Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of annealing conditions on changes of the structure and selected properties of Al88Y7Fe5 and Al88Y6Fe6 alloys

Babilas Rafał, Spilka Monika, Łoński Wojciech, Radoń Adrian, Kądziołka-Gaweł Mariola, Gębara Piotr

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 2

art. no. e144614

EN

Al-Y-Fe amorphous and nanocrystalline alloys are characterized by a unique collection of diverse properties that are influenced by various factors, including heat treatment. In this paper, the effect of heat treatment on the structural changes and selected properties of Al-Y-Fe metallic glasses in the as-spun state is investigated. The structure of the Al88Y7Fe5 and Al88Y6Fe6 alloys was examined by X-ray diffraction (XRD) and Mössbauer spectroscopy (MS). The corrosion resistance of the samples was characterized using polarization tests in a 3.5% NaCl solution at 25 °C. The effect of sodium chloride on the surface was studied with scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive spectroscopy (EDS). The magnetic properties of Al-based alloys were explored using a vibrating sample magnetometer (VSM). It was revealed that the tested alloys show better properties after annealing than in the as-spun state. The annealing of the Al88Y7Fe5 and Al88Y6Fe6 alloys in the temperature range of 200 to 300 °C improved the magnetic properties and corrosion resistance of these materials. After 3,600 s, the better EOCP values were recorded for the Al88Y6Fe6 and Al88Y7Fe5 alloys after annealing at 300 °C and 200 °C, adequately. On the basis of the polarization tests, it was concluded that the electrochemical properties are better for Al88Y6Fe6 alloys after annealing at 300 °C.

2

Effect of Welding Technique and Thermal Heatment Parameters on Abrasive Wear of Steel S355

Konat Łukasz, Białobrzeska Beata

Tribologia

|

2022

|

nr 3

25--38

EN

The paper presents technological and microstructural aspects of welding and post-weld heat treatment of the S355 constructional steel welded joints. It was found that welding this steel resulted in a wide heataffected zone with diverse microstructures conducive to lower abrasive-wear resistance and worse mechanical characteristics of the steel. In this connection, the welding technique of the S355 steel was suggested, as well as conditions and parameters of the post-weld heat treatment, which made it possible to obtain – in the entire welded joint area – the microstructures characterised by high mechanical properties and increased resistance to abrasive wear. It was shown that the suggested set of technological operations applied to the S355 steel resulted, under laboratory conditions, in a significant increase of relative abrasive-wear resistance, determined by the abrasion test with use of the of loose aloxite 90.

PL

W pracy przedstawiono technologiczne i mikrostrukturalne aspekty wykonywania i obróbki cieplnej połączeń spawanych stali konstrukcyjnej S355. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że zastosowanie do łączenia tej stali procesów spawalniczych prowadzi do powstawania szerokiej strefy wpływu ciepła, charakteryzującej się zróżnicowanymi zmianami mikrostrukturalnymi, sprzyjającymi obniżeniu odporności na zużywanie ścierne oraz pogorszeniu charakterystyki wytrzymałościowej rozpatrywanej stali. W związku z tym, zaproponowano optymalną technologię spawania stali S355 oraz warunki i parametry postobróbki cieplnej, prowadzących do uzyskania w całym obszarze połączenia spawanego mikrostruktur odznaczających się wysokimi parametrami mechanicznymi oraz podwyższoną odpornością na procesy zużycia ściernego. Wykazano, iż przedstawiony w stosunku do stali S355 zakres operacji technologicznych w warunkach laboratoryjnych skutkował znacznym podwyższeniem względnej odporności na zużywanie ścierne, wyznaczonej w warunkach ścierania w obecności luźnego ścierniwa – elektrokorund 90.

3

Szkło przetwarzane termicznie - korelacja pomiędzy powierzchniowym naprężeniem ściskającym, wytrzymałością mechaniczną i fragmentacją

Mognato Ennio, Brocca Stefano, Barbieri Alessandra

Świat Szkła

|

2022

|

R. 27, nr 11

43--49

4

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

Pawlak Stanisław Jerzy

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2022

|

nr 3-4

30--36

PL

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

EN

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

5

Nawęglanie wysokotemperaturowe w piecu próżniowym

Borek Wojciech

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2022

|

nr 1-2

30--34

PL

Nawęglanie próżniowe prowadzone przy obniżonym ciśnieniu atmosfery nawęglającej, nazywane nawęglaniem niskociśnieniowym, jest najnowocześniejszą i najczęściej stosowaną obecnie odmianą nawęglania gazowego. Proces nawęglania próżniowego niskociśnieniowego jest często stosowany, głównie ze względu na dużą wydajność, gdyż umożliwia uzyskanie wysokiego stężenia węgla, przyspieszając tym samym transfer węgla z czynnika nawęglającego do powierzchni nawęglanej.

