Mikrostruktura i własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych chromowych i chromowo-molibdenowych

• Autorzy: Kulecki P. , Sułowski M. , Ciesielka M.

Warianty tytułu

EN

The microstructure and mechanical properties of sinteredCr and Cr-Mo steels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań było określenie wpływu parametrów wytwarzania, a w szczególności składu chemicznego mieszanki proszków, na mikrostrukturę i własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych. Proszkami wyjściowymi były komercyjne, stopowe proszki żelaza produkcji szwedzkich zakładów Höganäs: Astaloy CrA (1,8 % Cr, 98,2 %Fe), Astaloy CrL (1,5 % Cr, 0,2 % Mo, 98,25 % Fe), Astaloy CrM (3 % Cr, 0,5 % Mo, 96,5 % Fe) oraz proszek grafitu C-UF. Zawartość węgla w mieszance proszków wynosiła 0,4 % i 0,8 %. Z mieszanek proszków, metodą prasowania jednostronnego w sztywnej matrycy pod ciśnieniem 660 MPa, wykonano kształtki zgodne z PN-EN ISO 2740, które następnie spiekano w temperaturze 1120 [stopni]C, w czasie 60 min. Atmosferę spiekania stanowiła mieszanina wodoru i azotu w ilości 5%H2-95%N2. Po spiekaniu kształtki zostały ponownie nagrzane do temperatury 200 [stopni]C i wytrzymane w tej temperaturze przez okres 60 min. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że stale wykonane na bazie proszku stopowego Astaloy CrA, z uwagi na swoje własności mechaniczne (Rm = 406 MPa, Rg = 823 MPa, A = 4,3 %), mogą stanowić alternatywę dla spieków wykonanych na bazie proszku stopowego Astaloy CrL (Rm = 431 MPa, Rg = 971 MPa, A = 3,94 %).

EN

In this paper the effect of processing variables, especially chemical composition of powder mixture, on the microstructure and mechanical properties of Cr and Cr-Mo PM steels was investigated. Commercial Höganäs pre-alloyed powders — Astaloy CrA, Astaloy CrL and Astaloy CrM — were used for preparing the powder mixture. The carbon was added in the form of graphite powder grade C-UF, delivered by Höganäs. Following the mixing in Turbula mixer for 30 minutes, green compacts were single pressed at 660 MPa according to PN-EN ISO 2740. Sintering was carried out in a laboratory horizontal furnace at 1120 [degrees]C for 60 minutes, in hydrogen-nitrogen atmosphere consisting of 5 % H2 and 95 % N2. The heating and cooling rates were 75 [degrees]C/min and 60 [degrees]C/min, respectively. After sintering, the sintered samples were tempered at 200 [degrees]C for 60 minutes in air. Following the mechanical tests it can be assumed that steel based on Astaloy CrA pre-alloyed powder (UTS = 406 MPa, TRS = 823 MPa, A = 4,3 %) could be an alternative material for steels based on Astaloy CrL powder (UTS = 431 MPa, TRS = 971 MPa, A = 3,94 %).

Słowa kluczowe

PL

stal spiekana; pierwiastek stopowy; własności mechaniczne; mikrostruktura spiekanej stali

EN

sintered steel; alloying element; mechanical properties; microstructure of sintered steel

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 58, nr 5
• Strony: 266--272
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Kulecki P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, al. Mickiewicza 30, Kraków

autor

Sułowski M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, al. Mickiewicza 30, Kraków

autor

Ciesielka M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, al. Mickiewicza 30, Kraków

