzchniowa obecność MoS2 na powłoce. W opisanej w artykule metodzie kolejność ta została odwrócona i w pierwszej kolejności na powierzchnię przeznaczoną do kontaktu ciernego nałożono warstwę proszku MoS2,którą następnie poddano azotowaniu gazowemu w atmosferze amoniaku. Najważniejsze obserwacje wskazują, że obecność MoS2 na powierzchni przed azotowaniem nie utrudniała procesu obróbki cieplno-chemicznej, a zastosowany proszek dwusiarczku molibdenu po azotowaniu przeniósł się na warstwę wierzchnią. Część proszku MoS2 została osadzona w górnych obszarach białej warstwy i stwierdzono obecność pewnej ilości proszku na powierzchni warstwy azotowanej. Uzyskany wynik w nowym wariancie technologicznym jest pożądaną okolicznością, która pozwala na lepsze wykorzystanie właściwości smarnych nowej powłoki.

5

Effect of Heat Treatment on Abrasion Wear Resistance of Steel with Micro-Additives of Boron and Vanadium

Białobrzeska Beata, Konat Łukasz

Tribologia

|

2024

|

nr 1

7--19

EN

This paper presents the results of own research regarding the role of microstructure and mechanical properties in the abrasive wear of metallic materials, demonstrated on the example of low-alloyed steel with microadditives of boron and vanadium. The first section discusses the current knowledge relating to the influence of microstructure and hardness on tribological conditions of materials. Further sections present the results of microstructure observations performed with light microscopy as well as with scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. This research has focused on the material both in the as-delivered condition (directly after casting) and after heat treatment, which involved quenching and tempering at three temperatures: 200, 400, and 600°C. The tribological tests were performed with the use of the T-07 tribometer, in the presence of loose #90 electro corundum abrasive particles. The test results have been discussed and an attempt has been made to correlate them with the microstructure and selected mechanical properties. In order to identify wear mechanisms, the surfaces were visually inspected after the abrasion process. The inspection results indicate that the main wear mechanisms were microcutting and microploughing.

PL

W pracy zreferowano wyniki badań własnych w zakresie roli mikrostruktury i właściwości mechanicznych w zużywaniu ściernym materiałów metalicznych na przykładzie niskostopowego staliwa z mikrododatkami boru i wanadu. W początkowej części omówiono stan wiedzy dotyczący wpływu mikrostruktury i twardości na właściwości tribologiczne materiałów. Następnie przedstawiono wyniki obserwacji mikrostrukturalnych przeprowadzonych za pomocą mikroskopii świetlnej oraz elektronowej mikroskopii skaningowej. W referowanych badaniach skupiono się na materiale w stanie dostarczenia (bezpośrednio po odlewaniu) oraz na stanie obrobionym cieplnie, obejmującym hartowanie i odpuszczanie w trzech temperaturach, tj. 200, 400 i 600°C. Badania tribologiczne zostały przeprowadzone za pomocą testera T-07 w obecności luźnego ścierniwa, które stanowił elektrokorund #90. Wyniki badań zostały dodatkowe poszerzone o dyskusję oraz próbę ich korelacji z mikrostrukturą i wybranymi własnościami mechanicznymi. W celu ustalenia mechanizmów zużywania, dokonano obserwacji powierzchni po ścieraniu. Na tej podstawie stwierdzono, że głównymi mechanizmami zużycia były mikroskrawanie i mikrobruzdowanie.

6

Analysis of the Microstructure And Mechanical Properties of Duplex Steel Joints

Witkowska Małgorzata, Kowalska Joanna, Chronowska-Przywara Kinga

Tribologia

|

2024

|

nr 1

147--158

EN

The article presents a study, the aim of which was to analyze the microstructure and mechanical properties of welded joints of austenitic-ferritic duplex steel X2CrMnNiN21-5-1. This steel is characterized by good resistance to various types of corrosion, good strength properties and good weldability. Due to all these advantages, it is used in many industry sectors, and the main joining techniques are welding technologies. In this study, two joining techniques were used, SMAW (Shielded Metal Arc Welding) and GTA (Gas Tungsten Arc). The obtained welded joints were subjected to: macroscopic and microscopic metallographic tests, mechanical tests (static bending test and microhardness measurements), diffraction tests, and wear resistance tests. The results showed that the microhardness of the welds is similar and does not depend on the welding method used. In the microstructure of the analyzed joints there are two phases: austenite (γ) and ferrite (δ), with different morphologies depending on the welding conditions, which affect the phase transformations. Material wear within the weld is greater than in the base material.

