The Effects of Processing Parameters on the Structure and Mechanical Properties of Structural Pm Steels Containing Mn, Cr and Mo

• Autorzy: Sulowski M.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0255

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametrów wytwarzania na strukturę i własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych zawierających Mn, Cr i Mo

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effects of processing parameters on the microstructure and mechanical properties of Fe-Mn-Cr- Mo-C PM steels are described. Pre-alloyed Astaloy CrM and Astaloy CrL, low-carbon ferromanganese and graphite powders were used as the starting materials. After pressing in rigid die, the compacts were conventionally and high temperature sintered at 1120 and 1250°C, respectively. Sintering was carried out for 60 minutes in atmospheres with different H₂/N₂ ratios. Cooling rate from sintering temperature was 65°C min^-1 (convective cooling). The specimens were subsequently tempered at 200°C for 60 minutes in air. All specimens were tested for tensile strength (UTS), elongation (A), offset yield strength (R_0.2), transverse rupture strength (TRS), impact toughness and apparent surface hardness (HV 30). After mechanical tests the microstructure of Fe-Mn-Cr-Mo-C PM steels was studied by optical microscopy. These investigations have shown that, by sintering in inexpensive and safe nitrogen-rich atmospheres, it is possible to achieve mechanical properties similar to those of specimens sintered in pure hydrogen and hydrogen-rich atmospheres.

PL

Wpracy przedstawiony został wpływ parametrów wytwarzania na mikrostrukturę i własności spiekanych stali Fe-Mn-Cr-Mo. Do badan użyto wstępnie stopowanych, komercyjnych proszków żelaza Astaloy CrM i Astaloy CrL, proszek żelazomanganu oraz proszek grafitu. Po sporzadzeniu mieszanek proszków, wypraski były prasowane jednostronnie w sztywnej matrycy, a następnie spiekane w temperaturze 1120°C i 1250°C, w atmosferze o różnym składzie chemicznym (różny stosunek H₂/N₂ w atmosferze spiekania) w czasie 60 minut. Po spiekaniu próbki poddane zostały zabiegowi odpuszczania w powietrzu, w temperaturze 200°C w czacie 60 minut. Spieczone i odpuszczone próbki poddane zostały badaniom mechanicznym (R_m, R_g, HV 30) oraz badaniom metalograficznym z wykorzystaniem mikroskopii optycznej. Z przeprowadzonych badań i uzyskanych rezultatów wynika, że własności spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowej, wytwarzanych przy wykorzystaniu taniej i bezpiecznej atmosferze bogatej w azot są zbliżone lub niekiedy nawet wyższe od własności stali spiekanych w atmosferach bogatych w wodór.

Słowa kluczowe

EN

powder metallurgy; processing parameters; mechanical properties; sinter-hardening

PL

metalurgia proszków; parametry wytwarzania; właściwości mechaniczne; spiekanie

• 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: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 4
• Strony: 1499--1505
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sulowski M.

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

Bibliografia

• [1] Council Directive 90/394/EEC of 28 June 1990 on the protection of workers from the risks related to exposure to carcinogens at work.
• [2] Commission Directive 91/322/EEC of 29 May 1991 on establishing indicative limit values by implementing Council Directive 80/1107/EEC on the protection of workers.
• [3] S. C. Mitchell, A. S. Wronski, A. Cias, M. Stoytchev, In: Proc. of PM2TEC 1999, MPIF, Vancouver 3, 7, 129 (1999).
• [4] A.Ciaś, Rozprawy-Monografie 129. Kraków: AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, 2004.
• [5] M. Youseffi, S. C. Mitchell, A. S. Wroński, A. Ciaś, Powder Metallurgy 43, 4, 353 (2000).
• [6] A.Ciaś, S. C. Mitchell, A. S. Wroński, In: Proc. 1998 Powder Metallurgy World Congress, EPMA, Granada, Spain 3,179 (1998).
• [7] A.Ciaś , S. C. Mitchell, A. Watts, A. S. Wroński, Powder Metallurgy 42, 3, 227 (1999).
• [8] S. C. Mitchell, A. S. Wroński, A. Ciaś, M. Stoytchev, In: Proc. International Conference on Advances in Powder Metallurgy and Particulate Materials, MPIF 2, 7, 129 (1999).
• [9] S. C. Mitchell, B. S. Becker, A. S.Wroński, In: Proc. of the 2000 PM World Congress, Kyoto, Japan, The Japan Soc. of Powder and Powder Metallurgy 2, 923 (2001).
• [10] P.Dudek, A. Ciaś, Archives of Metallurgy and Materials 53, 3, 809 (2008).
• [11] M. L. Marucci, G. Fillari, P. King, K. S. Sim Narasimhan, Metal Powder Report 60, 6, 42 (2005).
• [12] L. Girardini, A. Molinari, G. Locatelli, G. Tonini, Vacuum heat treatment of components for automotive application, La Metalurgia Italiana 2, 23-28 (2006).
• [13] W. Garcıa, S, Sainz, F. Castro, In: Proc. of 2008mWorld Congress on Powder Metallurgy and Particulate Materials, MPIF, Washington D.C., US 10, 231 (2008).
• [14] M. Sułowski, Structure and mechanical properties of sintered Ni free structural parts, Powder Metallurgy 53, 2, 125-140 (2010).
• [15] A. Ciaś, C. Mitchell, K. Pilch, H. Ciaś, M.Sułowski, A. S. Wroński, Powder Metallurgy 46, 2, 165 (2003).
• [16] A.Ciaś, M. Sułowski, S. C. Mitchell, A. S. Wronski, In: Proc. PM2001 Powder Metallurgy Congress and Exhibitions, EPMA, Nice, France, 22-24.10.2001, 4, 246.