Wpływ parametrów wytwarzania na własności mechaniczne i mikrostrukturę spiekanych stali konstrukcyjnych zawierających Cr I Mo

• Autorzy: Kulecki P. , Sułowski M. , Radziszewska A.

Warianty tytułu

EN

The effect of processing parameters on the mechanical properties and microstructure of sintered structural steel contains Cr and Mo

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy była ocena wpływu parametrów wytwarzania na mikrostrukturę oraz własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych. Badania przeprowadzono na stalach spiekanych, wykonanych na bazie komercyjnych, stopowych proszków żelaza Höganäs: Astaloy CrA (1,8 % Cr, 98,2 % Fe), Astaloy CrL (1,5 % Cr, 0,2 % Mo, 98,25 % Fe), Astaloy CrM (3 % Cr, 0,5 % Mo, 96,5 % Fe) z dodatkiem proszku grafitu C-UF. Zawartość węgla w mieszance proszków wynosiła 0,4 i 0,8 %. Mieszanki proszków prasowano jednostronnie w matrycy pod ciśnieniem 660 MPa, otrzymując kształtki zgodne z PN-EN ISO 2740. Sprasowane kształtki poddano spiekaniu w temperaturze 1120 i 1250 °C w czasie 60 min. Atmosferę spiekania stanowiła mieszanina wodoru i azotu w ilości 5 % H2 – 95 % N2. Po spiekaniu kształtki były odpuszczane w temperaturze 200 °C p rzez o kres 6 0 m in. Przeprowadzone badania własności mechanicznych wykazały, że stale, wykonane na bazie proszku stopowego Astaloy CrA, mogą stanowić alternatywę dla spieków wykonanych na bazie proszku stopowego Astaloy CrL, a ponadto spieki wytworzone w wyższej temperaturze wykazywały lepsze własności mechaniczne.

EN

The object of the study was to evaluate the effect of production parameters on the microstructure and mechanical properties of Cr and Cr-Mo PM steels. The measurements were performed on sintered steels made from commercial Höganäs prealloyed powders: Astaloy CrA, Astaloy CrL and Astaloy CrM with carbon, which was added in the form of graphite powder grade C-UF. Following the mixing in Turbula mixer for 30 minutes, green compacts were single pressed at 660 MPa according to PN-EN ISO 2740. Sintering was carried out in a laboratory horizontal furnace at 1120 and 1250 °C for 60 minutes, in hydrogen-nitrogen atmosphere consists of 5 % of hydrogen. After sintering, the sintered samples were tempered at 200 °C for 60 minutes in air. Following the mechanical tests it can be assumed that steel based on Astaloy CrA pre-alloyed powder could be an alternative material for steels based on Astaloy CrL powder and also steels made in higher temperature revealed better mechanical properties.

Słowa kluczowe

PL

stal spiekana; pierwiastki stopowe; własności mechaniczne; mikrostruktura

EN

sintered steel; alloying elements; mechanical properties; microstructure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 59, nr 5
• Strony: 240--250
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kulecki P.

• 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

Radziszewska A.

