This article presents the results of research into the characteristics of cast steel alloyed with chromium and vanadium, subjected to heat treatment for increased strength parameters. In the first part, it discusses the state-of-the-art knowledge regarding technological developments in the field of cast-steel alloys and the influence of individual alloying additives on the microstructure and the properties of the steel alloy. Further sections present the results of microstructure observations performed with light microscopy, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. This research focuses on the material in the state directly after casting and after heat treatment, which involved quenching and tempering at 200 °C. The microstructural analysis performed as part of this research has informed the discussion of the results obtained from tensile and impact strength tests. The article also includes the results of a fractography analysis performed as the final part of the tests and offers a general summary and conclusions.
Purpose: This paper investigates the possibility of successfully welding a Low Alloy Steel (LAS) stud to Galvanized Steel (GS) plate. Design/methodology/approach: Arc Stud Welding (ASW) was performed on joining LAS studs to GS plates. Welding parameters were selected based on weld trails. The first tests of the welded joints were based on visual inspection for welding defects such as lack of fusion and undercut welding defects. The good quality should be free of these defects and have full weld reinforcement. Other weld qualifications included torque strength test, microhardness test, and microstructure examination. Findings: The LAS studs have been successfully welded to a galvanized steel plate using the arc stud welding process. Higher welding current with adjusted welding time (800 A, 0.3 s) gave full weld reinforcement, the best joint appearance, and strength. Martensite phase was detected in the weld area and heat affected zone (HAZ), affecting the joint mechanical properties. Hardness property varied across the welded joint, and maximum hardness was recorded at the HAZ at the stud side. Hardness increased with the increasing welding current. At 800 A, welding current hardness was 10% higher than at 400 and 600 A. Torque strength was affected by weld reinforcement, and 800 A gave the best weld reinforcement that produced the highest torque strength. Research limitations/implications: The main research limitation is the difficulty of welding LAS studs and GS plates. In conventional welding methods, such as gas metal arc welding, it is hard to get full weld penetration due to the geometry restrictions of the joint, which results in partial weld penetration between the studs and the plates. Furthermore, the issue of zinc evaporation during welding can be reduced by the advantage of the very high welding speed (in milliseconds) of ASW that overcomes the problem of continuous welding that usually results in the formation of harmful porosities and poor weldability. Originality/value: In this research, galvanized steel plates were successfully welded to LAS studs using the ASW process. The welding parameters for this dissimilar welding joint were carefully selected. Microstructure changing due to the welding process was investigated. The joint mechanical properties were evaluated.
A problem is defined to investigate the effect of titanium traces on the corrosion behaviour of low carbon steel. In theory titanium effects surface properties like abrasion resistance in medium carbon steels and corrosion resistance in low as well as medium carbon steels. The present research as indicated by the topic is aimed to experimentally mark the effect of titanium traces on corrosion resistance in the available low carbon steel specimens. The effect of microalloying with titanium (i.e.0.02wt.%) on the corrosion behavior of low carbon steel in a 3.5 wt.% NaCl solution was studied by electrochemical, SEM, and Raman spectroscopy techniques. The electrochemical results showed that the corrosion of the Ti-bearing steel improved by around 30% compared with the Ti-free steel. The titanium microalloying led to the formation of a more compact corrosion product layer on the metal surface. The SEM analysis showed that the Ti-bearing sample had a smoother surface compared with the Ti-free steel.