6

Effect of particle size on surface roughness and morphology of heat-treated electroless Ni-YSZ coating

Bahiyah Baba N., Ghazali A. S., Azinee S. N., Abdul Rahman A. H., Sharif S.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2022

|

Vol. 114, nr 1

5--14

EN

Purpose The paper discusses the surface characterisation of electroless nickel-yttria-stabilised zirconia (Ni-YSZ) coating with varying YSZ particle sizes and undergoes heat treatment at a temperature between 300-400°C for 1-2 hours for wear resistance purposes. This finding will be helpful to the application of Ni-YSZ as an alternative coating for cutting tools. Design/methodology/approach The surface characterisation was analysed using JOEL Scanning Electron Microscope (SEM) coupled with Energy Dispersive X-ray (EDX) JSM 7800F. The crystallographic structure of materials was analysed by X-ray diffraction (XRD) Bruker D8 Advance instrument. The Ni-YSZ coating was deposited using electroless nickel co-deposition of 8YSZ ceramic particles with a nano, mixed and microparticle sizes onto a high-speed steel (HSS) substrate. The coatings were heat treated at temperature 300-400°C and time 1-2 hours. The surface roughness was measured using Mitutoyo surface roughness tester SJ-301. Findings The electroless Ni-YSZ coating deposited has an average thickness of 30 µm. It is found that the coating morphology electroless coating without YSZ particle incorporation (EN) and Ni-YSZ nano (N) is smoother compared to the Ni-YSZ mixed (NM) and Ni-YSZ micro (M). The EDS composition analysis shows the YSZ content in the electroless Ni-YSZ coating for N samples is the lowest, whereas NM samples are the highest. This resulted in the surface roughness behaviour where the mixed-size YSZ particle gives the highest roughness at all temperatures. The XRD analysis shows that heating temperatures above 300°C caused the precipitation of Ni3P crystalline. Research limitations/implications Previous studies in the surface characterisation of electroless nickel composite are scarce; thus, the study has limitations in finding supporting data. Originality/value The surface characterisation especially related to the surface roughness of the electroless nickel, either the Ni-P or composites or alloys are rarely reported. Thus, this study enlightened the effect of particle size on surface roughness and morphology of heat-treated coatings.

7

Analiza wpływu błędu danych wejsciowych na wyniki identyfikacji współczynnika wymiany ciepła

Kwiatkowski Grzegorz, Rozumek Dariusz

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2022

|

Vol. 89, nr 1

14--19

PL

W niniejszej pracy opisano wpływ obróbki cieplnej na własności wytrzymałościowe pięciu różnych materiałów platerowanych metodą zgrzewania wybuchowego. W przypadku wszystkich platerów materiałem podstawowym była stal węglowa SA-516 Gr.70 o grubości 10 mm, zaś materiałami nakładanymi były: stale austenityczne (316L oraz 254SMO), super-duplex (SAF2507) oraz stopy niklu (alloy 625 i C-276) o grubości 3 mm. W przypadku wszystkich materiałów przeprowadzono obróbkę cieplną, a dokładniej wyżarzanie odprężające w celu zniwelowania naprężeń własnych powstałych przez proces platerowania wybuchowego. W ramach statycznych badań wytrzymałościowych przeprowadzono: próbę zginania, ścinania, rozciągania, jak również udarność. Wszystkie badania wykonano według amerykańskich norm ASTM SA-264 i ASTM SA-265. Dodatkowo wykonano również rozkład twardości oraz badania makroskopowe, podczas których zmierzono parametry złączy oraz równoważną grubość przetopień (RGP).

EN

The paper describes the effect of heat treatment on strength properties of five different clad explosive materials. For all cladding materials base material was carbon steel SA-516 Gr.70 10 mm thickness, and the clad materials was: austenitic stainless steel (316L and 254SMO), super-duplex (SAF2507) and nickel alloys (alloy 625 and C-276) for 3 mm thickness. For all materials, heat treatment was carried out precisely stress relief annealing in order to reduce the stresses caused by explosive welding process. The static strength tests were performed: bending test, shear test, tensile test and impact test. All tests were performed according to the American standard ASTM SA-264 and ASTM SA-265. In addition, also made the distribution of hardness and macroscopic research where measured parameters of joints and equivalent thickness melted zone (RGP).

8

Metody produkcji elementów złącznych

Rokosz Zbigniew

Fastener : rynek elementów złącznych

|

2022

|

nr 1

20--22

PL

Elementy złączne spotykamy niemalże w każdej branży przemysłu. Praktycznie nie ma takiej dziedziny, w której nie jest stosowane połączenie elementem złącznym (począwszy od gwoździa, nita, wkrętu, na śrubie i nakrętce kończąc). Ich kształt, wytrzymałość czy rodzaje są zatem bardzo różne. Większość powstaje jednak w podobny sposób, w specjalistycznych zakładach obróbki metali.

