Strukturalne czynniki mikrościerania i dekohezji stopów narzędziowych o zróżnicowanej fazie dyspersyjnej

Richter, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Strukturalne czynniki mikrościerania i dekohezji stopów narzędziowych o zróżnicowanej fazie dyspersyjnej

Autorzy

Richter J.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Structural factors of microabrasion and decohesion of tool alloys with varied dispersed phase

Języki publikacji

Abstrakty

W pracy analizowano rolę cząstek umacniającej fazy dyspersyjnej i osnowy stopów narzędziowych w mikroprocesach zużycia abrazyjnego i pękania. Omówiono główne mechanizmy i czynniki zużycia stopów narzędziowych oraz scharakteryzowano mikrostrukturalny model tych tworzyw na przykładzie stali szybkotnących. Przedstawiono także genezę i rozwój tytanowo-niobowych stopów narzędziowych o regulowanej fazie węglikowej (SNRFW). Na podstawi danych literaturowych i wyników wstępnych prac własnych sformułowano tezę, że rodzaj, właściwości i parametry stereologiczne fazy dyspersyjnej stopów narzędziowych są głównymi czynnikami determinującymi mikromechanizmy i przebieg mikrościerania i dekohezji tych materiałów. Programem badawczym objęto zestaw modelowych stopów narzędziowych o zróżnicowanej fazie dyspersyjnej. Stwierdzono, że faza węglikowa SNRFW jako jakościowo i ilościowo istotnie różna od występującej w konwencjonalnych gatunkach stali szybkotnących. Ustalono wpływ fazy węglikowej SNRFW na mikromechanizmy ścierania i dekohezji oraz na wzrost trwałości wykonanych z nich narzędzi. Zaproponowano model mikrostruktury obrobionych cieplnie stopów narzędziowych o podwyższonej trwałości, uwzględniający wpływ na powstawanie powłok przeciwzużyciowych i ich trwałość. Przedstawiono ocenę przydatności mikroskopii świetlnej oraz elektronowej mikroskopii skaningowej i transmisyjnej w kontekście potrzeb metalografii ilościowej oraz rozwinięcie własnej metody wykorzystującej łącznie różne techniki mikroskopowe. Zaproponowano także sposób wykorzystania wgłębnika Vickersa do oceny rodzaju i nasilenia zniszczeń powłok oraz roli materiału podłoża. W badaniach metodą mikrościerania zaproponowano zmodyfikowaną metodę wyznaczania współczynnika ścieralności powłok oraz analizy danych pomiarowych.

The work discusses role of the strengthening dispersed phase's particles and matrix of tool alloys in microcraking and abrasive wear processes. The micromechanism and factors of tool alloys wear wer reviewed as well as microstructural model of these materials was characterized on high-speed steel example. Genesis and development of titanium-niobium tool alloys of tailored carbide phase (SNRFW) were also described. On the basis of the literature data and result of introductory own investigations the work's thesis was formulated - type, properties and steorological parameters of dispersed phase of tool alloys are decisive factors determining micromechanism and course of these materials abrasion and decohesion. The research program embraced set of model tool alloys with varied dispersed phase. It was found that carbide phase of SNRFW is qualitatively and quantitatively different in comparison with that occurring in conventional grades of high-speed steels. The influence of the SNRFW's carbide phase upon micromechanism of abrasion and decohesion as well as tool life increase was determined. Microstructural model, including effect on wear resistant coatings formation and performance, on heat treated tool alloys of elevated durability was proposed. Evaluation of light and electron scanning and transmission microscopy methods in context of quantitative metallography needs as well as developed own approach applying jointly various microscopy techniques were presented. Employing of Vickers indenter for assessment of type and intensity of coating degradation and substrate contribution was suggested. In micro-abrasion test modified method of coating wear coefficient determination and data analysis of measurements results were proposed.

Słowa kluczowe

dispersive phase decohesion tool alloy

Wydawca

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej

Czasopismo

Zeszyty Naukowe. Hutnictwo / Politechnika Śląska

Rocznik

2005

Tom

z. 75

Strony

104--104

Opis fizyczny

[2]s. Bibliogr. 82 poz.

Twórcy

autor

Richter J.

