Zmiany mikrostruktury i właściwości mechanicznych stopu W-Ni-Fe pod wpływem odkształcenia plastycznego i obróbki cieplnej.

• Autorzy: Sikorski K. , Fortuna E. , Kurzydłowski K.J.

Warianty tytułu

EN

The influence of plastic deformation and heat treatment on microstructure and mechanical properties of W-Ni-Fe alloy.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Własności mechaniczne stopów W-Ni-Fe można podwyższyć poprzez odkształcenie plastyczne i następującą po nim obróbke cieplną. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu odkształcenia plastycznego i obróbki cieplnej (wyżarzania) na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne stopu 90%W-7%Ni-3%Fe. Badano materiał wyjściowy, materiał odkształcony plastycznie w procesie walcowania na zimno oraz odkształcony plastycznie poddany obróbce cieplnej. Zmiany mikrostruktury stopu opisano ilościowo przy zastosowaniu komputerowych metod analizy obrazu oraz jakościowo przy wykorzystaniu elektronowej mikroskopii skaningowej przełomów (analiza fraktograficzna). Zmiany składu chemicznego w mikroobszarach zobrazowano w oparciu o wyniki mikroanalizy rentgenowskiej. Wyniki badań skorelowano z własnościami wytrzymałościowymi stopu. W wyniku walcowania na zimno cząstki wolframowe zmieniają swój kształt ze zbliżonego do sfery na elipsoidalny. Na powierzchni przełomu stopu po próbie rozciągania w stanie wyjściowym dominują pęknięcia wzdłuż granic wolfram-wolfram oraz wzdłuż granic międzyfazowych wolfram-osnowa. Pęknięcia fazy wiążącej mają charakter ciągliwy. Ze wzrostem stopnia odkształcenia plastycznego materiału zwiększa się udział pęknięć transkrystalicznych przechodzących przez cząstki wolframowe. W materiale silnie odkształconym plastycznie (40%) dominują pęknięcia transkrystaliczne, a udział pęknięć międzyfazowych jest niewielki. Pęknięcia fazy wiążącej zachowują charakter ciągliwy, jednak jej zdolność do odkształceń plastycznych wyraźnie maleje. Wydłużenie cząstek wolframowych oraz umocnienie osnowy zwiększa wytrzymałość, twardość oraz odporność na pękanie stopu. Po 40% odkształceniu plastycznym wytrzymałość materiału osiąga wartość Rm=1397 MPa, tj. wzrasta o ponad 42%. Wyżarzanie materiału w zakresie temperatury 500/620 stopni Celsjusza po odkształceniu plastycznym zwiększa wytrzymałość stopu o 11/12% w porównaniu z materiałem nie obrabianym cieplnie po odkształceniu. Wskaźniki właściwości plastycznych pozostają praktycznie bez zmian i są wyraźnie niższe niż dla materiału w stanie wyjściowym (nie odkształconym plastycznie).

EN

The paper presents the results of microstructural observations, fractography and tensile tests investigations performed at room temperature on series of 90%W-7%Ni-3%Fe alloy specimens representative of "as sintered state", cold worked (10-40%) and subjected to additional annealing (500/750 degrees centigrade). Changes in the microstructure have been described quantitatively using a computer sided image analysis and qualitatively by scanning electron microscopy (fractography). Chemical composition changes in micro-areas were investigated by electron probe X-ray microanalysis. The results were correlated with the mechanical properties of the alloy. After cold rolling, the tungsten particles change their shape from nearly spherical into discs. On the fracture surface of "as sintered alloy" after tensile test, fracture paths prevail along tungsten-tungsten interfaces and tungsten-matrix separation. The fracture paths through the matrix have a ductile character. With the increasing plastic deformation, fraction of fracture paths across tungsten particles increases. For the samples subjected to 40% deformation tungsten cleavage is predominant. Simultaneously, ductility of the matrix markedly decreases. The deformation of tungsten particles as well as strain hardening of matrix increases the strength and hardness of WHA. The UTS of the alloy subjected to 40% deformation increases by approximately 42%. The annealing of alloy after cold working at the temperature range of 500-620 degrees centigrade increases the UTS to 1565 MPa without changing its elongation to fracture, which remains lower than that in "as sintered state".

Słowa kluczowe

PL

odkształcenie plastyczne; obróbka cieplna; mikrostruktura; stop; skład chemiczny; właściwości mechaniczne; walcowanie na zimno; wyżarzanie; wytrzymałość

EN

plastic deformation; heat treatment; microstructure; alloy; chemical composition; mechanical properties; cold rolling; annealing; hardness

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2002
• Tom: R. XXIII, nr 2
• Strony: 46--52

Twórcy

autor

Sikorski K.

autor

Fortuna E.

autor

Kurzydłowski K.J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej