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

Improving the mechanical and thermal properties of polyurea by adding copper(ιι) oxide nanoparticles

Saeed Jilan Khalid Mohammed, Sulyman Ebtahag Z., Al-Ahmady Kossay K.

Ochrona przed Korozją

|

2025

|

nr 7

206--214

EN

Composites consisting of polyurea (PUA) as a matrix material, reinforced with the addition of copper oxide nanoparticles (CuONPs) used in various mass ratios (0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% and 10%) were tested. The resulting composites were examined for their mechanical (hardness, tensile strength, compressive strength), thermal (thermal conductivity, thermogravimetric analysis) and structural (FTIR) properties. The tests showed that reinforcing polyurea with copper oxide nanoparticles improved the mechanical properties (hardness and elastic modulus), while compressive strength decreased by 77% at a weight percentage of 6%, and the best result was obtained at a weight percentage of 1%. Heat treatment also affected the mechanical properties; for example, hardness increased at 7°C and 80°C. Thermal conductivity increased by 57% with the addition of the reinforcement material at room temperature and further increased during heat treatment at 7°C and 80°C. Thermal analysis showed slight changes in the curves, resulting in an improvement in the resistance of the matrix to thermal decomposition. The infrared spectrum showed that the nanoparticles bands overlapped with the matrix. Scanning electron microscopy (SEM) characterization revealed the presence of bonding between the copper nanoparticles (CuONPs) and the polyurea (PUA) matrix.

PL

Przeprowadzono badania kompozytów składających się z polimocznika (PUA) jako materiału matrycowego, wzmocnionego dodatkiem nanocząstek tlenku miedzi (CuONPs) stosowanego w różnych proporcjach masowych (0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% i 10%). Otrzymane kompozyty badano pod kątem ich właściwości mechanicznych (twardość, wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na ściskanie), termicznych (przewodność cieplna, analiza termograwimetryczna) i strukturalnych (FTIR). Badania wykazały, że wzmocnienie polimocznika nanocząsteczkami tlenku miedzi poprawiło właściwości mechaniczne (twardość i moduł sprężystości), natomiast wytrzymałość na ściskanie spadła o 77% przy udziale masowym tlenku miedzi 6%, a najlepszy wynik uzyskano dla kompozytów zawierających 1% tlenku miedzi. Obróbka cieplna również wpłynęła na właściwości mechaniczne, twardość wzrosła w temp. 7°C i 80°C. Przewodność cieplna wzrosła o 57% po dodaniu materiału wzmacniającego w temperaturze pokojowej i dalej wzrosła podczas obróbki cieplnej w temp. 7°C i 80°C. Analiza termiczna wykazała niewielkie zmiany krzywych, wynikające z poprawy odporności matrycy na rozkład termiczny. Widmo kompozytu w podczerwieni wykazało, obecność dodatkowego pasma wskazującego na obecność nanomateriału Cu-O i podwójnego pasma pochodzącego od grupy C=O co wskazuje na interakcję między nanocząstkami CuO a grupą C=O matrycy. Charakterystyka metodą elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) ujawniła obecność wiązania między nanocząsteczkami miedzi (CuONP) a matrycą polimocznikową (PUA).

3

Characterisation of the microstructure, thermophysical, and mechanical properties of the ti3alc2-tic composite

Łęczycki Krzysztof, Starczewski Maciej, Panas Andrzej, Sałaciński Michał, Krupińska Anna

Journal of KONBiN

|

2025

|

Vol. 55, iss.2

97--109

EN

This study focuses on a complex complementary investigation of the properties of the composite structure with a Ti3AlC2 MAX phase matrix and dispersive titanium carbide particle filling. The paper presents the results of microstructure studies, thermophysical and mechanical properties of the Ti3AlC2-TiC composite obtained by the SPS (spark plasma sintering) method.. Microstructural observations, including the distribution of both phases of the composite, were carried out using Scanning Electron Microscopy (SEM) combined with Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS). As part of the thermophysical properties analysis, the temperature-dependent thermal diffusivity was determined using the Laser Flash Analysis (LFA) method, along with specific heat capacity measured by LFA using a reference sample, and linear thermal expansion. Based on the parameters and density of the composite (determined from geometric and weight measurements), its thermal conductivity was calculated, accounting for its temperature dependence. The presented material characterisation was supplemented with the results of Dynamic Mechanical Analysis (DMA), performed in a three-point bending mode instrument operation on a free-standing sample, as well as hardness measurements using the Vickers method. The obtained data were analysed, and the results were used both for ongoing calculations of interdependent parameters and to verify the correctness of the acquired data.

