Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ niklu na strukturę i właściwości nowej generacji stali UFG-TRIP

Gołaszewski A., Kursa D., Szawłowski J., Świątnicki W.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

nr 4

33--40

PL

Opracowanie technologii zapewniających wysokie parametry wytrzymałościowe przy zachowaniu dobrych właściwości plastycznych pozwala na produkcję lżejszych wyrobów z wytrzymalszych materiałów, które znajdują zastosowanie m.in. w przemyśle motoryzacyjnym. Właściwości te otrzymano w stalach do ulepszania cieplnego 35CrSiMn5-5-4 i 30NiMnSiCr7-5-4-4, w których wytworzono ultradrobnoziarnistą, wielofazową mikrostrukturę typu TRIP (UFG-TRIP), składającą się z bainitu bezwęglikowego z austenitem szczątkowym w osnowie ferrytycznej. Na podstawie symulacji przemian fazowych i badań dylatometrycznych opracowano parametry obróbki cieplnej. Przeprowadzono badania mikrostrukturalne, twardości oraz udarności, które miały na celu określenie wpływu niklu na mikrostrukturę i właściwości stali po obróbce typu UFG-TRIP. Badania wykazały, iż obróbka tego typu prowadzi do silnego rozdrobnienia mikrostruktury w badanych stalach, a jednocześnie zapewnia wysoką twardość i udarność. Dodatek niklu do stali wpłynął na jej silniejsze rozdrobnienie, jednak udarności dla jednego z omawianych wariantów otrzymano wyższe dla stali bez niklu.

EN

The development of technologies that ensure high strength parameters while maintaining good plastic properties allows the production of lighter products from more durable materials that are applied, among others, in an automotive industry. These properties have been obtained in 35CrSiMn5-5-4 and 30NiMnSiCr7-5-4-4 grades of steel, dedicated to hardening and tempering type of heat treatment, in which an ultrafine, multi-phase microstructure (Ultra-Fine Grained-TRIP), consisting of carbide-free bainite with retained austenite in the ferritic matrix, has been formed. On the basis of the simulation of phase transformations and dilatometric tests the heat treatment parameters have been developed. Microstructural, hardness and impact strength tests have been carried out to determine the influence of nickel on the microstructure and the properties of steel after the UFG-TRIP treatment. The tests have revealed that this type of treatment leads to a strong microstructure refinement in the tested steels, while simultaneously providing high hardness and impact strength. The addition of nickel to steel will affect its stronger refinement, however, the impact strengths for one of the discussed variants have been higher for nickel-free steels.

2

The Effect of Stepped Austempering on Phase Composition and Mechanical Properties of Nanostructured X37CrMoV5-1 Steel

Marciniak S., Skołek E., Świątnicki W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

517--521

EN

This paper presents the results of studies of X37CrMoV5-1 steel subjected to quenching processes with a one-step and a two-step isothermal annealing. The TEM observation revealed that steel after one-step treatment led is composed of carbide-free bainite with nanometric thickness of ferrite plates and of high volume fraction of retained austenite in form of thin layers or large blocks. In order to improve the strength parameters an attempt was made to reduce the austenite content by use of quenching with the two-step isothermal annealing. The temperature and time of each step were designed on the basis of dilatometric measurements. It was shown, that the two-step heat treatment led to increase of the bainitic ferrite content and resulted in improvement of steel's strength with no loss of steel ductility.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań stali X37CrMoV5-1 poddanej hartowaniu izotermicznemu jedno i dwu stopniowemu. Obserwacji TEM wykazały, że stal po jednostopniowym hartowaniu izotermicznym składa się z bainitu bezwęglikowego o nanometrycznej grubości płytek ferrytu poprzedzielanych cienkimi warstwami lub blokami austenitu. Wysoka plastyczność stali wynika z wysokiej zawartością fazy austenitycznej. W celu poprawy parametrów wytrzymałościowych postanowiono zmniejszyć ilość austenitu poprzez zastosowanie dwustopniowego hartowania izotermicznego. Parametry tego procesu zostały zaprojektowane na podstawie badań dylatometrycznych. Wykazano, że dwustopniowa obróbka cieplna prowadził do podwyższenia zawartości ferrytu bainitycznego i tym samym do poprawy wytrzymałości stali bez utraty plastyczności.