PL

Celem badań była analiza mikrostruktury i własności mechanicznych złączy spawanych stali austenityczno-ferrytycznej typu duplex X2CrMnNiN21-5-1. Stal ta charakteryzuje się dobrą odpornością na różnego rodzaju korozje, dobrymi własnościami wytrzymałościowymi i dobrą spawalnością. Dzięki tym wszystkim zaletom znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, a głównymi technikami jej łączenia są technologie spawalnicze. W pracy zastosowano dwie techniki łączenia metodą SMAW (Shielded Metal Arc Welding) i GTA (Gas Tungsten Arc). Uzyskane złącza spawane poddano: badaniom metalograficznym makro- i mikroskopowym, badaniom mechanicznym (statyczna próba zginania i pomiary mikrotwardości), badaniom dyfrakcyjnym oraz badaniom odporności na zużycie. Wyniki badań pokazały, że mikrotwardości spoin są zbliżone i nie zależą od zastosowanej metody spawania. W mikrostrukturze analizowanych złącz występują dwie fazy austenit (γ) i ferryt (δ) o zróżnicowanej morfologii zależnej od warunków spawania, które wpływają na przemiany fazowe. Zużycie materiału w obrębie spoiny jest większe aniżeli w materiale rodzimym.

7

Abrasion Wear Resistance of Welded Joints Between Hardox Steel 400 and Grade A Ship Steel

Konat Łukasz, Białobrzeska Beata

Tribologia

|

2024

|

nr 4

23--42

EN

This paper presents the technological and microstructural aspects of the formation and heat treatment of a welded joint between two types of steel having significantly different chemical and mechanical properties, i.e. between low-alloy high-strength, abrasion wear resistant Hardox 400 steel and grade A marine construction steel. The test results indicate that connecting the two types of steel by welding leads to the formation of a heat-affected zone in the entire welded joint area with hardness levels reduced to approximately 170–180 HV. This zone shows various microstructural changes which prevent a reliable evaluation of the abrasion wear resistance of the welded joint. Therefore, the article proposes an optimal technology of welding the two steel types, and welding technological parameters of the thermal post-treatment that allow the formation of microstructures having an increased–in comparison to the pre-welding condition–resistance to abrasion wear processes, as measured with the electro corundum #90 abrasive particles. Heat treatment optimized the microstructure, improving the abrasion wear resistance by 16% compared to the as-welded condition.

PL

W pracy przedstawiono technologiczne i mikrostrukturalne aspekty wykonywania i obróbki cieplnej połączenia spawanego dwóch stali o bardzo odmiennych właściwościach chemicznych i mechanicznych, tj. niskostopowej, wysokowytrzymałej stali odpornej na zużywanie ścierne Hardox 400 ze stalą konstrukcyjną, predefiniowaną do zastosowań w przemyśle okrętowym kategorii A. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że zastosowanie do łączenia tych stali procesów spawalniczych prowadzi do powstawania w obrębie całego połączenia spawanego szerokiej strefy wpływu ciepła o twardości 170-180 HV, charakteryzującej się zróżnicowanymi zmianami mikrostrukturalnymi, uniemożliwiającymi miarodajną ocenę odporności na zużywanie ścierne wykonanego połączenia. W związku z tym zaproponowano optymalną technologię spawania obu stali oraz warunki i parametry postobróbki cieplnej, prowadzących do uzyskania w strefie połączenia spawanego mikrostruktur odznaczających się podwyższoną – w stosunku do stanu bezpośrednio po spawaniu – odpornością na procesy zużycia ściernego, wyznaczoną odziaływaniem luźnego ścierniwa, tj. elektrokorundu 90. Przeprowadzona obróbka cieplna spowodowała zmiany właściwości mikrostrukturalnych, co przełożyło się na wzrost odporności na zużywanie ścierne o 16% w porównaniu ze stanem po spawaniu.