Both the processes of welding and stamping are becoming increasingly more common in the construction of means of transport. Heavily loaded vehicle components should have good plastic properties so that cracks do not occur under operating conditions. Welded joints often crack, especially when they are subjected to additional treatments, such as stamping. In this article, the possibility of MAG welding (Metal Active Gas) of low-alloy steel using (MJC) micro-jet cooling was checked. Then, the made joints were subjected to a stamping test. Weld metal deposit (WMD) was carried out for the classic MAG process and compared with the modern method using MJC. Joint sand stamping tests of low-carbon and low-alloy steel were carried out. Welding with micro-jet-cooling could be considered promising due to the useful structure of WMD. This structure yields better mechanical properties, i.e. higher impact toughness for subzero service. For the first time, it was decided to check the pressure of the sheets welded with an innovative welding process. Then, the samples obtained by welding were subjected to the process of stamping. The result of stamping of welded sheets was investigated. The results of stamping show that only after correct welding process might the expected mechanical properties be achieved.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents some results of the influence of severe plastic deformation on the microstructure evolution, grain refinement aspect, and mechanical properties of ultra-low carbon steel. Ti-stabilized experimental IF steel was deformed at a room temperature with unconventional SPD process—dual rolls equal channel extrusion (DRECE). Mechanical properties and structure of ferritic steel in initial state and after selected steps of deformation were investigated. The mechanical properties were determined by static tensile tests carried out at a room temperature and microhardness research. The structural investigations involved using scanning transmission electron microscopy observations, electron back scattered diffraction and measurements of the crystallographic texture. The DRECE process affects the evolution of the structure. The microstructural investigations revealed that the processed strips exhibited a dislocation cell and grain structures with mostly low angle grain boundaries. The electron backscattering diffraction (EBSD) examination showed that the processed microstructure is homogeneous along the strips thickness. The mechanical properties of the DRECE-processed IF steel strips increased with an increase the number of passes.
The paper presents the results of non-destructive and destructive tests of dissimilar high-strength low-alloy S460ML and S460N steel butt joints. These steels are characterized by similar mechanical properties, but their carbon equivalent CeIIW values are much different. The joints were made using different values of heat input for each welding bead. They were tested by non-destructive methods: visual, penetrant, radiographic and ultrasonic tests. Then, the destructive tests were made: static tensile test, bending test, impact test and Vickers HV10 hardness measurements. The results of prepared examinations showed, that welding with higher heat input has significant impact on the mechanical properties of the dissimilar steel joints - the joint welded with bigger heat input was characterized by better mechanical properties.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań niszczących i nieniszczących dwuimiennych złączy doczołowych wykonanych ze stali o podwyższonej wytrzymałości o zbliżonych właściwościach mechanicznych S460ML i S460N, które znacząco różnią się wartością równoważnika węgla CeIIW. Złącza wykonano z zastosowaniem różnych wartości ilości wprowadzonego ciepła dla poszczególnych ściegów. Zostały one poddane badaniom nieniszczącym: wizualnym, penetracyjnym, radiograficznym oraz ultradźwiękowym. Następnie wykonano statyczną próbę rozciągania, próbę gięcia, badania udarnościowe oraz pomiary twardości metodą Vickersa HV10. Wyniki badań pokazały, że spawanie większą energią liniową ma znaczący wpływ na własności mechaniczne złączy badanych stali - złącze wykonane wyższymi wartościami charakteryzowało się lepszymi własnościami mechanicznymi.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przeprowadzono analizę czynników i parametrów decydujących o jakości procesu cięcia laserowego oraz zestawiono blachy stalowe o gwarantowanej przez producentów jakości cięcia laserowego laser grade steels. Opisano wpływ zawartości krzemu i innych pierwiastków stopowych stalowych blach niskostopowych na jakość brzegów blach ciętych laserowo.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Ściany sitowe, nazywane również płytami sitowymi lub dnami sitowymi, to elementy konstrukcyjne różnych rodzajów wymienników ciepła, w których występujące gazy lub płyny nie mogą mieszać się między sobą. Dodatkowo grubości występujących w nich elementów oraz liczba złączy obwodowych rura-płyta otworowa, którą trzeba wykonać przy ich spawaniu, decydują o tym, że ściany sitowe są kluczowymi elementami tych konstrukcji.
Ściany sitowe, nazywane również dnami sitowymi lub płytami sitowymi to elementy konstrukcyjne różnych rodzajów wymienników ciepła, w których występujące płyny lub gazy nie mogą mieszać się między sobą. Dodatkowo grubości występujących w nich elementów oraz ilość złączy obwodowych rura-płyta otworowa, jaką trzeba wykonać przy ich spawaniu decydują o tym, iż ściany sitowe są kluczowymi elementami tych konstrukcji.