3

TEM & AFM - Complementary Techniques for Structural Characterization of Nanobainitic Steel

Dworecka J., Jezierska E., Rębiś J., Rożniatowski K., Świątnicki W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1591--1593

EN

The aim of this study was to analyse and to identify the phases which formed in 100CrMnSi6-4 bearing steel after the nanostructuring heat treatment. Especially designed thermal treatment parameters were applied in order to obtain a nanobainitic structure. Two different microscopic techniques were used for the precise examination of the microstructures obtained: transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM). Both analyses confirm that the examined steel has a nanocrystalline structure. However, it was discovered that the selected analysis methods affected the results of the plate thickness measurements.

PL

Celem pracy była analiza struktury i identyfikacja faz powstałych podczas procesu nanostrukturyzacji stali łożyskowej 100CrMnSi6-4. Chcąc wytworzyć strukturę nanobainityczną przeprowadzono obróbkę cieplną o specjalnie dobranych parametrach. Następnie wykonano precyzyjną analizę otrzymanej mikrostruktury wykorzystując w tym celu dwie zaawansowane techniki mikroskopowe: transmisyjną mikroskopię elektronową (TEM) oraz mikroskopię sił atomowych (AFM). Badania wykonane obiema technikami potwierdziły, że badano stal o strukturze nanobainitycznej. Wykazano też, że zależnie od zastosowanej techniki badawczej otrzymano różnice w wartościach zmierzonych grubościach elementów struktury.

4

Nanocrystalline structures obtained by isothermal treatment in bearing steels

Dworecka J., Pobiedzińska K., Jezierska E., Rożniatowski K., Świątnicki W.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

109--112

EN

Over the past decade, nanomaterials have been the subject of enormous interest. Metals and alloys with nanocrystalline structure are notable for their high mechanical properties, which, in general, are better than metallic materials with larger grain size. Until now, the most popular method used for obtaining a nanocrystalline structure in metals was severe plastic deformation (SPD). In steels, the same effect can be obtained by phase transitions occurring during appropriate heat treatments. In this work, two types of commercial steel (67SiMnCr6-6-4, 100CrMnSi6-4) were subjected to isothermal heat treatment in order to obtain a nanocrystalline structure. Heattreatment parameters were determined from dilatometric studies of phase transitions in the investigated steels. The first step of that treatment was austenitisation and the second one was isothermal annealing in the temperature of 260°C and 320°C. The prime objective of this study was to investigate the influence of grain refinement down to nanometric scale on the structure and mechanical properties of two bearing steels. The structure of steels after isothermal processes was investigated with transmission electron microscopy. The mechanical properties were determined by static tensile tests, impact tests and hardness measurements. It was shown that, during isothermal annealing at specified temperature, a structure composed of nanometric bainite plates separated by retained austenite layers was formed. The mechanical properties of both bearing steels, but with different content of alloying elements, were compared and discussed.

PL

Obecnie nanomateriały stały się przedmiotem dużego zainteresowania. Metale i ich stopy z nanokrystaliczną strukturą są znane z dobrych właściwości mechanicznych, zwykle większych niż dla tych samych materiałów o grubszym ziarnie. Do tej pory najpopularniejszą metodą otrzymywania nanokrystalicznej struktury w metalach były metody dużego odkształcenia (SPD). W stalach ten sam efekt można uzyskać przez przemiany fazowe w trakcie odpowiednio zaprojektowanych obróbek cieplnych. W artykule dwie handlowe stale (67SiMnCr6-6-4, 100CrMnSi6-4) zostały poddane hartowaniu izotermicznemu w celu otrzymania nanokrystalicznej struktury. Parametry zabiegów cieplnych zostały wyznaczone na podstawie badań dylatometrycznych. Pierwszym etapem obróbki cieplnej była austenityzacja, a kolejnym wyżarzanie izotermiczne w temperaturze 260°C bądź 320°C. Głównym celem prowadzonych badań było zbadanie wpływu rozdrobnienia ziarna do rozmiarów nanometrycznych na strukturę i właściwości mechaniczne obu stali łożyskowych. Struktura stali po procesie izotermicznym była obrazowana za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Natomiast właściwości mechaniczne zostały określone w statycznej próbie rozciągania, w badaniu udarności i twardości. W pracy pokazano, że za pomocą hartowania izotermicznego w określonej temperaturze można otrzymać strukturę złożoną z nanometrycznych płytek bainitu oddzielonych warstwami austenitu szczątkowego. Uzyskane struktury i właściwości mechaniczne dla obu stali łożyskowych (o różnym składzie chemicznym) porównano i omówiono w artykule.