8

Selected microstructural phenomena in FSW joints

Wciślik Wiktor

Structure and Environment

|

2024

|

Vol. 16, no. 2

97--110

EN

The article is a literature review on selected phenomena leading to microstructural changes in material welded using the friction stir welding (FSW) method. Particular attention was paid to the phenomena of grains recrystallization, as well as dissolution and reprecipitation of second phase particles, resulting from temperature changes during FSW. Temperature transformations in different zones of the FSW joints were characterized. The role of base material phase transformation in the formation of new particles is discussed. In the tested aluminum alloys and stainless steels, this process was particularly intensified in the heat affected zone (HAZ). In areas subjected to high temperature and significant plastic deformation (nugget zone and thermomechanically affected zone), this phenomenon did not occur or was characterized by small intensity. It was indicated that the phenomenon of particle formation clearly affects the strength parameters of the joint.

PL

W artykule przedstawiono przegląd literatury dotyczący wybranych zjawisk prowadzących do zmian mikrostrukturalnych w metalach spawanych metodą zgrzewania tarciowego (FSW). Szczególną uwagę zwrócono na zjawiska rekrystalizacji ziaren oraz rozpuszczania i ponownego wytrącania cząstek drugiej fazy, zachodzące jako efekt zmian temperatury podczas FSW. Scharakteryzowano zmiany temperatury w różnych strefach złączy FSW. Omówiono rolę przemian fazowych materiału podstawowego w powstawaniu nowych cząstek. W badanych stopach aluminium i stalach nierdzewnych proces ten był szczególnie nasilony w strefie wpływu ciepła (SWC). W obszarach narażonych na działanie wysokiej temperatury i znacznych odkształceń plastycznych (jądro zgrzeiny i strefa uplastycznienia termomechanicznego) zjawisko to nie występowało lub charakteryzowało się niewielkim natężeniem. Wykazano, że zjawisko tworzenia cząstek wyraźnie wpływa na parametry wytrzymałościowe złącza.

9

Zastosowania procesów intensywnej deformacji plastycznej SPD do poprawy właściwości mechanicznych materiałów

Frydrych Karol

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2024

|

nr 5-6

22--27

PL

Przeczytaj, jaki jest wpływ aplikacji procesów intensywnej deformacji plastycznej (SPD, ang. severe plastic deformation) na mikrostrukturę metali i stopów. Z artykułu dowiesz się: czym są procesy SPD i jaki wpływ mają na mikrostrukturę metali i ich stopów; jaki zachodzi związek pomiędzy mikrostrukturą a właściwościami mechanicznymi; jak kształtują się zmiany mikrostruktury metali w procesach intensywnej deformacji plastycznej.

10

Właściwości użytkowe wolframowego stopu ciężkiego W-Ni-Co z dodatkiem renu

Penkul Andrzej

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 11

1292--1295

PL

W artykule przedstawiono analizę porównawczą wyników badań stopu ciężkiego W91-Ni6-Co3 bez oraz z dodatkiem 2% mas. renu (stop W89-Ni6-Co3-Re2). Proces technologiczny przygotowania partii materiału proszkowego, wytworzonego w określonych warunkach mieszania mieszaniny proszków W-Ni-Co-Re o ustalonym rozkładzie granulometrycznym, obejmował ręczne mielenie proszku renu w moździerzu oraz mielenie mechaniczne. Uzyskano odpowiednią mikrostrukturę stopu w procesie spiekania z udziałem fazy ciekłej w temp. 1535°C przez 20 min w atmosferze wodoru. Badania wykazały uzyskanie materiałów o gęstości bliskiej teoretycznej przy znacznej różnicy mikrostruktury wytworzonych spieków.