PL

Praca dotyczy kompleksowych komplementarnych badań właściwości struktury kompozytu z osnową fazy MAX Ti3AlC2 i dyspersyjnym wypełnieniem cząstkami węglika tytanu. W referacie przedstawiono wyniki badań mikrostruktury, właściwości cieplnofizycznych oraz mechanicznych kompozytu Ti3AlC2-TiC uzyskanego metodą SPS (spark plasma sintering). Obserwacje mikrostruktury z uwzględnieniem rozmieszczenia obydwu faz kompozytu przeprowadzono z wykorzystaniem metod skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) z zastosowaniem spektroskopii dyspersji energii (EDS). W ramach badań właściwości cieplnofizycznych określono zależności temperaturowe dyfuzyjności cieplnej metodą wymuszenia laserowego (LFA), ciepła właściwego metodą LFA z wykorzystaniem pomiarów wzorca oraz liniowej rozszerzalności cieplnej. Na podstawie uzyskanych parametrów oraz gęstości kompozytu wyznaczonej metodą wypornościową obliczono jego przewodność cieplną z uwzględnieniem jej zależności od temperatury. Przedstawioną charakterystykę materiału rozszerzono o wyniki pomiarów dynamicznej analizy (termo)mechanicznej (DMA), które zrealizowano w trybie trójpunktowego zginania próbki swobodnej oraz o pomiary twardości metodą Vickersa. Uzyskane dane były poddane analizie, której wyniki wykorzystano zarówno do bieżącego przeliczania wartości zależnych od siebie parametrów, jak i do sprawdzenia poprawności uzyskiwanych danych.

4

High-entropy alcocufeni matrix composites reinforced with tungsten carbide

Żakowski Michał, Cieślak Grzegorz, Oleszak Dariusz

Composites Theory and Practice

|

2025

|

R. 25 nr 2

75-81

EN

In the present study, metallic-ceramic composites were fabricated, with an equimolar high-entropy AlCoCuFeNi alloy as the matrix, and tungsten carbide WC (5 and 10% by volume) as the reinforcing phase. Induction melting and arc melting techniques were used for composite preparation. The metallic matrix of the composite exhibited a two- phase structure consisting of FCC and BCC solid solutions. Microscopic investigations revealed a dendritic micro- structure of the matrix, in which the WC particles were distributed non-homogeneously, regardless of the melting method. Strong precipitation of the chemical composition in the matrix was observed, with interdendritic regions enriched in copper and dendrites enriched in aluminium, nickel and iron. Additionally, besides WC particles, two types of precipitates, with various morphology, were observed in the matrix. The addition of tungsten carbide particles re- sulted in an increase in the composite hardness from approximately 273 HV for the high-entropy alloy to as high as 332 HV for the composite. The appearance of the precipitates can be attributed to the chemical reaction between the liquid matrix and WC, resulting in the formation of complex carbides.

5

DOCOL 1100M welding in the construction of electric means of transport

Szczucka-Lasota Bożena, Gołombek Klaudiusz, Węgrzyn Tomasz, Łazarz Bogusław, Lukaszkowicz Krzysztof, Pereira Silva Abilio, Antczak-Jarząbska Romana

Transport Problems

|

2024

|

T. 19, z. 2

219--228

EN

Advanced high-strength steels are important for the automotive sector. Metal active gas (MAG) is the most popular method for joining grades of steel. The goal of the paper is to analyze the mechanical properties of the MAG welding joint made of high-strength DOCOL 1100M intended for the construction of electric vehicles. The manuscript shows a basic understanding of the properties of DOCOL joints. This type of material is characterized by a martensitic microstructure, which makes it difficult to make a proper joint. The tensile strength, metallographic structure, and type of non-metallic inclusions were analyzed as a function of the oxygen amount in the protective gas mixture. Investigations of oxide non-metallic inclusions were carried out using scanning electron microscopy. This article attempts to obtain high joint strength of the electric vehicle structure by controlling the average size of non-metallic inclusions in the weld, which is influenced by shielding gas in the MAG welding process. The solution has application potential for the automotive industry, especially for electric vehicles.

