Własności tribologiczne stali stopowych nadeutektoidalnych

• Autorzy: Krawczyk J.

Warianty tytułu

EN

Tribological properties of hypereutectoid alloy steels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejsza praca dotyczy roli mikrostruktury oraz charakterystyk materiałowych we własnościach tribologicznych stopowych stali nadeutektoidalnych 80CrMoV4-3 i 90CrV6. Badaniami objęto stale, których zastosowanie, ze względu na warunki pracy, wymaga określenia ich własności tribologicznych. Stale te różniły się wielkością ziarna (4 i 10 wg ASTM), ilością wydzieleń węglików drugorzędowych oraz nieznacznie twardością (288 i 305 HBW). W pracy określono rolę morfologii wydzieleń węglikowych w mechanizmie zużywania się takich stali, zarówno w styku ze stalami konstrukcyjnymi, jak i stalą łożyskową. Określono średni współczynnik tarcia i jego kinetykę zmian oraz stopień zużycia tych stali w zależności od zastosowanej przeciwpróbki. Rozdrobnienie ziarna i wzrost udziału węglików drugorzędowych sprzyja wzrostowi współczynnika tarcia, przyspiesza stabilizację warunków tribologicznych, powoduje intensywniejsze zużywanie się takiej stali w przypadku styku z podstawowymi stalami konstrukcyjnymi charakteryzującymi się wyraźną pasmowością, natomiast w niewielkim stopniu powoduje zmniejszenie zużycia w przypadku styku ze stalą łożyskową. Badania tribologiczne zostały wykonane na testerze T-05, przy obciążeniu 100 N przy temperaturze pokojowej. Jako przeciwpróbki zastosowano stal łożyskową 100Cr6 oraz stale konstrukcyjne: S355J0, S235JR i LRAH36. Badania wykonano dla czasu 2000 sekund. Podczas trwania testu tribologicznego z przeciwpróbki usuwane były produkty tarcia.

EN

Influences of the microstructure and material characteristics on tribological properties of hypereutectoid 80CrMoV4-3 and 90CrV6 alloy steels are considered in this paper. Investigations concerned steels, the application of which, due to working conditions, requires the determination of their tribological properties. These steels differed by grain size (4 and 10 according to ASTM) and by an amount of secondary carbide precipitates, and slightly by hardness (288 and 305 HBW). The role of morphology of carbide precipitates in the mechanism of the wear of the tested steels in contact, both with structural steels and with bearing steel, is determined in the present paper. The average friction coefficient and kinetics of its changes as well as the wear degree in dependence of the applied counter sample are estimated. Grain refinement and an increase of the fraction of secondary carbides favour the friction coefficient increase and accelerate the stabilisation of tribological conditions. This also causes a more intensive wear of such steel in the case of being in contact with basic structural steels characterised by a distinct banding, while it causes a slight decrease of wear in the case of being in contact with bearing steel. Tribological tests were performed using T-05 tester, at a load of 100 N, and at room temperature. 100Cr6 bearing steel and S355J0, S235JR, and LRAH36 constructional steels were used as counter samples. Tests were performed for the time of 2000 seconds. Products of friction were removed from the counter sample during the tribological tests.

Słowa kluczowe

PL

stal nadeutektoidalna; węgliki drugorzędowe; zużycie; współczynnik tarcia; tribologia

EN

hypereutectoid steel; hypereutectoid carbides; wear; friction coefficient; tribology