EN

Heavy tungsten alloy W91-Ni6-Co3 without and with the addn. of 2% by mass of Re (alloy W89-Ni6-Co3-Re2) was prepared by mixing W-Ni-Co-Re powders with a fixed granulometric distribution, including manual grinding of Re powder in a mortar and mech. grinding. The appropriate alloy microstructure was obtained in the sintering process with the participation of the liq. phase at temp. of 1535°C for 20 min in a H₂ atmosphere. A material with a d. close to theor. was obtained with a significant difference in the microstructure of the produced sinters.

11

Microstructural and mechanical characterization of spot welds on AISI 430 ferritic stainless steel sheets

Maazouz Mourad, Allaoui Omar, Belhocine Abdelghani, Benguesmia Hani

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 6

294--297

EN

Electric resistance spot welding is a simple and fast process that is widely applied on stainless steel sheets. During this process, a high electric current flows between the electrodes through the pressure parts. By the Joule effect, a nugget of molten solder is formed between the welded parts. In this study, AISI 430 ferritic stainless steel sheets were spot welded by electrical resistance with different welding parameters. The effect of the welding current and the holding time during welding on the microstructure and the mechanical properties of the welded joints have been investigated. Tensile tests and micro hardness measurements were carried out to assess the mechanical properties and the breaking characteristics of the welded joints. The obtained results show that the nugget size, the tensile strength of the welded sheets and the micro hardness distribution depend on the welding parameters. The micro structural study allowed us to explain the transformations produced during welding.

PL

Zgrzewanie punktowe oporem elektrycznym jest prostym i szybkim procesem, który jest szeroko stosowany w przypadku blach ze stali nierdzewnej. Podczas tego procesu pomiędzy elektrodami poprzez części ciśnieniowe przepływa duży prąd elektryczny. Dzięki efektowi Joule'a pomiędzy spawanymi częściami tworzą się bryłki stopionego lutowia. W tym badaniu arkusze ferrytycznej stali nierdzewnej AISI 430 zostały zgrzane punktowo za pomocą opornika elektrycznego przy różnych parametrach spawania. Badano wpływ prądu spawania i czasu przetrzymywania podczas spawania na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne złączy spawanych. W celu oceny właściwości mechanicznych i wytrzymałości złączy spawanych przeprowadzono próby rozciągania oraz pomiary mikrotwardości. Uzyskane wyniki pokazują, że wielkość bryłki, wytrzymałość na rozciąganie zgrzewanych blach oraz rozkład mikrotwardości zależą od parametrów zgrzewania. Badania mikrostrukturalne pozwoliły wyjaśnić przemiany powstałe podczas spawania.

12

The effect of glass fibers on selected properties of autoclaved sand-lime materials

Jasińska Iga, Dachowski Ryszard, Jaworska-Wędzińska Monika

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 9

26--31

EN

The aim of the study was to determine the effect of zirconia-coated (AR) glass fibers, with a length of 24 mm, on selected properties of autoclaved lime-sand samples, such as density, water absorption, and compressive strength. Microstructure observations were also conducted using SEM. The research was carried out using fibers with a mass content ranging from 1% to 5%. The obtained results provided the basis for concluding that samples containing 1 – 3% zirconia-coated glass fibers by mass exhibit higher compressive strength compared to the reference samples, and they indicate the direction for further research.

PL

Celem badań było określenie wpływu zawartości włókien szklanych z powłoką cyrkonową (AR) o długości 24 mm, na wybrane właściwości autoklawizowanych próbek wapienno-piaskowych, tj. gęstość, absorpcja wody i wytrzymałość na ściskanie, wykonanych na bazie mieszanki wapienno-piaskowej. Dokonano również obserwacji mikrostruktury za pomocą SEM. Badania przeprowadzono z użyciem włókien, których udział w masie wynosił od 1 do 5%. Otrzymane wyniki badań dały podstawę do stwierdzenia, że próbki zawierające w masie 1 – 3% włókien szklanych z powłoką cyrkonową wykazują wyższą wytrzymałość na ściskanie w odniesieniu do próbek referencyjnych, oraz wskazują kierunek dalszych badań.