Bibliografia

• 1. Missol W.: Spiekane Części Maszyn. Wydaw. „Śląsk”, Katowice 1976.
• 2. Ciaś A., Frydrych H., Pieczonka T.: Zarys metalurgii proszków. Wydaw. Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa, 1992.
• 3. Ciaś A., Mitchell S. C., Pilch K., Ciaś H., Sułowski M., Wronski A. S.: Powder Metallurgy, 2003, t. 46, nr 2, s. 165.
• 4. German R. M: Powder metallurgy science second edition, MPIF, Princeton, 1994.
• 5. Klein N., Oberacker R., Thümmler F.: Powder Metallurgy International, 1985, v. 17, nr 2, s. 71.
• 6. Zapf G., Hoffmann G., Dalal K.: Powder Metallurgy, 1975, t. 18, nr 35, s. 215.
• 7. Salak A., Selecká M.: Manganese in Powder Metallurgy Steels, DOI: 10.1007/978-1-907343-75-9, Cambridge International Science Publishing, 2012.
• 8. Ciaś A.: Development and properties of Fe-Mn-(Mo)-(Cr)-C sintered structural steels, Rozprawy i Monografie, nr 129, AGH — Uczelniane Wydaw. Nauk.-Techn., Kraków, 2004.
• 9. Sułowski M.: Wpływ parametrów wytwarzania na własności i strukturę spiekanych stali manganowych. AGH, Kraków 1997 [pr. magisterska].
• 10. Sułowski M.: Struktura i własności mechaniczne konstrukcyjnych spieków żelazo-mangan-węgiel. AGH, Kraków, 2003 [pr. doktorska].
• 11. Sułowski M.: Powder Metallurgy, 2010, t. 53, nr 2, s. 125.
• 12. Cygan S., Sułowski M., Ciesielka M.: Rudy Metale, 2012, t. 57, nr 9, s. 609.
• 13. Gac P., Sułowski M., Ciesielka M.: Rudy Metale, 2012, t. 57, nr 10, s. 712.
• 14. Sułowski M., Ciaś A.: Microstructure and properties of Cr-Mn structural steels sintered in a microatmosphere. Materiały konferencyjne 2010 PM World Congress, Florencja, Włochy, 10÷14.10.2010 r., t. 3 — Sintered steels, s. 103.
• 15. Sułowski M., Ciaś A.: Archives of Metallurgy and Materials, 2011, t. 56, nr 2, s. 293.
• 16. Sułowski M., Kabatova M., Dudrova E.: Mechanical properties, structure and fracture of low carbon PM steels based on Astaloy CrL and CrM powders. Materiały konferencyjne Euro PM 2011, Barcelona, Hiszpania, t. I — Sintered Steels: Mechanical Properties, s. 89.
• 17. Sułowski M., Ciaś A., Pieczonka T.: The microstructure and properties of low carbon PM Mn steels sintered under different conditions. Materiały konferencyjne 6th International Powder Metallurgy Conference and Exhibition, Ankara, Turcja, 05-09.10. 2011, s. 177.
• 18. Sułowski M., Kabatova M., Dudrova E.: Powder Metallurgy Progress, 2011, t. 11, nr 1-2, s. 132.
• 19. Sułowski M., Ciaś A.: Powder Metallurgy Progress, 2011, t. 11, nr. 1-2, s. 123.
• 20. Pieczonka T., Sułowski M.: Dimensional behavior and microstructure of sinter hardenable PM low alloy steels containing manganese. Materiały konferencyjne EURO PM2012 Congress & Exhibition, EPMA, Shrewsbury, UK, t. I — PM Improving by Process, 2012, s. 271.
• 21. Sułowski M., Kabatova M., Dudrova E.: Microstructure and properties of Cr-Mn alloyed sintered steels. Powder Metallurgy Progress, 2012, t. 12, nr 2, s. 71.
• 22. Sułowski M., Matusiewicz P.: Statistical analysis of mechanical properties of Mn-Cr-Mo PM steels. Materiały konferencyjne STERMAT 2012 — IX International Conference on Stereology and Image Analysis in Materials: 3-6 September 2012, Zakopane, Poland: program & abstracts, s. 30.
• 23. Sułowski M., Kabatova M., Dudrova E.: The effect of s intering atmosphere on the microstructure, properties and fracture behaviour of Cr-Mn low-alloyed sintered steels. Materiały konferencyjne — Fraktografia — Fractography 2012 International Conference, 21÷24 October 2012, Stará Lesná — book of abstracts, eds. Beáta Ballóková, Pavol Hvizdoš, Košice, Institute of Materials Research of the Slovak Academy of Sciences, cop. 2012, ISBN 978- 80-970964-2-7, s. 47.
• 24. Pieczonka T., Sułowski M., Ciaś A.: Archives of Metallurgyand Materials, 2012, t. 57, nr 4, s. 1001.
• 25. Przewodnik Metalog, Struers A/S, Dania, 1992.