Węglikostale na osnowie stali szybkotnącej M35 z dodatkiem węglika WC - kształtowanie mikrostruktury i własności

• Autorzy: Indra J. , Leżański J.

Warianty tytułu

EN

Sintered high speed steel M35 - base materials with tungsten carbide WC addition - forming microstructure and properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań w zakresie wytwarzania i badania własności spiekanych węglikostali na osnowie stali szybkotnącej z dodatkiem węglika WC. Do badań zastosowano mieszanki proszków o składach: M oraz M+10WC, gdzie M - stal szybkotnąca M35, a liczba przy WC oznacza zawartość węglika wolframu w procentach masowych. Własności technologiczne i fizyczne proszków użytych do badań przedstawiono w tabelach 1 i 2. Próbki do badań wykonano metodą pojedynczego prasowania i spiekania. Mieszanie proszków prowadzono w ceramicznym ucieraku moździerzowym przez 30 minut. Mieszanki o składach: M i M+10WC prasowano w cylindrycznej jednostronnie działającej matrycy pod ciśnieniem 800 MPa. Kształtki spiekano w różnych temperaturach: 1160, 1175, 1200 lub 1220°C przez 60 minut w próżni. Wyniki badań gęstości i zmian wymiarów kształtek spiekanej stali szybkotnącej M i węglikostali M+10WC przedstawiono odpowiednio na rysunkach 2 i 3. Badanie twardości otrzymanych spieków wykonano za pomocą twardościomierza Brinella. Zależność twardości spiekanej stali szybkotnącej M oraz węglikostali M+10WC od temperatury spiekania pokazano na rysunku 4. W celu ustalenia zmian strukturalnych zachodzących w spiekach M i M+10WC przeprowadzono jakościową analizę fazową proszków stali szybkotnącej M i węglika WC oraz spiekanej stali szybkotnącej M, a także węglikostali M+10WC (rys. rys. 5 i 6). Rentgenowską analizę półilościową spiekanej węglikostali M+10WC pokazano na rysunku 7. Mikrostruktury stali szybkotnącej M i węglikostali M+10WC spiekanych w temperaturze 1220°C przedstawiono na rysunkach 8-10. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że parametry wytwarzania oraz dodatek węglika wolframu WC mają istotny wpływ na strukturę i własności węglikostali stal szybkotnąca-węglik wolframu WC.

EN

In this paper production process parameters and properties of high speed steel (HSS) - tungsten carbide (WC) carbide--steel have been studied. The high speed steel powder was mixed with the tungsten carbide in ceramic mortar for 30 minutes. The investigated compositions were M, M+10WC (M-high speed steel M35 + wt.% WC). The mixtures were uniaxially cold compacted in a cylindrical die at 800 MPa, The green compacts were sintered in vacuum at 1160, 1175, 1200 and 1220°C for 60 minutes. Properties of the raw powders are given in Table 1 and 2. The as-sintered densities, densiflcation during sintering high speed steel M and carbide-steel M+10WC are presented in Figures 2 and 3. The hardness was measured using the Brinell test. The results are presented in Figure 4. Selected carbide-steels were also subjected to XRD measurements. The results are presented in Figures 5 and 6. Additionally specimens of the M+10WC material, which was fully densities, were analyzed for linear distribuation of selected elements Figure 7. Microstructures high speed steel M and carbide-steel M+10WC sintered at 1220°C are presented in Figures 8-10. From the analysis of the obtained experimental data and micro-structural observation it may be concluded that as-sintered properties of carbide-steel is affected to a large extent by the production process variables and the tungsten carbide content as well.

Słowa kluczowe

PL

stal szybkotnąca; węglik wolframu; węglikostal; spiekanie; właściwości

EN

high-speed steel; tungsten carbide; carbide-steel; sintering; properties

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 12
• Strony: 404--408
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Indra J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Leżański J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Saha B.P., Upadhyaya G.S., Liquid phase sintering of T15 and T42 HSS composites containing Ti(C, N), Powder Metallurgy International 1992, 24, 6.
• [2] Torralba J.M., Cambronero L.E.G., Ruiz-Prieto J.M., Das Neves M.M., Sinterability study of M2 and T15 high speed steel reinforced with tungsten and titanium carbides, Powder Metallurgy 1993, 36, 1, 55-66.
• [3] Zapata W.C., Da Costa C.E., Torralba J.M., PM high speed steels reinforced with NbC, Powder Metallurgy 1994.
• [4] Talacchia S., Andonegui A., Urcola J.J., Decreasing the sintering temperature of HSS powders in a nitrogen atmosphere by addition of VC or NbC, Powder Metallurgy 1994.
• [5] Saidi A., Reaction synthesis of Fe-(W, Ti) C composites, Journal of Material Processing Technology 1999, 89-90, 141-144.
• [6] Lou D., Hellman J., Luhulima D., Liimatainen J., Lindroos V.K., Interactions between tungsten carbide (WC) particulates and metal matrix in WC-reinforced composites, Material Science and Engineering 2003, A340, 155-162.
• [7] Leżański J., Wpływ węglika WC i miedzi fosforowej na strukturę i własności spiekanych kompozytów na osnowie stali szybkotnącej, Rudy Metale 2001, 46, 12.
• [8] Indra J., Leżański J., Wpływ dodatku węglika WC i parametrów wytwarzania na strukturę i własności węglikostali na osnowie stali szybkotnącej, Kompozyty (Composites) 2003, 3, 7, 187-191.
• [9] Indra J., Leżański J., Wpływ dodatku węglika wolframu WC i temperatury spiekania na własności spiekanych kompozytów na osnowie stali szybkotnącej, XXXI Szkoła Inżynierii Materiałowej, Kraków-Krynica 7-10 X 2003, 289- 296.
• [10] Wright C.S., Youseffi M., Wroński A.S., Ansara I., Durand--Charré M., Mascarenhas J., Oliveira M.M., Lemoisson F., Bienvenu Y., Supersolidus liquid phase sintering of high speed steel - the computer aided design of sinterable alloys, Powder Metallurgy 1999, 42, 2, 131-145.
• [11] Kar P.K., Upadhyaya G.S., Liquid phase sintering of P/M high speed steels, Powder Metallurgy International 1990, 22, 1.
• [12] Randall M., German, Supersolidus liquid phase sintering, Part I: Process Review, The International Journal of Powder Metallurgy 1990, 26, 1.
• [13] Randall M., German, Supersolidus liquid phase sintering, Part II: Densification theory, The International Journal of Powder Metallurgy 1990, 26, 1.
• [14] Takajo S., Nitta M. Observation of liquid phase sintering of a high speed steel powder, Sintering’85, eds. G.C. Kuczyń- ski, D.P. Uskokovic, H. Palmour III, M.M. Ristic, Plenum Press, New York 1987.