13

Application of colloidal calcium hydroxide nanoparticles for consolidation of damaged lime plaster in historical buildings

Klimek Beata

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 10

95--100

EN

Limestone plasters in historic buildings are particularly susceptible to deterioration factors. When they disintegrate and lose cohesion consolidation is carried out. The purpose of this study was to evaluate the potential effectiveness of this treatment. The results showed that consolidation with calcium hydroxide nanoparticles suspended in ethanol favorably affects the microstructure, mineralogical composition and improves the physical properties of historical plasters.

PL

Tynki wapienne w obiektach historycznych są szczególnie podatne na czynniki niszczące. Kiedy rozpadają się i tracą spójność, przeprowadza się konsolidację. Celem badań była ocena potencjalnej skuteczności tego zabiegu. Uzyskane wyniki wykazały, że wzmacnianie nanocząstkami wodorotlenku wapnia zawieszonymi w etanolu korzystnie wpływa na mikrostrukturę, skład mineralogiczny i poprawia właściwości fizyczne tynków historycznych.

14

The impact of strontium modification on the microstructural characteristics and mechanical performance of high-pressure die cast AlSi9Cu3(Fe) alloy

Poloczek Łukasz, Dybowski Bartłomiej, Kiełbus Andrzej

Materials Science and Welding Technologies / Technologie Materiałowe i Spawalnicze

|

2024

|

Vol. 68, No. 2

art. no. 1

EN

The microstructure of the HPDC AlSi9Cu3(Fe) alloy is characterized by fine dendrites of α-Al solid solution and α-Al+β-Si binary eutectic mixture. In addition, the alloy contains many intermetallic phases, such as α-Al15(Fe,Mn,Cr)3Si2, β-Al5FeSi, Al2Cu, π-A8Mg3FeSi6 and Q-Al5Mg8Cu2Si6. The paper presents results of research concerning the influence of Sr-based modification on the microstructure and mechanical properties of the HPDC AlSi9Cu3(Fe) alloy. The research-related tests involved three different high-pressure die cast specimens, i.e. two castings with different Sr contents (i.e. 40 ppm and 130 ppm) and one without an Sr addition. The addition of Sr was responsible for the fragmentation of eutectic silicate crystals, which was advantageous for the microstructure of the test specimens. However, the aforesaid addition also triggered an increase in the volume fraction of porosity in the structure, which, most likely, resulted in the deterioration of mechanical properties.

PL

Mikrostruktura stopu AlSi9Cu3(Fe) odlanego metodą wysokociśnieniową charakteryzuje się występowaniem dendrytów roztworu stałego α-Al oraz podwójnej eutektyki α-Al+β-Si. W strukturze stopu występują również fazy międzymetaliczne, takie jak: α-Al15(Fe,Mn,Cr)3Si2, β-Al5FeSi, Al2Cu, π-A8Mg3FeSi6 i Q-Al5Mg8Cu2Si6. W poniższej pracy przedstawiono wyniki badań wpływu modyfikacji Sr na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne stopu AlSi9Cu3(Fe) HPDC. W badaniach wykonano trzy wytopy wysokociśnieniowe. Dwa z nich charakteryzowały się różną zawartością dodatku Sr (40 ppm, 130 ppm) oraz wykonano jeden wytop bez dodatku Sr. Dodatek strontu spowodował fragmentację eutektyki, co korzystnie wpłynęło na mikrostrukturę badanych próbek. Jednak że w próbkach z dodatkiem Sr stwierdzono zwiększenie udziału objętościowego porowatości w strukturze, co wpłynęło na pogorszenie właściwości mechanicznych.

15

Microstructure of joints made of duplex steel LDX 2101 using concentrated beams and various welding rates

Łomozik Mirosław, Urbańczyk Michał, Śliwiński Piotr, Andruszkiewicz Sławomir

Materials Science and Welding Technologies / Technologie Materiałowe i Spawalnicze

|

2024

|

Vol. 68, No. 5

art. no. 5

EN

The article presents tests concerned with the welding of duplex steel LDX 2101 using a laser beam, an electron beam and various welding rates. Flat butt joints were made using the laser beam and welding rates of 1 m/min and 2 m/min as well as the electron beam and welding rates of 0.2 m/min and 2 m/min. Microscopic metallographic examinations involved the use of light microscopy. The microstructure of individual areas of the test joints was revealed using colour electrolytic etching. Structural components in individual areas of the joints were identified using NIS Elements-AR software tools (Nikon). The same software was used for measuring the width of the joints and the height of excess weld metal. Test results were used to formulate related conclusions.