Katedra Nauki o Materiałach Politechniki Ślaskiej, Katowice, ul. Krasińskiego 8, tel. (032) 6034445, pok. 104, jrichtr@polsl.pl

Bibliografia

1. Trent E.M.: Metal Cutting, Butterworths, Londyn 1984.
2. Bartosiewicz J.: Niezawodność narzędzi skrawających, WNT, Warszawa 1982.
3. Kupczyk M.: Jakość technologiczna i użytkowa ostrzy skrawających z powłokami przeciwzużyciowymi, Wyd. Politechniki Poznańskiej, 1997.
4. Grzesik W.: Podstawy skrawania materiałow metalowych, WNT, Warszawa 1998.
5. Łuczak A., Mazur T.: Fizyczne starzenie elementow maszyn, WNT, Warszawa 1981.
6 . Hutchings I. M.: Materials Science and Engineering, A184, 1994, s. 185.
7. Hutchings I.M.: Tribology - friction and wear o f engineering materials, Edward Arnold, London 1992.
8. Dobrzański L.A., Hajduczek E., Marciniak J., Nowosielski R.: Metaloznawstwo i obrobka cieplna materiałow narzędziowych, WNT, Warszawa 1990.
9. Fischmeister H. i in.: Acta Stereologica, 5/2, 1986, s. 287.
10. Gierek A.: Zużycie ścierne metalowych elementow roboczych, Skrypty Uczelniane, nr 1752, Politechnika Śląska, 1993.
11. Wyrzykowski J. W., Pleszakow E., Sieniawski J.: Odkształcenie i pękanie metali, WNT, Warszawa 1999.
12. Fischmeister H., Olsson L. R.: Cutting Tool Materials, ASM, Metals Park, Ohio 1981.
13. Burakowski T, Wierzchoń T.: Inżynieria powierzchni metali, WNT, Warszawa 1995.
14. Arai T., Fujita H., Watanabe M.: Thin Solid Films, 154, 1987, s. 387.
15. Dogan O.N. i in.: Wear, 225-229, 1999, s. 758.
16. Clayton P.: Wear, 60, 1980, s. 75.
17. Larsen-Bade J., Mathew K.,G.: Wear 14, 1969, s. 199.
18. Rai V.K., Srivastava R., Nath S.K., Ray S.: Wear, 231, 1999, s. 265.
19. Sun L., Pan J., Lin C.: Materials Letters, 57, 2003, s. 1239.
20. Roberts G.A.: Trans. Metali. Society AIME, 236, 1966, s. 950.
21. Colaco R., Vilar R.: Wear, 255, 2003, s. 643.
22. El-Rakayby A.M., Mills B.: Wear, 112, 1986, s. 327.
23. Gong J., Miao H., Zhao Z.: Materials Letters, 53, 2002, s.258.
24. Oliveira M.M., Bolton J.D.: J. Materials Processing Technology, 92-93, 1999, s. 15.
25. Kasak A., Neumeyer J.A.: Wear 14, 1969, s. 445.
26. Hogmark S., Vingsbo O.: Wear, 31, 1975, s. 39.
27. Davies J.R. (red.): ASM Metals Handbook, ASM International, USA, 1998.
28. Dogan O.N., Hawk J.A., Tylczak J.H.: Wear, 250, 2001, s. 462.
29. Bergman F., Hedenqvist P., Hogmark S.: Tribology International, 30, 1997, nr 3, s. 183.
30. Pacyna J.: Metaloznawstwo pękania stali narzędziowych, Zeszyty Naukowe AGH, Metalurgia i Odlewnictwo Z. 120, Krakow 1988.
31. Fischmeister H., Paul J., Karagoz S.: Practical Metallography, 25, 1988, s. 28.
32. Karagoz S., Fischmeister H.: Steel Research, 58, 1987, nr 8, s. 353.
33. Roberts G., Krauss G., Kennedy R.: Tool Steels, ASM International, 1998.
34. Geller Yu.: Tool Steels, Mir Publishers, Moscow 1978.
35. Cwajna J.: Ilościowy opis struktury stopow narzędziowych i jego zastosowanie, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Hutnictwo Z. 39, Gliwice 1991.
36. Boccalini M., Goldenstein H.: International Materials Reviews, 46, 2001, nr 2, s. 92.
37. Kulmburg A.: Practical Metallography, 35, 1998, nr 4, s. 180.
38. Thomson R.C.: Materials Characterization, 44, 2000, s. 219.
39. Dobrzański L.A., Zarychta A., Ligarski M.: J. Materials Processing Technology, 63, 1997, s. 531.
40. Dobrzański L.A: J. Materials Processing Technology, 109, 2001, s. 44.
