Structure and mechanical properties of mn-cr-mo pm steels sintered in different conditions

• Autorzy: Sułowski M.

Warianty tytułu

PL

Struktura i własności mechaniczne spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowych wytwarzanych w różnych warunkach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of H2/N2 ratio in a sintering atmosphere on microstructure and mechanical properties of Fe-3%Mn- (Cr)-(Mo)-0.3%C PM steels has been shown. Pre-alloyed Astaloy CrL (1.5 wt.-%Cr and 0.25 wt.-% Mo) and Astaloy CrM (3 wt.-%Cr and 0.5 wt.-% Mo) powders were used to prepare the mixtures with low-carbon ferromanganese (77 wt.-% Mn and 1.3 wt.-% C) and graphite powders. Single-pressed compacts containing 3 wt.-% Mn and 0.3 wt.-% C with green density in the range of 6.8-7.1 gcm.3 were produced. Sintering was carried out at 1120.C and 1250.C for 60 minutes under flowing different H2/H2 mixtures: . A1 . 75 vol. % H2-25 vol. % N2, . A2 . 25 vol. % H2-75 vol. % N2, . A3 . 5 vol. % H2-95 vol. % N2, . A4 . 100 vol. % N2. After isothermal sintering specimens were slow (­2°C/min) cooled to room temperature. Tensile (UTS) and transverse rupture (TRS) strengths, elongation (A), R0.2 yield offset, Young's modulus (E), impact toughness and apparent surface hardness were examined. Following mechanical tests, to investigate the microstructure of sintered Mn-Cr-Mo steels, light optical microscopy was employed. It was shown that sintered properties are hardly influenced by the imposed sintering atmospheres. The best combination of plastic and tensile properties of examined steels was achieved after sintering in hydrogen-rich atmospheres.

PL

W pracy przedstawiony został wpływ składu chemicznego atmosfery spiekania, będącej mieszaniną wodoru i azotu, na strukturę i własności spiekanych stali o składzie chemicznym Fe-3%Mn-(Cr)-(Mo)-0.3%C. Do wytworzenia mieszanek proszków wykorzystano proszki stopowe Astaloy CrL (1,5% mas. Cr i 0,25% mas. Mo) i Astaloy CrM (3% mas. Cr i 0,5% mas. Mo) oraz niskow.glowy proszek żelazomanganu (77% mas. Mn i 1,3% mas. C). Założoną zawartość węgla uzyskano dodając do mieszanki proszków grafit. Wypraski o zawartości 3% mas. manganu i 0,3% mas. węgla, sprasowane jednostronnie w sztywnej matrycy, charakteryzowały się gęstością w zakresie od 6,8 g/cm3 do 7,1 g/cm3. Spiekanie kształtek prowadzono w temperaturze 1120.C i 1250.C przez okres 60 minut, w atmosferze będącej mieszaniną wodoru i azotu o następujących proporcjach gazow składowych: . A1 - 75% obj. H2-25% obj. N2, . A2 - 25% obj. H2-75% obj.N2, . A3 - 5% obj. H2-95% obj. N2, . A4 - 100% obj. N2. Po spiekaniu stalowe próbki chłodzone były do temperatury otoczenia wraz z piecem ze średnią szybkością ok. 2°C/min. W celu określenia wpływu warunkow wytwarzania na strukturę i własności mechaniczne konstrukcyjnych, spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowych przeprowadzono badania wytrzymałości na rozciąganie i wytrzymałości na zginanie jak również wyznaczono wydłużenie całkowite spieków oraz umowną granicę plastyczności R0,2. Ponadto wykonano pomiary modułu Younga metodą ultradźwiękową, a także badania udarności oraz twardości spiekanych stali Mn-Cr-Mo. Identyfika- cję składników strukturalnych przeprowadzono w oparciu o badania metalograficzne spieków przy zastosowaniu mikroskopii świetlnej. Jak wykazały przeprowadzone badania, struktura i własności spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowych silnie zależą od składu chemicznego atmosfery spiekania. Uzyskane wyniki pozwalają stwierdzić, że najlepszymi własnościami charakteryzowały się stale wytworzone w atmosferach bogatych w wodór.

Słowa kluczowe

EN

powder metallurgy (PM); PM steels; mechanical properties; slow cooling; Young modulus; sintering atmosphere

PL

metalurgia proszków; stale spiekane; właściwości mechaniczne; kalcynacja; moduły Younga; atmosfera spiekania

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 52, iss. 4
• Strony: 617--625
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sułowski M.

• Faculty Of Metals Engineering And Industrial Computer Science, AGH-University of Science and Technology, Department of Physical and Powder Metallurgy, 30-059 Krakow, 30 Mickiewicza Ave., Poland

Bibliografia

• [1] S. C. Mitchell, A. S. Wronski, A. Cias, M. Stoytchv, Proc. PM2TEC'99 conference, compiled by Ch.L. Rose and M.H. Thibodeau, MPIF, Princeton, New Jersey, 2, (1999), Part 7 -P/M steels, p. 129-144.
• [2] A. Cias, Development and Properties of Fe-Mn-(Mo)-(Cr)-C Sintered Structural Steels (AGH-UST, Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne, Cracow 2004).
• [3] A. Cias, S. C. Mitchell, A. Watts, A. S. Wronski, Powder Metallurgy 42, 3, 227 (1999).
• [4] A. Cias, S. C. Mitchell, K. Pilch, H. Cias, M. Sulowski, A. S. Wronski 46, 2, 165 (2003).
• [5] M. Sulowski, Ph.D. Thesis, AGH-UST, Cracow, 2003, in Polish.
• [6] S. C. Mitchell, A. Cias, Powder Metallurgy Progress 4, 3, 132 (2004).
• [7] B. Kovachev, M. Mihovski, M. Stoytchev, M. Sulowski, Archives of Metallurgy and Materials 52, 1, 97 (2007).
• [8] P. B. Ya, A.F. Sirenko, I.N. Suchinin, Izdat.AK. Nauk UdSSR, 3, 1958.
• [9] "Przewodnik Metalog", firma Struers, praca zbiorowa, 1992.
• [10] Internet information - http://www.linde-gaz.pl
• [11] Internet information - http://www.airproducts.com
• [12] Internet information - http://www.plugpower.com