Własności tribologiczne staliwa Hadfielda wstępnie umocnionego energią eksplozji.

• Autorzy: Stradomski Z.

Warianty tytułu

EN

Tribological properties of Hadfield cast steel initially hardened by explosion.

• Konferencja: II Ogólnopolska Konferencja Naukowa "Nowe technologie w inżynierii powierzchni", Łódź - Spała, 12-14 października 2000
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań tribologicznych staliwa Hadfielda poddanego zabiegom umacniania wybuchowego. Materiał do badań stanowiły płyty ze staliwa L120G13 o grubości 30 mm, umacniane 1, 2 lub trzykrotnie plastycznym materiałem wybuchowym Hardex-70 o grubości 2, 3 i 4 mm, detonowanym bezpośrednio na powierzchni prób i generującym ciśnienie ~18 GPa w czasach 0.28, 0.42, 0.56 ms w zależności od grubości materiału wybuchowego. Pomiary twardości wskazują na 60-90% wzrost w stosunku do stanu przesyconego. Ocenę odporności na ścieranie przeprowadzono na testerze T-05 pracującym w układzie "rolka-klocek", w warunkach tarcia suchego metal-metal, przy obciążeniu 50N. W zależności od wariantu umocnienia, wzrost odporności na zużycie ścierne jest od 6 do 15 razy większy niż stanu przesyconego. Pomiar geometrii śladu tarcia pozwolił określić rzeczywiste naciski występujące na styku próbka-rolka, które mimo że są o około dwa rzędy większe niż naciski występujące w niektórych elementach tradycyjnie wykonywanych ze staliwa Hadfielda, nie wykazują widocznego umocnienia.

EN

The paper presents the results of tribological tests of Hadfield cast steel as pre-strengthened by the explosive shock wave method. Also, it explains the principles of this still uncommon method of strengthening that is particularly recommending for elements made of Hadfield steel, in which the state of working stresses does not assure the sufficient strengthening of the material during service. The material to be examined was in the form of rectangular prism castings made of L120G13 cast steel (according to PN (Polish Standard) with the following chemical composition (in % by weight): 1.31C; 13.56; Mn; 0.76 Si; 0.0026 S; 0.069 P; 0.55 Cr; 0.76 Ni. The strengthening of the material was performed by the single, double, or triple detonations of flat, 2,3 or 4 mm-thick charges of the HARDEX-70 explosive done directly on the casting surfaces, which produced a pressure of ~18 GPa in times of ~0.28; 0,42; and 0,56 microseconds at a detonation rate of 7200 m/s. The presented hardness change exhibits 60-90% increase of its value as compared with the supersaturated state. The measurements of the abrasive wear resistance were done on a T-05 device operating in the "roller-block" system at the dry sliding contact, under the load of 50 N, in the conditions of "metal-metal" contact. Shown specimen mass decrements indicate a very high effectiveness of explosive shock wave strengthening. Depending on the multiplicity of repeated explosions, the increase in the strengthening is by 6 to 15 times in relation to the supersaturated state. The measurements of the friction trace geometry have made it possible to determine the actual contact pressures of both mating elements, example of which is shown. It should be stressed that even though these are by two orders of magnitudes higher than those existing in many elements made traditional of Hadfield steel, no visible strengthening of the supersaturated state occurred.

Słowa kluczowe

PL

własności tribologiczne; staliwo Hadfielda; umacnianie; energia eksplozji; eksplozja; twardość; tarcie

EN

tribological properties; Hadfield cast steel; hardening; explosion; hardness; friction

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2000
• Tom: R. XXI, nr 6
• Strony: 445--448
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Stradomski Z.

• Politechnika Częstochowska

• Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• [1] Maratray F.: High carbon manganese steels. The International Manganese Institute, Paris, 1995.
• [2] Beech J.,Srichan P.: The infuance of some casting parametres on the cast structure of Hadfield steel. The British Fondryman, 1985, nr. 11 s.453-458.
• [3] Sasaki T., Watanabe K., Nohara K.: Physical and mechanical properties of high manganees non magnetic steel and its application to various products fer commertial use. Trans. Iron Steel Jap.,1982, vol.22, nr 12, s. 1010-1020
• [4] Schmidt I., Göcke A.: Abrasive wear resistance of boron alloyed austenitic Fe-Mn-C steels. Steel Res., 1986, vol.57. nr 6, s. 286-291
• [5] Bogacz T., Chojecki A., Głownia J.: Dobór staliwa na odlewy odporne na zużycie w różnych warunkach pracy. Mat. Konf. “Odlewy ze stopów odpornych na zużycie dla przemysłu cementowego i energetycznego”, Raba Niżna, 1997, s. 15-26.
• [6] Babul W.: Odkształcanie metali wybuchem. WNT Warszawa, 1980
• [7] Nowaczewski J., Maranda A., Przetakiewicz W., Dyja H., Popławski S.: Laboratory investigation and operating test of the effects of explosive strenthening of rail frogs. 14th International Scientific Conference. “Advanced Materials & Tech nologies.” 1995, s.356-366.
• [8] Stradomski Z., Olszewski J., Morgiel J.: Rola dyslokacji w mechanizmie umacniania staliwa Haclfielda.-Inż. Mater. R.20:1999, s.398-401.
• [9] Stradomski Z.: Aspekty użytkowe i strukturalne wstępnie umocnionego wybuchem staliwa Hadfielda. Acta Metall. Slov.R.5,1999, nr 2, Special Issues.217-221.
• [10] Stradomski Z.: Morfologia warstwy wierzchniej staliwa Hadfielda w warunkach umacniania statycznego i dynamicznego. “Obróbka Powierzchniowa”. III Ogólnopolska Konferencja Naukowa. Częstochowa 1996, s.451-456
• [11] Dyja H., Stradomski Z.: Badania nad zwiększeniem żywotności narzędzi do pracy na gorąco i na zimno. Hutnik- Wiadomości Hutnicze, 1992, vol.59, nr.1, s.8-11.