Obróbka cieplna spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowych

• Autorzy: Cygan S. , Sułowski M. , Ciesielka M.

Warianty tytułu

EN

Heat treatment of sintered Mn-Cr-Mo steels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem prezentowanych badań było określenie wpływu sposobu chłodzenia oraz zastosowanej obróbki cieplnej na własności spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowych o zawartości Fe, 3 % Mn, 1,5 % Cr, 0,2 % Mo i 0,7 % C. Mieszankę proszków przygotowano na bazie stopowego proszku żelaza Astaloy CrL (Fe, 1,5 % Cr, 0,2 % Mo), proszku żelazomanganu Elkem (Fe, 89,3 % Mn, 1,18 % C) oraz proszku grafitu C-UF. Spiekanie przeprowadzono w temperaturze 1250 °C, w czasie 60 min. Jako atmosferę spiekania zastosowano w pierwszym wariancie mieszaninę wodoru i azotu (5%H2-95%N2), a w drugim powietrze z dodatkiem żelazomanganu. Po spiekaniu kształtki chłodzono w chłodnicy pieca lub w wodzie (temperatura 20 °C). Następnie spieki poddano odpuszczaniu w powietrzu w temperaturze 200 lub 450 °C w czasie 60 lub 180 min. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że spieki otrzymane w atmosferze powietrza z dodatkiem żelazomanganu charakteryzują się lepszymi własnościami niż otrzymane w atmosferze 5%H2-95%N2. Ponadto stwierdzono, że chłodzenie w wodzie bezpośrednio z temperatury spiekania ma negatywny wpływ na własności wytrzymałościowe badanej stali. W wyniku przeprowadzonych prac wykazano, że wyższa temperatura odpuszczania przyczynia się do wzrostu własności wytrzymałościowych spieków, a czas odpuszczania nie ma wpływu na własności tych stali.

EN

In the present work the effect of type and cooling rate and the post-sintering heat treatment on the microstructure and mechanical properties of Astaloy CrL-based steel was investigated. Powder mixture was prepared based on Höganäs Astaloy CrL powder (1.5 % Cr, 0.2 % Mo), low-carbon Elkem ferromanganese (89.3 % Mn, 1.18 % C) and graphite powder grade C-UF. Following the pressing in the rigid die at 660 MPa, sintering in the mixture of 5%H2-95%N2 or in air (with a ferromanganese lumps) at 1250 °C for 60 minutes was carried out. After sintering, samples were tempered at 200 or 450 °C for 60 and 180 minutes. On the base of investigations was shown, that for steels sintered in air higher mechanical properties were recorded as compared to the properties of steels produced in the nitrogen/hydrogen mixture. What is more, cooling from sintering temperature in water has a negative influence on the strength properties of investigated steel. Following the research was shown, that increasing the tempering temperature strength properties of Astaloy CrL — based steel increased. Also the negligible effect of tempering time on the properties of steels was shown.

Słowa kluczowe

PL

stal spiekana; dodatki stopowe; obróbka cieplna; własności mechaniczne; mikrostruktura

EN

sintered steel; alloying elements; heating treatment; mechanical properties; microstructure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 59, nr 3
• Strony: 127--134
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Cygan S.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Sułowski M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Ciesielka M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Dobrzański L. A.: Podstawy metalurgii proszków i materiały spiekane. Open Access Library, 20012, t. 8, nr 14.
• 2. Igras Ł., Sułowski M.: Wpływ temperatury spiekania i składu chemicznego atmosfery na strukturę i własności mechanicznie spiekanych stali konstrukcyjnych na bazie proszku Astaloy CrL i CrM. Rudy Metale 2006, t. 51, nr 11, s. 686.
• 3. Ciaś A., Frydrych H., Pieczonka T.: Zarys metalurgii proszków. WSP, Warszawa, 1992.
• 4. Nowacki J.: Spiekane metale i kompozyty z osnową metaliczną. WNT, Warszawa 2005.
• 5. Cyunczyk A.: Podstawy inżynierii spieków metalowych. Oficyna Wydaw. Polit. Rzeszowskiej, Rzeszów, 2000.
• 6. Sułowski M.: Warunki wytwarzania spiekanych konstrukcji stali manganowych. Część II: Spiekanie. Rudy Metale 2005, t. 50, nr 1, s. 33.
• 7. Dlapka M., Danninger H., Gierl C., Lindqvist B.: Sinter hardening— a special heat treatment for powder metallurgy precision parts. Journal of Heat Treatment and Materials 2012, t. 67, nr 3, s. 3-231.
• 8. Ciaś A., Sułowski M., Mitchell S. C., Wronski A. S.: Sinter hardening of Fe-Mn-C steel. Materiały konferencyjne European Congress and Exhibition on Powder Metallurgy, Nice, France, 22-24.10.2001, t. 4, s. 246.
• 9. Sułowski M.: Struktura i własności mechaniczne konstrukcyjnych spieków żelazo-mangan-węgiel. Kraków, AGH, 2003 [praca doktorska].
• 10. James W. B.: What is sinter-hardening? Materiały konferencyjne PM2TEC’98 International Conference on Powder Metallurgy & Particulate Materials, 31.05-4.06.1998, Las Vegas, Nevada, USA.
• 11. Ciaś A.: Development and properties of Fe-Mn-(Mo)-(Cr)-C sintered structural steels. Rozprawy i monografie, nr 129, AGH —Uczelniane Wydaw. Nauk.-Techn., Kraków, 2004.
• 12. Sułowski M., Ciaś A.: Microstructure and properties of Cr-Mn structural steels sintered in a microatmosphere. Materiały konferencyjne 2 010 P M W orld C ongress, F lorencja, W łochy, 10-14.10.2010 r., t. 3 — Sintered steels, s. 103.
• 13. Cygan S., Sułowski M., Ciesielka M.: Własności mechaniczne i mikrostruktura spiekanych stali konstrukcyjnych obrabianych cieplnie. Rudy Metale 2012, t. 57, nr 9, s. 609.
• 14. Gac P., Sułowski M., Ciesielka M.: Własności mechaniczne i mikrostruktura spiekanych stali o zawartości 3 % Mn, 3 % Cr i 0,5 % Mo obrabianych cieplnie. Rudy Metale 2012, t. 57, nr 10, s. 712.
• 15. Kulecki P., Sułowski M., Ciesielka M.: Mikrostruktura i własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych chromowych i chromowo-molibdenowych. Rudy Metale 2013, t. 58, nr 5, s. 266.
• 16. Chudzik E., Sułowski M., Ciesielka M.: Własności mechaniczne i mikrostruktura spiekanych stali Mn-Cr-Mo o podwyższonej zawartości węgla. Rudy Metale 2013, t. 58, nr 6, s. 326.
• 17. Lichańska E., Sułowski M., Ciesielka M.: Własności spiekanych stali Mn−Cr−Mo o niskiej zawartości węgla. Rudy Metale 2013, t. 58, nr 9, s. 514.
• 18. Höganäs Handbook — „Höganäs iron and steel powders for sintered components”. Höganäs AB, 1997.
• 19. Metalog guide. Struers A/S, 2001.
• 20. Tasak E.: Metalurgia spawania. Wydaw. JAK Andrzej Choczewski, Kraków 2008.
• 21. Ziewiec A.: Opis ilościowy przemian fazowych w stalach z mikrododatkami w warunkach szybkich cykli cieplnych. Kraków, AGH, 1997 [praca doktorska].
• 22. Mroczka K.: Struktura i własności strefy wpływu ciepła w stalach o dużej wytrzymałości poddanych cyklom cieplnym. Kraków, AGH, 2002 [praca doktorska].