5

Formation of ferritic-bainitic structure with retained austenite in subeutectoid steel

Gołaszewski A., Szawłowski J., Świątnicki W.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

121--126

EN

An attempt to form a ferritic-bainitic microstructure with retained austenite in 35CrSiMn5-5-4 steel was undertaken. In order to obtain such a structure, the process of annealing in the intercritical region followed by the process of austempering was applied. JMatPro simulations, austenite quantitative analysis after annealing in the intercritical region and dilatometric tests were conducted to design the heat treatment. The dilatometric studies have shown that in order to determine the appropriate values of Ac1 and Ac3 temperatures, much lower heating rates should be used than the standard heating rate. The transmission electron microscopy (TEM) investigations revealed that in steel after annealing in the intercritical region followed by low temperature austempering the structure composed of ferrite and carbide-free bainite was formed. Mechanical tests demonstrated that after application of the designed heat treatment, 35CrSiMn5-5-4 steel gains an interesting set of mechanical properties.

PL

Podjęto próbę wytworzenia w stali struktury ferrytyczno-bainitycznej z austenitem szczątkowym. W celu wytworzenia takiej struktury zastosowano proces wyżarzania w zakresie międzykrytycznym, a następnie hartowania z przystankiem izotermicznym. Do zaprojektowania obróbki cieplnej wykorzystano symulacje za pomocą programu JMatPro, analizę ilościową austenitu po wyżarzaniu w zakresie międzykrytycznym oraz badania dylatometryczne. Badania dylatometryczne wykazały, iż do wyznaczenia właściwych temperatur Ac1 i Ac3 należy stosować znacznie mniejsze niż standardowe szybkości grzania. Badania za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) ujawniły, iż w stali wyżarzanej w zakresie międzykrytycznym, a następnie hartowanej z przystankiem izotermicznym została wytworzona struktura złożona z ferrytu i bezwęglikowego bainitu. Badania mechaniczne wykazały, iż po zastosowaniu zaprojektowanej obróbki stal 35CrSiMn5-5-4 uzyskuje interesujący zespół właściwości mechanicznych.

6

Determination of the phase composition in commercial Cr-Si-Mn steel after an austempering treatment

Skołek E., Marciniak S., Świątnicki W.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

199--202

EN

Commercial chrome-silico-manganese alloy steel was submitted to an austempering processes with isothermal quenching at different temperature of: 310, 400, and 450°C. Treatments resulted in obtaining microstructure composed of the carbide-free bainite and retained austenite. Attempts to evaluate the quantities of bainitic ferrite and retained austenite were made on the basis of dilatometric studies and microscopic observations with the use of transmission electron microscope. It was shown, that different temperature of heat treatment give different phase composition and morphology. An increase in isothermal quenching temperature from 310°C to 400°C causes slight increase in bainitic ferrite grain size and higher amount of retained austenite. Exceeding specific limit temperature of the treatment results in significant increase in bainitic ferrite grain size and the formation of blocks of austenite, which underwent martensitic transformation during cooling to the room temperature, subsequently decreasing the amount of retained austenite.

PL

Handlowa stal chromowo-krzemowo-manganowa poddana została obróbce hartowania z przystankiem izotermicznym w różnej temperaturze: 310, 400 i 450°C. W wyniku obróbek wytworzono struktury zbudowane z bezwęglikowego bainitu oraz austenitu szczątkowego. Na podstawie badań dylatometrycznych oraz obserwacji mikrostruktury za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego podjęto próbę oszacowania zawartości ferrytu bainitycznego oraz austenitu szczątkowego. Wykazano, że w zależności od zastosowanej temperatury występują różnice w zawartości i morfologii poszczególnych faz. Zwiększenie temperatury obróbki hartowania z przystankiem izotermicznym z 310°C do 400°C powoduje nieznaczny rozrost ziarna bainitu oraz zwiększenie zawartości austenitu szczątkowego w stali. Przekroczenie pewnej granicznej temperatury obróbki powoduje znaczny rozrost ziaren ferrytu i powstawanie austenitu w formie bloków, które podczas chłodzenia do temperatury pokojowej ulegają przemianie martenzytycznej, w wyniku której zawartość austenitu szczątkowego zmniejsza się.

