Nanocrystalline Steels’ Resistance to Hydrogen Embrittlement

• Autorzy: Skołek E. , Marciniak S. , Skoczylas P. , Kamiński J. , Świątnicki W. A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0079

Warianty tytułu

PL

Odporność na kruchość wodorową stali nanokrystalicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this study is to determine the susceptibility to hydrogen embrittlement in X37CrMoV5-1 steel with two different microstructures: a nanocrystalline carbide-free bainite and tempered martensite. The nanobainitic structure was obtained by austempering at the bainitic transformation zone. It was found, that after hydrogen charging, both kinds of microstructure exhibit increased yield strength and strong decrease in ductility. It has been however shown that the resistance to hydrogen embrittlement of X37CrMoV5-1 steel with nanobainitic structure is higher as compared to the tempered martensite. After hydrogen charging the ductility of austempered steel is slightly higher than in case of quenched and tempered (Q&T) steel. This effect was interpreted as a result of phase composition formed after different heat treatments.

PL

Celem pracy było określenie wrażliwości na kruchość wodorową stali X37CrMoV5-1 o dwóch różnych mikrostrukturach: nanokrystalicznego bainitu bezwęglikowego i odpuszczonego martenzytu. Struktura nanobainityczna została otrzymana w wyniku procesu hartowania izotermicznego w zakresie przemiany bainitycznej. Zaobserwowano, że po procesie katodowego nasycania wodorem oba typy mikrostruktury wykazują zwiększenie granicy plastyczności i znaczący spadek plastyczności. Wykazano jednak, że odporność na kruchość wodorową stali X37CrMoV5- 1o strukturze nanobainitycznej jest lepsza w porównaniu do stali o strukturze martenzytu odpuszczonego. Po katodowym nasycaniu wodorem plastyczność stali hartowanej izotermicznie jest nieznacznie wyższa niż w przypadku stali hartowanej i odpuszczanej (Q&T). Zjawisko to zostało zinterpretowane jako wynik składu fazowego wytworzonego podczas różnych obróbek cieplnych.

Słowa kluczowe

EN

carbide-free bainite; tool steel; austempering; hydrogen embrittlement

PL

bainit bezwęglikowy; stal narzędziowa; hartowanie; kruchość wodorowa

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 1
• Strony: 491--496
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys.

Twórcy

autor

Skołek E.

• Warsaw University of Technology, The Faculty of Mat. Science and Engineering, 141 Wołoska Str., 02-507 Warsaw, Poland

autor

Marciniak S.

• Warsaw University of Technology, The Faculty of Mat. Science and Engineering, 141 Wołoska Str., 02-507 Warsaw, Poland

autor

Skoczylas P.

• Warsaw University of Technology, The Faculty of Production Engineering, 85 Narbutta Str., 02-524 Warsaw, Poland

autor

Kamiński J.

• Warsaw University of Technology, The Faculty of Mat. Science and Engineering, 141 Wołoska Str., 02-507 Warsaw, Poland

autor

Świątnicki W. A.

• Warsaw University of Technology, The Faculty of Mat. Science and Engineering, 141 Wołoska Str., 02-507 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] L. Tau, S. L. I. Chan, C. S. Shin, Corrosion Science 38, 2049-2060 (1996).
• [2] M. Beghini, G. Benamati, L. Bertini, I. Ricapito, R. Valentini, Journal of Nuclear Materials 288, 1-6 (2001).
• [3] G. Wang, Y. Yan, J. Li, J. Huang, Y. Su, L. Qiao, Corrosion Science 77, 273-280 (2013).
• [4] A. Głowacka, W. A. Świątnicki, Journal of Alloys and Com-pounds 356-357, 701-704 (2003).
• [5] A. Głowacka, W. A. Świątnicki, E. Jezierska, Journal of Mi-croscopy 223, 282-284 (2006).
• [6] A. Głowacka, M. J. Wozniak, W. A. Swiatnicki, Journal of Alloys and Compounds 404-406C, 595-598 (2005).
• [7] W. Świątnicki, Proceedings of 2008 ’International Hydrogen Conference - Effects of Hydrogen on Materials, Jackson Lake Lodge, Grand Teton National Park, Wyoming, USA, September, 2008, eds. B. Somerday, P. Sofronis, R. Jones, ASM International, 155-162 (2009).
• [8] T. Zakroczymski, A. Głowacka, W. A. Świątnicki, Corrosion Science 47, 1403-1414 (2005).
• [9] B. Gołębiowski, W. A. Świątnicki, M. Gasperini, Journal of Mi-croscopy 237, 352-358 (2010).
• [10] E. Owczarek, T. Zakroczymski, Acta Materialia 48, 3059-3070 (2000).
• [11] W. C. Luu, J. K. Wu, Corrosion Science 38, 239-245 (1996).
• [12] U. Hadam, T. Zakroczymski, International Journal of Hydrogen Energy 34, 2449-2459 (2009).
• [13] J. Ćwiek, K. Nikiforov, Materials Science 40, 831-836 (2004).
• [14] J. Ćwiek, Journal of Achievements in Materials and Manufac-turing Engineering 37, 193-212 (2009).
• [15] M. Sozańska, J. Sojka, P. Betakova, C. Dagbert, L. Hyspecka, J. Galland, M. Tvrdy, Materials Characterization 46, 239-243 (2001).
• [16] H. K. D. H. Bhadeshia, Proc. R. Soc. A 466, 3-18 (2010).
• [17] H. K. D. H. Bhadeshia, Mater. Sci. Eng. A 481-482, 36-39 (2008).
• [18] C. Garcia-Mateo, F. G. Caballero, Mater. Trans. 46, 1839-1846 (2005).
• [19] W. A. Świątnicki, K. Pobiedzińska, E. Skołek, A. Gołaszewski, Sz. Marciniak, Ł. Nadolny, J. Szawłowski, Materials Engineering (Inżynieria Materiałowa) 6, 524-529 (2012).
• [20] J. Dworecka, K. Pobiedzińska, E. Jezierska, K. Rożniatowski, W. Świątnicki, Materials Engineering (Inżynieria Materiałowa) 2, 109-112 (2014).
• [21] W. Burian, J. Marcisz, B. Garbarz, L. Starczewski, Archives of Metallurgy and Materials 59, 1211 (2014).
• [22] L. C. Chang, H. K. D. H. Bhadeshia, Materials Science and Technology 11, 874-881 (1995).
• [23] ‘Metale - Próba rozciągania’ - Część 1 ‘Metoda badania w temperaturze otoczenia’, PN-EN 10002-1:2004.
• [24] Z. Wolarek, T. Zakroczymski, Acta Materialia 52, 2637-2643 (2004).
• [25] T. Zakroczymski, E. Owczarek, Acta Materialia 50, 2701-2713 (2002).
• [26] A. Turnbull, R. B. Hutchings, Mater. Sci. Eng. A177, 161-171 (1994).
• [27] Shyan-Liang Chou, Wen-Ta Tsai, Mater. Sci. Eng. A270, 219-224 (1999).
• [28] P. E. J. Rivera-Dıaz-Del-Castillo, Metallurgical and Materials Transactions A 44, 4542-4550 (2013).