6

Wyznaczanie parametrów materiałowych przy użyciu testu oprzyrządowanej twardości

Frydrych Karol, Papanikolaou Stefanos

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2024

|

nr 3-4

26--30

PL

Brak możliwości wykonania testu mechanicznego na maszynie wytrzymałościowej nie oznacza niemożności wyznaczenia parametrów materiałowych. W przypadku cienkiej warstwy można skorzystać z innych metod.

7

Ocena wpływu fotopolimeryzacji na mikrotwardość kompozytów typu bulk-fill

Pieniak Daniel, Niewczas Agata M., Gil Leszek, Krzysiak Zbigniew

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 3

391--394

PL

Przedstawiono wyniki badań mikrotwardości trzech powszechnie stosowanych kompozytów handlowych typu bulk-fill. Celem pracy była ocena wpływu fotopolimeryzacji próbek o grubości nominalnej 2 mm na wytrzymałość stykową powierzchni. Wytrzymałość stykową oceniano w testach mikrotwardości metodą Vickersa. Badano mikrotwardość na powierzchniach naświetlanej (LC) i nienaświetlanej (NLC) lampą stomatologiczną UV. W badaniach wykorzystano lampę z funkcją soft start. Próbki przed badaniem mikrotwardości kondycjonowano w sztucznej ślinie w temp. 36,7°C. Wyniki badań poddano analizie statystycznej. W przypadku jednego kompozytu B-F wykazano brak istotnych różnic mikrotwardości na powierzchni LC i NLC. Mikrotwardość kompozytów TPF i EU na powierzchni NLC była istotnie większa niż na LC. Ponadto różnica mikrotwardości powierzchni LC i NLC kompozytu EU była największa.

EN

Samples of 3 com. bulk-fill dental composites were tested for Vickers microhardness to det. the effect of photopolymn. of samples with a nominal thickness of 2 mm on the surface contact strength. Microhardness was tested on surfaces exposed (LC) and not exposed (NLC) to a UV dental lamp. Before testing the microhardness, the samples were conditioned in artificial saliva at 36.7°C. The research results were statistical analyzed. In 2 of 3 tested composites, significantly higher microhardness was found on the NLC surface than on the LC surface.

8

Surface layer performance of low-cost 3D-printed sliding components in metal-polymer friction

Pieniak Daniel, Michalczewski Remigiusz, Firlej Marcel, Krzysiak Zbigniew, Przystupa Krzysztof, Kalbarczyk Marek, Osuch-Słomka Edyta, Snarski-Adamski Andrzej, Gil Leszek, Seykorova Maria

Production Engineering Archives

|

2024

|

Vol. 30, Iss. 3

361--376

EN

The paper presents the results of contact strength and tribological property tests of spare parts made of a popular resin using a 3D DLP printing technology. Two printer models by the same manufacturer were used in the study. The post-processing technique, which shapes the final functional properties, was diversified. Surface performance properties were compared, i.e. Shore hardness, indentation hardness, Martens hardness, elastic modulus, and parameters related to surface creep and relaxation. Tribological durability in rotary motion and tribological wear in reciprocating linear motion were also evaluated using micro- and nanotribometers. This was followed by surface analyses of the friction track of the analysed materials using microscopic methods: a scanning electron microscope, a WLI interferometric microscope, and an optical microscope. The results were statistically processed and the relationship between the parameters determined in the indentation test was determined.

9

Predicting the mechanical properties of stainless steels using Artificial Neural Networks

Ivković Djordje, Arsić Dušan, Adamović Dragan, Nikolić Ružica, Mitrović Andjela, Otakar Bokuvka

Production Engineering Archives

|

2024

|

Vol. 30, Iss. 2

225--232

EN

Knowing the material properties is of a crucial importance when planning to manufacture some structure. That is true for the steel structures, as well. Thus, for the proper planning of a certain steel part or a structure production, one must be aware of the properties of the material, to be able to make a qualified decision, which material should be used. Considering that the manufacturing of steel products is constantly growing in various branches of industry and engineering, the problem of predicting the material properties, needed to satisfy the requirements for the certain part efficient and reliable functioning, becomes an imperative in the design process. A method of predicting four material properties of the two stainless steels, by use of the artificial neural network (ANN) is presented in this article. Those properties were predicted based on the particular steels’ known chemical compositions and the corresponding material properties available in the Cambridge Educational System EDU PACK 2010 software, using neural network module of MathWorks Matlab. The method was verified by com-paring the values of the material properties predicted by this method to known values of properties for the two stainless steels, X5CrNi18-10 (AISI 304), X5CrNiMo17-12-2 (AISI 316). The difference be-tween the two sets of values was below 5% and, in some cases, even negligible.

