Obróbka cieplno-plastyczna stali konstrukcyjnych zawierających 3÷4%Al umożliwiająca wytworzenie mikrostruktury lamelarnej

• Autorzy: Adamczyk M. , Garbarz B. , Niżnik-Harańczyk B.

Warianty tytułu

EN

Thermo-mechanical processing of structural steels containing 3÷4%Al allowing to produce laminated microstructure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł zawiera wyniki badań stali konstrukcyjnych z dodatkiem stopowym glinu w ilości 3÷4%, poddanych wielowariantowej obróbce cieplno-plastycznej. Nowe stale z glinem charakteryzują się występowaniem stabilnej struktury dwufazowej austenityczno-ferrytycznej w zakresie temperatury nagrzewania do przeróbki plastycznej i przeróbki plastycznej na gorąco. Umożliwia to wytworzenie mikrostruktury lamelarnej (pasmowej). Celem badań było uzyskanie wysokich właściwości mechanicznych nowej klasy stali z dodatkiem stopowym glinu, konkurencyjnych w stosunku do właściwości obecnie wytwarzanych konstrukcyjnych wyrobów stalowych o wysokiej granicy plastyczności minimum 500 MPa, w warunkach technologicznych typowych dla średnio zaawansowanych technicznie walcowni. W wyniku zastosowania zróżnicowanych wartości parametrów obróbki cieplno-plastycznej, wytworzono lamelarne struktury charakteryzujące się wartością średniej grubości pasm mikrostruktury w zakresie od 8,6 μm do 13,3 μm. Właściwości mechaniczne eksperymentalnych stali po zastosowanych wariantach obróbki cieplno-plastycznej mieszczą się w szerokim zakresie wartości: Rm od 620 do 1080 MPa, Rp0,2 od 420 do 540 MPa oraz wydłużenie całkowite od 6 do 19%. Korzystne proporcje wytrzymałości i plastyczności uzyskano dla stali zawierających 0,30%C-1,72%Mn-3,0%Al oraz 0,28%C-1,67%Mn-2,98%Al-0,70%Si-0,49%Cr: granica plastyczności ok. 500 MPa, wytrzymałość ok. 700 MPa i wydłużenie całkowite ok. 17%.

EN

Results of investigation of structural steels alloyed with 3÷4% of aluminium subjected to multivariant thermomechanical processing are presented in the paper. The new steel grades with aluminium addition are characterised by their dual phase austenite-ferrite structure stable at temperatures of reheating and hot working. This property enables to produce laminated (banded) microstructure. The aim of the investigation was to obtain high mechanical properties of the new class of steels containing aluminium, competitive with mechanical properties of currently produced structural steel products with a high yield strength of minimum 500 MPa, using medium-advanced rolling facilities. As a result of application of different values of thermo-mechanical treatment laminated structures were produced with an average thickness of microstructural bands in the range of 8.6 μm to 13.3 μm. Mechanical properties of the experimental steels obtained after the applied variants of thermo- mechanical processing showed wide ranges of values: Rm from 620 to 1080 MPa, Rp0,2 from 420 to 540 MPa and total elongation from 6 to 19%. A favorable proportion of strength and ductility was obtained for the steels containing 0.30%C-1.72%Mn-3.0%Al and 0.28%C-1.67%Mn-2.98%Al-0.70%Si-0.49%Cr: yield strength ca. 500 MPa, tensile strength ca. 700 MPa and total elongation ca. 17%.

Słowa kluczowe

PL

stal; glin; obróbka cieplno-plastyczna; mikrostruktura lamelarna; właściwości mechaniczne

EN

aluminium-alloyed steel; thermomechanical treatment; laminated microstructure; mechanical properties

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 69, nr 1
• Strony: 10--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Adamczyk M.

• Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica

autor

Garbarz B.

• Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica

autor

Niżnik-Harańczyk B.

• Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica

Bibliografia

• [1] Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica. Walcarka do walcowania na gorąco wraz z urządzeniami do obróbki cieplnoplastycznej (moduł B-LPS). http://www.imz.pl/pl/ Dostęp 06.02.17.
• [2] D. Woźniak, B. Garbarz, Linia do półprzemysłowej symulacji procesów wytwarzania stopów metali i wyrobów metalowych, Prace Instytutu Metalurgii Żelaza 62 (1) (2010) 61–67.
• [3] B. Garbarz , W. Burian, D. Woźniak, Semi-industrial simulation of in-line thermo-mechanical processing and heat treatment of nano-duplex bainite-austenite steel, Steel Res. Int., Special Edition – Proc. of the 14th Int. Conf. on Metal Forming (2012) 1251–1254.
• [4] B. Garbarz, J. Marcisz, Phase transformations in Fe-(1÷8)%Al- 0,1%C steel, Archives of Metallurgy and Materials 49 (3) (2004) 671–680.
• [5] M. Adamczyk, B. Garbarz, Mikrostruktura i właściwości eksperymentalnych stali konstrukcyjnych Fe-0,1%C-1,4%Mn-(4÷8%Al) po walcowaniu na gorąco, Prace Instytutu Metalurgii Żelaza 66 (2) (2014) 13–20.
• [6] B. Garbarz, M. Adamczyk, B. Niżnik-Harańczyk, Development of structural steel containing 3÷5% Al with microlaminated microstructure, Int. Conf. – Modern Steels and Iron Alloys, Warszawa, 2016.
• [7] B. Garbarz, M. Adamczyk, B. Harańczyk-Niżnik, Sposób wytwarzania wyrobów stalowych o strukturze mikrolamelarnej, Zgłoszenie patentowe, nr P.419214, data zgłoszenia 21.10.2016.
• [8] M.D. Zhang, J. Hu, W. Q. Cao, H. Dong, Microstructure and mechanical properties of high strength and high toughness micro-laminated dual phase steels, Materials Science and Engineering:A 618 (2014) 168–175.
• [9] M.D. Zhang, J. Hu, W.Q. Cao, H. Dong, Microlaminated dual phase steel presenting with high strength and ultrahigh toughness, Materials Science and Technology 31 (2015) 1349–1354.
• [10] M. Zhang, W. Cao, H. Dong, J. Zhu, Element partitioning effect on microstructure and mechanical property of the microlaminated Fe-Mn-Al-C dual phase steel, Materials Science and Engineering: A 654 (2016) 193–202.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)