Umocnienie wydzieleniowe i własności mechaniczne ultraniskowęglowej stali bainitycznej z dodatkiem miedzi.

• Autorzy: Lis J. , Wieczorek P.

Warianty tytułu

EN

Precipitation strengthening and mechanical properties of ultra low carbon bainitic steel with Cu addition.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Określono wpływ parametrów starzenia na własności wytrzymałościowe i energię łamania ultraniskowęglowej stali bainitycznej (ULCB). Badana stal HN3MCu1.5 należy do nowo opracowanej grupy materiałów mających znaleźć zastosowanie w konstrukcji urządzeń pracujących w niskich temperaturach. Skład chemiczny badanej stali podano w tabeli. Przeprowadzono analizę zmian mikrostruktury stali starzonej w temperaturze 640 stopni Celsjusza i w czasach od 0,6 do 100 godzin. Szczególną uwagę zwrócono na wielkość byłego ziarna austenitu, która jest związana z wielkością średniej średnicy pakietu bainityczno-martenzytycznego oraz z temperaturą przejściowej kruchości, które wyliczono za pomocą wzorów. Następnie dokonano ilościowej oceny wydzieleń cząstek faz umacniających i podjęto próbę oszacowania wpływu średniej średnicy wydzielenia i średniej odległości swobodnej między nimi na przyrost granicy plastyczności z tytułu umocnienia wydzieleniowego za pomocą wzoru. Ustalono empiryczne równanie opisujące wpływ czasu starzenia na własności wytrzymałościowe. Stwierdzono, że najkorzystniejszy zespół własności mechanicznych stali uzyskuje się po starzeniu przy temperaturze 640 stopni Celsjusza w czasie wytrzymania od 1/10 godzin (Re0,2=700/661 MPa, Rm=814/741 MPa). Energia łamania próbek Charpy V w temperaturze -80 stopni Celsjusza wynosi odpowiednio 170/150 J.

EN

Effect of ageing parameters on tensile properties and impact energy of ultra low carbon bainitic steel (ULCB) was established. The investigated HN3MCu1.5 steel belongs to a new group of structural steels, which are going to be applied for constructions working at low temperatures. The chemical composition of the steel is given. The microstructure of the steel after ageing at temperature 640 degrees centigrade during 0,6 to 100 hours was observed by optical and electron microscopy. Special attention was paid to study primary austenite grain size, which determines the average diameter of bainite-martensite packet size and thus the impact transition temperature according to empirical equations. Then the quantitative determination of the average diameter of precipitates and the interparticle spacing was studied to calculate the precipitation strengthening effect on yield strength from equation. The empirical equation, which relates effect of ageing time to the yield strength was determined. It was established that the optimum mechanical properties of HN3MCu1.5 steel aged at 640 degrees centigrade are achieved for ageing time in the range 1-10 hours. For the above ageing parameters the investigated steels had: YS=700-661 MPa, TS=814-741 MPa and impact energy KCV=150-170 J determined on Charpy V specimens at temperature -80 degrees centigrade.

Słowa kluczowe

PL

umocnienie wydzieleniowe; własności mechaniczne; ultraniskowęglowa stal bainityczna; skład chemiczny; starzenie; niska temperatura; własności wytrzymałościowe; wytrzymałość

EN

precipitation strengthening; mechanical properties; ultra low carbon bainitic steel; chemical composition; ageing; low temperature; tensile properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2001
• Tom: R. XXII, nr 2
• Strony: 96--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Lis J.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Częstochowska

autor

Wieczorek P.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Częstochowska

• Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• [1] Mazur W., Kokowski A., Przegaliński S.: Niklowe stale do pracy w niskich temperaturach, Hutnik nr 3, 1979, s. 119-134
• [2] Lis A. K.: Podstawy kształtowania wysokiej odporności na pękanie ultraniskowęglowych stali bainitycznych, Wyd. Pohtechniki Częstochowskiej, Monografie nr 53, 1998
• [3] Lis A. K., Lis J., Bochenek A., Jeziorski L., Kolan C.: Modyfikacja struktury i własności mechanicznych bardzo niskowęglowych stali bainitycznych utwardzanych wydzieleniowo, Spr. z realizacji projektu badawczego nr 7T08B00811, Politechnika Częstochowska, 1999
• [4] Le May J., Schotky Mc Donald L.: Cooper in iron and steel, New York, John Wiley & Sons, Wiley Interscience Publication, 1986
• [5] Irani J. J.: Role of cooper in low alloy steels, London, The Iron and Steel Institute, 1968
• [6] Wilson A. G., Hamburg E. G, Colvin D. J., Thompson S. W., Krauss G.: Properties and microstructures of cooper precipitation aged plate steels, Conf. Proc. on Microalloyed HSLA Steels, World Material Congress, Chicago, ASM International, 1988, s. 259-275
• [7] English C. A.; Radiatienbritlement of nuclear reactor pressure vessel steels, STP 909 Philadelphia, Amencan Society for Testing and Materials, 1986, s. 187-201
• [8] Miller M. K., Burke M. G.: Investigations of pressure vessel steels, Proc. 3rd Inter. Symp. on Environmental degradation of materials in nuclear power systems-water reactors, Traverse City, The Metallurgical Society, 1987 s. 141-146
• [9] Szkoda F., Nitkiewicz Z.: Einfluss des Kupfers auf die Rotbruchigkeit von Kohlenstahl beim Rohrwalzen, Praktische Metallographie, 1984, T. 21, s. 615
• [10] Buswel J. T., English C. A., Hatherington M. G., Phytian J W Simith G. P. W., Worrall G. M.: An analysis of small clusters formed in thermally aged and irradiated FeCu and FeCuNi model alloys, Proc. 14th Inter. Symp. On Effects of radiation on materials, vol. II, ASTM STP 1046 Philadelphia, 1990, s. 127-153
• [11] Wieczorek P.: Starzenie stali bainitycznych z dodatkiem miedzi, Praca magisterska, Politechnika Częstochowska, 1998
• [12] Lis A. K., Lis J., Szwej H., Szczeszek St.: Modyfikacja struktury i własności mechanicznych bardzo niskowęglowych stali bainitycznych utwardzanych wydzieleniowo, Projekt Badawczy Nr 7T08B0811, 1996 (raport niepublikowany)
• [13] Lis A. K., Lis J., Jeziorski L.: Sposoby poprawy ciągliwości niskostopowych stali konstrukcyjnych. Inżynieria Materiałowa Nr 3-4 (86-87), 1995, s. 82-86
• [14] Martin J. W.; Micromechanisms in particle-hardened alloys, Cambridge University Press, 1980
• [15] Nordberg H., Aronsson B.: Solubility of Niobium Carbide in Austenite, J. Iron Steel Inst, vol. 206, 1968, s. 1263
• [16] De Ardo A. J., Gray M., Meyer L.: Fundamental Metallurgy of Niobium in Steel, Niobium Proceedings of the International Symposium Niobium 81, San Francisco, California, 1981, s. 685
• [17] Narrita K.: Physical chemistry of the Groups IV a (Ti, Zr), Va (V, Nb, Ta) and the Rare Earth Elements in Steel, Trans. Iron Steel Inst. Japan, v. 15, 1975, s. 145