Structural properties and abrasive-wear resistance of Brinar 400 and Brinar 500 steels

• Autorzy: Konat Ł. , Napiórkowski J. , Białobrzeska B.

Warianty tytułu

PL

Właściwości strukturalne i odporność na zużywanie ścierne stali Brinar 400 i Brinar 500

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, microstructures and the examination results of abrasive-wear resistance of steel grades Brinar 400 and Brinar 500 are presented. It was found on the grounds of light and electron scanning microscopy that these steels are characterised by subtle differences in microstructures, influencing their mechanical and usable properties. In as-delivered condition, the steels have fine-grained structure with post-martensitic orientation, containing few particles of carbide phases. Such microstructures of Brinar steels and the performed chemical analyses indicate that their properties are formed during specialised operations of thermo-mechanical rolling. Generally, it can be said that the examined steels were designed according to the accepted standards of material engineering, related to low-alloy, high-strength, and abrasive-wear resistant martensitic steels. According to the above, the obtained results of structural examinations of Brinar 400 and Brinar 500 steels were referred to real abrasive-wear indices obtained by the spinning bowl method with use of various abrasive soil masses. The tests carried-out in light soil (loamy sand), medium soil (sandy loam), and in heavy soil (loam), as well as hardness measurements showed strict dependence of abrasive-wear indices on microstructures and the heattreatment condition of the examined steels. Examination results of abrasive-wear resistance of Brinar steels were compared with those of steel 38GSA in normalised conditions.

PL

W pracy przedstawiono budowę strukturalną oraz wyniki badań odporności na zużywanie ścierne stali Brinar 400 i Brinar 500. Na podstawie przeprowadzonych metodami mikroskopii świetlnej i skaningowej badań wykazano, że stale te cechują się subtelną różnicą w budowie strukturalnej rzutującą na ich charakterystyki wytrzymałościowe i użytkowe. W stanie dostarczenia rozpatrywane stale charakteryzują się drobnoziarnistą strukturą o orientacji pomartenzytycznej z nielicznymi wydzieleniami faz węglikowych. Powyższy typ budowy strukturalnej stali Brinar oraz przeprowadzone analizy spektralne składu chemicznego wskazują, iż ich właściwości kształtowane są w toku specjalistycznych zabiegów termomechanicznego walcowania. Ogólnie rzecz biorąc, można stwierdzić, że badane stale zostały zaprojektowane zgodnie z przyjętymi kanonami inżynierii materiałowej odnośnie do niskostopowych, wysokowytrzymałych stali martenzytycznych odpornych na zużywanie ścierne. Zgodnie z powyższym uzyskane wyniki badań strukturalnych stali Brinar 400 i Brinar 500 odniesiono do rzeczywistych wskaźników odporności na zużycie ścierne uzyskanych metodą „wirującej misy” z wykorzystaniem zróżnicowanych glebowych mas ściernych. Zrealizowane badania w glebie lekkiej (piasek gliniasty), glebie średniej (glina lekka) oraz glebie ciężkiej (glina zwykła), a także przeprowadzone pomiary twardości wykazały ścisłą zależność uzyskanych wskaźników odporności na zużywanie ścierne od budowy fazowej oraz od stanu obróbki cieplnej badanych stali. Wyniki badań odporności na zużywanie ścierne stali Brinar odniesiono porównawczo do stali 38GSA w stanie normalizowanym.

Słowa kluczowe

EN

steel resistant to abrasive wear; structural and mechanical properties; Brinar steel; abrasive soil mass

PL

stale odporne na zużywanie ścierne; własności strukturalne i mechaniczne; stal Brinar; glebowa masa ścierna

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 3
• Strony: 67--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Konat Ł.

• Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

autor

Napiórkowski J.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Michała Oczapowskiego 2, 10-719 Olsztyn, Poland

autor

Białobrzeska B.

• Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

Bibliografia

• 1. Napiórkowski J., Wear action of soil on working parts of agricultural machines. Agricultural Engineering 9(12) (2005), 3–171 (in Polish).
• 2. Napiórkowski J., Abrasive soil pulp properties analysis in wear impact aspect. Tribologia 41(5) (2010), 53-62.
• 3. Cegiel L., Konat Ł., Pawłowski T., Pękalski G., Hardox steels – new generation of constructional materials for surface mining machines. Węgiel Brunatny 56(3) (2006) 24–29 (in Polish).
• 4. Kostencki P., Łętkowska B., Nowowiejski R., Field tests of abrasive-wear resistance of ploughshares made of steels with an addition of boron. Tribologia 3 (2013) 49–79 (in Polish).
• 5. Napiórkowski J., Ligier K., Pękalski G., Tribological properties of sintered carbides in abrasive soil mass. Tribologia 2 (2014) 123–133 (in Polish).
• 6. Examination and modelling of abrasive-wear and fatigue processes. Ed. by J. Napiórkowski. Publishing House of UWM. Olsztyn 2014 (in Polish).
• 7. BN-85/0642-48.
• 8. Dudziński W., Konat Ł., Białobrzeska B., Fractographic analysis of selected boron steels subjected to impact testing. Archives of Metallurgy and Materials 60(3) (2015) 2373–2378.
• 9. Dudziński W., Białobrzeska B., Konat Ł., Comparative analysis of structural and mechanical properties of selected low-alloy boron-containing steels resistant to abrasive wear. Polish metallurgy in the years 2011–2014, Kraków (2014), pp. 871–888 (in Polish).
• 10. Dudziński W., Konat Ł., Pękalski G., Modern constructional steels. Maintenance strategy of surface mining machines and facilities with high technical degradation levels. Ed. by Dionizy Dudek. Wrocław, Publishing House of Wrocław University of Technology (2013), pp. 346–366 (in Polish).
• 11. Frydman S., Konat Ł., Białobrzeska B., Pękalski G., Impact resistance and fractography of low-alloy martensitic steels. Archives of Foundry Engineering 8(1) (2008) 89–94.
• 12. Dudziński W., Konat Ł., Pękalski G., Structural and strength characteristics of wear-resistant martensitic steels. Archives of Foundry Engineering 8(2) (2008) 21–26.
• 13. Dudziński W., Konat Ł., Pękalska L., Pękalski G., Structures and properties of steels Hardox 400 and Hardox 500. Materials Engineering 7(3) (2016) 139–142 (in Polish).
• 14. Napiórkowski J., Kołakowski K., Pergoł A., Wear evaluation of modern constructional materials used for soil processing. Agricultural Engineering 15(5) (2011) 191–197 (in Polish).
• 15. Napiórkowski J., Drożyner P., Kołakowski K., Mikołajczak P., Analysis of tribological processes of construction materials in the soil mass abrasive wear process. International Virtual Journal for Science, Technics and Innovations for the Industry 6 (2012) 27–29.
• 16.http://www.ilsenburger-grobblech.de/fileadmin/mediadb/ilg/infocenter/downloads/werkstoffblaetter/eng/abrasion_resistant_brinar400.pdf.
• 17.http://www.ilsenburger-grobblech.de/fileadmin/mediadb/ilg/infocenter/downloads/werkstoffblaetter/eng/abrasion_resistant_brinar500.pdf.
• 18. Konat Ł., Napiórkowski J., Kołakowski K., Resistance to wear as a function of the microstructure and selectedmechanical properties of microalloyed steel with boron. Tribologia 4 (2016) 101–114.
• 19. Napiórkowski J., Konat Ł., Ligier K., The structural properties and resistance to abrasive wear in soil of Creusabrosteel. Tribologia 5 (2016) 105–119.
• 20. BN-85/0642-48.
• 21. Wang C., Wang M., Shi J., Hui W., Dong H., Effect of microstructure refinement on the strength and toughness of low alloy martensitic steel, Journal of Material Science and Technology 23(5) (2007) 659–664.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).