7

Microstructure and Properties of Surface Layer of Carburized 38CrAlMo6-10 Steel Subjected to Nanostructurization by a Heat Treatment Process

Wasiluk K., Skołek E., Świątnicki W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1685--1690

EN

The aim of the study was to produce and characterize a nanobainitic microstructure in surface layers of carburized 38CrAlMo6-10 structural steel. Steel contained 1.% Al and 0.3% Si - elements hindering the cementite precipitation, which was considered to be adequate for obtaining a carbide free bainite. Steel samples were subjected to two different vacuum carburizing processes in order to obtain two different contents of carbon in surface layer. To produce a nanobainitic microstructure a heat treatment consisting of austempering at temperature slightly higher than the martensite start temperature (Ms) of the layer was applied after each carburization process. It was found, that the obtained microstructure of carburized layer depends strongly on carbon content. In steel with surface layer containing lower carbon content a nanobainitic microstructure with carbon-enriched residual austenite was formed. In case of surface layer containing higher carbon content the ultra-fine grained lower bainite was obtained.

PL

Celem pracy było wytworzenie w nawęglonej warstwie wierzchniej stali 38CrAlMo6-10 mikrostruktury nanobainitu. Stal ta zawiera dodatek 1,31% Al+Si - pierwiastków hamujących wydzielanie węglików, który został uznany za wystarczający by umożliwić powstanie nanobainitu. Próbki poddano dwóm procesom nawęglania do dwóch różnych zawartości węgla w warstwie wierzchniej. Zastosowana obróbka cieplna nanobainityzacji obejmowała hartowanie izotermiczne w temperaturach nieco wyższych niż Ms warstwy. Uzyskane wyniki pozwalają stwierdzić, że mikrostruktura warstwy wierzchniej po bainityzacji zależy silnie od zawartości węgla. W przypadku jednej warstwy uzyskano nanometrycznej wielkości listwy bainitu z filmem wzbogaconego w węgiel austenitu resztkowego, w drugiej mikrostrukturę ultra drobnoziarnistego bainitu dolnego.

8

Characterization of Nanobainitic Structure Obtained in 100CrMnSi6-4 Steel after Industrial Heat Treatment

Dworecka J., Jezierska E., Rożniatowski K., Świątnicki W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1637--1640

EN

The aim of the work was to produce a nanobainitic structure in the commercial bearing steel - 100CrMnSi6-4 and to characterize its structure and mechanical properties. In order to produce this structure the austempering heat treatment was performed, with parameters that have been selected on the basis of dilatometric measurements of phase transformation kinetics in steel. The heat treatment process was performed in laboratory as well as in industrial furnaces. The obtained structure was characterized using transmission electron microscopy. In order to investigate the effect of the microstructure parameters on the material’s mechanical properties, the hardness, impact strength and static tensile tests have been conducted.

PL

W niniejszej pracy podjęto próbę wytworzenia struktury nanobainitycznej w handlowej stali łożyskowej - 100CrMnSi6-4. W celu wytworzenia tej struktury przeprowadzono proces hartowania z przystankiem izotermicznym, którego parametry zostały określone w oparciu o badania dylatometryczne. Warto podkreslić, że proces ten przeprowadzono w piecach przemysłowych. Uzyskaną strukturę nanobainitu scharakteryzowano za pomocąa transmisyjnego mikroskopu elektronowego. W celu zbadania wpływu wytworzonej mikrostruktury na właściwości mechaniczne przeprowadzono badania twardości, udarności i statyczną próbę rozciągania.

9

Wytwarzanie struktury nanokrystalicznej w warstwach wierzchnich stali po nawęglaniu próżniowym

Wasiak K., Wasiluk K., Skołek E., Świątnicki W., Szawłowski J., Sut M., Korecki M., Krasoń M., Bazel M.

Piece Przemysłowe & Kotły

|

2013

|

11-12

16--21

PL

W wyniku poddania stali niskowęglowych, procesowi nawęglania, hartowania i niskiego odpuszczania powstają znaczne naprężenia własne mogące doprowadzić nawet do pęknięcia materiału. W artykule przedstawiono badania mające na celu opracowanie takiej obróbki cieplnej, która zapewni uzyskanie pożądanych właściwości stali i zredukuje to niekorzystne zjawisko.

EN

By subjecting a low carbon steel to carburisation, hardening, and low temperature tempering, a high level of residual stress is produced, which can result even in cracking of the material. The article discusses research aimed at developing a heat treatment method that would allow for achieving the desired steel properties while minimising the adverse effects.

10

Wytwarzanie niskotemperaturowego bainitu w warstwie nawęglonej na stali 38CrAlMo610

Wasiluk K., Skołek E., Świątnicki W.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

911--915

PL

Stosowana powszechnie obróbka cieplna warstw nawęglanych stali, polegająca na hartowaniu i niskim odpuszczaniu, niesie ze sobą ryzyko wystąpienia efektów ubocznych: wzrostu naprężeń własnych w warstwie powierzchniowej, odkształcenia elementu, a nawet zarodkowania pęknięć. Celem zredukowania tego ryzyka w pracy podjęto próbę opracowania alternatywnej obróbki po procesie nawęglania, która polega na hartowaniu elementu z przystankiem izotermicznym w zakresie przemiany bainitycznej. Przyjęto, iż zastąpienie hartowania martenzytycznego obróbką izotermiczną w stalach o odpowiedniej zawartości pierwiastków stopowych i węgla powinno zredukować ryzyko wystąpienia wymienionych niekorzystnych zjawisk przez wytworzenie struktury bainitu niskotemperaturowego o ultradrobnym ziarnie i dużej twardości. Do badań wybrano stal chromowo-molibdenową z aluminium, powszechnie stosowaną w przemyśle do azotowania, zawierającą dodatki: 0,8÷1,1% Al. oraz 0,17÷0,37% Si. Pierwiastki te hamują wydzielanie cementytu podczas przemiany bainitycznej, co powinno sprzyjać powstaniu pożądanej struktury. Próbki stalowe poddano nawęglaniu próżniowemu do zawartości węgla ok. 0,76% przy powierzchni, a następnie przeprowadzono hartowanie z przystankiem izotermicznym w temperaturze bliskiej Ms dla warstwy nawęglonej. Przeprowadzono obserwacje mikrostruktury uzyskanej w warstwie wierzchniej stali za pomocą mikroskopu świetlnego oraz transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Ujawniono, że w warstwie nawęglonej powstała struktura ultradrobnych płytek ferrytu bainitycznego w osnowie wzbogaconego w węgiel austenitu. Dokonano charakterystyki twardości uzyskanej struktury oraz odporności na zużycie przez tarcie i wykazano, że warstwa wierzchnia po takiej obróbce ma korzystne właściwości mechaniczne. Przeprowadzone badania wskazują, iż hartowanie z przystankiem izotermicznym prowadzące do wytworzenia bainitu bezwęglikowego może stanowić interesującą alternatywę w porównaniu z konwencjonalnym hartowaniem i niskim odpuszczaniem.

EN

Quenching and low tempering, commonly applied as a heat treatment for steels after carburization, may cause side effects, such as: increased residual stress in surface layer, detail distortion or even initiation of cracking. This study was an attempt to reduce those possible risks by developing an alternative heat treatment for carburized surface layer of steels, involving austempering. It was established that the application of the austempering treatment instead of conventional quenching and tempering heat treatment, lead to formation of carbide-free bainite with ultra-fine grain size. The austempering treatment may therefore reduce the mentioned negative side effects. For the purpose of this study a chromium-molybdenum steel containing 0.97% of Al and 0.33% of Si was used. The last two elements are known to suppress the cementite precipitation which allows obtaining a desired microstructure of carbide-free bainite. Steel samples were subjected to vacuum carburization, which enriched the surface layer up to the 0.76% of carbon. Then steel was austempered at temperature close to the martensite start temperature Ms of the surface layer. Microstructural observations of carburized layer were made using the light microscope (LM) and transmission electron microscope (TEM). It was revealed that microstructure of ultra-fine bainitic plates with carbon-enriched austenite layers was formed in carburized layer. The performed tests of hardness and wear resistance proved that the carburized and austempered surface layer has attractive mechanical properties. Acquired results show that austempering of carburized steels resulting in low-temperature bainite formation may be an interesting alternative to the conventional quenching and tempering heat treatment process.

