The effect of non-metallic inclusions on the crack propagation impact energy of thoughened 35B2+Cr steel

• Autorzy: Krawczyk J. , Pawłowski B.

Warianty tytułu

PL

Wpływ wtrąceń niemetalicznych na pracę rozprzestrzeniania się pęknięcia w stali 35B2+Cr w stanie ulepszonym cieplnie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

35B2+Cr steel was designed as a material for screws. The investigations were carried out on toughened samples, taken from three ingots of 35B2+Cr steel (delivered from three various steel suppliers), and of different content of non-metallic inclusions. In each case, the fraction of non-metallic inclusions was in agreement with the corresponding standard. This study presents the results of the research focused on the influence of non-metallic inclusions on the impact energy of crack development in 35B2+Cr steel. The role of non-metallic inclusions was considered both in relation to their total fraction and in relation to the fraction of oxides, sulfides, nitrides and exogenous inclusions separately. Assuming linear dependence between notch-root radius and the impact energy of crack nucleation, basing on the impact toughness tests, the impact energy of the crack development was evaluated. It was proved, that in spite of the level of fraction of non-metallic inclusions compatible with the corresponding standards, they directly or indirectly influence the impact energy of 35B2+Cr steel. This influence depends on the character of the inclusions.

PL

Stal 35B2+Cr została zaprojektowana jako materiał do produkcji śrub. Badania wykonano na próbkach w stanie ulepszonym cieplnie, wykonanych z trzech wytopów stali 35B2+Cr (pochodzących od trzech różnych dostawców stali), charakteryzujących się różną zawartością wtrąceń niemetalicznych. W każdym przypadku zawartość wtrąceń niemetalicznych była zgodna z wymaganiami określonymi w odpowiednich normach. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu wtrąceń niemetalicznych na pracę rozprzestrzeniania się pęknięcia w stali 35B2+Cr. Rolę wtrąceń niemetalicznych rozpatrywano zarówno zbiorczo, jak i w podziale na tlenki, siarczki, azotki oraz wtrącenia egzogeniczne. Stosując założenie o liniowej zależności pomiędzy promieniem zaokrąglenia karbu a pracą zarodkowania pęknięcia, na podstawie prób udarnościowych wyznaczono pracę rozprzestrzeniania się pęknięcia. Wykazano, że pomimo poziomu zawartości wtrąceń niemetalicznych zgodnego z wymaganiami odpowiednich norm, wpływają one bezpośrednio lub pośrednio na pracę rozprzestrzeniania się pęknięcia w stali 35B2+Cr. Wielkość tego wpływu zależy od rodzaju wtrąceń.

Słowa kluczowe

EN

structural steel; impact energy of crack propagation; non-metallic inclusions; toughening

PL

stal konstrukcyjna; praca rozprzestrzeniania się pęknięcia; inżynieria wtrąceń; wtrącenia niemetaliczne; ulepszanie cieplne

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Metallurgy and Foundry Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 34, no. 2
• Strony: 115--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Krawczyk J.

• Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Sciences, AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland

autor

Pawłowski B.

• Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Sciences, AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Lis T., RóżańskiP.: Inclusions engineering in liquid steel. Hutnik, Wiadomości Hutnicze 72, 5 (2005) 256-264 (in Polish)
• [2] Różański P., Paduch J.: Modification of non-metallic inclusions in steels with enhanced machinability. Archives of Metallurgy 48, 3 (2003) 285-307
• [3] Kang Y.-B., Kim H.S., Zhang J., Lee H.-G:. Practical application of thermodynamics to inclusions engineering in steel. J. of Physics and Chemistry of Solids 66, 2-4 (2005) 219-225
• [4] Li J.-H., Chen S.-H., Xi T.-H., Chen X:. Effect of microalloyed Ti on inclusions modification. J. of Iron and Steel Research 14, 5, supp. 1 (2007) 320-324
• [5] Lis T.: Characterization of typical non-metallic inclusions in clean steels. Hutnik, Wiadomości Hutnicze 75, 3 (2008) 106-109 (in Polish)
• [6] Sojka J., Jeróme M., Sozańska M., Vdńovd P., Rytifovd L., Jonsta P.\ Role of microstructure and testing conditions in sulphide stress cracking of X52 and X60 API steels. Materials Science and Engineering A, 480, 1-2 (2008) 237-243
• [7] Elkoca O., Cengizler H.: Cracking during cold forming process of rear brake component. Engineering Failure Analysis 15, 4 (2008) 295-301
• [8] Yang Z.G., Li SX., Zhang J.M., Zhang J.F., Li G. Y., Li Z.B., Hui W.J., Weng Y.Q.: The fatigue behaviors of zero-inclusion and commercial 42CrMo steels in the super-long fatigue life regime. Acta Materialia 52, 18 (2004) 5235-5241
• [9] Jha Abhay K., Sreekumar K., Mitkal M.C'.: Metallurgical studies on a failedEN 19 steel shearpin. Engineering Failure Analysis 15, 7 (2008) 922-930
• [10] Beretta S., Ghidini A., Lombardo F.: Fracture mechanics and scale effects in the fatigue of railway axles. Engineering Fracture Mechanics 72, 2 (2005) 195-208.
• [11] Costa e Silva A.: Thermodynamic aspects of inclusion engineering in steel. Rare Metals 25, 5 (2006) 412— 419
• [12] Pacyna J.: Physical metallurgy of tools steels cracking. Metallurgy and Foundry Engineering 120 (1988) 134-148 (in Polish)
• [13] Niezgodziński T., Kubiak T., Młodkowski A.: Phenomenon of lamellar tearing in numerical calculation. Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika 73 (2001) 233-239 (in Polish).
• [14] Gulaev A.P.: (Rozłożenie udarnoj vjazkosti na ee sostavljajuscie po dannym ispytanija abrazcov s raźnym nadrezom - The decomposition of impact energy on the components on the ground of tests of impact strength samples with different notches). Zavodskaja Laboratorija 33 (1967) 473-475 (in Russian).