9

Analysis of direct metal laser sintering - DMLS and heat treatment influence on the Inconel 713C nickel alloy structure

Ciftci Jakub, Sitek Ryszard, Mizera Jarosław

Welding Technology Review

|

2021

|

R. 93, nr 3

49--56

EN

The group of nickel-based superalloys produced in the DMLS (Direct Metal Laser Sintering) process is limited to materials, which produced conventionally do not have properties to allow to use them for rotating components of aircraft engines. This work attempts to optimize the technological parameters of the DMLS process for the Inconel 713C nickel superalloy. A heat treatment was performed for selected samples to investigate the effect on the morphology of the Ni3Al phase. The microstructure analysis and hardness tests were carried out. The material after the DMLS process was characterized by the presence of much smaller dendrites than the cast material and exceeded its hardness. Additionally, for the tested variants of heat treatment, the material was characterized by smaller sizes of the Ni3Al phase by more than half. In order to ensure the stability of the microstructure, further optimization of the dedicated heat treatment after the DMLS process is required, as the standard heat treatment for Inconel 713C cast nickel superalloy does not fully recrystallize the material.

PL

Grupa nadstopów niklu wytwarzanych w procesie DMLS (ang. Direct Metal Laser Sintering) ogranicza się do materiałów, które wytwarzane konwencjonalnie nie posiadają właściwości, pozwalających zastosować je na elementy wirujące silników lotniczych. W pracy podjęto próbę optymalizacji parametrów technologicznych procesu DMLS dla nadstopu niklu Inconel 713C. Dla wybranych próbek przeprowadzono obróbkę cieplną w celu zbadania jej wpływu na morfologię fazy Ni3Al. Przeprowadzono analizę mikrostruktury oraz badania twardości. Materiał po procesie DMLS charakteryzował się obecnością znacznie mniejszych dendrytów niż materiał odlewany oraz przewyższał jego twardość. Dodatkowo dla zbadanych wariantów obróbki cieplnej materiał charakteryzował się mniejszymi rozmiarami fazy Ni3Al o ponad połowę. W celu zapewnienia stabilności mikrostruktury, wymagana jest dalsza optymalizacja obróbki cieplnej dedykowanej po procesie DMLS, ponieważ standardowa obróbka cieplna dla odlewanego nadstopu niklu Inconel 713C nie zapewnia pełnej rekrystalizacji materiału.

10

The influence of natural seasoning on the load capacity of cylindrical adhesive joints

Zielecki Władysław, Guźla Ewelina, Bielenda Przemysław

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2021

|

nr 3

15--24

PL

Celem pracy była ocena wpływu sezonowania naturalnego na nośność połączeń klejowych czopowych walcowych poddanych i niepoddanych dodatkowej obróbce cieplnej (dotwardzaniu cieplnemu). Złącza klejowe wykonano ze stopu aluminium EN AC-AlSi7Mg0,3 (tuleja) oraz kompozytu szklano-epoksydowego (czop). Elementy połączono ze sobą za pomocą kompozycji klejowej Araldite 2014. Połączenia klejowe poddano próbie ścinania osiowego. Badania przeprowadzono dla kilku wariantów sezonowania: sezonowania przez 6 miesięcy w okresie letnim, sezonowania przez 6 miesięcy w okresie zimowym, sezonowania przez jeden rok oraz przez dwa lata. Wyniki badań wskazują, że sezonowanie próbek niepoddanych dodatkowej obróbce cieplnej spowodowało zwiększenie nośności połączeń klejowych o 0,1-21,3%. Natomiast w przypadku próbek poddanych dodatkowej obróbce cieplnej sezonowanie przyczyniło się do zmniejszenia nośności złączy o 0,6-24%. Analiza istotnych różnic (test t-Studenta) wykazała, że w przyjętym zakresie zmienności czynników wejściowych warunki sezonowania nie miały istotnego wpływu na nośność połączeń klejowych. Jedynie nośność próbek z dodatkową obróbką cieplną sezonowanych przez okres 2 lat wykazuje istotne statystycznie różnice w porównaniu do pozostałych wariantów (pv=0,23%). Wyniki analizy korelacji i regresji wskazują, że w przypadku próbek poddanych dodatkowej obróbce cieplnej nośność połączeń klejowych maleje wraz ze wzrostem czasu sezonowania (r=-0,835). W przypadku próbek, które nie zostały poddane dodatkowej obróbce cieplnej, nośność złączy zwiększa się wraz ze wzrostem czasu sezonowania (r=0,841).

