Analysis of the structure and tribological properties of sintered stainless steels

• Autorzy: Lisiecka B. , Dudek A. , Strzelczak K.

Warianty tytułu

PL

Analiza struktury oraz właściwości tribologicznych spiekanych stali nierdzewnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Increasing development of civilization encourages the search for modern engineering materials. At present, very interesting and promising materials are sintered stainless steels that are considered to be the most rapidly developing group of materials, which is related to the demand for materials with good mechanical properties and high resistance to corrosive agents. Taking into account sintered austenitic–ferritic steels, it is possibile to obtain a structure with different proportions of the two basic structural components. The main problem limiting the applicability of sintered stainless steels is porosity, which deteriorates not only the strength properties but also the usability as compared to their cast and materials after plastic working. Extremely valuable factors influencing tribological properties are the chemical composition, proportion of individual powders and sintering conditions. In this study, the microstructure and tribological properties of sintered stainless steels obtained by sintering in different proportions of 316L austenitic steel and 409L ferritic steel were compared. The abrasion wear resistance test for individual sintered steels was performed by pin-on-disc method.

PL

Zwiększający się rozwój cywilizacyjny zachęca do poszukiwania nowoczesnych materiałów inżynierskich. Obecnie bardzo interesującymi i obiecującymi materiałami są stale spiekane zaliczane do najprężniej rozwijającej się grupy materiałów, co jest związane z zapotrzebowaniem na materiały o dobrych własnościach mechanicznych i wysokiej odporności na oddziaływanie czynników korozyjnych. Biorąc pod uwagę spiekane stale austenityczno-ferrytyczne, możliwe jest uzyskanie struktury o różnych udziałach dwóch podstawowych składników strukturalnych. Głównym problemem ograniczającym możliwości aplikacyjne spiekanych stali nierdzewnych jest porowatość, która pogarsza nie tylko własności wytrzymałościowe, ale również użytkowe w porównaniu z ich odlewanymi i przerabianymi plastycznie odpowiednikami. Niezwykle cennymi czynnikami wpływającymi na własności tribologiczne są skład chemiczny, udział poszczególnych proszków oraz warunki spiekania. W niniejszym opracowaniu dokonano porównania mikrostruktury i własności tribologicznych spiekanych stali nierdzewnych, uzyskanych poprzez spiekanie w różnych proporcjach stali austenitycznej 316L oraz stali ferrytycznej 409L. Badanie odporności na zużycie ścierne dla poszczególnych stali spiekanych zostało przeprowadzone metodą pin-on-disc.

Słowa kluczowe

EN

tribological wear; abrasion resistance; pin-on-disc wear test; sintered stainless steel; powder metallurgy (PM); porosity; austenitic-ferritic steel

PL

zużycie tribologiczne; odporność na ścieranie; pin-on-disc test; spiekane stale nierdzewne; metalurgia proszków (PM); porowatość; stal austenityczno-ferrytyczna

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 2
• Strony: 99--106
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Lisiecka B.

• Czestochowa University of Technology, Institute for Material Engineering, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, al. Armii Krajowej 19, 42-200 Czestochowa, Poland

autor

Dudek A.

• Czestochowa University of Technology, Institute for Material Engineering, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, al. Armii Krajowej 19, 42-200 Czestochowa, Poland

autor

Strzelczak K.

• Czestochowa University of Technology, Institute for Material Engineering, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, al. Armii Krajowej 19, 42-200 Czestochowa, Poland