PL

W artykule przedstawiono próby spawania stali duplex LDX 2101 wiązką laserową oraz wiązką elektronów z różnymi prędkościami. Wykonano złącza doczołowe płaskie z następującymi prędkościami spawania: wiązką laserową 1 m/min i 2 m/min, wiązką elektronów 0,2 m/min oraz 2 m/min. Przeprowadzono badania metalograficzne mikroskopowe z użyciem mikroskopii świetlnej. Mikrostrukturę poszczególnych obszarów badanych złączy ujawniono przy zastosowaniu barwnego trawienia elektrolitycznego. W poszczególnych obszarach złączy zidentyfikowano składniki strukturalne oraz dokonano pomiarów szerokości spoin w złączach i wysokości nadlewów lica spoin za pomocą narzędzi programu NIS Elements-AR firmy Nikon. Z przeprowadzonych badań sformułowano wnioski.

16

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.

17

Characteristics of phase transformations in medium-carbon nanobainitic steel of high hardenability

Garbarz Bogdan, Marcisz Jarosław, Jelec Marek, Zalecki Władysław, Sozańska-Jędrasik Liwia, Kania-Pifczyk Zofia

Materials Science and Welding Technologies / Technologie Materiałowe i Spawalnicze

|

2024

|

Vol. 68, No. 1

art. no. 1

EN

The article presents results of phase transformations taking place in steel having a carbon content of 0.55 %, characterised by high hardenability (NBH) and intended for the industrial fabrication of sheets. Phase transformations were examined using the dilatometric method under continuous cooling conditions (CCT) and during isothermal holding (TTT), using results of microstructural observations and those of hardness measurements of dilatometric specimens. The research work involved developing the diagram of phase transformations under continuous cooling conditions, using a cooling rate range of 0.025 °C/s to 50 °C/s and a fragment of a diagram of isothermal phase transformations within the temperature range of 200 °C to 275 °C. The Authors proposed a new type of isothermal diagram of phase transformations developed for a specific cooling rate from austenitisation temperature, equal to v (TTTv), enabling its application in the precise design of industrial isothermal specimens. The analysis of dilatograms as well as that of microstructural observations and dilatometric specimen hardness test results enabled the identification of experimental parameters applied in the heat treatment of specimens made of the NBH steel used in tensile tests. The research-related tests confirmed information contained in scientific reference publications that the presence of retained austenite of blocky morphology did not necessarily resulted in the low plasticity of nanobainitic steel. After the isothermal transformation into nanobainite at a temperature of 225 °C and that of 235 °C, the steel (NBH) contained approximately 20 % of retained austenite, including blocky austenite transformed into martensite during deformation and characterised by favourable plasticity restricted within the range of 13.6 % to 15.5 % of ultimate elongation in relation to a strength of 1.9 GPa.