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

Bibliografia

• 1. Missol W.: Spiekane Części Maszyn. Wydaw. „Śląsk”, Katowice, 1976.
• 2. Ciaś A., Frydrych H., Pieczonka T.: Zarys metalurgii proszków. Wydaw. Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa, 1992.
• 3. Mazahery A, Shabani M. O.: Characterization of wear mechanisms in sintered Fe-1.5 wt % Cu alloys. Archives of Metallurgy and Materials, 2012, t. 57, nr 1, s. 93.
• 4. Ciaś A., Mitchell S. C., Pilch K., Ciaś H., Sułowski M., Wronski A. S.: Tensile properties of Fe-3Mn-0.6/0.7C steels sintered in semi-closed containers in dry hydrogen, nitrogen and mixtures thereof. Powder Metallurgy, 2003, t. 46, nr 2, s. 165.
• 5. German R. M.: Powder metallurgy science second edition. MPIF, Princeton, 1994.
• 6. Klein N., Oberacker R, Thümmler F.: High strenght Si-Mn- Alloyed sintered steels — Sinterability and homogenization. Powder Metallurgy International, 1985, t. 17, nr 2, s. 71.
• 7. Zapf G., Hoffmann G., Dalal K.: Effect of additional alloying elements on the properties of sintered manganese steels. Powder Metallurgy, 1975, t. 18, nr 35, s. 215.
• 8. Šalak A., Selecká M.: Manganese in Powder Metallurgy Steels. DOI: 10.1007/978-1-907343-75-9, Cambridge International Science Publishing, 2012.
• 9. 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.
• 10. Sułowski M.: Wpływ parametrów wytwarzania na własności i strukturę spiekanych stali manganowych. AGH, Kraków 1997 [pr. magisterska].
• 11. Sułowski M.: Struktura i własności mechaniczne konstrukcyjnych spieków żelazo-mangan-węgiel. AGH, Kraków, 2003 [pr. doktorska].
• 12. Sułowski M.: The structure and mechanical properties of sintered Ni-free structural parts. Powder Metallurgy, 2010, t. 53, nr 2, s. 125.
• 13. Cygan S., Sułowski M., Ciesielka M.: Własności mechaniczne i mikrostruktura spiekanych stali konstrukcyjnych obrobionych cieplnie. Rudy Metale 2012, t. 57, nr 9, s. 609.
• 14. Gac P., Sułowski M., Ciesielka M.: Własności mechaniczne i struktura spiekanych stali o zawartości 3 % Mn, 3 % Cr i 0,5 % Mo obrobionych cieplnie. Rudy Metale 2012, t. 57, nr 10, s. 712.
• 15. Sułowski M., Ciaś A.: Microstructure and properties of Cr-Mn structural steels sintered in a microatmosphere. Materiały konferencyjne 2010 PM World Congress, Florencja, Włochy, 10-14.10.2010 r., t. 3 — Sintered steels, s. 103.
• 16. Sułowski M., Ciaś A.: Microstructure and mechanical properties of Cr-Mn structural PM steels. Archives of Metallurgy and Materials, 2011, t. 56, nr 2, s. 293.
• 17. Sułowski M., Kabatova M., Dudrova E.: Mechanical properties, structure and fracture of low carbon PM steels based on Astaloy CrL and CrM powders. Materiały konferencyjne Euro PM 2011, Barcelona, Hiszpania, t. I — Sintered Steels: Mechanical Properties, s. 89.
• 18. Sułowski M., Cias A., Pieczonka T.: The microstructure and properties of low carbon PM Mn steels sintered under different conditions. Materiały konferencyjne 6th International Powder Metallurgy Conference and Exhibition, Ankara, Turcja, 05-09. .10.2011, s. 177.
• 19. Sułowski M., Kabatova M., Dudrova E.: The properties and structure of Ni-free PM steels, Powder Metallurgy Progress, 2011, t. 11, nr 1-2, s. 132.
• 20. Sułowski M., Cias A.: The effect of sintering atmosphere on the structure and mechanical properties of sintered Fe-Mn-Cr-Mo-C structural steels. Powder Metallurgy Progress, 2011. t. 11, nr 1-2, s. 123.
• 21. Pieczonka T., Sułowski M.: Dimensional behavior and microstructure of sinter hardenable PM low alloy steels containing manganese. Materiały konferencyjne EURO PM2012 Congress & Exhibition, EPMA, Shrewsbury, UK, t. I — PM Improving by Process, 2012, s. 271.
• 22. Sułowski M., Kabatova M., Dudrova E.: Microstructure and properties of Cr-Mn alloyed sintered steels. Powder Metallurgy Progress, 2012, t. 12, nr 2, s. 71.
• 23. Sulowski M., Matusiewicz P.: Statistical analysis of mechanical properties of Mn-Cr-Mo PM steels. Stereology and Image Analysis in Material Science, Solid State Phenomena, 2013, t. 197, s. 33-40.
• 24. Sulowski M., Kabatova M., Dudrova E.: Effect of sintering atmosphere on microstructure, properties and fracture of Cr-Mn sintered steels. Acta Metallurgica Slovaca — Conference, 2013, t. 3, s. 237-246.
• 25. Pieczonka T., Sułowski M., Cias A.: Atmosphere effect on sintering behaviour of Astaloy CrM and Astaloy CrL Höganäs powders with manganese and carbon additions. Archives of Metallurgy and Materials, 2012, t. 57, nr 4, s. 1001.
• 26. 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. 266-272
• 27. Przewodnik Metalog, Struers A/S, Dania, 1992.
• 28. Bergman O., Bengston S.: Influence of sintering temperaturę and component density on the properties of prealloyed PM steel g rades containing C r, Mo a nd M n. Materiały konferencyjne EuroPM 2009, Copenhagen, Sweden, t. 1, Sintered steels II — Sinterhardening, s. 35-40.
• 29. http://hoganas.com/en/Segments/PM-Components/Downloads/ Handbooks (27.03.2014).