Substruktura i odporność na zużycie przez tarcie stali narzędziowych wymrażanych w procesach obróbki cieplnej

• Autorzy: Jeleńkowski J. , Tacikowski J. , Ciski A. , Wach P. , Babul T.

Warianty tytułu

EN

Substructure and wear resistance of tool steels subjected during deep cryogenic heat treatment

• Konferencja: Seminarium Instytutu Mechaniki Precyzyjnej „Obróbka cieplna i cieplno-chemiczna materiałów konstrukcyjnych i narzędziowych „ (16.10.2013, Kraków, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule porównano odporność na zużycie przez tarcie stali narzędziowych X153CrMoV12 do pracy na zimno oraz HS6-5-2 szybkotnącej poddanych różnym wariantom obróbki cieplnej i azotowaniu z i bez niego. Ba­dania tribologiczne przeprowadzono metodą „3 wałeczki-stożek” przy naciskach jednostkowych 100 i 400 MPa w powiązaniu z badaniami substruktury stali za pomocą mikroskopii elektronowej rzutującej na kształtowanie się właściwości tribologicznych. Stwierdzono wyraźny korzystny wpływ składu chemicznego stali, przemian fazowych i procesów wydzieleniowych w wyniku azotowania w połączeniu z wymrażaniem na zmniejszenie zużycia przez tarcie zwłaszcza dla stali HS6-5-2 przenoszącej naciski jednostkowe 100 i 400 MPa, przy których stal X153CrMoV12 uległa już zatarciu.

EN

The article compares the wear resistance of X153CrMoV12 cold work and HS6-5-2 high-speed steels subjected to different heat treatment involving nitriding, with and without deep cryogenic treatment. The wear testing was carried out by the three rolls-cone method with unit pressures of 100 and 400 MPa, in conjunction with steel substructure studied using electron microscopy, affecting the formation of tribological properties. There was a significant positive effect of chemical composition of steel, phase transformations and precipitation processes occurring by nitriding combined with deep cryogenic treatment on reduction of wear rate, observed especially for HS6-5-2 steel under 100 and 400 MPa unit pressure, at which the X153CrMoV12 steel has undergone galling. Key words

Słowa kluczowe

PL

X153CrMoV12; HS6-5-2; obróbka cieplna; azotowanie; wymrażanie; tribologia; substruktura

EN

X153CrMoV12; HS6-5-2; heat treatment; nitriding; deep cryogenic; tribology; substructure

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 3
• Strony: 3--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., fot., tab.