EN

The aim of the work was to investigate the influence of natural seasoning on the load capacity of cylindrical adhesive joints subjected to and not subjected to additional heat treatment. The adhesive joints ware made of ENAC-AlSi7Mg0.3 aluminum alloy (sleeve) and glass-epoxy composite (pivot). The elements were joined together using the Araldite 2014 adhesive composition. The adhesive joins were subjected to an axial shear test. The research was carried out for several variants of seasoning: seasoning for 6 months in the summer period, seasoning for 6 months in the winter period, seasoning for one year and two years. The test results show that the seasoning of samples not subjected to additional heat treatment increased the load capacity of the adhesive joints by 0.1-21.3%. On the other hand, in the case of samples subjected to additional heat treatment, seasoning contributed to the reduction of the load capacity of the joints by 0.6-24%. The analysis of significant differences (Student's t-test) showed that in the adopted range of variability of the input factors, the seasoning conditions did not have a significant impact on the load capacity of the adhesive connections. Only in the case of samples with additional heat treatment, seasoned for 2 years, the load capacity shows statistically significant differences compared to other variants (pv=0.23%). The results of correlation and regression analysis indicate that in the case of samples subjected to additional heat treatment, the load capacity of the adhesive joints decreases with the increasing duration of seasoning (r=-0.835). In the case of samples that have not been subjected to additional heat treatment, the load capacity of the joints increases with the increasing duration of seasoning (r=0.841).

11

Effect of heat treatment on the tensile properties of incrementally processed modified polylactide

Kozik Bogdan, Dębski Mariusz, Bąk Piotr, Gontarz Małgorzata, Zaborniak Małgorzata

Polimery

|

2021

|

T. 66, nr 6

357--361

EN

The influence of temperature (80, 95 and 110°C) and annealing time (20, 25, 30 min) on the tensile strength and elongation at break of the modified polylactide (PLA Pro) processed by 3D printing (FFF – Fused Filament Fabrication) was investigated. The properties of PLA Pro were compared with properties of unmodified PLA and ABS. It was observed that the tensile strength was comparable for all annealed samples and was about 45 MPa. Moreover, the annealing process decreased the tensile strength of the modified PLA and increased the elongation at break, which may be related to a change in the degree of crystallinity. The modified PLA was characterized by tensile properties similar to ABS.

PL

Zbadano wpływ temperatury (80, 95 i 110°C) i czasu wygrzewania (20, 25, 30 min) na wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie względne przy zerwaniu modyfikowanego polilaktydu (PLA Pro) przetwarzanego metodą druku 3D (FFF – Fused Filament Fabrication). Właściwości PLA Pro porównano z właściwościami niemodyfikowanego PLA i ABS. Zaobserwowano, że wytrzymałość na rozciąganie była porównywalna dla wszystkich próbek i wynosiła około 45 MPa. Ponadto, proces wygrzewania spowodował zmniejszenie wytrzymałości na rozciąganie modyfikowanego PLA i zwiększył wydłużenie przy zerwaniu, co może być związane ze zmianą stopnia krystaliczności. Modyfikowany PLA charakteryzował się właściwościami mechanicznymi przy rozciąganiu podobnymi do ABS.

12

Microstructure of cast MgBi6X0.5 (X = Ca, Mn, Zn) alloys in peak-aged condition

Gryc Adam, Dybowski Bartłomiej, Jarosz Robert, Kiełbus Andrzej

Journal of Metallic Materials

|

2021

|

Vol. 73, no. 3

23--28

EN

Cast magnesium alloys are characterised by the lowest density among commercially used structural metals. They are applied mainly in the transportation industry and small, lightweight electronic devices. Due to the low operating temperature of the most widely used alloys from the Mg-Al system, alloys containing rare earth elements with the maximum working temperature reaching 300°C have been developed. However, these alloys are extremely expensive due to the low availability of RE elements. The Mg-Bi system is a promising candidate for the new magnesium-based alloys, as it reveals limited solubility of Bi in Mg enabling precipitation hardening and a high melting point of the Mg3Bi2 phase. The paper presents the results of the analysis of MgBi6 and MgBi6X0.5 (X = Ca, Mn, Zn) alloys’ microstructure in the peak-aged condition. The microstructure of the analysed alloys in the as-cast condition consists of α-Mg solid solution dendrites and Mg3Bi2+α-Mg eutectic compound. Solutionising conducted at 525°C for 8 h, followed by water quenching leads to the dissolution of the intermetallic phases in all of the investigated alloys apart of the MgBi6Ca0.5 alloy. In this case, fine intermetallic phases containing Mg, Bi, and Ca have been found after solutionising. The ageing of the alloys at 200°C results in peak hardness after 120-44 h. The heat treatment leads to the formation of fine strengthening phases within the α-Mg solid solution, characterised by a variety of morphologies -needle, platelet- or lathlike and cuboid. The needle- and platelet- or lathlike phases are found in two sizes -large, with length reaching hundreds of nanometres, and smaller, not exceeding 100 nm. Cuboid particles are found with sizes not higher than 100 nm. The addition of Mn and Zn increases precipitate volume fraction after the heat treatment. Additionally, in the case of the MgBi6Zn0.5 alloy, particles forming an angle of 120° were found, which indicates their presence at the prismatic planes of α-Mg HCP crystal lattice.