The study involved the development of the basics of production technology and the testing of the mechanical properties of a new grade of steel for forgings with increased strength and impact strength, intended for special products. The scope of the tests included a proposal for a new steel composition along with the production of ingots and its further processing into forgings in industrial conditions, using an input with various dimensions of the cross-section, proposed as a result of numerical calculations, including the performance of heat treatment in two variants. As a result of tests and analyses, it was found that the proposed technology enables the production of semi-finished products with the assumed level of strength and impact strength.
PL
Opracowano podstawy technologii produkcji oraz przeprowadzono badania właściwości mechanicznych nowego gatunku stali na odkuwki o podwyższonej wytrzymałości i udarności z przeznaczeniem dla wyrobów specjalnych. Zakres badań obejmował propozycję nowego składu stali wraz z wykonaniem wlewków i jej dalszym przetwarzaniem na odkuwki w warunkach przemysłowych, wykorzystując wsad o różnych wymiarach przekroju poprzecznego zaproponowanych w wyniku obliczeń numerycznych łącznie z wykonaniem obróbki cieplnej w dwóch wariantach. W wyniku badań i analiz stwierdzono, że zaproponowana technologia umożliwia uzyskanie półwyrobów o założonym poziomie wytrzymałości i udarności.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the influence of low alloy steel degradation on the acoustic emission (AE) generated during static tension of notched specimen. The material was cut from a technological pipeline long-term operated in the oil refinery industry. Comparative analysis of AE activity generated by damage process of degraded and new material has been carried out. The different AE parameters were used to detect different stages of fracture process of low alloy steel under quasi-static tensile test. Neural networks with three layers were created with Broyden–Fletcher–Goldfarb–Shanno learning algorithm for a database analysis. The different AE parameters were included in the input layer. Classification neural networks were created in order to determine the stages of material degradation. The results obtained from the carried out studies will be used as the basis for new methodology development of the assessment of the structural condition of in-service equipment.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Omówiono rodzaj i skład gazów używanych podczas spawania stali niestopowych i niskostopowych metodą MAG (GMAW), jak również opisano wpływ poszczególnych gazów na proces spawania i jakość złączy spawanych.
EN
The type and composition of gases used in the MAG (GMAW) welding of carbon and low-alloy steels are discussed, as well as the influence of particular shielding gases on the welding process and quality of welded joints is described.
Experimental investigations have been carried out to optimise the secondary steel treatment technology in a ladle in order to ensure the required quality of steel intended for hot rolling of sections on an innovative line, with a reduced number of rolling stands characterised by a higher intensity of plastic processing. Experimental heats were made according to various steel deoxidation variants during secondary treatment and continuous casting of two steel grades. Continuous ingots were used to hot roll sections of various cross-sectional sizes. Based on the results of metallurgical, microscopic and mechanical tests of the sections, guidelines for the optimal continuous ingot production technology for hot rolling of sections on an innovative production line were developed.
PL
Przeprowadzono badania doświadczalne nad optymalizacją technologii pozapiecowej obróbki stali w kadzi w celu zapewnienia wymaganej jakości stali przeznaczonej do walcowania na gorąco kształtowników w innowacyjnej linii, przy zmniejszonej liczbie klatek walcowniczych, charakteryzującej się większą intensywnością przerobu plastycznego. Wykonano doświadczalne wytopy według różnych wariantów odtleniania stali w czasie pozapiecowej obróbki i ciągłego odlewania dwóch gatunków stali. Z wlewków ciągłych odwalcowano na gorąco kształtowniki o różnej wielkości przekroju poprzecznego. Na podstawie wyników badań metaloznawczych, mikroskopowych i właściwości mechanicznych kształtowników opracowano wytyczne do optymalnej technologii produkcji wlewków ciągłych do walcowania na gorąco kształtowników w innowacyjnej linii produkcyjnej, z wyeliminowaniem drutu Al wprowadzanego do krystalizatora w procesie ciągłego odlewania stali.