PL

Artykuł zawiera wyniki badań przemian fazowych zachodzących w stali nanobainitycznej o zawartości węgla 0,55% i jednocześnie o dużej hartowności (NBH), przeznaczonej do przemysłowego wytwarzania blach arkuszowych. Przemiany fazowe badano metodą dylatometryczną w warunkach chłodzenia ciągłego (CTPc) i wygrzewania izotermicznego (CTPi), z wykorzystaniem wyników obserwacji mikrostruktury i pomiarów twardości próbek dylatometrycznych. Dla stali NBH opracowano wykres przemian fazowych w warunkach ciągłego chłodzenia, z zastosowaniem zakresu szybkości chłodzenia 0,025–50°C/s oraz fragment wykresu przemian fazowych izotermicznych w zakresie temperatury 200–275°C. Zaproponowano nowy typ wykresu izotermicznego przemian fazowych, który byłby opracowany dla określonej szybkości chłodzenia z temperatury austenityzowania – CTPiV, co umożliwi jego wykorzystanie do uściślonego projektowania przemysłowych obróbek izotermicznych. Na podstawie analizy dylatogramów oraz wyników badań mikrostruktury i pomiarów twardości próbek dylatometrycznych ustalono eksperymentalne parametry obróbki cieplnej próbek ze stali NBH do testów rozciągania. Wykonane w niniejszej pracy badania potwierdzają doniesienia literaturowe, że obecność austenitu resztkowego o morfologii blokowej nie musi prowadzić do uzyskania niskiej plastyczności stali nanobainitycznej. Stal NBH po przemianie izotermicznej w nanobainit w temperaturach 225°C oraz 235°C zawiera ok. 20% austenitu resztkowego, w tym austenit o morfologii blokowej przemieniający się w trakcie odkształcenia w martenzyt, wykazując jednocześnie dobrą plastyczność w zakresie 13,6–15,5% wydłużenia całkowitego, przy wytrzymałości na poziomie 1,9 GPa.

18

Wpływ szybkości chłodzenia na mikrostrukturę oraz twardość brązu aluminiowo-niklowego stosowanego w separatorach łożysk tocznych

Łęczycki Krzysztof

Journal of KONBiN

|

2024

|

Vol. 54, iss. 4

99--110

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań wpływu szybkości chłodzenia na mikrostrukturę oraz twardość brązu aluminiowo-niklowego typu CuAl10Ni5Fe4. Próbki pobrano z separatora łożyska tocznego wymontowanego z silnika GTD-350. Próba polegała na wygrzaniu próbek w piecu nagrzanym do 1000°C przez 30 min oraz na chłodzeniu w trzech ośrodkach: w oleju silnikowym, na spokojnym powietrzu oraz razem z piecem. Obserwacje mikrostruktury przeprowadzono na mikroskopach świetlnych oraz transmisyjnym mikroskopie elektronowym. Twardość zmierzono metodą Vickersa. Przeprowadzone badania wskazują, że im większa szybkość chłodzenia tym większa twardość materiału. Jest to związane z dwoma czynnikami. Pierwszy to różnice w morfologii oraz typie ziaren osnowy materiału. Próbki wygrzewane i studzone z piecem oraz na powietrzu wykazywały obecność fazy α w postaci iglastej struktury Widmanstattena, przy czym w przypadku próbki studzonej na powietrzu rozmiar igieł był mniejszy. Natomiast studzenie w oleju doprowadziło do powstania struktury martenzytycznej. Drugim czynnikiem jest rozmiar wydzieleń – im większa szybkość studzenia, tym mniejszy jest maksymalny rozmiar wydzieleń.

19

Badanie gazoprzepuszczalności betonu osłonowego przeznaczonego do konstrukcji ochronnych w energetyce jądrowej

Jóźwiak-Niedźwiedzka Daria, Kubissa Wojciech, Choinska-Colombel Marta, Brachaczek Aneta, Pawlak Marcin

IPPT Reports on Fundamental Technological Research

|

2024

|

nr 2

74--88

PL

Praca dotyczy badania gazoprzepuszczalności betonu osłonowego przy użyciu trzech różnych metod. W badaniach porównano betony z kruszywem serpentynitowym i magnetytowym oraz cementami CEM I i CEM III. Wyniki wykazały, że beton z kruszywem magnetytowym cechuje się niższą gazoprzepuszczalnością oraz wyższą wytrzymałością na ściskanie w porównaniu do betonu z kruszywem serpentynitowym. Z kolei betony wykonane z cementu hutniczego charakteryzowały się większą szczelnością niż te z cementu portlandzkiego. Określono korelacje między wskaźnikami przepuszczalności powietrza i azotu, które mogą być użyteczne w nieniszczącym szacowaniu gazoprzepuszczalności betonu w kluczowych konstrukcjach, takich jak przyszłe elektrownie jądrowe w Polsce.

