Analiza fraktograficzna stali hardox 400 i hardox 500 w badaniach udarnościowych

• Autorzy: Frydman S. , Konat Ł. , Pękalski G.

Warianty tytułu

EN

Fractographic analysis of hardox 400 and hardox 500 steels in impact testing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rozwój konstrukcji i wymagania związane ze zwiększaniem ich bezpieczeństwa i niezawodności prowadzi do projektowania nowych materiałów. Ostatnio można zaobserwować coraz szersze i różne zastosowanie stali typu Hardox. Prowadzone są bada nia rozpoznawcze, co do możliwości zastosowania tych stali na elementy podstawowych maszyn górnictwa węgla brunatnego. Do tej pory wiedza o tych zaawansowanych stalach nie jest dostateczna. Informacje o nich głównie pochodzą od producenta. Maszyny górnicze podlegają podczas swojej pracy obciążeniom udarowym czy dynamicznym, dlatego ważne jest stworzenie możliwości przewidywania bezpiecznego poziomu tych obciążeń w temperaturach eksploatacji tych urządzeń. W prezentowa nym artykule rozważane są dynamiczne właściwości stali Hardox 400 i Hardox 500 w stanie dostarczenia (po hartowaniu i odpuszczaniu). Przeprowadzono próbę udarności Charpy'ego w zakresie temperaturowego przejścia plastyczno-kruchego, w powiązaniu z analizą fraktograficzną. Udarnościowa krzywa przejścia wyznaczona na podstawie wyników próby Charpy'ego nie zawsze trafnie charakteryzuje zachowanie się materiału w warunkach obciążeń dynamicznych, dlatego też fraktografia może uściślić rzeczywiste zachowanie się materiału. Badania prowadzono na próbkach wyciętych wzdłużnie i poprzecznie do kierun ku przeróbki plastycznej. Próby przeprowadzono w zakresie temperatur od -40" do 20"C. Stwierdzono występowanie znaczącej różnicy w określeniu temperatury przejścia w przypadku, gdy jest ona wyznaczona w oparciu o wynik próby udarności oraz gdy wyznaczono ją opierając się na charakterze przełomu. W pierwszym przypadku wynik jest bardziej zachowawczy. Wyniki badań wskazują na dostateczną odporność na obciążenia udarowe stałi Hardox 400 i Hardox 500 w stanie dostarczenia, w zakresie do temperatury -40"C, jednak należy zaznaczyć, że udarność w kierunku poprzecznym względem kierunku przeróbki plastycznej może być znacząco niższa niż w kierunku wzdłużnym.

EN

Development of structures and the desire for increased their safety and reliability leads to the development of new materials. Recently we can point out more wide and different application of Hardox steels. The steels are also predicted to be applied in basic machines of brown coal mining. Till now we don't have sufficient knowledge of the advanced steels. The all information we have about the steels arises mainly from manufacturer. Many structures such as machines of coal mining are subjected to impact or dynamic loading, so it is important to predict the safety level of their performance at the service temperature. In this paper dynamic properties of Hardox 400 and Hardox 500 steels in delivered state (after hardening and tempering) are considered. Charpy V - notch (CVN) test results in connection with fractography in the ductile - to - brittle transition temperature region were analyzed. The impact transition curve obtained from CVN test not always predicts properly a behavior of materials in conditions of dynamic loading, so the analyze of character of fracture helps to evaluate the real behavior of materials. Tested samples were cut out longitudinally and transversely in relation to cold work direction. The results of CVN test for two steels, in the range of temperatures from -40 to 20°C are presented. Regarding ductile - to - brittle transition temperature, there is a significant difference taking into account values of Charpy V energy absorbed and a character of fracture. The values of Charpy V energy absorbed are more conservative in comparison to manner of fracture. The investigation results indicate generally sufficient resistance to impact loading of Hardox 400 and Hardox 500 steels in delivered state up to temperatures of-4QPC, however it should point out that values of energy absorbed for transversal samples can be significantly lower than those for longitudinal samples.

Słowa kluczowe

PL

stal Hardox 400; stal Hardox 500; badania udarności

EN

Hardox 400 steel; Hardox 500 steel; impact testing

• Wydawca: Instytut Górnictwa Odkrywkowego "Poltegor-Instytut"
• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 49, nr 3-4
• Strony: 36--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Frydman S.

autor

Konat Ł.

autor

Pękalski G.

• Zakład Materiałoznawstwa, Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska,

Bibliografia

• [1] Hardox - Das Verschleipblech der vielen Moglichkeiten. Wyd. SSAB Oxelosund, 2002
• [2] Adamczyk J., Inżynieria materiałów metalowych. Część 1. Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004
• [3] Capanidis D., Konat Ł., Pękalski G., Sachadel U., Wieleba W., Możliwości zastosowania stali Hardox a ich struktury i wybrane właściwości. XVIII Konferencja Naukowa, Problemy rozwoju maszyn roboczych. Zakopane 17-20 stycznia 2005
• [4] Konat Ł., Pękalski G., Oskwarek M., Makro i mikrostrukturalne własności połączeń spawanych stali Hardox 400 i Hardox 500. XIX Konferencja Naukowa "Problemy Rozwoju Maszyn Roboczych", Czasopismo Techniczne, Zakopane, styczeń 2006
• [5] Dudziński W., Konat Ł., Pękalska L., Pękalski G., Struktury i właściwości stali Hardox 400 i Hardox 500. III Krajowa Konferencja, Nowe Materiały - Nowe Technologie w Przemyśle Okrętowym i Maszynowym, Inżynieria Materiałowa, nr 3 (151), maj-czerwiec 2006, str. 139-142
• [6] Konat Ł., Pękalski G., Structures and selected properties of Hardox steels in the context of their use in surface mining machinery construction. XV International Symposium on Mine Planning & Equipment Selection (MPES 2006), 20 - 22 September 2006, Torino - Italy, vol. 1, str. 142-147
• [7] Jamroziak K., Konat Ł., Bocian M., Pękalski G., Strukturalne aspekty uderzenia balistycznego na przykładzie pocisku z rdzeniem stalowym i jednorodnej płyty pancernej. VI Międzynarodowa Konferencja Uzbrojeniowa - Naukowe Aspekty Techniki Uzbrojenia (NATU-2006), 11-13 października, Waplewo 2006
• [8] Pękalski G., Wybrane zagadnienia materiałowe elementów maszyn górnictwa odkrywkowego, Górnictwo Odkrywkowe nr 4-5/2005, s. 47
• [9] Cegieł L., Konat Ł., Pawłowski ?., Pękalski G., Stale Hardox - nowe generacje materiałów konstrukcyjnych maszyn górnictwa odkrywkowego. Węgiel Brunatny, nr 3 (56) 2006, Bogatynia, str. 24-29
• [10] Oziemski S., Niezawodność i bezpieczeństwo maszyn. Przegląd Mechaniczny. Nr 8-11, 1985
• [11] http://www.ssabox.com/products/hardox/en_hardox_databl.htm - strona domowa huty SSAB-Oxelósund, dane z dnia 12.11.2006
• [12] Konat Ł., Struktury i właściwości stali Hardox a ich możliwości aplikacyjne w warunkach zużywania ściernego i obciążeń dynamicznych, praca doktorska, Inst. Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, Politechnika Wrocławska