Mikrostruktura i właściwości stali HS6-5-2-5 poddanej procesowi wymrażania kriogenicznego

• Autorzy: Ciski A.

Warianty tytułu

EN

Microstructure and properties of HS6-5-2-5 steel subjected to deep cryogenic treatment process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przeanalizowano mikrostrukturę i substrukturę stali szybkotnącej HS6-5-2-5 poddanej konwencjonalnej obróbce cieplnej na twardość wtórną oraz obróbce cieplnej z wymrażaniem kriogenicznym (z odpuszczaniem oraz bez odpuszczania). Zakres pracy obejmował również pomiary twardości powierzchni, określenie odporności na zużycie przez tarcie w próbie 3 wałeczki-stożek, badania udarności oraz statyczne badania właściwości mechanicznych: wytrzymałości na zginanie oraz ściskanie. Praca pozwoliła na stwierdzenie, że proces wymrażania kriogenicznego stali HS6-5-2-5 spowodował kilkakrotne rozdrobnienie płytek martenzytu (rys. 1). Rozdrobnienie podziaren martenzytu przyczyniło się do równomiernego rozmieszczenia w objętości stali wydzielających się podczas odpuszczania nanowęglików. Zmiany w strukturze i substrukturze osnowy materiału oraz w sposobie wydzielania się faz umacniających w wymrażanej stali znalazły odzwierciedlenie w poprawie odporności na zużycie przez tarcie (rys. 4). W porównaniu z konwencjonalną obróbka cieplną, przeprowadzenie obróbki cieplnej z wymrażaniem kriogenicznym pozwoliło na obniżenie średniej intensywności zużycia o około 50÷70%, w zależności od zastosowanych nacisków jednostkowych. Procesy wydzieleniowe zachodzące podczas odpuszczania stali szybkotnącej nie zostają zakończone po jednokrotnym odpuszczaniu, należy się spodziewać, że wielokrotne (np. 3-krotne) odpuszczanie będzie prowadzić do dalszej poprawy odporności na zużycie przez tarcie.

EN

In article the microstructure and substructure of HS6-5-2-5 high speed steel subjected to a conventional heat treatment for secondary hardness and to the heat treatment involving the deep cryogenic treatment (with or without subsequent tempering) is analyzed. The work covered the surface hardness measurements, resistance to frictional wear test in a three rollers-cone system, impact test and the static mechanical properties tests: bending strength test and compressive strength test. The work allowed to conclude that the deep cryogenic treatment process of steel HS6-5-2-5 caused the considerable refinement of substructure of martensite plates (Fig. 1). The refinement of the martensite subgrain size contributed to the uniform distribution of the precipitated during tempering the nanocarbides in volume of steel. These changes in the structure and substructure of the steel matrix and the manner of precipitation of strengthening phases in deep cryogenically treated steel were reflected in improved resistance to wear by friction (Fig. 4). In comparison with conventional heat treatment, conducting the deep cryogenic treatment allowed to reduce the average intensity of wear by around 50÷70%, depending on the applied unit pressure. Precipitation processes occurring during tempering of HS6-5-2-5 high-speed steel are not finished after a single tempering, it is expected that multiple (eg. 3-fold) tempering will lead to further improvement of resistance to wear.

Słowa kluczowe

PL

wymrażanie kriogeniczne; stal szybkotnąca

EN

deep cryogenic treatment; high-speed steel

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 6
• Strony: 468--472
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ciski A.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Jeleńkowski J., Ciski A., Babul T.: Effect of deep cryogenic treatment on substructure of HS6-5-2 high speed steel. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 43 (1) (2010) 80÷87.
• [2] Jeleńkowski J., Wach P., Ciski A., Babul T.: Porównanie zmian w substrukturze stali X153CrMoV12 po obróbce cieplnej bez i z głębokim wymrażaniem. Inżynieria Materiałowa 6 (190) (2012) 673÷676.
• [3] Wierszyłłowski I., Samolczyk J., Wieczorek S., Andrzejewska E., Marcinkowska A.: The influence of deep cryogenic treatment on transformations during tempering of quenched D2 steel studies of XRD,structures, DSC, dilatometry, hardness and impact energy. Obróbka Plastyczna Metali XIX (2) (2008) 53÷59.
• [4] Kelkar R., Nash P., Zhu Y.: Understanding the effects of cryogenic treatment on M2 tool steel properties. Heat Treating Progress 7 (2007) 57÷60.
• [5] Pellizzari M.: Influence of deep cryogenic treatment on the properties of conventional and PM high speed steels. Trattamenti Termici, La Metallurgia Italiana (2008) 17÷22.
• [6] Pacyna J., Mazur. J.: Zastosowanie metody liniowo-sprężystej mechanikipękania i próby statycznego zginania do oceny ciągliwości stali szybkotnących. Mechanik (7) (1982) 404÷408.
• [7] Żmihorski E.: Stale narzędziowe i obróbka cieplna narzędzi. WNT, Warszawa (1976).
• [8] Jeleńkowski J., Tacikowski J., Ciski A., Wach P., Babul T.: Substrukturai odporność na zużycie przez tarcie stali narzędziowych wymrażanych w procesach obróbki cieplnej. Inżynieria Powierzchni (3) (2013) 3÷13.
• [9] Yun D., Xiaoping L., Hongshen X.: Deep cryogenic treatment of highspeed steel and its mechanism. Heat Treatment of Metals (3) (1998) 55÷59.