Bibliografia

• 1. Lippold J.C., Kotecki D.J., Welding Metallurgy and Weldability of Stainless Steels. Hoboken: John Wiley & Sons, 2005, 230–263.
• 2. Asif M.M., Shrikrishna K.A., Sathiya P., Goel S., The impact of heat input on the strength, toughness, microhardness, microstructure and corrosion aspects of friction welded duplex stainless steel joints. Journal of Manufacturing Processes, 2015, vol. 18, 92–106.
• 3. Dudek A., Wrońska A., Adamczyk L., Surface remelting of 316L + 434L sintered steel: microstructure and corrosion resistance. Journal of Solid State Electrochemistry, 2014, vol. 18, no. 11, 2973–2981.
• 4. Sarlak H., Atapour M., Esmailzadeh M., Corrosion behavior of friction stir welded lean duplex stainless steel. Materials and Design, 2015, vol. 66, 209–216.
• 5. Mariappan R., Kumaran S., Srinivasa Rao T., Effect of sintering atmosphere on structure and properties of austeno-ferritic stainless steels. Materials Science and Engineering A, 2009, vol. 517, no. 1, 328–333.
• 6. Rosso M., Actis Grande M., Ornato D., Sintering of duplex stainless steels and their properties.
• 7. Powder Metallurgy Progress, 2002, vol. 2, no. 1, 10–17.
• 8. Scendo M., Radek N., Trela J., Influence of Laser Treatment on the Corrosive Resistance of WC–Cu Coating Produced by Electrospark Deposition. International Journal of Electrochemical Science, 2013, vol. 8, no. 7, 9264–9277.
• 9. Martín F., García C., Blanco Y., Rodriguez--Mendez M.L., Influence of sinter-cooling rate on the mechanical properties of powder metallurgy austenitic, ferritic, and duplex stainless steels sintered in vacuum. Materials Science & Engineering A, 2015, vol. 642, 360–365.
• 10. Múnez C.J., Utrilla M.V., Ureńa A., Effect of temperature on sintered austeno-ferritic stainless steel microstructure. Journal of Alloys and Compounds, 2008, vol. 463, no. 1–2, 552–558.
• 11. Smuk O., Microstructure and Properties of Modern P/M Super Duplex Stainless Steels. Doctoral thesis, Stockholm 2004.
• 12. Ciaś A., Frydrych H., Pieczonka T., Zarys metalurgii proszków. WSiP, Warszawa 1992.
• 13. Klar E., Samal P.K., Powder Metallurgy Stainless Steels: Processing, Microstructures, and Properties. ASM International, 2007.
• 14. Biało D., Kulesza T., Ludyński Z., Proć T., Kulszewicz I., Właściwości i zastosowanie spiekanych stali nierdzewnych, Mechanik, nr 1 (1998), 31–34.
• 15. Campos M., Bautista A., Cáceres D., Abenojar J., Torralba J.M., Study of the interfaces between austenite and ferrite grains in P/M duplex stainless steels. Journal of the European Ceramic Society, 2003, vol. 23, no. 15, 2813–2819.
• 16. Munez C.J., Utrilla M.V., Urena A., Effect of temperature on sintered austeno- ferritic stainless steel microstructure. Journal of Alloys and Compounds 463 (2008), 552–558.
• 17. Martin F., Garcia C., Blanco Y., Aparicio M.L., Tribocorrosion behavior of powder metallurgy duplex stainless steels sintered in nitrogen. Tribology International 57(2013), 76–85.
• 18. Velasco F., Martinez M.A., Calabres R., Bautista A., Abenojar J., Friction of PM ferritic stainless steels at temperatures up to 300°C. Tribology International 42 (2009), 1199–1205.
• 19. Ceschini L., Palombarini G., Sambogna G., Firrao D., Scavino G., Ubertalli G., Friction and wear behaviour of sintered steels submitted to sliding and abrasion tests. Tribology International vol. 39 Issue 8 (2006), 748–755.
• 20. Babakhani A., Haerian A., Ghambri M., Effect of heat treatment, lubricant and sintering temperature on dry sliding wear behavior of medium alloyed chromium PM steels. Journal of Materials Processing Technology 204 (2008), 192–198.
• 21. Jun-An W., Danninger H., Factors Influencing the wear behaviour of sintered steels. Journal of Shanghai University, vol. 5 (2011), 241–246.
• 22. Tribologia – nauka o procesach zużycia: http://ckp.siedlce.net/www/download/krajewski2.pdf 29.04.2017 r.
• 23. Dubrujeaud B., Vardavoulias M., Jeandin M., The role of porosity in the dry sliding wear of sintered ferrous alloy. Wear vol. 174 (1994), 155–161.
• 24. Morakotjinda M., Kuljittipipat N., Poolthong N., Tosangthum N., Wila P., Krataitong R., Yodkaew T., Coovattanachai O., Vetayanugul B., Tongsri R., Sintered materials prepared from stainless steel series 300 and 400 powders. Journal of Metals, Materials and Minerals, vol. 18, No.1, (2008), 69–74.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).