Mikrostruktura i twardość wymrażanej kriogenicznie stali narzędziowej X153CrMoV12 poddanej odpuszczaniu w różnych temperaturach

• Autorzy: Ciski A.

Warianty tytułu

EN

The microstructure and hardness of deep cryogenically treated X153CrMoV12 tool steel subjected to tempering at different temperatures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było przeprowadzenie badań stali narzędziowej stopowej do pracy na zimno X153CrMoV12 poddanej wymrażaniu kriogenicznemu (DCT - Deep Cryogenic Treatment) oraz bezpośredniemu po wymrażaniu odpuszczaniu przy różnych temperaturach. Wyniki odniesione, zostały do właściwości stali poddanych konwencjonalnej obróbce cieplnej, tj. bezwymrażania. Uzyskana twardość wymrażanych stali narzędziowych jest ściśle związana ze zjawiskami zachodzącymi podczas podgrzewania materiału od temperatury ciekłego azotu do temperatury otoczenia oraz następnego odpuszczania. Procesy wydzieleniowe zachodzące podczas odpuszczania wymrażanej kriogenicznie stali X153CrMoV12 prowadzą do przesunięcia piku twardości wtórnej do niższych temperatur, wpływając jednocześnie na uzyskanie nieznacznie niższej maksymalnej twardości. Przedstawiony efekt wymrażania związany jest najprawdopodobniej z: (a) mniejszą zawartością austenitu szczątkowego, a więc mniejszym utwardzeniem materiału powodowanym przemianą austenitu podczas odpuszczania, (b) zachodzącymi w sposób odmienny procesami wydzieleniowymi, prowadzącymi do uzyskania większej ilości drobnodyspersyjnych wydzieleń węglików wtórnych, ze względu na zmiany dokonane w osnowie i wytworzenie dodatkowych miejsc zarodkowania dzięki rozdrobnieniu podziarna martenzytu i utworzeniu zarodków węglików poprzez atomy węgla gromadzone w klastry poprzez przemieszczające się dyslokacje.

EN

The aim of the study was testing X153CrMoV!2 cold work alloyed tool steel subjected to deep cryogenic treatment (DCT) and direct tempering after DCT at different temperatures. The results were attributed to the characteristics of steel subjected to a conventional heat treatment, ie. without DCT. The resulting hardness of deep cryogenically treated tool steel is closely related to the phenomena occurring while heating-up the material, from liquid nitrogen temperature to room temperature and thefollowing tempering. Precipitation processes occurring during tempering of the deep cryogenically treated XI53CrMoV12 steel lead to shifting of maxi-mum hardness peak to the lower temperature and reduction of the obtained maximum hardness. This effect of DCT is associated most likely with: (a) a reduced content of retained austenite, and therefore lower hardening of steel caused by transformation of austenite during tempering: (b) altered precipitation processes, leading to a higher quantity of fine secondary carbides, due to changes in the matrix, refinement of martensite plates and creating of additional nucleation sites by carbon atoms gathered into clusters by mobile dislocations.