10

Mechanical Properties of Material Extrusion Printed Samples Made of PLA After Treatment in an Acetone Bath

Szczygieł Paweł, Kowalska Natalia

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2024

|

Vol. 15, Nr 2 (56)

71--82

EN

This paper presents a study of the effect of chemical treatment using pure acetone on strength specimens made from PLA polylactide produced by 3D FDM/FFF printing technology. The strength specimens were designed in accordance with the ISO 527 standard. The chemical treatment was carried out using baths at different time intervals. The hardness of the samples was measured, and a tensile test was performed. The results show that with prolonged contact with acetone, the hardness of the material decreases by approximately 45% compared to untreated samples. When analysing the tensile tests, it was noted that the tensile strength decreases with longer chemical bath time. At the same time, the material becomes more ductile, resulting in a high elongation at break in tension of up to 40% relative to untreated samples.

PL

W artykule przedstawiono badanie wpływu obróbki chemicznej przy użyciu czystego acetonu na wytrzymałość próbek wykonanych z polilaktydu PLA w technologii druku 3D FDM/FFF. Próbki wytrzymałościowe zostały zaprojektowane zgodnie z normą ISO 527. Obróbkę chemiczną w roztworze acetonu przeprowadzono w różnych odstępach czasu. Zmierzono twardość próbek i przeprowadzono statyczną próbę rozciągania. Wyniki wskazują, że przy dłuższym kontakcie z acetonem twardość materiału spada o około 45% w porównaniu z próbkami niepoddanymi obróbce. Analizując testy rozciągania, zauważono, że wytrzymałość na rozciąganie zmniejsza się wraz z wydłużeniem czasu trwania kąpieli chemicznej. Jednocześnie materiał staje się bardziej plastyczny, co powoduje, że wydłużenie przy zerwaniu jest o 40% większe w porównaniu do próbek niepoddanych obróbce chemicznej.

11

Improving mechanical and thermal properties of unsaturated polyester resin by adding automotive glass waste

Hemadi Assis Ekhlass K., Al-Ahmady Kossay K., Sulyman Ebtahag Z.

Ochrona przed Korozją

|

2024

|

nr 10

294--305

EN

The primary goal of this study was to improve a number of mechanical properties of UPE (unsaturated polyester) by using available and cheap particulate fillers, such as reinforcement with powder with a particle size of 75 μm. A composite of UPE with automotive glass waste (as filler materials) was prepared, and some mechanical and thermal properties were studied at certain weight percentages (5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, and 50%). A comparison was made between the polymeric composites before and after the process of reinforcing them with waste automotive glass, and it was found that with a 30% content of these additives they showed good mechanical properties. These additions were made at different temperatures: 8°C, 25°C and 50°C. The results before and after the reinforcement process for polymer composites showed that there was an improvement in the mechanical properties (compressive strength, hardness and impact resistance) with a decrease in the modulus of elasticity (Young’s modulus). When processing was carried out at a temperature of 8°C, a decrease in the values of the mechanical properties (compressive strength, impact strength, modulus of elasticity, thermal conductivity) was observed in varying proportions, with an increase in the values of hardness. Conversely, when the samples were heated to a temperature of 50°C, there was an increase in the values of the above-mentioned properties and a significant decrease in the hardness values. Throughout the research, various measurement techniques were used, including scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (IR) and thermogravimetric analysis (TGA). Their purpose was to monitor the changes that occurred in the polymer as a result of the use of the reinforcing material (automotive glass).