PL

Odlewnicze stopy magnezu charakteryzują się najniższą gęstością wśród wszystkich komercyjnie stosowanych stopów konstrukcyjnych. Znajdują zastosowanie głównie w przemyśle transportowym oraz małych, lekkich urządzeniach elektronicznych. Z uwagi na niską temperaturę eksploatacji najpowszechniej stosowanych stopów z układu Mg-Al, opracowano stopy, zawierające pierwiastki ziem rzadkich, znajdujące zastosowanie w temperaturach do 300°C. Jednak stopy z tej grupy są niezwykle drogie, z uwagi na ograniczoną dostępność pierwiastków ziem rzadkich. Obiecującą alternatywę stanowią stopy z układu Mg-Bi, który z uwagi na ograniczoną rozpuszczalność bizmutu w magnezie oraz wysoką temperaturę topnienia fazy Mg3Bi2 umożliwia ich umocnienie na drodze utwardzania wydzieleniowego. W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury stopów MgBi6 oraz MgBi6X (X = Ca, Mn, Zn) po starzeniu. Mikrostruktura badanych stopów w stanie lanym składa się z dendrytów roztworu stałego α-Mg oraz mieszaniny eutektycznej Mg3Bi2+α-Mg. Przesycanie, przeprowadzone w temperaturze 525°C przez 8 h z chłodzeniem w wodzie doprowadziło do rozpuszczenia faz międzymetalicznych we wszystkich badanych stopach, z wyjątkiem stopu MgBi6Ca0,5. W jego przypadku po przesycaniu zidentyfikowano w strukturze drobne fazy międzymetaliczne, zawierające Mg, Bi i Ca. Maksymalną twardość stopów po starzeniu w temperaturze 200°C osiągnięto po 120÷144 h. Zastosowana obróbka cieplna doprowadziła do utworzenia się wewnątrz ziaren roztworu stałego α-Mg drobnych faz umacniających o zróżnicowanej morfologii -od iglastej, przez płytkową, po prostopadłościenną. Zaobserwowano dwa typy wydzieleń iglastych i płytkowych -większe, o długości rzędu kilkuset nanometrów oraz mniejsze, nieprzekraczające 100 nm długości. Wydzielenia prostopadłościenne charakteryzowały się rozmiarami, nieprzekraczającymi 100 nm. Dodatek Mn oraz Zn spowodował wzrost udziału objętościowego wydzieleń po obróbce cieplnej. Dodatkowo, w przypadku stopu MgBi6Zn1,5, wydzielenia tworzyły kąt 120°C, co wskazuje na ich obecność na płaszczyznach pryzmatycznych komórki elementarnej α-Mg.

13

Method for heat treatment of the running surface of the head of the pearlitic steel rails

Kuziak Roman, Pidvysots’kyy Valeriy, Rauch Łukasz, Pietrzyk Maciej

Journal of Metallic Materials

|

2021

|

Vol. 73, no. 1

9--15

EN

The paper deals with the new approach to the optimization of the pearlitic rail’s head hardening process aimed at balancing the relation between strength and ductility of the head running surface. In the industrial process, efforts have been undertaken so far to maximize the hardness of the rail’s head while maintaining its pearlite structure, resulting in obtaining enhanced wear resistance and resistance to the contact fatigue defects initiation. The new approach, described in this paper, aims at designing the head hardening process enabling achievement of the high hardness of the running surface combined with high ductility expressed in terms of the total elongation. To achieve this aim of the investigation, a computer program was developed capable of predicting the occurrence of the phase transformations during rail head cooling and microstructure features after cooling. The program was linked with dedicated inverse module enabling the adjustment of the cooling conditions to achieve the required state of the pearlitic structure.

PL

W artykule przedstawiono nowe podejście do optymalizacji procesu obróbki cieplnej szyn perlitycznych, którego celem jest uzyskanie korzystnej relacji między twardością a ciągliwością warstwy tocznej główki szyn. Opracowane dotychczas technologie obróbki cieplnej szyn perlitycznych stawiały sobie za cel uzyskanie jak najwyższej twardości powierzchni tocznej główki, przy zachowaniu struktury perlitycznej tej powierzchni. Dzięki temu uzyskuje się znaczący wzrost odporności tej powierzchni na procesy zużycia i inicjowanie wad kontaktowo-zmęczeniowych. Zaproponowana metoda obróbki cieplnej umożliwia uzyskanie bardzo wysokiej twardości powierzchni tocznej, ale równocześnie, pozwala na uzyskanie wysokiej ciągliwości tej warstwy, wyrażonej poprzez wydłużenie do zerwania w statycznej próbie rozciągania. Warunki obróbki cieplnej, spełniającej powyższe założenia, opracowano stosując dedykowany program komputerowy, który symuluje przemiany fazowe w szynie, z możliwością przeprowadzenia optymalizacji procesu z zastosowaniem metody obliczeń odwrotnych.

