The microstructures and hardness analysis of a new hypereutectoid Mn-Cr-Mo-V steel

• Autorzy: Dąbrowski R. , Rożniata E. , Dziurka R.

Warianty tytułu

PL

Analiza mikrostruktury i twardości nowej, nadeutektoidalnej stali Mn-Cr-Mo-V

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of a microstructure and hardness investigations of a new hypereutectoid Mn-Cr-Mo-V steel, imitating by its chemical composition tool steels, are presented in the paper. The microstructure as well hardness changes, caused by austenitising and tempering temperatures were assessed, for samples quenched and sub-quenched in liquid nitrogen, directly after the quenching treatment. Additionally, the influence of the tempering temperature on the volume fraction of the retained austenite was estimated. New hypereutectoid steel, after an appropriate heat treatment obtained the relevant hardness of the tools used in the cold and hot working proces. It was indicated that the steel hardness increases with the increases of the austenitising temperature. At 800ºC the hardness of the quenched samples were equal 895HV, and for the sub-quenched samples 937HV. The maximum hardness, after tempering (746HV), was found at a temperature of 520ºC. It will be possible, in future, to apply this obtained investigation results in designing chemical compositions and microstructures of the new hypereutectoid alloyed steels of properties required by their users.

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań mikrostruktury i twardości nowej, nadeutektoidalnej stali Mn-Cr-Mo-V imitującej składem chemicznym stale narzędziowe. Na próbkach nowej stali niewymrożonych oraz wymrożonych w ciekłym azocie bezpośrednio po zabiegu hartowania oceniono zmiany zachodzące w jej mikrostrukturze oraz zmiany twardości z temperatura austenityzowania i z temperatura odpuszczania. Dodatkowo, oceniono zmiane udziału objętościowego austenitu szczątkowego w badanej stali z temperaturą odpuszczania. Nowa stal nadeutektoidalna, po zastosowaniu odpowiedniej obróbki cieplnej uzyskuje twardości oczekiwane przez użytkowników narzędzi stosowanych w przeróbce plastycznej na zimno i na gorąco. Wykazano, że ze wzrostem temperatury austenityzowania jej twardość rośnie osiągając przy 800ºC wartości: 895HV (dla próbek niewymrożonych) oraz 937HV (dla próbek wymrożonych). Natomiast maksymalna twardość po odpuszczaniu (746HV) odnotowano przy temperaturze 520ºC. Uzyskane wyniki badań będzie można wykorzystać w przyszłości przy projektowaniu składów chemicznych i mikrostruktur nowych, nadeutektoidalnych stali stopowych o wymaganych przez użytkowników własnościach.

Słowa kluczowe

EN

microstructure; hardness; quenching; tempering; hypereutectoid steel

PL

mikrostruktura; twardość; hartowanie; odpuszczanie; stal nadeutektoidalna

• 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: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 2
• Strony: 563--568
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dąbrowski R.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Rożniata E.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Dziurka R.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] A. K. Sinha, Physical Metallurgy Handbook, The Mc Growth - Hill Companies Inc. 2003.
• [2] M. Blicharski, Inżynieria materiałowa. Stal, WNT, Warszawa 2004.
• [3] S. Wilmes, H. J. Becker, R. Krumpholz, W. Verderber, Tool Steels. Steel, A Handbook for Materials Researched and Engineering, Springer-Verlag-Stahleisen mb H 2, 302 (1993).
• [4] R. Dąbrowski, R. Dziurka, Tempering temperature effects on hardness and impact toughness of 56Ni Cr Mo7 steel, Archives of Metallurgy and Materials 56, 1, 5-11 (2011).
• [5] J. Pacyna, R. Dąbrowski, G. Zając, Effect of carbon content on the fracture toughness of Ni-Cr-Mo steels. Archives of Metallurgy and Materials 53, 3, 803-808 (2008).
• [6] A. Kokosza, J. Pacyna, Mechanical stability of retained austenite in unalloyed structural steels of various carbon content, Archives of Metallurgy and Materials 55, 4, 1001-1006 (2010).
• [7] P. Bała, The kinetics of phase transformations during tempering of tool steels with different carbon content. Archives of Metallurgy and Materials 54, 2, 491-498 (2009).
• [8] J. Pacyna, Metaloznawstwo pękania stali narzędziowych. Metalurgiai Odlewnictwo 120 (1988).
• [9] R. Dąbrowski, J. Pacyna, J. Krawczyk, New high hardness Mn-Cr-Mo-Vtool steel. Archives of Metallurgy and Materials 52, 1, 87-92 (2007).
• [10] R. Dąbrowski, J. Pacyna, Effect of chromium on the early stage of tempering of hypereutectoid steels. Archives of Metallurgy and Materials 53, 4, 1017-1024 (2008).
• [11] P. Bała, J. Pacyna, J. Krawczyk, The influence of the kinetics of phase transformations during tempering on the structure development inahigh carbon steel. Archives of Metallurgy and Materials 52, 1, 113-120 (2007).
• [12] P. Bała, J. Pacyna, J. Krawczyk, The microstructure changes in high-speed steels during continuous heating from the as-quenched state. Kovove Materiály 49, 2, 125-130 (2011).
• [13] R. Dziurka, J. Pacyna, Influence of the carbon content on the kinetics of phase transformations during continuous heating from as-quenched state ina Cr-Mn-Mo model alloys, Archives of Metallurgy and Materials 57, 4, 943-950 (2012).
• [14] J. Krawczyk, E. Rożniata, J. Pacyna, The influence of hypereutectoid cementite morphology upon fracture toughness of chromium-nickel-molybdenum cast steel, Journal of Materials Processing Technology 162-163, 336-341 (2005).
• [15] H. Adrian, Model termodynamiczny wydzielania weglikoazotkówwstalach niskostopowychopodwyzszonej wytrzymałoscizzastosowaniem do badan hartownosci. Rozprawy monografie 18, AGH Kraków, 1995.
• [16] V. K. Bungardt, K. Kind, W. Oelsen, Die Loslichkeit des Vanadinkarbids im Austenit. Archiv fur das Eisenhuttenwesen 27, 61-66 (1956).
• [17] J. Karp, J. Pofelska-Filip, Rentgenowska ilosciowa analiza fazowa austenitu w stalach, Hutnik 46, 253 (1979).