41. Pippel E., Woltersdorf J., Pockl G., Lichtenegger G.: Materials Characterization, 43, 1999, s. 41.
42. Karagoz S., Fischmeister H. F., Andren H.O., Cai Guang-Jun: Metallurgical Transactions A, 23A, 1992, s. 1631.
43. El-Rakayby A.M., Mills B.: J. Materials Science, 23, 1988, s. 4340.
44. Pacal B., Podrabsky T., Fremut P.: Practical Metallography, 18, 1981, s. 574.
45. Fischmeister H.F., Karagoz S., Andren H.O.: Acta Metallurgica, 36, 1988, nr 4, s. 817.
46. Jeglitsch F.: Berg- und Huttenmannische Monatshefte, 147, 2002, nr 3, s. 50.
47. Jeglitsch F.: Berg- und Huttenmannische Monatshefte, 147, 2002, nr 3, s. 151.
48. Riedl R. i in.: Steel Research, 58, 1987, nr 8, s. 339.
49. Schruff I., Schuler V., Spiegielhauer C.: Proc. 6th International Tooling Conference, Karlstad 2002, s. 973.
50. Li Y., Jiang Q., Zhao Y., He Z.: J. Materials Science Technology, 13, 1997, s. 471.
51. Kheirandish Sh., Kharrazi Y.H.K., Mirdamadi Sh.: Materials Science and Technology, 14, 1998, nr 7, s. 683.
52. Kheirandish Sh., Kharrazi Y.H.K., Mirdamadi Sh.: Materials Science and Technology, 14, 1998, nr 4, s. 312.
53. Dobrzański L.A., Ligarski M.: J. Materials Processing Technology, 64, 1997, s. 101.
54. Henke T., Oldwurtel A.: Proc. 6th Int. Tooling Conference, Karlstad 2002, s. 1089.
55. El-Rakayby A. M., Mills B.: J. Materials Science Letters, 5, 1986, s. 332.
56. Gates J.D.: Wear, 214, 1998, s.139.
57. Spero C., Horgraves D.J., Kircklaide R.K., Fitt K.J.: Wear 146, 1991, s. 389.
58. Trezona R.I., Allsopp D.N., Hutchings I.M.: Wear, 225-229, 1999, s. 205.
59. Rutherford K.L., Hutchings I.M.: J. Testing and Evaluation, 25, 1997, nr 2, s. 250.
60. Archard J.F.: J. Applied Physics, 24, 1953, s.981.
61. Rutherford K.L., Hutchings I.M.: Surface Coatings Technology, 79, 1996, s.231.
62. Bergman F., Hedenqvist P., Hogmark S.: Tribology Int., 30, 1997, nr 3, s. 183.
63. Kassman A., Jacobson S., Erickson L., Hedenqvist P., Olsson M.: Surface Coatings
Technology, 50, 1991, s. 75.
64. Gee M.G i in.: Wear, 255, 2003, s. 1.
65. Burnett P.J., Rickerby D.S.: Thin Solid Films, 154, 1987, s. 403.
66. Wissel H.: Metallurgical Transactions A, 22A, 1991, s. 1391.
67. Oettel H., Wiedeman R.: Surface Coatings Technology, 76-77, 1995, s. 265.
68. Urgen M.: Surface Coatings Technology, 94-95, 1997, s. 501.
69. Wysiecki M.: Nowoczesne materiały narzędziowe, WNT, Warszawa 1997.
70. Bull S.J.:Surface Coatings Technology, 50, 1991, s. 25.
71. Burnett J., Rickerby D.S.: Surface Engineering, 3, 1987, s. 69.
72. Jonsson B., Hogmark H.: Thin Solid Films, 114, 1984, s. 257.
73. McGurk M.R., Chandler H.W.: Surface Coatings Technology, 68-69, 1994, s. 576.
74. Ma K.J., Bloyce A.: Surface Coatings Technology 76-77, 1995, s. 297.
75. McHargue J.C.: NATO series “Diamond and diamond-like films and coatings”, Plenum Press, New York 1991, s. 363.
76. WendlerB.: Surface Coatings Technology, 100-101, 1998, s. 276.
77. Habig K.H., Meier zu Kocker G.: Surface Coatings Technology, 62, 1993, s. 428.
78. Rutherford K.L., Bull S.J., Doyle E.D., Hutchings I.M.: Surface Coatings Technology, 80, 1996, s. 176.
79. Su Y.L., Kao W.H.: J. Materials Engineering and Performance, 7, 1998, nr 5, s. 601.
80. Lee Y., Jeong K.: Wear, 217, 1998, s. 175.
81. Holleck H., Schier V.: Surface Coatings Technology, 76-77, 1995, s. 328.
82. Suzuki T. i in.: Surface Coatings Technology, 79, 1996, s.268.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BSL7-0009-0001