Wpływ dodatku środka poślizgowego na strukturę i własności mechaniczne spiekanych stali manganowych o zawartości 3 % Mn i 0,8 %C

• Autorzy: Sitko T. , Sułowski M.

Warianty tytułu

EN

The effect of lubricant content on the structure and mechanical properties of sintered Fe-3%Mn-0.8%C steels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań było określenie wpływu dodatku środka poślizgowego na strukturę i własności mechaniczne spiekanych stali o zawartości 3 % Mn i 0,8 % C. Do badań wykorzystano komercyjny proszek żelaza NC 100.24, proszek niskowęglowego żelazomanganu produkowany przez firmę Eramet Comilog Manganese oraz proszek grafitu C-UF. Jako środek poślizgowy wykorzystano proszek Kenolube P11. Z proszków wyjściowych sporządzono w mieszalniku Turbula w czasie 30 min. cztery mieszanki proszków, różniące się zawartością środka poślizgowego. Następnie, metodą prasowania w sztywnej matrycy, sprasowano kształtki prostopadłościenne, o wymiarach 5 × 10 × 55 mm, przeznaczone do badania wytrzymałości na zginanie, udarności i twardości oraz wytrzymałościowe (PN-EN ISO 2740), przeznaczone do badania wytrzymałości na rozciąganie i własności plastycznych, a także wytrzymałości na zginanie, zwanych dalej próbkami ISO. Zbliżoną gęstość względną wyprasek prostopadłościennych i ISO, na poziomie 86 %, uzyskano stosując 2 ciśnienia prasowania - 660 i 820 MPa, odpowiednio dla próbek ISO oraz próbek prostopadłościennych. Sprasowane kształtki poddano spiekaniu w temperaturze 1120 stopni Celsjusza w atmosferze wodoru lub azotu o punkcie rosy -60 stopni Celsjusza przez 60 min. Po spiekaniu kształtki odpuszczano w temperaturze 200 stopni Celsjusza w powietrzu w czasie 60 min. W toku przeprowadzonych prac ustalono, że wzrost zawartości środka poślizgowego w mieszance proszków przyczynił się do obniżenia gęstości względnej wyprasek i spieków, a także do obniżenia własności wytrzymałościowych oraz plastycznych badanych stali manganowych. Uzyskane wyniki badań świadczą, że najlepszymi własnościami mechanicznymi charakteryzowały się stale wytwarzane bez dodatku środka poślizgowego. Porównywalne własności do tej grupy spieków uzyskały stale manganowe wytworzone na bazie mieszanki zawierającej 0,2 % mas. środka poślizgowego. Własności stali manganowych wytwarzanych w atmosferze azotu były zbliżone do własności stali uzyskanych po spiekaniu w wodorze, co może być wykorzystane w celu obniżenia kosztów produkcji. Badania metalograficzne wykazały, że obecność środka poślizgowego w mieszance proszków przyczyniła się do powstania struktury perlitycznej bądź perlityczno-bainitycznej.

EN

The present work was focused on the effect of lubricant content on the structure and mechanical properties of sintered Fe-3%Mn-0.8%C steels based on sponge iron grade NC 100.24, low-carbon ferromanganese powder and graphite powder grade C-UF. The lubricant in the form of Kenolube P11 was added to the powders mixtures prepared in Turbula mixer for 30 minutes. Rectangular and tensile test bars were pressed under pressure of 660 and 820 MPa, for tensile and rectangular test bars respectively, to achieve the relative density 86 %, approximately. Sintering was carried out in laboratory horizontal furnace at 1120 degrees of Celsius in nitrogen and hydrogen atmosphere for 60 minutes. After sintering, sintered parts were tempered at 200 degrees of Celsius for 60 minutes in air. Mechanical investigation shown, that relative density and mechanical properties decreased with increasing the lubricant content in powders mixtures. The best mechanical properties were recorded for sintered manganese steels produced without addition of the lubricant. Mechanical properties of PM Mn steels sintered in nitrogen atmosphere were comparable with properties of steel achieved after sintering in hydrogen atmosphere. Those, sintering in nitrogen atmosphere could be employed for decreasing the cost production of structural Ni-free steels. Metallographic investigations shown, that the structure of PM Mn steels consists of pearlite and/or pearlite and bainite and depend on the lubricant concentration.

Słowa kluczowe

PL

środek poślizgowy; atmosfera spiekania; spiekane stale manganowe

EN

lubricant; sintering atmosphere; chemical composition; sintered manganese steels

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 54, nr 3
• Strony: 153--167
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Sitko T.

autor

Sułowski M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, Kraków

Bibliografia

• 1. Ciaś A., Frydrych H., Pieczonka T.: Zarys metalurgii proszków. Wydaw. Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa, 1992.
• 2. Winsch B., Kierkowski S.: Środki poślizgowe w produkcji wyrobów masowych z proszków żelaza. Biuletyn informacyjny IMN, 1968, nr 3.
• 3. German R. M.: Powder Metallurgy Science. MPIF, New Jersey, 1984.
• 4. Wójcik Z.: Wpływ środków poślizgowych na gęstość i wytrzymałość na zginanie wyprasek z proszku żelaza. AGH, Kraków, 2003, [pr. dyplomowa].
• 5. Rutkowski W., Frydrych J.: Wpływ środków poślizgowych na własności wyprasek i spieków. Metalurgia Proszków, 1968, nr 12.
• 6. Zapf G., Hoffman G., Dalal K.: Effect of additional alloying elements on the properties of sintered manganese steels. Powder Metallurgy, 1975, t. 18, nr 35, s. 215-236.
• 7. Specyfikacja proszku grafitu C-UF.
• 8. Sowa W., Sułowski M.: Wpływ parametrów wytwarzania na charakter porowatości spiekanych konstrukcyjnych stali manganowych. Rudy Metale, 2006, t. 51, nr 3, s.155-162.
• 9. Ciaś A., Sułowski M., Frydrych H., Frydrych J.: The effect of processing variables on the porosity of PM Mn steels. Materiały konferencyjne PM2TEC, Montreal, 2005, cz. 7 - Materials, s. 31-45.
• 10. Sułowski M.: Struktura i własności mechaniczne konstrukcyjnych spieków żelazo-mangan-węgiel. AGH, WMiIM, Kraków, 2003, [pr. doktorska].