11

Characteristics of surface layers produced on austenitic-ferritic stainless steel by low temperature glow discharge nitriding

Gołębiowski B., Zakroczymski T., Sobiecki R., Świątnicki W.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

320-323

EN

The paper is concerned with the influence of parameters of low-temperature glow discharge nitriding on the type, phase composition and microstructure of the surface layer produced on austenitic-ferritic stainless steel (EN X2CrNiMN23-5-3). It has been shown that by using low-temperature glow discharge nitriding it is possible to produce expanded austenite N (S-phase). It has also been found that even a slight change in the parameters of the nitriding process has a significant influence on the phase composition of the surface layers.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów niskotemperaturowego azotowania na rodzaj, skład fazowy i mikrostrukturę wytworzonej warstwy powierzchniowej na stali austenityczno-ferrytycznej EN: X2CrNiMN23-5-3. Wykazano, że w procesie niskotemperaturowego azotowania jarzeniowego możliwe jest wytworzenie fazy S, jak również stwierdzono, że nawet niewielka zmiana parametrów procesu azotowania ma znaczący wpływ na skład fazowy wytworzonych warstw.

12

Badanie wpływu niskotemperaturowego azotowania jarzeniowego stali dupleks na jej odporność korozyjną po wodorowaniu

Gołębiowski B., Kamiński M., Świątnicki W.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

972-977

PL

W pracy podjęto próbę zastosowania niskotemperaturowego azotowania jarzeniowego stali austenityczno-ferrytycznej typu dupleks EN: X2CrNiMN23-5-3 w celu jej zabezpieczenia przed degradującym oddziaływaniem wodoru. Przeprowadzono badania wpływu wodorowania na odporność korozyjną stali w stanie wyjściowym oraz stali po azotowaniu. Oba rodzaje próbek poddano badaniom odporności korozyjnej w Na2SO4 oraz NaCl bezpośrednio po procesie katodowego nasycania wodorem, jak i po 24 h od zakończenia procesu. W pracy wykonano również badania za pomocą mikroskopu elektronowego i metod rentgenowskich w celu oceny mikrostruktury stali po procesach azotowania i wodorowania. Wykazano, że odporność korozyjna stali naazotowanej, wodorowanej i nie wodorowanej jest porównywalna z odpornością odpowiadających próbek w stanie wyjściowym. Stwierdzono rownież, że zastosowanie niskotemperaturowego azotowania jarzeniowego, w wyniku którego otrzymano yn i an dwukrotnie zwiększa twardość stali austenityczno-ferrytycznej.

EN

The study attempts to use low-temperature glow discharge nitriding of austenitic-ferritic duplex stainless steel EN: X2CrNiMN23-5-3 to protect it against degrading effects of hydrogen. The paper presents studies of hydrogen charging impact on corrosion resistance of steel in the initial state and the steel after nitriding process. Both types of samples were tested in NaCl and Na2SO4 solutions, immediately after the cathodic hydrogen charging process and 24 h after cathodic hydrogen charging process. The study also used several other methods like electron microscopy and X-ray to assess the nature and microstructure of steel after nitriding processe and cathodic hydrogen charging process. It has been shown that the corrosion resistance of nitrided steel, hydrogen charged and without hydrogen charging process is comparable to the corresponding samples in the initial state. It was also found that applied low temperature glow discharge nitriding by which received yn and an phases 2-fold increase hardness of austenitic-ferritic steel.

13

Prędkość propagacji pęknięć zmęczeniowych w stali austenityczno-ferrytycznej - wpływ wodoru i mikrostruktury