14

Influence of heat treatment on thermo-mechanical fatigue and high temperature creep properties for 316L steel

Poloczek Łukasz, Kuziak Roman, Pidvysots’kyy Valeriy

Journal of Metallic Materials

|

2021

|

Vol. 73, no. 3

33--43

EN

The main purpose of the work was to develop the characteristics of high-temperature structure degradation processes under the synergistic effects of thermo-mechanical fatigue and high temperature creep for samples made of 316L steel in the delivery condition and after heat treatment. The use of heat treatment consisting of solution treatment at 1100°C for 45 minutes and water cooling improved the mechanical properties of 316L steel. Moreover, in fatigue tests, in every case, increasing the strain value in a single cycle leads to a faster sample rupture. An additional aim of the research was also to develop and verify a new innovative research methodology concerning the combination of fatigue cycles with the creep process at elevated temperature, the aim of which is to better reflect the behaviour of the material in real working conditions.

PL

Głównym celem pracy było opracowanie charakterystyk wysokotemperaturowych dla procesów degradacji struktury pod wpływem synergicznego oddziaływania zmęczenia cieplno-mechanicznego i pełzania w podwyższonej temperaturze dla próbek wykonanych ze stali 316L w stanie dostawy i po obróbce cieplnej. Zastosowanie obróbki cieplnej polegającej na przesyceniu w 1100°C przez 45 minut i chłodzeniu wodą poprawiło właściwości mechaniczne stali 316L. Ponadto w testach zmęczeniowych w każdym przypadku zwiększenie wartości odkształcenia w jednym cyklu prowadzi do szybszego rozerwania próbki. Dodatkowym celem badań było również opracowanie nowej, innowacyjnej metodyki badawczej dotyczącej połączenia cykli zmęczeniowych z procesem pełzania w podwyższonej temperaturze, której celem jest lepsze odzwierciedlenie zachowania materiału w rzeczywistych warunkach pracy.

15

Wpływ obróbki cieplnej i obróbki plastycznej na zimno na strukturę i właściwości cienkościennych rurek ze stopu kobaltu do zastosowań medycznych

Marchlewski Paweł

Inżynieria Powierzchni

|

2021

|

nr 3

13--21

PL

W artykule opisano wpływ wieloetapowej obróbki plastycznej na zimno w połączeniu z cykliczną obróbką cieplną na właściwości mechaniczne materiału cienkościennych rurek wykonanych ze stopu kobaltu z gatunku L605. Na przykładzie zdefiniowanego cyklu następujących po sobie naprzemiennie obróbek plastycznych na zimno oraz obróbek cieplnych przedstawiono zachodzące zmiany strukturalne, które mają bezpośredni wpływ na wybrane właściwości wytrzymałościowe. Pokazano, jak na podstawie analizy wpływu zmian strukturalnych możliwe jest przewidywanie lub korygowanie uzyskiwanych właściwości mechanicznych, a także możliwości ustabilizowania poziomu uzyskiwanych wartości Rm oraz HV.

EN

The article describes the effect of multi-stage cold working in combination with cyclic heat treatment on the mechanical properties of the material of thin-walled tubes made of cobalt L605 alloy. On the example of a defined cycle of alternating cold working and heat treatments, the ongoing structural changes having a direct impact on the selected strength properties are shown. It has been shown how, on the basis of the analysis of the impact of structural changes, it is possible to predict or correct the obtained mechanical properties as well as the possibility of stabilizing the level of the obtained values Rm and HV.

16

Experimental investigations of surface wear by dry sliding and induced damage of medium carbon steel

Elhadi Abdelmalek, Amroune Salah, Zaoui Moussa, Mohamad Barhm, Bouchoucha Ali

Diagnostyka

|

2021

|

Vol. 22, No. 2

3--10

EN

This study concerns the wear behaviour of metal couples used in industry, particularly in mechanical sliding systems (numerically controlled machine tools). In general, the nature of the materials of the parts of these systems which are in contact and move relatively, are medium carbon steels, thanks to their good mechanical and tribological properties. The present work aims to study, the dry sliding wear of the contact surface of the pin (machine slide) against the contact surface of a disc (machine groove) and the damage induced on the worn track. The pin is AISI 1038 and AISI 1045 steel, the disc is AISI 1055 steel. The tribological tests were carried out on a pin-disc tribometer, in an atmospheric environment. The wear of the pins being evaluated by weighing and studied according to the hardness of the pin with the variation of the normal load applied. The discussion of the results is based on SEM observations and EDS analyzes of worn surfaces and interfacial phenomena produced by dynamic contact. The results obtained indicated the influence of the applied load and the hardness on the wear of the pin and therefore on the tribological behaviour of the worn surfaces.