Słowa kluczowe

PL

wymrażanie kriogeniczne; stal narzędziowa; mikrostruktura; twardość

EN

deep cryogenic treatment; tool steel; microstructure; hardness

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 3
• Strony: 25--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Ciski A.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Meng F. et al.: Role of eta-carbide precipitations in the wear resistance improvements of Fe 12Cr-Mo-V 1.4C tool steel by cryogenic treatment. „ISIJ International" 1994, vol. 34, No. 2, p. 205-210.
• [2] Yun D. et al.: Deep Cryogenic Treatment of High-speed Steel and its Mechanism. „Heat Treatment of Metals" 1998, No. 3, p. 55-59.
• [3] Wierszyłłowski l. et al.: The influence of deep cryogenic treatment on transformations during tempering of quenched D2 steel studies of XRD, structures, DSC, dilatometry, hardness and impact energy. „Obróbka Plastyczna Metali" 2008, t. 19, nr 2, s. 53-59.
• [4] Jeleńkowski J., Wach P., Ciski A., Babul T.: Porównanie zmian w substrukturze stali X153CrMoV12 po obróbce cieplnej bez i z głębokim wymrażaniem. „Inżynieria Materiałowa" 2012, 6, 190, s. 673-676.
• [5] Bała P., Pacyna J.: The kinetics of phase transformations during tempering in high-speed steels. „Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering" 2007, vol. 23, issue 2, p. 15-18.
• [6] Gavriljuk V.G. et al.: Low-temperature martensitic transformation in tool steels in relation to their deep cryogenic treatment. „Acta Materialia" 2013, 61, p. 1705-1715.
• [7] Gavriljuk V.G., Tarasenko A.V., Tyshchenko A.I.: Low temperature ageing of the freshly formed Fe-C and Fe-N martensites. „Scripta Mater." 2000, 43, p. 233-238.
• [8] Ullakko K., Gavriliuk V.G., Naduter V.M.: Aging of Freshly Formed Fe-Based Martensites at Low Tem-peratures. „Metallurgical and Materials Transactions A" 1994, vol. 25A, issue 5, p. 889-909.
• [9] Tyshchenko A. l., Theisen W., Oppenkowski A. et al.: Low-temperature martensitic transformation and deep cryogenic treatment of a tool steel. „Materials Science and Engineering" 2010, A527, p. 7027-7039.
• [10] Amini K., Akhbarizadeh A., Javadpour S.: Effect of deep cryogenic treatment on the formation of nanosized carbides and the wear behavior of D2 tool steel. „International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials" 2012, vol. 19(9), p. 795-798.
• [11] Mohan Lal D., Renganarayanan S., Kalanidhi A.: Cryogenic treatment to augment wear resistance of tool and die steels. „Cryogenics" 2001, 41, p. 149-155.
• [12] Firouzdor V., Nejati E., Khomamizadeh F.: Effect of deep cryogenic treatment on wear resistance and tool life of M2 HSS drill. „Journal of Materials Proc¬essing Technology" 2008, 206, p. 467-472.
• [13] Vitek J.M., Kluch R.L.; Precipitation reactions during the heat treatment of ferritic steels. „Metallurgical Transactions A" 1983, vol. 14, issue 5, p. 1047-1055.
• [14] Gavriljuk V.G. et al.: Carbide Precipitation During Tempering of a Tool Steel Subjected to Deep Cryogenic Treatment. „Metallurgical and Materials Transactions A" 2014, vol. 45, issue 5, p. 2453-24645.
• [15] Pellizzari M.: Influence of Deep Cryogenic Treatment on The Properties of Conventional and PM High Speed Steels. „Trattamenti Termici, La Metallurgia Italiana", Settembre 2008.
• [16] Sobotova J., Jurci P., Dlouhy l.: The effect of sub-zero treatment on microstructure, fracture toughness, and wear resistance of Vanadis 6 tool steel. „Materials Science & Engineering A" 2016, 652, p. 192-204.
• [17] Jurči P. et al.: Tempering response of sub-zero processed Cr-V ledeburitic steel Vanadis 6. Preceedings of Metal 2013 Conference, Brno, Czech Republic, 15-17.05.2013.
• [18] Jurči P.: Heat treatment of Cr- and Cr-V ledeburitic tool steels. „Materials Engineering - Materialove lnżinierstvo" 2014, 21, p. 129-141.
• [19] Jurči P.: Cr-V ledeburitic cold-work tool steels. „Materiali in tehnologije/Materials and Technology" 2011,45, 5, p. 383-394.
• [20] Ciski A., Jeleńkowski J., Babul T.: Microstructural, thermal stability and wear resistance properties of X153CrMoV12 tool steel subjected to deep cryogenic treatment. „Int. J. Microstructure and Materials Properties" 2015, vol. 10, No. 2, p. 140-148.
• [21] Pellizzari M., Molinari A.; Deep cryogenic treatment of cold work tool steel, 6th International Tooling Conference, Karlstad 2002, p. 657-669.
• [22] Kulmburg A. et al.: Beitrag zum Tiefkuehlen von Schnellarbeitsstahlen. „HTM" 1992, 47, p. 318-323.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.