PL

Głównym celem badań było poprawienie właściwości mechanicznych UPE (nienasyconego poliestru) poprzez zastosowanie dostępnych i tanich wypełniaczy cząsteczkowych, na przykład przez wzmocnienie proszkiem o wielkości cząstek wynoszącej 75 μm. Przygotowano kompozyt UPE ze szklanymi odpadami przemysłu motoryzacyjnego (jako materiałem wypełniającym) i zbadano wybrane właściwości mechaniczne i termiczne przy określonych procentach wagowych (5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45% i 50%). Porównano kompozyty polimerowe przed procesem wzmacniania odpadami szklanymi i po nim. Stwierdzono, że przy 30-procentowym udziale tych dodatków wykazywały one dobre właściwości mechaniczne. Dodatki zostały wprowadzone w różnych temperaturach: 8°C, 25°C i 50°C. Analiza wyników przed wzmocnieniem kompozytów polimerowych i po tym procesie wykazała, że nastąpiła poprawa właściwości mechanicznych (wytrzymałości na ściskanie, twardości i udarności) przy spadku modułu sprężystości (modułu Younga). Po przetwarzaniu w temperaturze 8°C odnotowano spadek wartości parametrów mechanicznych (wytrzymałości na ściskanie, udarności, modułu sprężystości, przewodności cieplnej) w różnych proporcjach przy jednoczesnym wzroście twardości. Z kolei po podgrzaniu próbek do temperatury 50°C zwiększyły się wartości wymienionych właściwości i znacznie zmniejszyła twardość. W badaniach wykorzystano różne techniki pomiarowe, w tym skaningową mikroskopię elektronową (SEM), spektroskopię w podczerwieni (IR) i analizę termograwimetryczną (TGA), w celu zweryfikowania zmian zachodzących w polimerze w wyniku zastosowania materiału wzmacniającego (szklanych odpadów przemysłu motoryzacyjnego).

12

Comparative analysis of selected parameters of thin-walled samples produced using FFF/FDM 3D printing technology

Musiałek Mateusz

Mechanik

|

2024

|

R. 97, nr 12

40--42

EN

The article presents a comparative analysis of specimens produced using FFF/FDM 3D printing technology. The specimens were designed according to ISO 868. The hardness of the specimens was measured, and accuracy as well as the mass of selected colors were measured. The PLA material was chosen due to its wide application and popularity. The dimensional accuracy of the specimens was assessed. The nominal values are considered as a reference for determining the percentage accuracy for each specimens. The data obtained from this study can help to identify the optimal configurations that guide the production of components using filaments through printing.

PL

W artykule przedstawiono analizę porównawczą próbek wyprodukowanych w technologii druku 3D FFF/FDM. Próbki zaprojektowano zgodnie z normą ISO 868. Zmierzono twardość próbek i wykonano pomiary dokładności oraz pomiar masy wybranych kolorów. Materiał PLA został wybrany ze względu na bardzo szerokie zastosowanie i popularność. Oceniono dokładność wymiarową próbek. Wartości nominalne są uważane za odniesienie do określenia procentowej dokładności każdej próbki. Dane uzyskane z tego badania mogą pomóc zidentyfikować optymalne konfiguracje, które determinują produkcję komponentów z użyciem filamentów poprzez drukowanie.

13

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.

14

Fruit classification by assessing slice hardness based on rgb imaging. case study: apple slices

Falih Bashar S., Gierz Łukasz, Al-Sammarraie Mustafa A.J.

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2024

|

Vol. 23, nr 3

7--18

EN

Correct grading of apple slices can help ensure quality and improve the marketability of the final product, which can impact the overall development of the apple slice industry post-harvest. The study intends to employ the convolutional neural network (CNN) architectures of ResNet-18 and DenseNet-201 and classical machine learning (ML) classifiers such as Wide Neural Networks (WNN), Naive Bayes (NB), and two kernels of support vector machines (SVM) to classify apple slices into different hardness classes based on their RGB values. Our research data showed that the DenseNet-201 features classified by the SVM-Cubic kernel had the highest accuracy and lowest standard deviation (SD) among all the methods we tested, at 89.51 %  1.66 %. This classifier has proved to be the best compared to the others with two features, DenseNet-201 and ResNet-18, along with WNN, NB, and SVM (cubic and linear) kernels.

