Wpływ zmęczenia cieplnego na udarność stali narzędziowej do pracy na gorąco Orvar Supreme

• Autorzy: Lulkiewicz J. , Pachutko B. , Gąsiorkiewicz M. , Szkudelski S. , Garczyński Z. , Ziółkiewicz S.

Warianty tytułu

EN

Influence of thermal fatigue on the impact strength of Orvar Supreme hot-work tool steel

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań zmęczenia cieplnego stali do pracy na gorąco Orvar Supreme (odpowiednik stali WCLV) na stanowisku badawczym zaprojektowanym w Instytucie Obróbki Plastycznej. Stanowisko składało się głównie z następujących elementów: nagrzewnicy indukcyjnej, układu chłodzenia i pirometrów. Pęknięcia cieplne wytworzono na próbkach prostopadłościennych, które wymiarami były zbliżone do standardowych próbek udarnościowych, ale nie miały karbu. Cykle nagrzewania próbki prowadzono w temperaturze wynoszącej: 500°C, 600°C i 650°C. Liczba cykli wynosiła 1 tysiąc i 5 tysięcy. Nieniszczące pomiary łącznej długości pęknięć cieplnych na krawędzi próbki wykonano za pomocą tomografu komputerowego w Instytucie Odlewnictwa w Krakowie. Próbę udarności sposobem Charpy’ego wykonano w temperaturze wynoszącej: 500°C, 600°C i 650°C na próbkach poddanych 1 tysiącowi oraz 5 tysiącom cykli nagrzewania. W badaniach stosowano młot wahadłowy o początkowej energii uderzenia wynoszącej 300 J. Przeprowadzono pomiary głębokości pęknięć na przekrojach próbek, po wykonaniu prób udarności oraz przeanalizowano wyniki otrzymanych badań. Badania te wykonano na próbkach poddanych cyklicznemu nagrzewaniu w temperaturze 600°C i 650°C. W wyniku cyklicznego nagrzewania próbek do temperatury 500°C przy 5 tysiącach cykli nie stwierdzono pęknięć cieplnych. Nagrzanie próbek poddanych cyklicznemu zmęczeniu cieplnemu w temperaturze 500°C i 650°C spowodowało zwiększenie energii uderzenia w porównaniu do próbek ulepszonych cieplnie. W temperaturze 600°C wystąpił efekt zwiększenia twardości, co skutkowało zmniejszeniem energii uderzenia potrzebnej na złamanie próbki udarnościowej. Najdłuższe pęknięcia otrzymano na próbkach poddanych 5 tysiącom cykli nagrzewania w temperaturze wynoszącej 650°C.

EN

The paper presents the results of investigation of thermal fatigue of Orvar Supreme steel (equivalent of WCLV steel) on a test stand designed by the Metal Forming Institute. The stand consisted of the following main elements: induction heater, cooling system of pyrometers. Thermal cracks have been made on rectangular samples with the dimensions close to those of standard impact test pieces but without notch. The heating cycles of the sample have been performed at the temperature of 500oC, 600oC, and 650oC. The number of cycles was 1 thousand and 5 thousand. Non-destructive measurements of the total length of thermal cracks on the sample edge have been performed by means of a computer tomograph by the Institute of Casting in Cracow. Charpy impact test has been performed at the temperature of 500oC, 600oC and 650oC on samples subjected to a thousand and 5 thousand heating cycles. In the tests, Charpy pendulum machine with initial impact energy of 300 J has been used. The crack depths have been measured on the cross sections of samples after impact tests and the test results have been analysed. The tests have been performed on samples subjected to cyclic heating at the temperature of 600oC and 650oC. As a result of the cyclic heating of the samples up to the temperature of 500oC, at 5 thousand cycles, thermal cracks have not been found. Heating has caused increase of the impact energy as compared to toughened samples. At the temperature of 600oC, the effect of hardness increase has taken place, which has resulted in reduction of the energy necessary to break the impact test piece. The longest cracks have been obtained on the samples subjected to 5 thousand heating cycles at 650oC.

Słowa kluczowe

PL

zmęczenie cieplne; stal narzędziowa do pracy na gorąco; Orvar Supreme; pęknięcia cieplne

EN

thermal fatigue; hot-work tool steel; Orvar Supreme; thermal cracks

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 26, nr 1
• Strony: 21--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Lulkiewicz J.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Pachutko B.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Gąsiorkiewicz M.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Szkudelski S.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Garczyński Z.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Ziółkiewicz S.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Dobrzański L., Hajduczek E., Marciniak J., Nowosielski R.: Metaloznawstwo i obróbka cieplna materiałów narzędziowych. WNT Warszawa 1990.
• [2] Gronostajski Z., Hawryluk M., Zwierzchowski M., Kaszuba M.: Zużycie matryc do kucia na gorąco odkuwki koła czołowego. Rudy i Metale Nieżelazne t. 56 nr 11 (2011), s. 571–576.
• [3] Uddeholm – prospekt dotyczący właściwości stali Orvar Supreme.
• [4] Żmihorski E.: Stale narzędziowe i obróbka cieplna narzędzi. WNT Warszawa 1976.
• [5] Hawryluk M., Marciniak M.: Zmęczenie cieplne stali WCLV stosowanej na matryce w procesie kucia koła czołowego. Hutnik – Wiadomości Hutnicze nr 8 (2012), s. 587–591.