W pracy badano próbki walcowate wykonane ze stali konstrukcyjnej niskostopowej 42CrMo4 (40HM) oraz 41CrAlMo7 (38HMJ) poddanych procesowi azotowania w temperaturze 540oC w czasie 2, 7, 12 oraz 17 godzin. Przez pierwsze 2 godziny procesu atmosferę stanowił amoniak, natomiast dalsza część procesu prowadzona była w atmosferze składającej się w 50% z amoniaku oraz 50% amoniaku zdysocjowanego. Po procesie badano twardość powierzchniową, rozkład twardości na głębokości 50 µm od powierzchni aż do twardości rdzenia oraz mikrostrukturę wytworzonej warstwy azotowanej. Wykazano, że wraz z wydłużeniem czasu trwania procesu azotowania na stali 40HM przypowierzchniowa grubość warstwy azotków zwiększa się od 6 µm po 2 godzinach do 14 µm po 17 godzinach procesu oraz warstwa ta ma budowę dwufazową (+ ’), natomiast grubość warstwy dyfuzyjnej wynosiła od 0,15 do 0,44 mm (w zależności od czasu procesu). W przypadku stali 38HMJ grubość warstwy azotków zwiększała się od 1 µm po 2 godzinach do 9,5 µm po 17 godzinach. Grubość warstwy dyfuzyjnej wynosiła od 0,08 do 0,35 µm.
EN
The study examined cylindrical samples made of low-alloy structural steel 42CrMo4 (40HM) and 41CrAlMo7 (38HMJ) subjected to the nitriding process at 540oC during 2, 7, 12 and 17 hours. During the first 2 hours of the process, the atmosphere was ammonia, while the rest of the process was carried out in the atmosphere consisting of 50% ammonia and 50% dissociated ammonia. After the process, surface hardness, hardness distribution at the depth of 50 µm from the surface up to the hardness of the core, and microstructure of the nitrided layer produced were examined. It has been shown that along with the extension of the duration of the nitriding process on 40HM steel, the surface thickness of the layer of nitrides increases from 6 µm after 2 hours to 14 µm after 17 hours of the process and this layer has a two-phase structure (+’), while the thickness of the diffusion layer was from 0.15 to 0.44 mm (depending on the process time). In the case of 38HMJ steel, the thickness of the layer of nitrides increased from 1 µm after 2 hours to 9.5 µm after 17 hours. The thickness of the diffusion layer was from 0.08 to 0.35 µm (depending on the process time).
Vacuum carburizing is a modern method of surface hardening where carburized layer is formed in a cyclically repeated stages of supplying gas carburizing and diffusion of absorbed carbon. Ability to maintain a high carbon concentration gradient on the surface should cause faster layer growth. The purpose of the present work is to answer the question, how the grit-blasting influences the carbon content on the surface and from that the growth of carburized layer. The vacuum carburizing with one saturating stage was performed on samples which surface was grit-blasted with different pressure values. The surface roughness was measured before and after vacuum carburizing with a profilometer. Carburized layer growth was investigated by distribution of carbon concentration and microhardness in a function of distance from the surface. Cross-section of carburized layer was characterized using a light microscopy. Obtained data revealed that grit-blasting influence carbon concentration on the surface, its value increases as the grit-blasting pressure increase. Differences in effective case depth were exposed, depend on grit-blasting pressure value.
