The Effect of the Method And Parameters of the Heat Treatment on Abrasive Wear Resistance of 38GSA Steel

• Autorzy: Konat Łukasz , Napiórkowski Jerzy

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.5435

Warianty tytułu

PL

Wpływ metody i parametrów obróbki cieplnej na odporność na zużywanie ścierne stali 38GSA

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the structure and the results of abrasive wear resistance testing for 38GSA steel in an as-delivered condition (after heat refining) and after volume hardening. Based on the tests conducted by both light and scanning microscopy methods, it was demonstrated that, due to the performed technological operations, this steel differed significantly in terms of structure compared to the as-delivered condition, which affected its performance characteristics. In an as-delivered condition, 38GSA (38MnSi4) steel is characterised by a fine-grained ferrite-pearlite structure with martensite areas arranged in bands, which significantly differs from the structure typical of the state of equilibrium. After volume hardening, the steel in question is characterised by a homogeneous fine-stripped martensite structure with clearly visible former austenite grain boundaries. The obtained results of structural testing on 38GSA steel were related to the actual abrasive wear resistance indices obtained by the “rotating bowl” method using various abrasive soil mass types. Tests conducted in the following soils, i.e. light (loamy sand), medium (light loam) and heavy (common loam), including hardness measurements, showed a close relationship between the results obtained for abrasive wear resistance and the phase structure resulting from the heat treatment state of the tested material. The obtained results of the tests on 38GSA steel were compared to those for low-alloyed martensitic abrasive wear resistant steels Hardox 500 and Brinar 500.

PL

W pracy przedstawiono budowę strukturalną oraz wyniki badań odporności na zużywanie ścierne stali 38GSA w stanie dostarczenia (po wyżarzaniu normalizującym) oraz po hartowaniu objętościowym. Na podstawie przeprowadzonych badań metodami mikroskopii świetlnej i skaningowej wykazano, że w wyniku wykonanych operacji technologicznych stal ta cechuje się znaczną różnicą w budowie strukturalnej, w stosunku do stanu dostarczenia, rzutującą na jej charakterystyki użytkowe. W stanie dostarczenia stal 38GSA (38MnSi4) charakteryzuje się drobnoziarnistą strukturą ferrytyczno-perlityczną z pasmowo ułożonymi obszarami martenzytu, znacząco odbiegającą od struktury charakterystycznej dla stanu równowagi. Po hartowaniu objętościowym omawiana stal cechuje się jednorodną strukturą drobnolistwowego martenzytu z wyraźnie widocznymi granicami ziaren byłego austenitu. Uzyskane wyniki badań strukturalnych stali 38GSA odniesiono do rzeczywistych wskaźników odporności na zużycie ścierne, uzyskanych metodą „wirującej misy”, wykorzystując różne glebowe masy ścierne. Zrealizowane badania w glebie lekkiej (piasek gliniasty), średniej (glina lekka) oraz glebie ciężkiej (glina zwykła), a także przeprowadzone pomiary twardości wykazały ścisłą zależność uzyskanych wskaźników odporności na zużywanie ścierne od budowy fazowej wywołanej stanem obróbki cieplnej badanego materiału. Uzyskane wyniki badań stali 38GSA odniesiono porównawczo do niskostopowych, martenzytycznych stali odpornych na zużywanie ścierne Hardox 500 i Brinar 500.

Słowa kluczowe

EN

heat treatment; wear intensity; soil mass; 38GSA steel

PL

obróbka cieplna; intensywność zużycia; masa glebowa; stal 38GSA

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 3
• Strony: 61--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Konat Łukasz

• Wrocław University of Science and Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

autor

Napiórkowski Jerzy

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Michała Oczapowskiego 2, 10-719 Olsztyn, Poland

Bibliografia

• 1. Konat Ł., Pękalski G.: Assessment of the condition of the constructional material, in: D. Dudek (Ed.), Maint. Strateg. Surf. Min. Mach. Facil. with High Degree Tech. Degrad., Publishing House of Wrocław University of Science and Technology, Wroclaw, 2013: pp. 329–340.
• 2. Białobrzeska B., Kostencki P.: Abrasive wear characteristics of selected low-alloy boron steels as measured in both field experiments and laboratory tests, Wear. 328–329 (2015), pp. 149–159. doi:10.1016/j.wear.2015.02.003.
• 3. Konat Ł., Napiórkowski J., Kołakowski K.: Resistance to wear as a function of the microstructure and selected mechanical properties of microalloyed steel with boron, Tribologia. 268 (2016), pp. 101–114. doi:10.5604/01.3001.0010.6986.
• 4. Napiórkowski J., Konat Ł., Ligier K.: The structural properties and resistance to abrasive wear in soil of Creusabro steel, Tribologia. 269 (2016), pp. 105–119. doi:10.5604/01.3001.0010.6611.
• 5. Łętkowska B.: Influence of Heat Treatment on Structure and Selected Properties of B27 and 28MCB5 Steels, Wrocław University of Science and Technology, 2013.
• 6. Konat Ł.: Structures and Properties of Hardox Steels and their Application Possibilities in Conditions of Abrasive Wear and Dynamic Loads, Wrocław University of Science and Technology, 2007.
• 7. Napiórkowski J., Konat Ł., Pietruszewska M.: Effect of laser hardening of steel on the wear process in an abrasive soil mass, Tribologia. 280 (2018), pp. 63–69. doi:10.5604/01.3001.0012.7534.
• 8. Konat Ł., Napiórkowski J., Białobrzeska B.: Structural properties and abrasive-wear resistance of Brinar 400 and Brinar 500 steels, Tribologia. 273 (2017), pp. 67–75. doi:10.5604/01.3001.0010.6132.
• 9. Napiórkowski J., Lemecha M., Konat Ł.: Effect of external load on the process of steel consumption in a soil mass Wpływ obciążenia na zużycie w masie ściernej stali Hardox Extreme w zróżnicowanych rodzajach gleb, Tribologia. (2017), pp. 111–117. doi:10.5604/01.3001.0010.6146.
• 10. Białobrzeska B., Konat Ł.: Comparative analysis of abrasive-wear resistance of Brinar and Hardox steels, Tribologia. 272 (2017), pp. 7–16. doi:10.5604/01.3001.0010.6261.
• 11. Wang C., Wang M., Shi J., Hui W., Dong H.: Effect of microstructure refinement on the strength and toughness of low alloy martensitic steel, J. Mater. Sci. Technol. 23 (2007), pp. 659–664. http://www.jmst.org/fileup/ PDF/2006420.pdf.
• 12. Białobrzeska B., Konat Ł., Jasiński R.: Fractographic Analysis of Brinar 400 and Brinar 500 Steels in Impact Testing, Scanning. 2018 (2018), pp. 1–17. doi:10.1155/2018/2524735.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).