Tytuł artykułu
Autorzy
Identyfikatory
Warianty tytułu
The influence of nanofluids on selection of mechanical properties of hardened steel enclosed 1% carbon content
Języki publikacji
Abstrakty
W pracy podjęto próbę wykazania możliwości kształtowania właściwości stali przez wykorzystanie podczas procesów hartowania tradycyjnych ośrodków hartowniczych (olejów mineralnych) modyfikowanych nanocząsteczkami ciała stałego. Wprowadzenie tych cząstek do tradycyjnych ośrodków hartowniczych ma na celu zmianę przebiegu odbierania ciepła podczas procesu hartowania. W pracy przedstawiono wstępne badania zdolności chłodzących oleju mineralnego o nazwie handlowej Mar-Temp 340 zmodyfikowanego przez dodanie nanocząstek SiO2. Przedstawiono również wpływ modyfikacji ośrodka hartowniczego na strukturę i wybrane właściwości mechaniczne hartowanych stali o zawartości 1% węgla. W ramach badań wyznaczono krzywe chłodzenia w układzie temperatura- -czas dla ośrodka chłodzącego Mar-Temp 340 oraz Mar-Temp 340 z 1% i 3% dodatkiem nanocząstek SiO2. Zbadano także wpływ tych ośrodków na właściwości hartowanych stali o zawartości węgla około 1,0%. Zawartość węgla odpowiada powierzchniowemu stężeniu węgla w warstwie wierzchniej elementów nawęglanych. W ramach badań określono twardość materiału, podjęto również próbę rozciągania metali w temperaturze otoczenia dla zahartowanej stali o zawartości 1% węgla. W stanie wyjściowym strukturę wszystkich próbek stanowił perlit z niewielką ilością cementytu, tak jak w warstwie wierzchniej elementów nawęglanych. Uzyskane wyniki pomiarów twardości po hartowaniu wykazały na próbkach spadek twardości wraz ze wzrostem dodatku nanocząstek. Na podstawie próby rozciągania stwierdzono, że zwiększenie dodatku nanocząsteczek w ośrodku chłodzącym powoduje poprawę własności wytrzymałościowych i korelujących z nimi własności plastycznych. Próbki hartowane w tych ośrodkach cechowały się mikrostrukturą martenzyt + austenit szczątkowy + cementyt lub martenzyt + bainit + austenit szczątkowy + cementyt. Podsumowując, można stwierdzić, że zmieniając ilość dodatku nanocząstek w ośrodku chłodzącym można w znacznym stopniu wpływać na szybkość odbierania ciepła, co wpływa na uzyskiwaną strukturę i zmiany własności mechanicznych i plastycznych.
In the paper the possibility of the formation of cooling property of traditional hardened mediums such as mineral oils has been examined. In order to change the heat transfer during the hardened process of elements to the traditional hardened mediums the nanoparticles have been introduced. On the basis of premises introduced above, the new investigations of cooling abilities of the mineral oil, as a consequence of its modification with SiO2 nanoparticles, were conducted in this work. The result are presented in the two coordinate systems: temperature versus time and temperature versus cooling speed. The samples from steel of the carbon content about 1.0% were investigated in order to examination of the influence of these quenching mediums on the properties of the hardened material. This carbon content corresponds to surface carbon concentration in the carburized layer. The measurements of hardness and tensile test were realized at the room temperature. The results of the hardness measurements after hardening showed that the increase in the addition of SiO2 nanoparticles causes the decrease in the hardness of the samples. The realized investigations during the tensile test indicated increase in the addition of nanoparticles to the quenching mediums caused the increase of tensile strength and the creep limit and elongation. The samples hardened by using of these quenching mediums were characterized by the structure consisting of martensite, residual austenite and cementite or martensite with bainite (quenching mediums from 3% addition nanoparticles SiO2).
Wydawca
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
392--395
Opis fizyczny
Bibliogr. 10 poz., rys., tab.
Twórcy
autor
- Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska
autor
- Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska
Bibliografia
- [1] Narayan Prabhu K., Fernades P.: Nanoquenchants for industrial heat treatment. Journal of Materials Engineering and Performance 17 (2008) 101÷103.
- [2] Wang X. Q., Mazumdar A. S.: Heat transfer characteristics of nanofluids: A review. Int. J. Thermal Sci. 46 (2007) 1÷19.
- [3] http://www.hielscher.com/ultrasonics/size_reduction_silica_01.htm.
- [4] Pohl M., Schubert H.: Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. Partec (2004).
- [5] Hielscher T.: Ultrasonic production of nanosize dispersions and emulsions; ENS’05 Paris, France, 14-16 December (2005) (http://www.hielscher. com).
- [6] Felde I., Reti T., Chen X. L.: Efficient data encoding and filtering for quenching analysis. 3th International Conference On Quenching And Control Of Distortion ASM, 24-26.03 (1999) Prague 208÷215.
- [7] Yu W., France D. M., Choi S. U. S.: Review and assessment of nanofluid technology for transportation and other applications; Routbort Energy Systems Division, Argonne National Laboratory, work supported by the Office of Freedom CAR and Vehicle Technologies, U.S. Department of Energy, Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, http://www. transportation.anl.gov/materials/nanofluids.html.
- [8] Romano J. M., Parker J. C., Ford Q. B.: Application opportunities for nanoparticles made from condensation of physical vapor. Advances in Powder Metallurgy and Parcitulate Materials 2 (1997) 12÷30.
- [9] Xuan Y., Roetzel W.: Conceptions for heat transfer correlation of nanofluids. J. Heat and Mass Transfer 43 (2000) 3701÷3707.
- [10] Sevik C., Bulutay C.: Theoretical study of the insualating oxides and nitrides: SiO2, GeO2, Al2O3, Si3N4 and Ge3N4. Journal of Materials Science 42 (2007) 6555÷6565.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-9110559d-1524-4d46-8078-f37be1983bb2