15

Effect of carburising treatment parameters on low carbon steel properties for vehicle structures

Al-Asadi N.K.F., Ali M., Hassan A.K.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2024

|

Vol. 129, nr 1

17--23

EN

Purpose: The purpose of conducting this research is to improve the mechanical properties of low-carbon steel for use in various industrial applications at a lower cost than titanium and high-entropy alloys. Design/methodology/approach: We can achieve the goals by performing carburising processes at different depths that depend on the heat treatment conditions. Findings: The results showed a significant improvement in tensile strength (23, 126, 146 MPa), surface hardness (134, 516, 246 MPa), and a decrease in elongation (60, 91, 88%); in slow cooling in the furnace, water quenching, water quenching with annealing in succession where the mechanical properties are controlled by controlling the refining and heat treatment conditions to control the microstructure and desired properties that achieve the best steel surface. The importance of improvements in tensile strength, hardness, and elongation for industrial applications is the ability to withstand work in complex industrial conditions based on the amount of applied forces and high temperatures. Research limitations/implications: We suggest carrying out the carburising processes at greater depth and controlling the quenching process to achieve better mechanical properties. Originality/value: The effect of carburizing at different depths on low-carbon stainless steel was studied at different annealing conditions by controlling the cooling rate. The results showed a significant increase in tensile strength, especially for samples that were carbonised and quenched in water, as the best results in tensile strength, hardness, and elongation were for samples quenched in water.

16

The Effect of Work Hardening on the Structure and Hardness of Hadfield Steel

Bańkowski Damian, Młynarczyk Piotr, Depczyński Wojciech P., Bolanowski Kazimierz

Archives of Foundry Engineering

|

2024

|

Vol. 24, iss. 1

14--20

EN

The article aims to characterize Hadfield steel by analyzing its chemical composition, mechanical properties, and microstructure. The study focused on the twinning-induced work hardening of the alloy, which led to an increase in its hardness. The experimental data show that the material hardness at the surface improved considerably after solution heat treatment and work hardening, reaching more than 750 HV. By contrast, the hardness of the material core in the supersaturated condition was about 225 HV. The chemical and phase compositions of the material at the surface were compared with those of the core. The microstructural analysis of the steel revealed characteristic decarburization of the surface layer after solution heat treatment. The article also describes the effects of heat treatment on the properties and microstructure of Hadfield steel. The volumetric (qualitative) analysis of the computed tomography (CT) data of Hadfield steel subjected to heavy dynamic loading helped detect internal flaws, assess the material quality, and potentially prevent the structural failure or damage of the element tested.

17

Impact of Aging Time on the Metallurgical Properties and Hardness Characteristics of an Al-Si-Mg-Cr Hypoeutectic Alloy Intended for Automotive Applications

Ramalingam V. V., Shankar K. V., Shankar B., Abhinandan R., Dineshkumar A., Adhithyan P.A., Velusamy K., Kapilan A., Sudheer N.

Archives of Foundry Engineering

|

2024

|

Vol. 24, iss. 2

137--142

EN

This research investigates the microstructural evolution and mechanical properties of LM25 (Al-Si-Mg) alloy and Cr-modified LM25-Cr (Al-Si-Mg-Cr) alloy. Microstructural analysis reveals distinctive ε-Si phase morphologies, with Cr addition refining dendritic structures and reducing secondary dendrite arm spacing in the as-cast condition. Cr modification results in smaller-sized grains and a modified ε-Si phase, enhancing nucleation sites and reducing ε-Si size. Microhardness studies demonstrate significant increases in hardness for both alloys after solutionising and aging treatments. Cr-enriched alloy exhibits superior hardness due to solid solution strengthening, and prolonged aging further influences ε-Si particle size and distribution. The concurrent rise in microhardness, attributed to refined dendritic structures and unique ε-Si morphology, underscores the crucial role of Cr modification in tailoring the mechanical properties of aluminium alloys for specific applications.

18

Abrasive Wear Resistance of High-Entropy AlCoCuFeNi Alloy in SiC Mixture

Chrzan K., Kalandyk B., Grudzień-Rakoczy M., Rakoczy Ł., Cichocki K.

Archives of Foundry Engineering

|

2024

|

Vol. 24, iss. 3

123--128

EN

The paper presents the results of dimensional and shape analysis of additively manufactured shaped parts of foundry moulds; specifically, shaped gate valve inserts made of DIEVAR steel used in the die-casting process of aluminium alloys. The paper aims to provide a comprehensive overview of dimensional and shape analysis during the manufacturing of shaped mould parts before their use in foundry operating conditions. The manufacturing operations include additive manufacturing, heat treatment, machining, and applying a protective coating. Based on these technological operations, the required component accuracy is achieved before application in the operating conditions. The dimensional and shape analysis was measured by 3D scanning and 3D measuring methodology on a coordinate measuring machine. The ROMER ABSOLUTE ARM 3D scanning arm and the THOME PRÄZISION coordinate measuring machine were used for the measurements. The paper presents findings in the development and application of additive manufacturing technologies in engineering metallurgy.

