Microstructure and mechanical properties of fine-grained iron processed by hydroextrusion

• Autorzy: Romelczyk B. , Kulczyk M. , Pakieła Z.

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka mikrostruktury i właściwości mechanicznych ultradrobnoziarnistego spieku żelaza odkształconego metoda wyciskania hydrostatycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this study was to characterize the microstructure and properties of fine-grained iron. The samples were prepared by sintering at 1000degree Celsjus ±5degree Celsjus for 30 minutes, followed by Severe Plastic Deformation via Hydrostatic Extrusion (HE). After the sintering the rod samples were capsulated to prevent damage during extrusion. HE has been applied as a final consolidation process of iron powders. The HE process was carried out on two extrusion passes. The rods of 8 mm in diameter were obtained as a final product after hydroextrusion. The total cumulative strain was 2.3. Materials in three states were investigated: sintered, sintered and deformed by one hydrostatic extrusion pass, and two hydrostatic extrusion passes. The results were compared with the results obtained for coarse-grained Armco iron. The measurements showed that the grain size was reduced from 3.5 ±m after sintering to 180±81 nm after the 2nd extrusion pass. The tensile strength and microhardeness increased with cumulative strain of the material. The impact test carried out at -196degree Celsjus showed transformation of the fracture mechanism from cleavage for coarse-grained structure to ductile for extruded material.

PL

W pracy scharakteryzowano mikrostrukturę i mechaniczne właściwości ultradrobnoziarnistego spieku żelaza. Próbki przygotowano w dwóch etapach - wypraski spieczono w temperaturze 1000 stopni Celsjusza ±5 stopni Celsjusza w czasie 30 minut, a nastepnie spieki odkształcono metodą wyciskania hydrostatycznego [HE]. W celu uniknięcia pękania spieków proces wyciskania przeprowadzono na próbkach uprzednio zakapsułkowanych. Proces HE przebiegał w dwóch etapach a skumulowane odkształcenie wyniosło 2.3. średnica końcowego produktu wyniosła 8 mm. W pracy przedstawiono wyniki badan zarówno spieku, jak i materiału po poszczególnych wyciskaniach hydrostatycznych. Wyniki badań ujawniły redukcje rozmiaru ziaren żelaza z 3.5 ±m po spiekaniu do 180 nm po drugim wyciskaniu HE. Zarówno wytrzymałość jak i mikrotwardość wzrosły ze stopniem skumulowanego odkształcenia próbek. Wyniki badan udarnościowych porównano z wynikami otrzymanymi dla gruboziarnistego żelaza Armco. Badania udarności metoda Charpiego przeprowadzono na próbkach uprzednio chłodzonych w ciekłym azocie. Obserwacje mikroskopowe przełomów próbek po udarności wykazały zmianę charakteru pękania żelaza z łupliwego dla materiału gruboziarnistego na ciągliwy dla materiału ultradrobnoziarnistego.

Słowa kluczowe

EN

iron; powder metallurgy; mechanical properties; low temperatures; plastic deformation; hydrostatic extrusion

PL

ultradrobnoziarnisty spiek żelaza; wyciskanie hydrostatyczne; żelazo

• 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: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 3
• Strony: 883--887
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Romelczyk B.

autor

Kulczyk M.

autor

Pakieła Z.

• Warsaw University of Technology Faculty of Materials Science and Engineering, 02-507 Warszawa, 141 Woloska str., Poland

Bibliografia

• [1] J. Grosseau-Poussard, X. Milhet, C. Huvier, J. F. Dinhut, J. Mater. Process. Tech. 205, 151-159 (2008).
• [2] H. Li, J. Zhang, Y. Pei Z. Zhao, Z. Ma, J. Iron. Steel. Res. Int. 18, 11-15 (2011).
• [3] D. Poquillon, V. Baco-Carles, Ph. Tailhades, E. Andrieu, Powder Technol. 126, 75-84 (2002).
• [4] L. M. Tham, L. Su, L. Cheng, M. Gupta, Mater. Res. Bull. 34, 71-79 (1999).
• [5] S. Lee, C. Y. Yoon, H. J. Park, S. S. Kim, E. J. Kim, T. H. Choi, K. Y. Rhee, J. Mater. Process. Tech. 191, 396-399 (2007).
• [6] L. M Tham, M. Gupta, L. Cheng, Mater. Sci. Eng. A 326, 355-363 (2002).
• [7] L. He, L. F. Allard, E. Ma, Scripta Mater. 42, 517-523 (2000).
• [8] M. Andasmas, P. Langlois, N. Fagnon, Th. Chauveau, A. Hendaoui, D. Vrel, Powder technol. 207, 304-310 (2011).