Ocena plastycznego płynięcia oraz mikrostruktury stali Orvar Supreme w podwyższonej temperaturze

• Autorzy: Płaczek G. , Pachutko B.

Warianty tytułu

EN

Assessment of plastic flow and microstructure of Orvar Supremesteel at elevated temperature

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Wyznaczone właściwości reologiczne badanego materiału w postaci krzywych zależności naprężenia od odkształcenia są bogatym źródłem informacji na temat procesów wynikających z mechanizmu odkształcenia plastycznego, procesów umocnienia, a także zjawisk aktywowanych cieplnie takich, jak zdrowienie i rekrystalizacja dynamiczna. Wiedza płynąca z prawidłowej interpretacji krzywych umocnienia jest podstawą do optymalnego projektowania procesów kształtowania metali na ciepło i gorąco. Celem pracy była ocena plastyczności stali Orvar Supreme w podwyższonej temperaturze pod kątem możliwości wykonania wykroju w matrycy z tej stali metodą wgłębiania na gorąco. Na wytoczonych próbkach typu Rastigajewa zrealizowano próby ściskania przy temperaturach od 800°C do 1040°C. W celu zminimalizowania wpływu tarcia pomiędzy próbką a kowadłami zastosowano specjalną mieszaninę proszków PbO + 5% B2O3. Badania przeprowadzono ze stałą prędkością ruchu trawersy maszyny wytrzymałościowej (30 mm/min) do wartości odkształcenia logarytmicznego ok. ε = 0,6. W efekcie wykazano istnienie minimum oporu plastycznego przy temperaturze 840°C. Badania za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego pozwoliły określić mikrostrukturę stali, którą tworzył ferryt przy temperaturze 840°C oraz martenzyt w przypadku próbek ściskanych przy temperaturze 1040°C. Wykonano pomiary twardości na przekrojach próbek po ściskaniu oraz próbek poddanych wgłębianiu na gorąco. Na podstawie otrzymanych wyników badań stwierdzono, że możliwe jest wykonanie matryc kuźniczych o wymaganej twardości metodą wgłębiania na gorąco, także z bezpośrednim hartowaniem w oleju po wgłębianiu.

EN

Determined rheological properties of the tested material, in the form of stress-strain curves, are a rich source of information about processes arising from the mechanism of plastic deformation, hardening processes, as well as thermally activated phenomena such as recovery and dynamic recrystallization. The knowledge stemming from proper interpretation of flow curves is the basis for optimal design of warm and hot metal forming processes. The goal of this study was to assess the plasticity of Orvar Supreme steel at elevated temperature from the perspective of the possibility of making an impression in a die made from this steel using the hot hobbing method. Compression tests were conducted on rolled Rastigaiev samples at temperatures from 800°C to 1040°C. In order to minimize the influence of friction between the sample and anvils, a special mixture of powders, PbO + 5% B2O3, was applied. Tests were conducted at a constant speed of the testing machine’s crosshead (30 mm/min), up to a logarithmic strain value of approx. ε = 0.6. In consequence, minimum plastic resistance was demonstrated at 840°C. Scanning electron microscope examinations allowed for identification of the steel’s microstructure, which formed ferrite at 840°C, and martensite in the case of samples compressed at 1040°C. Hardness measurements were performed on cross-sections of samples after compression and of hot-hobbed samples. Based on obtained test results, it was determined that it is possible to produce forging dies of the required hardness by hot hobbing, including with direct quenching in oil after hobbing.

Słowa kluczowe

PL

naprężenie uplastyczniające; opór plastyczny; spęczanie kuźnicze; wgłębianie; pomiary twardości HV 1

EN

yield strength; plastic resistance; upset forging; hobbing; hardness tests HV 1

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 28, nr 3
• Strony: 157--170
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys. tab.

Twórcy

autor

Płaczek G.

• 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

Bibliografia

• [1] Hadasik E. 2006. Przetwórstwo metali. Plastyczność a struktura. Gliwice: Wyd. Politechniki Śląskiej.
• [2] Hadasik E., Z. Pater. 2013. Obróbka plastyczna. Podstawy teoretyczne. Gliwice: Wyd. Politechniki Śląskiej.
• [3] Lin Y.C., X. Yu-Chi, C. Xiao-Min, Ch. Ming-Song. 2010. „Constitutive descriptions for hot compressed 2124-T851 aluminum alloy over a wide range of temperature and strain rate”. Computational Materials Science 50: 227–233.
• [4] Norma PN-H-04320:1957 – Próba statyczna ściskania metali.
• [5] Barbacki A., J. Samolczyk. 2005. „Charakterystyka stanu strukturalnego stali niskowęglowej poddanej odkształceniu w zakresie minimum oporu plastycznego”. Obróbka Plastyczna Metali XVI (5): 17–22.
• [6] Samolczyk J., A. Barbacki. 2005. „Wpływ zawartości węgla na naprężenie uplastyczniające i mikrostrukturę niestopowych stali odkształcanych na ciepło”. Obróbka Plastyczna Metali XVI (2) : 5–14.
• [7] Samolczyk J. 1998. „Wyznaczanie krzywych umocnienia metodą spęczania próbek z czołowymi wytoczeniami”. Praca BM 901 01 0004 INOP, Poznań.
• [8] Dobrzański L.A., R. Nowosielski. 1987. Badania własności fizycznych. Warszawa: Wyd. Naukowo-Techniczne.
• [9] Sypniewski R. 1978. Technologia obróbki plastycznej na gorąco. Warszawa: Wyd. Politechniki Warszawskiej.
• [10] Pachutko B., S. Szkudelski, B. Czartoryski, M. Chruściński, W. Gronowski. 2017. „Badania nad kształtowaniem wykroju matrycy do kucia zaczepu budowlanego metodą wgłębiania na gorąco”. Obróbka Plastyczna Metali XXVIII (2): 133–146.
• [11] Doherty R.D., D.A. Hughes, F.J. Humphreys, J.J. Jonas, D. Juul Jensen, M.E. Kassner, W.E. King, T.R. McNelley, H.J. McQueen, A.D. Rollett. 1997. „Current issues in recrystallization: a review”. Materials Science and Engineering A238: 219–274.
• [12] Sjöström, J., J. Bergström. 2004. „Thermal fatigue testing of chromium martensitic hot-work tool steel after different austenitizing treatments”. J. Mater. Process. Technol. 153–154: 1089–1096.
• [13] Pan X.H., Z.C. Zhu. 2006. „The study of chemical composition and improvement and development for the H13 hot work die & mold steel”. Mold Manuf. 4: 78–85.
• [14] Fuchs K.D. 2002. „Hot-work tool steels with im-proved properties for die casting applications, The use of tool steels: Experience research”. W mat. konf. 6th International Tooling Conference, Karlstad, Sweden, 10–13 September 2002, 15–22.
• [15] Angang N., M. Wenwen, Ch. Xichun, G. Hanjie, G. Jing. 2017. „Precipitation Behavior of Carbides in H13 Hot Work Die Steel and Its Strengthening during Tempering”. Metals 2017, 7 (3), 70. DOI: 10.3390/met7030070.
• [16] https://www.uddeholm.pl/polish/files/Orvar_Supreme.pl.pdf