Twórcy

autor

Jeleńkowski J.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Tacikowski J.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Ciski A.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Wach P.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Babul T.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Vorobjev V. G.: Termičeskaya obrabotka stali pri temperature niže nulya, Gosudarstvennoye Izdatelstvo Oboronnoy Promyshlennosti, Moskva, 1954, s. 106.
• [2] Barron R.F.: How cryogenic treatment controls wear, 21st Inter-Plant Tool and Gage Conference. Shreve-port, LA, USA, 1982. (wg ASM Handbook, t.4, s. 205).
• [3] Wierszyłłowski l., Szcześniak L.: Wpływ obróbki kriogenicznej po hartowaniu na przemiany zachodzące podczas odpuszczania wybranych stali narzędziowych. Badania dylatometryczne i DTA, „Obróbka Plastyczna Metali", 2005, nr 1, s. 31-36.
• [4] Yun D., Xiaoping L., Hongshen X.: Deep cryogenic treatment of high-speed steel and its mechanism. „Heat Treatment of Metals", 1 998, nr 3, s. 55-59.
• [5] Leskovšek V., Ule B.: Influence of deep cryogenic treatment on microstructure, mechanical properties and dimensional changes of vacuum heat-treated high-speed steel, „Heat Treatment of Metals", 2002, nr 3, s.72-76.
• [6] Paulin P.: Mechanism and applicability of heat treating at cryogenic temperatures. „Industrial Heating", 1992, August, s. 24-27.
• [7] Mahmudi R., Ghasemi H. M., Faradji H. R.: Effects of cryogenic treatments on the mechanical properties and wear behaviour of high-speed steel M2. „Heat Treatment of Metals", 2000, nr 3, s. 69-72.
• [8] Collins D. N., Dormer J.: Deep cryogenic treatment of a D2 cold-work tool steel. „Heat Treatment of Metals", 1997, nr 3, s. 71-74.
• [9] Molinari A., Pellizzari M., Gialanella S., Straffelini G., Stiasny K. H.: Effect of deep cryogenic treatment on the mechanical properties of tool steels. „Journal of Materials Processing Technology", (118), 2001 , nr 1 , s. 350-355.
• [10] Meng F. i in.: Role of eta-carbide precipitations in the wear resistance improvements of Fe 12Cr-Mo-V 1.4C tool steel by cryogenic treatment. „ISIJ International", vol. 34, 1994, nr 2, s. 205-210.
• [11] Stratton P. F.: Process optimisation for deep cold treatment of tool steels, 1st International Conference on Heat Treatment and Surface Engineering of Tool and Dies IFHTSE 2005, June 2005, Pula, Croatia, s. 11-19.
• [12] Bjarbo A., Hattestrand M.: Complex carbide growth, dissolution and coarsening in a modified 12 pct chromium steel - an experimental and theoretical study. „Metall. Mater. Trans". 2001. V. 32A, s. 19-27.
• [13] Olson G. B., Parks D. M., Chen l-Wei: Mechanisms of transformation toughening, MIT, Cambridge, Mass., 1987.
• [14] Vitek J. M., Kluch R. L.: Precipitation reactions during the heat treatment of ferritic steels. „Metall. Trans".
• 1983. V. 14A, s. 1047-1055.
• [15] Taneike M., Sawada K., Abe F.: Effect of carbon concentration on precipitation behavior of carbides and MX carbonitrides in martensitic 9%Cr steel during heat treatment. „Metall. Mater. Trans". 2004, V. 35As. 1255- 1262.
• [16] Thomson R. C.,Bhadeshia H.K.D.H.: Carbide precipitation in 12Cr1MoV power plant steel. „Metal. Trans.", 1992,V.23A, s. 1171-1179.
• [17] Kim H.D., Kim l. S.: Effect of austenizing temperature on microstructure and mechanical properties of 12%Cr steel. „ISIJ Int". 1994, V. 34, s. 198-204.
• [18] Kremniev L.S.: Teorya legirovanya i sozdanye na ejo osnove teplostoykicn instrumentalnych staley i splavov. „Metallovedenye i Termićeskaya Obrabotka Metallov". 11(2008) s. 18-27.
• [19] Podgornik B., Majdic F., Leskovsek, Vizitnin J.: Im-proving tribological properties of tool steels through combination of V. deep-cryogenic treatment and plasma nitriding. „Wear", vol. 288, 2012, s. 88-93.
• [20] Leskovšek V., Podgornik B.: Vacuum heat treatment, deep cryogenic treatment and simultaneous pulse plasma nitriding and tempering of PM S390MC steel, „Materials Science and Engineering", A, vol. 531,2012, s. 119-129.
• [21] Kardonina N.L, Jurevskich A.S., Kołpakov A.C.: Prevraščenija v sistemie Fe-N. „Metallovedeniye i Ter-miczeskaya Obrabotka Metallow", 10(664) 2010, s. 5-15.
• [22] Du E. H., Marchie van Voorthuysen, Borema D. O., Chechenin N. C.: Low-temperature extension of the Lehrer diagram and the Fe-N phase alloys. „Metallurgical and Materials Transactions", A. 2002 v. 33A.
• [23] Suyazov A., Usikov M. P., Mogutnov B. M.: lnvestigation of structural transformation in iron-nitrogen alloys. „Fizika Metallov Metallovedenye", 1976, v. 42 (4), s. 755-763.
• [24] De Cristofaro N., Kaplow R.: Intersitial atom confogurations in stable and metastable Fe-N an Fe-C solid solutions. „Metall. Trans.", A. V. 8(1) s. 35-44.
• [25] Jack K. H. Results of further X-Ray structural investigations of the iron-carbon and iron-nitrogen systems and of related interstitial alloys. „Acta CrystaIlogr.", 1951, V. 3 s. 392-393.
• [26] Jeleńkowski J. i in.: Głębokie wymrażanie długookresowe jako obróbka uzupełniająca azotowanie lub nawęglanie stali konstrukcyjnych i narzędziowych. Sprawozdanie z projektu badawczego Nr N N507 458039, 31 maja, 2013.
• [27] Metallovedenye i Termiczeskaya Obrabotka Stali, t. II. Red. Bernstein M.L, Rachsztadt A.G. Wyd. Moskwa, Metallurgia, 1983, s. 305.