EN

The research conducted focuses on investigating the gas permeability of shielding concrete using three different methods. The study compared concretes made with serpentinite and magnetite aggregates, as well as those made with slag and Portland cement. The results indicated that concrete containing magnetite aggregate displayed lower gas permeability and higher compressive strength compared to concrete with serpentinite aggregate. Furthermore, concretes made with slag cement CEM III demonstrated greater tightness than those made with Portland cement CEM I. Additionally, correlations were established between air and nitrogen permeability indices, which could be valuable for non-destructive estimation of gas permeability in actual structures, such as future nuclear power plants in Poland.

20

Microstructural study of the composite nickel based, containing different Al amounts, sintered by an unconventional technique and forged

Bendriss Houceme, Boudebane Said, Lemboub Samia, Benselhoub Aissa

Inżynieria Materiałowa

|

2024

|

Vol. 45, nr 3

8--17

EN

The aluminum-enriched composite with the composition of Udimet 720 alloy was developed using an unconventional two-step sintering process. The first occurred at 1380°C for 0.5 h and the second at 1180°C for 3 h. The sintered material was then forged at 1200°C under a load of 50 kG and with a fall height of 220 mm, in order to achieve the clusters fragmentation of hard components, followed by the homogenization annealing at 800°C for 1.5 h. The consolidation technique included solution treatment at 1080°C and aging at 800°C with various holding times. The investigation techniques by X-ray diffraction analysis (XRD) and observations under a scanning electron microscope (SEM) with semi-quantitative analyses (EDS) have offered the possibility to reveal the aluminum addition’s impact and the holding time aging on the material’s microstructural evolution. The sintered alloy with a high Al content (5.25 %) exhibits a complex structure composed of metallic matrix γ, the chromium carbide Cr23 C6 , and a large variety of binary intermetallics. Despite this, the solution treatment caused an almost complete dissolution of these compounds, and consequently, a saturation of the nickel cubic lattice. An increase in precipitation phenomenon was, due to the formation of the intermetallic γ’ (Ni, Co)3 (Al, Ti), and then, the alloyed chromium carbide (Cr, Co, Ni, Mo, Ti)23 C6 , led to a noticeable hardening of the metal matrix, reaching a microhardness of 700 HV0.1.

PL

Opracowano kompozyt wzbogacony aluminium o składzie stopu Udimet 720 w niekonwencjonalnym dwuetapowym procesie spiekania. Kompozyt spiekano w temp. 1380°C przez 0,5 h, a następnie w temp. 1180°C przez 3 h. Spiekany materiał poddano kuciu w temp. 1200°C pod obciążeniem 50 kG i wysokości opadania 220 mm, w celu uzyskania fragmentacji skupień twardych składników, a następnie wyżarzaniu homogenizującym w temp. 800°C przez 1,5 h. Technika konsolidacji obejmowała obróbkę przesycającą w temp. 1080°C i starzenie w temp. 800°C z różnymi czasami przetrzymywania. Techniki badawcze polegające na analizie dyfrakcji promieni rentgenowskich (XRD) i obserwacje pod skaningowym mikroskopem elektronowym (SEM) wraz z analizami półilościowymi (EDS) umożliwiły ujawnienie wpływu dodatku aluminium i czasu utrzymywania starzenia na ewolucję mikrostruktury materiału. Spiekany stop o wysokiej zawartości Al (5,25%) wykazywał złożoną strukturę, na którą składały się: metaliczna osnowa γ, węglik chromu Cr23 C6 i duża różnorodność binarnych związków międzymetalicznych. Mimo to obróbka roztworowa spowodowała niemal całkowite rozpuszczenie tych związków, a w konsekwencji nasycenie sześciennej sieci niklu. Nasilenie zjawiska strącania osadów spowodowane utworzeniem się międzymetalicznego γ' (Ni, Co)3 (Al, Ti), a następnie stopowego węglika chromu (Cr, Co, Ni, Mo, Ti)23 C6 , doprowadziło do zauważalnego utwardzenia osnowy metalicznej, osiągającego mikrotwardość 700 HV0,1.