The Effect of Processing Parameters on Microstructure and Mechanical Properties of Sintered Structural Steels Based on Prealloyed Powders

• Autorzy: Kulecki P. , Lichańska E. , Sułowski M.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0411

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametrów wytwarzania na strukturę i własności mechaniczne spiekanych stali wykonanych na bazie proszków stopowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The object of the study was to evaluate the effect of production parameters on the structure and mechanical properties of Cr and Cr-Mo PM steels. The measurements were performed on sintered steels made from commercial Höganäs pre-alloyed powders: Astaloy CrA, Astaloy CrL and Astaloy CrM mixed with carbon, added in the form of graphite powder grade C-UF. Following mixing in a Turbula mixer for 30 minutes, green compacts were single pressed at 660 MPa according to PNEN ISO 2740 standard. Sintering was carried out in a laboratory horizontal furnace at 1120°C and 1250°C for 60 minutes, in 5%H2-95%N2 atmosphere. After sintering, the samples were tempered at 200°C for 60 minutes in air. The steels are characterized by ferritic – pearlitic, bainitic – ferritic and bainitic structures. Following mechanical testing, 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. These steels sintered at 1250°C with 0.6% C had tensile strengths about 650 MPa, offset yield strengths about 300 MPa, elongations about 8.50 %, TRSs about 1100 MPa, hardnesses 220 HV.

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu parametrów wytwarzania na strukturę oraz własności spiekanych stali wykonanych na bazie komercyjnych proszków: Astaloy CrA, Astaloy CrL i A staloy CrM produkowanych przez firmę Höganäs. Zawartość węgla w stalach wynosiła 0,2 % oraz 0,6 %. Prasowanie wykonywano w sztywnej matrycy po ciśnieniem 660 MPa, otrzymując kształtki zgodne z normą PN-EN ISO 2740. Spiekanie wyprasek prowadzono w temperaturach 1120°C i 1250°C w czasie 60 minut.Atmosferę spiekania stanowiła mieszanka wodoru i azotu w proporcjach 5%H2 – 95%N2. Po spiekaniu, próbki dodatkowo odpuszczano w temperaturze 200°C przez 60 minut w powietrzu. Przeprowadzone badania wykazały, że stale wykonane na bazie proszku Astaloy CrA stanowią alternatywę dla stali wykonanych z wykorzystaniem proszku Astaloy CrL. Ponad to wyższa temperatura spiekania pozwoliła na uzyskanie lepszych własności mechanicznych. Spiekane stale charakteryzowały się strukturą ferrytyczno – perlityczną, bainityczno – ferrytyczną oraz bainityczną.

Słowa kluczowe

EN

sintered steels; alloying elements; mechanical properties; microstructure; density

PL

stale spiekane; właściwości mechaniczne; mikrostruktura; proszki stopowe Astaloy CrL

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 2543--2548
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys.

Twórcy

autor

Kulecki P.

• AGH University of Science and Technology. Faculty of Metals Engineering and Indrustial Computer Science, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Lichańska E.

• AGH University of Science and Technology. Faculty of Metals Engineering and Indrustial Computer Science, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Sułowski M.

• AGH University of Science and Technology. Faculty of Metals Engineering and Indrustial Computer Science, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] W. Missol, Spiekane Części Maszyn, Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1976.
• [2] A. Mazahery, M.O. Shabani, Archives of Metallurgy and Materials 57, (1), 93-103 (2012).
• [3] R. M. German, Powder Metallurgy Science - second edition, MPIF, Princeton 1994.
• [4] N. Klein, R. Oberacker, F. Thümmler, Powder Metallurgy International 17, (2), 71-76 (1985).
• [5] G. Zapf, G. Hoffmann, K. Dalal, Powder Metallurgy 18, (35), 214-236 (1975).
• [6] A. Ciaś, H. Frydrych, T. Pieczonka, Zarys Metalurgii Proszków, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1992.
• [7] A. Ciaś, S. C. Mitchell, K. Pilch, H. Ciaś, M. Sułowski, A. S. Wroński, Powder Metallurgy 46 (2), 165-170 (2003).
• [8] A. Šalak, M. Selecká, Manganese in Powder Metallurgy Steels, Cambridge International Science Publishing 2012.
• [9] A. Ciaś. Development and Properties of Fe-Mn-(Mo)- (Cr)-C Sintered Structural Steels, Rozprawy i monografie 129, Habilitation Thesis, AGH - Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Kraków (2004).
• [10] M. Sułowski. Wpływ parametrów wytwarzania na własności i strukturę spiekanych stali manganowych, Master Thesis, AGH, Kraków 1997.
• [11] M. Sułowski. Struktura i Własności Mechaniczne Konstrukcyjnych Spieków Żelazo-Mangan-Węgiel, PhD Thesis, AGH, Kraków 2003.
• [12] M. Sułowski, Powder Metallurgy 53, (2), 125-140 (2010).
• [13] S. Cygan, M. Sułowski, M. Ciesielka, Rudy i Metale Nieżelazne R57, (9), 609-614 (2012).
• [14] P. Gac, M. Sułowski, M. Ciesielka, Rudy i Metale Nieżelazne R57, (10), 712-717 (2012).
• [15] M. Sułowski, A. Ciaś, in: Materiały konferencyjne 2010 PM World Congress, Florencja, Włochy, v. 3 - Sintered steels, 103 (2010).
• [16] M. Sułowski, A. Ciaś, Archives of Metallurgy and Materials 56, (2), 293-303 (2011).
• [17] M. Sułowski, M. Kabatova, E. Dudrova, in: Materiały konferencyjne Euro PM, Barcelona, Hiszpania, vol. I - Sintered Steels: Mechanical Properties, p. 89 (2011).
• [18] M. Sułowski, A. Ciaś, T. Pieczonka, in: Materiały konferencyjne 6th International Powder Metallurgy Conference and Exhibition, Ankara, Turcja, 177 (2011).
• [19] M. Sułowski, M. Kabatova, E. Dudrova, Powder Metallurgy Progress 11, (1-2), 132-140 (2011).
• [20] M. Sułowski, A. Ciaś, Powder Metallurgy Progress 11, (1-2), 123-131 (2011).
• [21] T. Pieczonka, M. Sułowski, in: Materiały konferencyjne EURO PM 2012 Congress & Exhibition, EPMA, Shrewsbury, UK, v. I - PM Improving by Process, p. 271 (2012).
• [22] M. Sułowski, M. Kabatova, E. Dudrova, Powder Metallurgy Progress 12, (2), 71-83 (2012).
• [23] M. Sułowski, P. Matusiewicz, Solid State Phenomena 197, 33-40 (2013).
• [24] M. Sułowski, M. Kabatova, E. Dudrova, Acta Metallurgica Slovaca - Conference 3, 237-246 (2013).
• [25] T. Pieczonka, M. Sułowski, A. Ciaś, Archives of Metallurgy and Materials 57, (4), 1001-1009 (2012).
• [26] P. Kulecki, M. Sułowski, M. Ciesielka, Rudy i Metale Nieżelazne R58, (5), 266-272 (2013).
• [27] M. Sułowski, P. Kulecki, A. Radziszewska, Archives of Metallurgy and Materials 59, (4), 1507-1512 (2014).
• [28] E. Lichańska, M. Sułowski, A. Ciaś, Archives of Metallurgy and Materials, (2015) (in press).
• [29] A. Ciaś, Powder Metallurgy 56, (3), 231-238 (2013).
• [30] Przewodnik Metalog, Struers A/S, Dania (1992).

Uwagi

PL

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