PL
Piaskowanie jest procesem technologicznym stosowanym w celu oczyszczenia powierzchni elementów mechanicznych ze związków organicznych i nieorganicznych. Ma więc bezpośredni wpływ na strukturę geometryczną powierzchni przedmiotu obrabianego i jego właściwości funkcjonalne po procesach obróbki cieplno-chemicznej. Celem pracy była charakterystyka wpływu warunków procesu piaskowania na kształtowanie się warstwy nawęglonej wytworzonej w procesie nawęglania próżniowego. Wykonano proces nawęglania z bezpośrednim hartowaniem do temperatury pokojowej. Zakres prezentowanych badań obejmował analizę wpływu procesu piaskowania ze zmienną wartością ciśnienia na chropowatość powierzchni przed i po nawęglaniu oraz ocenę profilu stężenia węgla i twardości w funkcji odległości od powierzchni podłoża stali na przekroju warstwy nawęglonej.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents the possibilities of the numerical modelling of laser welding processes. In laser welding, the concentrated beam of photons generates high surface power density and leads to the melting and even evaporation of some metal. The metal vapours ionize and form a keyhole. Because of its high linear power density, laser welding process makes it possible to form deep and narrow welds. However, this welding method requires the preparation of workpiece edges. It is possible to “bypass” this requirement by defocusing the laser beam. However, the foregoing entails a significant decrease in power density. An alternative involves the use of optical systems enabling the division of the beam. In CO2 gas lasers, the bisection of the laser beam is performed using a multi-faceted parabolic mirror. The modelling of welding processes can be carried out using both analytical and numerical methods. Analytical solutions provide approximate results and do not take into consideration many physical phenomena accompanying welding processes. In turn, numerical solutions provide a more accurate representation of welding processes, In addition, it is possible to modify the geometry of heat sources reflecting the keyhole effect of bifocal welding system. The paper presents results of the numerical simulation of the keyhole laser welding process in relation to a bifocal optical system. The results of the numerical simulation were verified experimentally by making test joints using parameters developed during numerical simulations. Both the shape of obtained welds and the hardness distribution identified in the cross-section of a joint made of low-alloy structural steel S235JR were subjected to tests in order to verify the numerical model.
PL
Przedstawiono możliwości modelowania numerycznego procesu spawania laserowego. W spawaniu laserowym skoncentrowany strumień fotonów wytwarza bardzo dużą powierzchniową gęstość mocy, która prowadzi do topienia i odparowania części metalu. Pary metalu jonizują się i tworzą kanał parowy. Proces spawania laserowego dzięki wysokiej liniowej gęstości mocy pozwala na wytworzenie wąskich i głębokich spoin. Spawanie tego typu wymaga jednak odpowiedniego przygotowania brzegów łączonych elementów. Możliwe jest zniwelowanie tego wymogu poprzez rozogniskowanie wiązki lasera, jednak wiąże się to ze znacznym spadkiem gęstości mocy. Alternatywą do tego typu spawania jest zastosowanie układów optycznych do podziału wiązki. W przypadku laserów gazowych, podział wiązki następuje poprzez wykorzystanie wielodzielnego zwierciadła parabolicznego ogniskującego wiązkę lasera. Do modelowania procesów spawalniczych można wykorzystać metody analityczne lub numeryczne. Rozwiązania analityczne dają pewne przybliżenie i nie uwzględniają wielu zjawisk towarzyszących spawaniu. Rozwiązania numeryczne pozwalają na dokładniejsze odwzorowanie procesu spawania, możliwa jest również modyfikacja źródeł ciepła odzwierciedlających działanie kanału parowego, w tym również układu dwuogniskowego. W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznej procesu spawania laserowego głębokiego dla dwuogniskowego układu skupiającego. Wyniki symulacji numerycznej zostały zweryfikowane doświadczalnie poprzez wykonanie złącza próbnego z parametrami opracowanymi w toku symulacji numerycznych. Zbadano zarówno kształt otrzymanych spoin, jak i rozkład twardości w przekroju poprzecznym złącza ze stali konstrukcyjnej niskostopowej S235JR w celu weryfikacji dopasowania modelu.
The subject of the article is the analysis of the impact of electro-slag remelting - ESR on the technological and mechanical properties of the 15HGMV steel. Uniaxial compression tests were carried out with the use of a Gleeble simulator. The hardness and microstructure of deformed samples were tested. The mechanical properties were measured in a static tensile test. Significantly larger non-metallic inclusions were found in the material without ESR, as compared to the material with ESR, which may be decisive in further processing of the material in the form of thin-walled tubes with the use of cold flow forming.
