Microstructure and mechanical properties of Fe-2.2Mn-1.5Cr-0.2Mo-0.3C steel sintered at 1120°C and 1250°C

• Autorzy: Dudek P. , Ciaś A.

Warianty tytułu

PL

Mikrostruktura i własności mechaniczne stali Fe_2.2Mn_15Cr_0.2Mo_0.3C spiekanej w temperaturach 1120°C i 1250°C

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In an attempt to study the sinterability of a potential high-strength ferrous alloy Fe-2.2Mn-1.5Cr-0.2Mo-0.3C (AGH2.2-1.5), compacts, based on HSganas Astaloy Cr-L (Fe-1.5Cr- 0.2Mo) water atomised pre-alloyed iron powder, were prepared. Low-carbon ferro-manganese of weight % composition 77Mn-1.3C-0.2O-balance Fe and CU-F graphite were admixed. The samples were sintered at 1120 and 1250°C in a laboratory tubę furnaces in nitrogen or 95% nitrogen 5% hydrogen atmospheres with dew points better than -70°C and cooled at cooling ratę lOKmin-1. Generally resultant microstructures were homogeneous and consisted of bainite and martensite; they were characterised by the absence of oxide networks. Sintered densities were in the rangę of 6.8-7.0 g/cm3. Mechanical properties were measured in the as-sintered condition, giving good combination of strength and ductility. Mean fracture strengths of the specimens were 730 MPa in tension and 1170 MPa in bending. The fracture data were analysed using Weibull statistics. This method is often used when evaluating the mechanical properties of "flaw-sensitive", primarily sintered, materials. By using the Weibull probabilistic relations the resulting variability in the data can be ąuantified. Weibull moduli, m, were generally in the rangę 8-13 for tensile strength and 11-15 for transverse rupture strength.

PL

W celu zbadania procesu spiekania potencjalnie wysokowytrzymałego stopu żelaza wykonano wypraski, których podstawowym składnikiem był rozpylany, stopowy proszek żelaza Hoganas Astaloy Cr-L (Fe-l.5Cr-0.2Mo). Do proszku tego domieszano proszek niskowęglowego żelazomanganu o składzie 77Mn-l,3C-0,2O (% masowe) - reszta Fe oraz proszek grafitu gatunku C-UF. Wypraski spiekano w temperaturze 1120°C i 1250°C, w laboratoryjnym piecu rurowym, w atmosferze azotu oraz w atmosferze złożonej w 95% z azotu i w 5% z wodoru, o punkcie rosy poniżej -70°C, po czym próbki chłodzono z prędkością lOKmin-1. Badane materiały charakteryzowały się jednorodną mikrostrukturą, składającą się z bainitu i martenzytu oraz cechowały się brakiem siatki tlenków. Własności mechaniczne stopu badano bezpośrednio po spiekaniu. Stop ten ulegał przemianie w strukturę bainityczno-martenzytyczną o dobrej kombinacji wytrzymałości i ciągliwości. Próbki po spiekaniu charakteryzowały się gęstościami od 6,8 g/cm3 do 7,0 g/cm3. Posiadały one średnią wytrzymałości na rozciąganie 730 MPa oraz wytrzymałość na zginanie 1170 MPa. Wyniki badań wytrzymałościowych poddano analizie przy użyciu statystyki Weibulla. Metoda ta jest często stosowana, gdy ocenia się własności wytrzymałościowe materiałów czułych na obecność wad - głównie materiałów spiekanych. Użycie probabilistycznych zależności Weibulla umożliwiło ilościowy opis zmienności uzyskanych wyników badań. Moduły Weibulla, m, obliczone na podstawie wyników badań wytrzymałości próbek uzyskanych w statycznej próbie rozciągania, mieściły się w przedziale od 8 do 13 oraz od 11 do 15 - w przypadku wyników uzyskanych w oparciu o i badanie wytrzymałości na zginanie trójpunktowe.

Słowa kluczowe

EN

sintered steels; sinter-hardening; tensile strength; transverse rupture strength,; quasi-brittle fracture; fracture probability; Weibull analysis

PL

moduły Weibulla; próba rozciągania; przełom pseudo-kruchy; wytrzymałość na rozciąganie; spiekanie stali

• 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: 2008
• Tom: Vol. 53, iss. 3
• Strony: 809--816
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Dudek P.

autor

Ciaś A.

• AGH University of Science and Technology, 30-059 Kraków, 30 Mickiewicza Av.

Bibliografia

• [1] LME Report, London Metal Exchange, April 2008.
• [2] P. K. Jones, P. K. Buckley-Golder K., David H., Lawcock R., Sarafinchan D., Shivanath R., L. Yao: proc. 1998 Powder Metallurgy World Congress, Vol. 3, EPMA, Granada, Spain, 1998, pp.155-166.
• [3] M. Sułowski, A. Ciaś, M. Stoytchev, T. Andreev: Materials Science Forum 534-536, 753-756, 2007.
• [4] M. Sułowski, A. Ciaś, H. Frydrych, J. Frydrych, I. Olszewska, R. Goleń, M. Sowa: Materials Science Forum, 534-536, 757-760 2007.
• [5] A. Ciaś, M. Sułowski: proc. EPMA Int. Powder Metali. Congress & Exhibit. : 15-17 October 2007, Toulouse, France, pp. 145-150.
• [6] A. Ciaś: Development and Properties of Fe-Mn-(Mo)-(Cr)-C steels. Ed. AGH Kraków 2004.
• [7] A. Cias, S. C. Mitchell: Processing and ductile-brittle transitions in PM manganese steels, Powder Metallurgy Progress Journal of Science and Technology of Particie Materials. 5, 2, 82-91 2005.
• [8] EU Carcinogen Directives 90/394/EEC and 91/322/EEC.