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 2
• Strony: 39--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krawczyk J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• 1. Pacyna J. i inni: Dobór nowych optymalnych tworzyw walców odpornych na ścieranie i posiadających dużą wytrzymałość mechaniczną dla poszczególnych asortymentów wyrobów Walcowni Dużej, Prace Wydziału MiIM AGH, Kraków 1999.
• 2. Krawczyk J., Pacyna J., Kokosza A., Mikulski G., Grodowski P.: Staliwa na walce hutnicze - modyfikacja własności, Metalurgia 45 (2005) 80-87.
• 3. Pacyna J., Krawczyk J.: Wpływ składników strukturalnych na własności eksploatacyjne walców roboczych w walcowniach gorących, Konferencja Naukowo-Techniczna Huty Buczek Sp. z o. o., 2007, s. 10-12.
• 4. Pacyna J., Kokosza A., Krawczyk J., Szczygieł A., Latała D.: Mechanizm zużywania się żeliwnych walców bruzdowych, Konferencja Naukowo-Techniczna Huty Buczek S.A. p.t. "Kierunki rozwoju produkcji walców", Wisła-Malinka, 21-23 II 2001, s. 157-169.
• 5. Krawczyk J., Karwat J., Szczygieł A., Latała D.: Mechanizmy zużywania się walca hutniczego wykonanego z połowicznego żeliwa sferoidalnego niklowo-krzemowo-molibdenowego, XXXIV Szkoła Inżynierii Materiałowej, Kraków - Krynica, 26-29 IX 2006, s. 99-105.
• 6. Krawczyk J., Pacyna J.: Effect of tool microstructure on the white layer formation. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 17, 1-2 (2006) 93-96.
• 7. Krawczyk J., Pacyna J., Dąbrowski R.: Rola grafitu w tribologii wysokotemperaturowej stopów na osnowie żelaza na przykładzie mechanizmów zużywania się walców hutniczych, Inżynieria Materiałowa 151, 3 (2006) 174-177.
• 8. Krawczyk J., Kaczmarczyk Ł.: Mechanizm zużywania się grafityzowanego staliwnego walca hutniczego klasy Adamit, XI Konferencja Naukowo-Techniczna Huty Buczek Sp. z.o.o., Ustroń-Jaszowiec, III 2006, s. 17-30.
• 9. Krawczyk J., Pacyna J.: Rola morfologii ledeburytu przemienionego i cementytu drugorzędowego w tribologii walców hutniczych, XI Konferencja Naukowo-Techniczna Huty Buczek Sp. z o. o., Ustroń - Jaszowiec, III 2006, s. 53-66.
• 10. Krawczyk J., Pacyna J.: The role of transformed ledeburite in high temperature tribology on the exemple of adamite rolls, XI International Scientific Conference On Contemporary Achievements In Mechanics, Manufacturing And Materials Science, Gliwice - Zakopane, 6-9 XII 2005, s. 534-540.
• 11. Krawczyk J., Grysak P., Szczygieł A., Latała D.: Mechanizm zużywania się walca hutniczego wykonanego ze staliwa adamitowego, XXXIII Szkoła Inżynierii Materiałowej, Kraków - Ustroń, 4-7 X 2005, s. 129-136.
• 12. Pacyna J., Krawczyk J.: Warunki powstawania i własności białej warstwy, Hutnik - Wiadomości Hutnicze 72, 11 (2005) 545-553.
• 13. Belzunce F.J., Ziadi A., Rodriguez C.: Structural integrity of hot strip mili rolling rolls, Engineering Failure Analysis 11 (2004) 789-797.
• 14. Ray A.K., Mishra K.K., Das G., Chaudhary P.N.: Life of rolls in a cold rolling mili in a steel plant-operation versus manufacture, Engineering Failure Analysis 7 (2000) 55-67.
• 15. Kral M.V., Spanos G.: Three-dimensional analysis of proeutectoid cementite precipitates, Acta Mater. Vol. 47, No. 2 (1999) 711-724.
• 16. Marui E., Hasegawa N., Endo H., Tanaka K., Hattori T.: Research on the wear characteristics of hypereutectoid steel, Wear 205 (1997) 186-199.
• 17. Spuzic S., Stafford K.N., Subramanian C., Green L.: Influence of stress state on abrasive wear of steels, Wear 184 (1995) 83-86.
• 18. Sajjadi S.A., Zebarjad S.M.: Isothermal transformation of austenite to bainite in high carbon steels, Journal of Materials Processing Technology 189 (2007) 107-113.
• 19. Xiao F., Liao B., Qiao G., Guan S.: Effect of hot deformation on phase transformation kinetics of 86CrMoV7 steel, Materials Characterization 57 (2006)306-313.
• 20. Hetzner D.W., Van Geertruyden W.: Crystallography and metallography of carbides in high alloy steels, Materials Characterization 59 (2008) 825-841.
• 21. Fourlaris G., Baker A.J., Papadimitriou G.D.: Effect of copper additions on the isothermal bainitic transformation in hypereutectoid copper and copper-nickel steels, Acta Mater. Vol. 44, No. 12 (1996) 4791-4805.
• 22. Elwazri A.M., Wanjara P., Yue S.: Dynamic recrystallization of austenite in microalloyed high carbon steels, Materials Science & Engineering A339 (2003) 209-215.
• 23. Machado I.F.: Technological advances in steels heat treatment, Journal of Materials Processing Technology 172 (2006) 169-173.
• 24. Zhang M.-X., Kelly P.M.: The morphology and formation mechanism of pearlite in steels, Materials Characterization 60 (2009) 545-554.
• 25. Kim J.S., Lee Y.H., Lee D.L., Park K.-T., Lee Ch.S.: Microstructural influences on hydrogen delayed fracture on high strength steels, Materials Science and Engineering A 505 (2009) 105-110.
• 26. Lesuer D.R., Syn C.K., Sherby O.D.: Fracture Behavior of spheroidized hypereutectoid steels, Acta Metall. Mater. Vol. 43, No. 10 (1995) 3827-3835.
• 27. Han K., Mottishaw T.D., Smith G.D.W., Edmonds D.V., Stacey A.G.: Effect of Vanadium additions on microstructure and hardness of hypereutectoid perlitic steels, Materials Science and Engineering A190 (1995) 207-214.
• 28. Choi H.-Ch., Park K.-T.: The effect of carbon content on the Hall-Petch parameter in the cold drawn hypereutectoid steels, Scripta Materialia Vol. 36, No. 6 (1996) 857-862.
• 29. Ozdemir N., Orhan N.: Investigation on the superplasticity behavior of ultrahigh carbon steel, Materials & Design 27 (2006) 706-709.
• 30. Elwazri A.M., Wanjara P., Yue S.: Measurement of pearlite interlamellar spacing in hypereutectoid steels, Materials Characterization 54 (2005) 473-478.
• 31. Park K.-T., Cho S.-K., Choi J.-K.: Pearlite morphology in the hypereutectoid steels, Scripta Materialia Vol. 37, No. 5 (1997) 661-666.
• 32. Elwazri A.M., Wanjara P., Yue S.: The effect of microstructural characteristic of pearlite on the mechanical properties of hypereutectoid steel, Materials Science and Engineering A404 (2005) 91-98.