PL
Przedmiotem artykułu jest analiza wpływu obróbki elektrożużlowej - EŻP na właściwości technologiczne i mechaniczne stali 15HGMV. W pracy wykonano próby ściskania jednoosiowego w symulatorze Gleeble. Badano twardość i mikrostrukturę próbek odkształconych. Wykonano pomiary właściwości mechanicznych w statycznej próbie rozciągania. W materiale bez EŻP w porównaniu do materiału z EŻP stwierdzono występowanie znacznie większych wtrąceń niemetalicznych, co może mieć decydujące znaczenie w dalszym przetwarzaniu materiału w postaci rur cienkościennych metodą zgniatania obrotowego na zimno.
The paper presents the influences of nanofluids, which are used in hardening process, to dimension changes, hardness and microstructure of hardened construction of steel samples. An analysis was also carried out with the use of English methods of cooling abilities of nanofluids environments based on water, solid nanoparticles of Al2O3 and ammoniac water. The results of this experiment show, that only one of specific dimensions of cooled samples, in the distilled water, changed for about 9%, but when using nanofluids this change was smaller. The hardness of alloy materials got a few percent more when nanofluids were used in comparasion to using the distilled water. The gained results allow to conclude the positive influence of nanofluids on parameters of the hardened materials.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań struktury metalu spoin wysokowytrzymałej niskostopowej stali 14HGNDC, do roztopionego materiału której wprowadzano nanoproszkowe cząstki różnych związków trudno topliwych - tlenków, węglików i azotków (TiC, TiN, SiC, VC, NbC, TiO2, Al2O3, MgO, ZrO2). Przeprowadzone badania wykazały efektywność zastosowania nanotlenków tytanu TiO2 i cyrkonu ZrO2, co pozwoliło zapewnić wysokie wartości własności mechanicznych metalu spoin (Rm -708 MPa i 621 MPa, KCV-20- 60 J/cm2 i 72,9 J/cm2, a - 21 i 19%). Zastosowanie symulatora cykli cieplnych Gleeble 3800 pozwoliło na ustalenie zależności między temperaturowymi zakresami przemian, ilością składników strukturalnych i typem modyfikujących nanocząstek.
EN
The article presents test results concerning the structure of welds made of high strength low-alloy steel 14HGNDC which, in the molten state, was provided with nanoparticles of various refractory compounds including oxides, carbides and nitrides (TiC, TiN, SiC, VC, NbC, TiO2, Al2O3, MgO, ZrO2). The performed tests revealed the effective use of the nano-oxides of titanium (TiO2) and zirconium (ZrO2) enabling the obtainment of high mechanical properties of the weld metal Rm -708 MPa and 621 MPa, KCV-20 - 60 J/cm2 and 72,9 J/cm2, a - 21 and 19%). The use of a Gleeble 3800 welding cycle simulator made it possible to determine the dependence between temperature ranges of transformations, amount of structural constituents and types of modifying nanoparticles.
Investigations of the surface layer characteristics of selected kinds of low-alloy high-speed steel after grinding were carried out. They were carried out on the flat-surface grinder with a 95A24K grinding wheel without cooling. The influence of grinding parameters was defined especially for: the quantity of secondary austenite, surface roughness, microhardness and grinding efficiency with a large range of grinding parameters: grinding depth 0.005–0.035 mm, lengthwise feed 2–6 m/min, without a cross-feed on the whole width of the sample. It was found that improvement of grinding properties of low-alloy high-speed steels is possible by efficient selection of their chemical composition. The value of the grinding efficiency is conditioned by grinding forces, whose value has an impact on the grinding temperature. To ensure high quality of the tool surface layer (i.e. a smaller amount of secondary austenite, lack of wheel burn and micro-cracks) in the case of sharpening of tools made of low-alloy high-speed steel, the grinding temperature should be as low as possible.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.