19

Influence of Groove shape on the Mechanical Properties of Welded Commercial Steel

Elfallah Saleh

Welding Technology Review

|

2023

|

R. 95

49--56

EN

Manufacturers always seek for quality and effective welding to stay competitive in the market. There is a continuous demand for a quick and efficient manufacturing set ups for new products. GMAW is among the welding processes that is wieldy used in the industry. Welding factors such as welding voltage, welding current, gas flow rate, filler wire size and welding speed play a significant role in determining the welding quality. Taguchi design uses optimization technique for the process of experimentation as an effort to improve productivity and enhance product quality. This study discusses the welding of commercial steel welded using GMAW. The welding was controlled by welding current, welding speed and groove shape to test their influence on the welding strength, tensile strength and hardness. X groove shape welding has obtained lower tensile strength and hardness than V groove shape as did higher welding current and lower welding speed. The results concluded that welding current welding had the highest influence on tensile strength and hardness of the welding, followed by groove shape, while the welding speed had the minimum influence. The optimized combination of welding factors is 170 A, V groove shape and 150 mm/min.

20

The effect of the austenitisation temperature for the two-stage heat treatment of high-manganese steels on its wear resistance under abrasive conditions

Dziubek Mateusz, Rutkowska-Gorczyca Małgorzata, Grygier Dominika

Tribologia

|

2023

|

nr 3

19--29

EN

Fine-grained high-manganese X120Mn12 grade steel was subjected to a two-stage heat treatment consisting of long-term isothermal annealing at 510°C, which was followed by resaturation in order to reduce the negative effect of the brittle carbide carbides of manganese cementite (Fe,Mn)3 C. The objective of the experiment was to elucidate the effects of distinct stages of heat treatment on the properties of high manganese steel with regard to its resistance to abrasive wear. Supersaturation was performed for eleven different variations of temperature values ranging from 600°C to 1100°C to verify its effect on the resistance to abrasion wearunder abrasion conditions. An increase in the supersaturation temperature results in the gradual coagulation and disintegration of the colonies of pearlite and needle-like carbides (Fe,Mn)3 C formed during isothermal annealing. At the same time, as a result of the PSN (particle stimulated nucleation) process, the microstructure of austenite undergoes partial refinement, which ultimately increases the resistance to abrasive wear. As a result of the final microstructural changes resulted in an increase in the resistance to abrasion of approximately 6% compared to the initial state.

PL

Drobnoziarnistą stal wysokomanganową gatunku X120Mn12 poddano dwustopniowej obróbce cieplnej złożonej z długoterminowego izotermicznego wygrzewania w temperaturze 510°C, a następnie ponownemu przesycaniu w celu zredukowania negatywnego wpływu kruchych wydzieleń węglików cementytu manganowego (Fe,Mn)3 C. Eksperyment miał na celu poznanie wpływu poszczególnych etapów obróbki cieplnej na właściwości stali wysokomanganowej w kontekście odporności na zużycie ścierne. Etap przesycania zrealizowano dla jedenastu różnych wariantów wartości temperatury z zakresu od 600°C do 1100°C w celu zweryfikowania jej wpływu na odporność na zużycie ścierne. Wzrost temperatury przesycania skutkuje stopniową koagulacją oraz rozpadem powstałych w trakcie wyżarzania izotermicznego kolonii perlitu oraz iglastych węglików (Fe,Mn)3 C. Jednocześnie w wyniku procesu PSN (ang. particles stimulated nucleation) mikrostruktura austenitu ulega częściowemu rozdrobnieniu, co finalnie wpływa na wzrost odporności na zużycie ścierne. W wyniku końcowych zmian mikrostrukturalnych uzyskano wzrost odporności na ścieranie o około 6% w porównaniu do stanu wyjściowego dla wariantu obróbki cieplnej złożonego z etapu długoterminowego izotermicznego wyżarzania w temperaturze 510°C oraz następującego po nim przesycania w temperaturze 750°C. Wzrost odporności wywołany został wydzieleniem globularnych węglików (Fe,Mn)3 C oraz powstaniem nowych ziaren austenitu.