17

Prawda o geopolimerach

Grzeszczyk Stefania

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 2

101--108

PL

Podstawy produkcji geopolimerów opracował prof. Hans Kühl, znany do dnia dzisiejszego z wprowadzenia modułu nasycenia wapnem klinkieru: MNLP =100 CaO/2,8SiO2 + 1,65Al2O3 + 0,70Fe2O3. Wzór ten Kühl oparł na założeniu, że najlepszy klinkier powinien składać się z C3S, C3A i C2F, a stosunek masowy CaO do występujących w tych fazach składników wynosi odpowiednio: 2,8, 1,65 i 0,70. Analiza warunków równowagowych w układzie czteroskładnikowym doprowadziła Kühla do tak zwanego kryterium wapna, odpowiadającego dopuszczalnej maksymalnej ilości wapna w klinkierze, w warunkach odległych od stanu równowagi: MNLP =100 CaO/2,8SiO2 + 1,1Al2O3 + 0,7Fe2O3. Natomiast bardzo mało znana jest hipoteza Kühla, który stwierdził, że dobrym aktywatorem żużla wielkopiecowego są siarczany i stosował aktywację żużla wielkopiecowego za pomocą wapna i anhydrytu, na co uzyskał patent niemiecki: DRP 237777, w roku 1907. Ten cement siarczanowo-żużlowy zawierał 80-85% żużla granulowanego, 10-15% anhydrytu i 5% klinkieru. Był on znormalizowany we Francji, Wielkiej Brytanii, Belgii i w Niemczech. Także Kühl już w roku 1907 stwierdził możliwość wytwarzania cementów z żużla aktywowanego wodorotlenkiem sodu. Wynika stąd że Kühl był prekursorem wytwarzania „geopolimerów”. Bardzo wiele jest badań żużli aktywowanych związkami sodu i potasu. Zwykle stosuje się oba te związki i od pewnego czasu ilościową przewagę uzyskuje krzemian potasu. Głuchowski uzyskał w 1958 r. patent na cement uzyskany z żużla aktywowanego wodorotlenkiem sodu. Natomiast jedynym zastosowaniem przemysłowym tego spoiwa i betonu z niego uzyskanego była budowa w roku 1965 kilku domów w Kijowie, przez Głuchowskiego. Głuchowski wprowadził również nazwę „geopolimer”, która wywołała burzę krytyki w byłym Związku Radzieckim, a w tych latach było w Rosji wielu wybitnych znawców chemii cementu – wychowanków Budnikowa, na przykład Butt i Timaszew, a oprócz nich także Mczedłow-Petrosjan, organizator Kongresu Chemii Cementu w Moskwie, w roku 1974. Przemysłowe zastosowanie geopolimerów w Polsce ogranicza się do działalności profesora Małolepszego, który zastosował to spoiwo, z żużla wielkopiecowego aktywowanego dodatkiem NaOH, do budowy hotelu studenckiego w Krakowie. Wypada także dodać, że jest bardzo mało publikacji na temat stosowania geopolimerów do wytwarzania betonów i, co najważniejsze, brak ich zupełnie o stosowaniu tych spoiw i betonów w budownictwie. Natomiast jest bardzo wiele publikacji przedstawiających badania laboratoryjne geopolimerów, aktywowanych głównie dwoma dodatkami: NaOH i K2SiO3. Szczególnie krzemian potasu jest ostatnio podstawowym aktywatorem, gdyż przyspiesza powstawanie fazy C-S-H i tym samym zwiększa wytrzymałość geopolimeru.

EN

The basis for the geopolymers production was drawn up by prof. Kühl, well known to present day from the introduction of the modulus of clinker lime saturation: MNLP =100 CaO/2.8SiO2 + 1.65Al2O3 + 0.70Fe2O3. This Kühl’s formula was lined on the assumption that the best clinker should be composed of C3S, C3A and C2F and the mass ratio of CaO in respect to other components is equal adequately: 2.8, 1.65 and 0.70. The analyses of the equilibrium condition in the four components system led Kühl to the so-called lime criterion, equal to the permissible maximal lime content in clinker, in the conditions far from the equilibrium: MNLP =100 CaO/2.8SiO2 + 1.1Al2O3 + 0.7Fe2O3. However, very little is known about Kühl’s hypothesis, which establishes that the good activators for blast furnace slag are sulphates and the slag activation was applied with lime and anhydrite, for which he obtained German patent: DRP 237777, in the year 1907. This sulphate-slag cement contained 80 - 85% of granulated slag, 10 - 15% of anhydrite and 5% of clinker. It was standardized in France, Great Britain and Germany. Also, Kühl already in the year 1907, establish the possibility of cement production from slag, activated with sodium hydroxide. Thus Kühl was the precursor of the geopolymers production. There are many studies of slag activated with the compounds of sodium and potassium. Usually, these compounds are both applicate and from some time the content of potassium silicate became higher. Gluhovsky obtained in 1958 the patent for cement obtained from slag activated with sodium hydroxide. However, the only industrial application of this binder and concrete obtained from, was the construction in 1965 of some houses in Kyiv by Gluhovsky. Gluhovsky introduced also the term “geopolymer”, which caused the storm of the critic in the former Soviet Union. In these years was in Russia many outstanding experts of the cement chemistry - alumni of Budnikov, for example, Butt and Timachev, and besides also Mchedlov-Petrosian, the organizer of 6th Congress of Cement Chemistry in Moscow, in 1974. Industrial application of geopolymers in Poland is limited to the activity of professor Małolepszy, which used this binder of blast furnace slag activated with NaOH addition to the construction of the students’ hotel, in Cracow. It should be also added that there are very few articles about the application of geopolymers for concrete production and, what is the most important, is the shortage of the papers of these binders and concretes, in the construction applications. However, there are many papers about the laboratory studies of geopolymers, activated principally by two compounds NaOH and K2SiO3. Particularly the potassium silicate is in the last time the principal activator because it accelerates the C-S-H phase formation and simultaneously increases the strength of geopolymer.

