Wpływ boru na hartowność nowo opracowanych stali do wytwarzania odkuwek metodą obróbki cieplno-plastycznej

• Autorzy: Opiela M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2016.2.2

Warianty tytułu

EN

Effect of boron on hardenability of new-developed steels for the production of thermomechanically processed forgings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy dokonano oceny skuteczności oddziaływania mikrododatku boru na polepszenie hartowności drobnoziarnistych stali konstrukcyjnych typu HSLA, przeznaczonych do wytwarzania odkuwek metodą obróbki cieplno-plastycznej, poddawanych następnie wysokiemu odpuszczaniu. Przedmiotem badań były nowo opracowane stale mikrostopowe, do których oprócz B w stężeniu 0,003% wprowadzono mikrododatek Ti w stężeniu zapewniającym pełną osłonę dla boru przed wiązaniem się tego pierwiastka w azotki BN. Ocenę hartowności badanych stali przeprowadzono na podstawie próby Jominy’ego hartowania od czoła oraz metoda analityczna, według procedury zawartej w normie ASTM 255-89, pozwalającej na wyznaczenie idealnej średnicy krytycznej uwzględniającej oddziaływanie mikrododatku boru. Uzyskane wyniki wykazały, że nowo opracowane stale charakteryzują się wysoką hartownością i mogą być przydatne do wytwarzania odkuwek o stosunkowo dużych przekrojach.

EN

The effectiveness of boron microaddition impact on improving hardenability of fine-grained HSLA type constructional steels, assigned for production of forgings with the method of thermomechanical processing, subsequently subjected to the high-temperature tempering, has been evaluated in presented work. The subject of the research were newly developed microalloyed steels, to which, in addition to B at a concentra- tion of 0.003%, Ti microaddition has been introduced at a concentration assuring complete shielding for boron not to bond into BN nitrides. Evaluation of hardenability of the investigated steels was carried out on the basis of Jominy hardening test and the analytical method, accor- ding to the procedure included in ASTM 255-89 standard, which allows determination of the ideal critical diameter, taking into account the influence of boron microaddition. Obtained results revealed that newly elaborated steels are characterized with high hardenability and can be suitable for production of forgings with relatively large sections.

Słowa kluczowe

PL

bor; hartowność; stale mikrostopowe; obróbka cieplno-plastyczna

EN

boron; hardenability; microalloyed steels; thermomechanical processing

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 83, nr 2
• Strony: 56--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Opiela M.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1]. Adamczyk Jan. 2004. Inżynieria Materiałów Metalowych cz.1. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• [2]. Gladman Terry. 1997. The Physical Metallurgy of Micro- alloyed Steels, Cambridge: The University Press.
• [3]. Han Futao, Hwang Byoungchul, Suh Dong-Woo, Wang Zuocheng, Lee Duk, Kim Sung-Jonn. 2008. “Effect of molybdenum and chromium on hardenability of low-carbon boron-added steels”. Metals and Materials International 14 (6) : 667-672.
• [4]. Hwang Byoungchul, Suh Dong-Woo, Kim Sung-Joon. 2011. “Austenitizing temperature and hardenability of low-carbon boron steels”. Scripta Materialia 64 (12) : 1118-1120.
• [5]. Lin Hong-Rang, Cheng Gwo-Hwa. 1990. “Analysis of hardenability effect of boron”. Materials Science and Technology 6 : 724-730.
• [6]. Lin Hong-Rang, Cheng Gwo-Hwa. 1987. “Hardenability effect of boron on carbon steels”. Materials Science and Technology 3 (10) : 855-859.
• [7]. Łętkowska Beata, Rafał Dziurka, Piotr Bała. 2015. “The analysis of phase transformations of undercooled austenite and selected mechanical properties of low-alloy steel with boron addition”. Archives of Civil and Mechanical Engineering 15 (2): 308-316.
• [8]. Matlock David, George Krauss, John Speer. 2001. “Microstructures and properties of direct-cooled microalloy forging steels”. Journal of Materials Processing Technology 117 (3): 324-328.
• [9]. Nakasato Tukukazo, Takahasi Masao. 1979. “Effect of boron, titanium, and nitrogen on the hardenability of boron-treated steels for heavy machinery”. Materials Science and Technology 6 : 102-105.
• [10]. Opiela Marek. 2014. “Elaboration of thermomechanical treatment conditions of Ti-V and Ti-Nb-V microalloyed forging steels”. Archives of Metallurgy and Materials 59 (3) : 1181-1188.
• [11]. Opiela Marek. 2013. Wykorzystanie mechanizmów umocnienia do wytwarzania kutych elementów maszyn o wysokiej wytrzymałości ze stali mikrostopowych metodą obróbki cieplno-plastycznej. Raport merytoryczny z realizacji grantu badawczego własnego N N508 585239, Politechnika Śląska.
• [12]. Opiela Marek. 2015. Kształtowanie struktury i własności mechanicznych odkuwek ze stali mikrostopowych w procesie obróbki cieplno-plastycznej. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• [13]. Opiela Marek, Grajcar Adam. 2012. “Elaboration of forging conditions on the basis of the precipitation analysis of MX-type phases in microalloyed steels”. Archives of Civil and Mechanical Engineering 12 (4): 427-435.
• [14]. Palmiere Eric. 1995. “Precipitation phenomena in micro- alloyed steels”. Proceedings of the International Conference Micro- alloyed’95. Iron and Steel Society. Pittsburg, USA, 307-320.
• [15]. Porter Lew. 1979. “The present status and future of boron steels”. Proceedings of the International Conference Boron in Steel. The Metallurgical Society of AIME. Milwaukee, USA, 199-211.
• [16]. Shen Yulin, Hansen Stevens. 1997. “Effect of the Ti/N ratio on the hardenability and mechanical properties of a quenched- -and-tempered C-Mn-B steel”. Matallurgical and Materials Trans- actions A 28 (10) : 2027-2035.
• [17]. Taylor Kevin. 1992. “Grain-boundary segregation and precipitation of boron in 0.2 percent carbon steels”. Matallurgical and Materials Transactions A 23 : 107-119.
• [18]. Taylor Kevin, Hansen Steven. 1990. “The boron hardenability effect in thermomechanically processed, direct-quenched 0.2 percent C steels”. Matallurgical and Materials Transactions A 21 : 1697-1708.
• [19]. Terzic Adnan, Marion Bechtold, Sergey Guk, Thomas Schultz, Rudolf Kawalla. 2013. “Influence of boron on transformation behavior during continuous cooling of low alloyed steels”. Materials Science and Engineering 584 : 32-40.
• [20]. Wang Xuyang, He Xinlai. 2002. “Effect boron addition on structure and properties of low carbon bainitic steels”. ISIJ International 42 : 38-46.
• [21]. Watanabe Seiichi, Ohtani Hiroo, Kunikate Tatsuro. 1983. “The influence of dissolution and precipitation behavior of M23(C,B)6 on the hardenability of boron steels”. Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan 23 : 120-127.
• [22]. ASTM A252-89: 1989. Standard Method for End-Quench Test for Hardenability of Steel.
• [23]. PN-EN ISO 642: 2002. Stal. Badania hartowności metodą oziębiania od czoła (próba Jominy’ego).