Modyfikacja staliwa niskostopowego Cr-Mn-Si-Ni-Mo borem, tytanem i MZR

• Autorzy: Sobula S. , Tęcza G. , Krasa O. , Wajda W.

Warianty tytułu

EN

Grain Refinement of Low Alloy Cr-Mn-Si-Ni-Mo Cast Steel with Boron, Titanium and Rare Elements Additions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Staliwo niskostopowe jest materiałem o bardzo dobrych właściwościach mechanicznych, chętnie stosowanym na elementy maszyn pracujących w warunkach dużych obciążeń, a także w warunkach zużycia ściernego. Świetne właściwości wytrzymałościowe otrzymywane podczas produkcji odlewów z tego staliwa (R_m>1300 MPa), są uzyskiwane kosztem obniżenia plastyczności, która nie przekracza 10%. Dlatego celem badań była taka modyfikacja mikrostruktury, która pozwoliłaby otrzymać rozdrobnienie ziarna w stanie lanym, gwarantujące dobrą plastyczność po obróbce cieplnej odlewów. W artykule omówiono wyniki modyfikacji mikrostruktury staliwa L20HGSNM o zawartości 0,19÷0,23 %C; 0,75÷0,86 %Si; 0,93÷1,02 %Mn; 0,60÷0,65 %Cr; 1,02÷1,10 %Ni i 0,13÷0,16 %Mo. Modyfikację przeprowadzono przy pomocy żelazoboru, żelazotytanu i miszmetalu. Modyfikatory wprowadzano podczas spustu stali do kadzi. Stal odlewano do form piaskowych. Próbki do badań wycinano z wlewków typu Y przylanych do odlewów. Badano wpływ modyfikatorów na strukturę w stanie lanym, a także właściwości mechaniczne po ulepszaniu cieplnym. Uzyskano wydłużenie staliwa powyżej 12% przy wytrzymałości na rozciąganie przekraczającej 1000 MPa.

EN

The low alloy cast steels have the good mechanical properties, and it finds wide area of applications in the manufacture of this parts, which work with high dynamic loads and in wear conditions. High strength obtained during manufacturing process results in a decrease of the elongation which hardly ever is over 10%. The aim of investigation was grain refinements which leads to small grain size in as-cast condition, resulting in a fine martensite, and an increase of the ductility. In this paper effects of grain refinement is observed in L20HGNM cast steel containing: 0,19÷0,23 %C; 0,75÷0,86 %Si; 0,93÷1,02 %Mn; 0,60÷0,65 %Cr; 1,02÷1,10 %Ni i 0,13÷0,16 %Mo. The grain refinement was treated by ferroboronium, ferrotitanium, and rare earth elements (REM). The refinement elements were introduced to the ladle during tapping. The steel was casted to the sand molds. Specimens were machined from keel-block coupons. The influence of modifying elements on the as-cast microstructure and mechanical properties after heat treatment were examined. It was obtained elongation over 12% and ultimate tensile strength over 1000 MPa.

Słowa kluczowe

PL

modyfikacja staliwa; staliwo niskostopowe; właściwości mechaniczne

EN

grain refinement; low-alloy cast steel; mechanical properties

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 13, iss. 3 spec.
• Strony: 153--156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Sobula S.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

autor

Tęcza G.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

autor

Krasa O.

• HSW Odlewnia Sp. z o.o., ul. Kwiatkowskiego 1, Stalowa Wola

autor

Wajda W.

• Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN, ul. Reymonta 25, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Sobula, S., Rąpała, M., Tęcza, G., Głownia, J. Staliwo z granicą plastyczności powyżej 1300 MPa porównywalne z odkuwkami. Przegląd Odlewnictwa, 3/2009, s. 102-106.
• [2] Głownia, J. Odlewy ze stali stopowej zastosowanie. Wyd. Fotobit. Kraków, 2002.
• [3] Kalandyk, B., Matysiak, H., Głownia, J. (2004). Microstructure strength relationship in microalloyed cast steels, Review of Advanced Materials Science, vol. 8 s. 44–48.
• [4] Głownia, J., Kalandyk, B. (2008). Effect of precipitation strengthening in low alloyed Mn-Ni cast steels, Journal of Materials Processing Technology, vol. 207, pp. 147–153.
• [5] Kalandyk, B., Głownia J. (2003). Influence of {V} and {Mo} and heat treatment of constructional Mn-Ni cast steels acquirement of yield strength above 850 MPa, Archives of Foundry, vol. 3 nr 8, pp. 69–74.
• [6] Bartocha, D., Kilarski, J., Suchoń, J., Baron, C., Szajnar J. (2011). Effect of tempering temperature on the properties of low-alloy cast steel. Archives of Foundry Engineering, Vol. 11 , Issue 3, pp. 272-276 (in Polish).
• [7] Kalandyk, B., Sierant, Z., Sobula, S. (2009). Optymalizacja mikrostruktury, granicy plastyczności i udarności staliwa węglowego dodatkiem wanadu. Przegląd Odlewnictwa 3, s. 108-113.
• [8] Blicharski, M. Inżynieria materiałowa - stal. WNT, Warszawa, 2004.
• [9] Bhakat, A.K. et al (2004). Metallurgical life cycle assessment through prediction of wear for agricultural grade steel. Wear 257, pp. 338-346.
• [10] Titova, T.I. et al (2007). Effect of boron microalloying on the structure and hardenability of building steel. Material Science and Heat Treatment, Vol. 49, No 1-2, pp. 39-44.
• [11] López-Chipres, E. et al (2007). Hot ductility behavior of boron microalloyed steels. Materials Science and Engineering A 460–461, pp. 464–470.
• [12] Kniaginin, G. Staliwo metalurgia i odlewnictwo, Wyd. Śląsk, Katowice 1977.
• [13] Gajewski, M., Kasińska, J. (2009). Rare earth metals influence on mechanical properties and crack resistance of GP240GH and G17CrMo5-5 cast steels. Archives of Foundry Engineering, Vol. 9, Issue 4, pp. 37-44.
• [14] Jingpei, X. et al (2006). Effect of Rare Earths on Toughness of 31Mn2SiRE Wear-Resistance Cast Steel. Journal of Rare Earths, Vol 24, Spec. Issue, Dec. 2006, pp. 401-404.