18

Impact of heat treatment on the mechanical performance of hot extruded Al6061-BN reinforced metal matrix composites

Mukesh Y. B., Naik Prem Kumar, R Raghavendra Rao, Vishwanatha N. R., Prema N. S., Girish H. N., Laxmana Naik L., Madhusudan Puttaswamy

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 3

art. no. e137014

EN

Boron nitride (BN) reinforced Al6061 aluminum-based composites are synthesized by conventional stir casting method followed by exposure to hot extrusion. The optical images confirmed the distribution of BN nanoparticles in the aluminum alloy matrix. The concentration of BN is varied from (0.5, 1.5, 3, 4.5, 6, 7.5, and 9 wt%) in the composites and its effect on the tensile strength was investigated. The results revealed that both extruded and heat-treated composites specimens showed enhanced toughness and tensile strength by increasing BN nanoparticle concentration. The heat-treated composite samples showed lower flexibility of up to 40%, and further, it exhibited 37% greater hardness and 32% enhancement in tensile strength over the extruded sample. The tensile properties of Al6061-BN composites were evaluated by temperature-dependent internal friction (TDIF) analysis and the results showed that the as-prepared composite's strength increased with temperature.

19

Use of the Precipitation Hardening to Improve the Properties of Combustion Engine Pistons Made of Eutectic Silumins

Trepczyńska-Łent Małgorzata, Műller K.

Archives of Foundry Engineering

|

2021

|

Vol. 21, iss. 4

77--81

EN

The study presents methods to be used for improving the performance parameters of car engine pistons made of EN AC-AlSi12CuNiMg alloy according to the PN-EN 1706: 2011. Pistons of slow sucking and turbocharged engines were researched. A solution heat and ageing treatments were applied according to four variants. Temperatures of the solution heat treatment were: 550 ±5°C; 510°C ±5°C; and alternate: 276 ±5°C/510 ±5°C. The solution time ranged from 6 min to 4 h. Temperatures of the ageing heat treatment were 20°C and 250°C, while the ageing time ranged from 1,5 to 3h. Natural ageing was performed in 5 days. Measurements of hardness HRB and the piston diameters were performed. An improvement in the performance parameters of combustion engines was observed. Three solution heat treatment and ageing variants, allowed to obtain the pistons with hardness equal/higher than pistons of the turbocharged engines. The test results confirmed the possibility of providing a piston with properties exceeding the high load parameters specified by the manufacturer. Further studies will make it possible to improve the effects of the proposed solutions.

20

Simulation of Heat Treatment of Carburization and Nitrocementation of 16MnCr5 Steel

Kantoríková Elena, Fabian P., Sýkorová M.

Archives of Foundry Engineering

|

2021

|

Vol. 21, iss. 4

97--102

EN

Simulation is used today in many contexts, such as simulating technology to tune or optimize performance, safety engineering, testing, training, education, and entertainment. In some industries, simulations are commonly used, but in heat treatment this is rather an exception. The paper compares the simulation of carburization and nitrocementation of 16MnCr5 steel with a practical application. The aim was to determine the applicability of chemical heat treatment simulation. We were looking for an answer to the question: to what extent can we rely on the technological design of heat treatment? The software designed the heat treatment technology. He drew the technological process of chemical-thermal treatment of 16MnCr5 steel. The thickness of the cementite layer was 1 mm and the nitrocementation 1.2 mm. Changes in mechanical properties were observed. Cementing, nitrocementing, hardness, microhardness, metallography, and spectral analysis were practically performed. This article describes the benefits of simulation, speed and accuracy of the process. The only difference was in determining the carbon potential. The simulation confirmed the practical use and its contribution in the technological process.