Odporność na zużycie erozyjne nanostrukturalnej stali bainityczno-austenitycznej

• Autorzy: Marcisz J. , Walnik B. , Burian W. , Iwaniak A. , Wieczorek J. , Paluch D.

Warianty tytułu

EN

Erosive wear resistance of nanostructured bainite-austenite steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wykonano badania odporności na zużycie erozyjne nanostrukturalnej stali bainityczno-austenitycznej (NANOS-BA ®). Wyniki badań wykazały wyższą o ok. 10% odporność stali NANOS-BA® na zużycie erozyjne w warunkach oddziaływania cząstek uderzających pod kątami: 30°, 45°, 60° i 90° w porównaniu do komercyjnej stali trudnościeralnej o twardości 600 HV. Opracowane warianty obróbki cieplnej stali bainityczno-austenitycznej umożliwiają zmniejszenie zużycia materiału do 55% w porównaniu do stali trudnościeralnej, dla wybranych kątów padania erodentu. Zrealizowano eksperyment polegający na zastosowaniu mieszadeł wykonanych ze stali NANOS-BA® w mieszarce turbinowej. Mieszadła pracowały 700 minut w warunkach oddziaływania ścierno-udarowego twardych cząstek, a wyniki badań potwierdziły wyższą odporność badanych stali na zużycie niż materiałów dotychczas stosowanych. Przeprowadzono analizę możliwości zastosowania stali NANOS-BA® na elementy trudnościeralne.

EN

Examination of erosive wear resistance of nanostructured bainite-austenite steel (NANOS-BA®) was conducted. The results show higher erosive wear resistance of steel NANOS-BA® by approx. 10% than the commercial wear-resistant steel of hardness 600 HV under conditions of particles impact at angles: 30°, 45°, 60° and 90°. The newly developed variants of heat treatment of NANOS-BA® steel cause a reduction of wear to 55% less than that of the wear resistant steel, depending on the angle of erosion particles impact. An experiment of applying stirrers made of NANOS-BA® steel installed in a turbine mixer used for mixing fine grained hard materials was carried out. Stirrers worked in aggressive environment under the impact of abrasive hard particles about 700 minutes. The results of investigation confirmed the higher wear resistance of stirrers made of NANOS-BA® steel in comparison with materials used so far. Analysis of application possibility of NANOS-BA® steel for wear resistant elements was carried out.

Słowa kluczowe

PL

odporność; zużycie erozyjne; stal nanostrukturalna; stal bainityczno-austenityczna

EN

erosive wear; resistance; nanostructured steel; bainite-austenite steel

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 67, nr 1
• Strony: 14--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Marcisz J.

• Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Walnik B.

• Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Burian W.

• Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Iwaniak A.

• Politechnika Śląska

autor

Wieczorek J.

• Politechnika Śląska

autor

Paluch D.

• Politechnika Śląska

Bibliografia

• 1. Adamiec P., Lalik S.: Wpływ struktury napoin na zużycie ścierne napawanych części maszyn, Inżynieria Materiałowa, nr 3, 1989, s. 80
• 2. DasBakshi S., Leiro A., Prakash B.,. Bhadeshia H.K.D.H: Dry rolling/sliding wear of nanostructured bainite, Wear, 316, 2014, s. 70
• 3. Solano-Alvarez W., Pickering E.J., Bhadeshia H.K.D.H.: Degradation of nanostructured bainitic steel under rolling contact fatigue, Materials Science&Engineering A, 617, 2014, s. 156
• 4. DasBakshi S., Shipway P.H., Bhadeshia H.K.D.H.: Threebody abrasive wear of fi ne pearlite, nanostructured bainite and martensite, Wear, 308, 2013, s. 46
• 5. Leiro A., Vuorinen E., Sundin K.G., Prakash B., Sourmail T., Smanio V., Caballero F.G., Garcia-Mateo C., Elvira R.: Wear of nano-structured carbide-free bainitic steels under dry rolling–sliding conditions, Wear, 298–299, 2013, s. 42
• 6. Sourmail T., Caballero F.G., Garcia-Mateo C., Smanio V., Ziegler C., Kuntz M., Elvira R., Leiro A., Vuorinen E. and Teeri T.: Evaluation of potential of high Si high C steel nanostructured bainite for wear and fatigue applications, Materials Science and Technology, 2013, Vol. 29, No 10, s. 1166
• 7. Novel nanostructured bainitic steel grades to answer the need for high-performance steel components (NANOBAIN) – projekt zrealizowany w latach 2008-2011 z funduszy RFCS
• 8. Novel nano-structured bainitic steels for enhanced durability of wear resistant components – projekt realizowany z funduszy RFCS (data zakończenia projektu 31.12.2017)
• 9. Patenty IMŻ na podstawie: zgłoszenia nr P. 394037 (UP RP) z dnia 25.02.2011: Stal bainityczno-austenityczna i sposób wytwarzania z tej stali blach, zgłoszenia nr P. 396431 (UP RP) z dnia 26.09.2011: Sposób obróbki cieplnej stali bainitycznoaustenitycznej. Zgłoszenie patentowe IMŻ nr P.407091 (UP RP) z dnia 6.02.2014: Sposób obróbki cieplnej wyrobów z ultrawytrzymałej stali średniostopowej, Prawo ochronne UP RP na znak towarowy NANOS-BA®, udzielone od dnia 14.11.2011 (klasa towarowa: 06 blachy stalowe – blachy stalowe o dużej wytrzymałości i plastyczności)
• 10. Garbarz B., Marcisz J., Adamczyk M., Wiśniewski A.: Ultrahigh-strength nanostructured steels for armours, Problemy Mechatroniki, Uzbrojenie, Lotnictwo, Inżynieria bezpieczeństwa.1 (3), 2011, s. 25
• 11. Garbarz B., Marcisz J., Burian W., Wiśniewski A.: Mechanizmy odkształcenia dynamicznego w ultrawytrzymałych stalach nanostrukturalnych przeznaczonych na pancerze, Problemy Techniki Uzbrojenia. Biuletyn Naukowy Wojskowego Instytutu Technicznego Uzbrojenia, Zeszyt 118, nr 2/2011, s. 41
• 12. Marcisz J., Garbarz B., Burian W., Wiśniewski A.: New Generation Maraging Steel and High-Carbon Bainitic Steel for Armours, 26th International Symposium on Ballistics, 12-16 September 2011, Miami-Florida, USA, s. 1595
• 13. Garbarz B., Burian W., Marcisz J., Wiśniewski A.: The nanoduplex NANOS-BA steel for application in construction of armours, Problemy Mechatroniki, Uzbrojenie, Lotnictwo, Inżynieria Bezpieczeństwa (Problems of Mechatronics. Armament, Aviation, Safety Engineering), 4 (10), 2012, s. 7
• 14. Marcisz J., Garbarz B., Burian W., Stępień J. and Starczewski L.: Ballistic testing of nano-precipitation hardened and nanoduplex steels, 27th International Symposium on Ballistics, 22-26 April 2013, Freiburg, Germany, s. 1834
• 15. Burian W., Marcisz J., Garbarz B., Starczewski L.: Nanostructured bainite-austenite steel for armours construction, Archives of Metallurgy and Materials, vol. 59, no 3, 2014, s. 1211
• 16. Marcisz J., Burian W., Stępień J. and Starczewski L., Wnuk M., Janiszewski J.: Static, dynamic and ballistic properties of bainite-austenite steel for armours, 28th International Symposium on Ballistics, 2014 Atlanta, USA, s. 1348