Marciniak S., Głowacka A., Pakieła Z., Świątnicki W.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2007

|

Z. 4

84-85

PL

W pracy przedstawiono badania prędkości propagacji pęknięć zmęczeniowych w stali austenityczno-ferrytycznej X2CrNiMN23-5-3 w powietrzu i w warunkach katodowego nasycania wodorem. Badania prowadzono na próbkach w dwóch stanach mikrostrukturalnych: po walcowaniu na gorąco oraz po dodatkowej obróbce cieplnej. Stal po obróbce plastycznej na gorąco cechowała się drobnoziarnistą strukturą i silnym ukierunkowaniem obszarów ferrytu i austenitu w kierunku walcowania. Obróbka cieplna spowodowała rozrost ziaren obu faz oraz zanik anizotropii mikrostrukturalnej. Wykazano, że przy małej częstotliwości obciążeń, prędkość propagacji pęknięć zmęczeniowych jest znacznie większa w środowisku wydzielającym wodór w porównaniu do prób prowadzonych w powietrzu. W próbce po walcowaniu, prędkość propagacji pęknięć zmęczeniowych w środowisku wydzielającym wodór zależy od kierunku przyłożonych obciążeń względem kierunku walcowania. Ta anizotropia prędkości propagacji pęknięć zmęczeniowych nie występuje w próbkach po obróbce cieplnej. Oznacza to, że czynniki mikrostrukturalne mają większy wpływ na propagację pęknięć zmęczeniowych w środowisku wydzielającym wodór w porównaniu do prób realizowanych w powietrzu.

EN

The investigations of fatigue crack propagation rate in austenitic-ferritic steel have been described. Fatigue tests have been performed in air and during cathodic hydrogen charging from aqueous solutions. Two various kinds of steel specimens have been tested: one of them issued from hot rolling, and the other one additionally annealed at high temperature. The hot rolled specimens had fine-grained microstructure and were composed of austenite and ferrite plates elongated in the rolling direction. The subsequent annealing induced the grain growth of both phases leading to more isotropic phase morphology. It has been shown, that at low loading frequency, the fatigue crack growth occurs at higher rate in hydrogen generating solution than in air. In the hot rolled samples the fatigue crack growth rate during hydrogen charging depended on the direction of loading, with respect to the rolling direction. This anisotropy of crack growth rate was absent in the annealed specimens. It means that microstructural factors have greater influence on the fatigue crack growth rate in hydrogen generating solution than that in air.

14

Hydrogen Embrittlement of Austenitic-Ferritic Steel

Głowacka A., Gołaszewski A., Świątnicki W.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

768-773

EN

A fracture of the austenitic-ferritic steel subjected to tensile tests during hydrogen charging has been investigated using scanning electron microscope. It has been shown that hydrogen charging considerably reduces ductility and leads to a brittle fracture which remains ductile in the non-charged samples. The effect of hydrogen charging and tensile test conditions on fracture characteristics has been examined. The obtained results indicate that hydrogen trapped on interphase boundaries has an impact on the embrittlement of duplex steel.

PL

Przedmiotem pracy jest pękanie stali austenityczno-ferrytycznej poddanej próbom rozciągania podczas nasycania wodorem. Badania powierzchni pęknięć wykonano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Wykazano, że nasycanie wodorem zmniejsza ciągliwość stali i prowadzi do przełomu kruchego, podczas gdy stal niewodorowana cechuje się przełomem ciągliwym. Przeanalizowano wpływ warunków rozciągania i wodorowania na charakterystykę przełomów. Ujawniono, że czynnikiem sprzyjającym kruchości wodorowej jest pułapkowanie wodoru w granicach międzyfazowych.

15

Co nowego w sztuce wojennej?

Świątnicki W.

Zeszyty Naukowe / Wyższa Szkoła Oficerska Sił Powietrznych

|

2005

|

Nr 2

63--69

PL

Tytuł artykułu opatrzono znakiem zapytania. Nieprzypadkowo. O sztuce wojennej, uprawianej od tysięcy lat, wiadomo bardzo wiele. Czy wszystko? Autor usiłuje wskazać, jakim istotnym przemianom ulegają aktualnie główne zasady sztuki wojennej. W jej ramach zasady strategii i taktyki, według części państw także sztuki wojennej, jeśli jest ona przez nie wyróżniana. Analizie poddano pięć najważniejszych zasad sztuki wojennej: gotowość bojową: zaskoczenie; przewagę; ciągłość działań; morale i dyscyplinę. Autor nie wyklucza innych zasad, ale te uważa za główne. Stymulatory wyboru głównego kierunku działań czy masowania sił nie uległy istotnym zmianom. Z treści artykułu wynika, że poddane analizie zasady są raczej powszechnie uznawane. W niektórych armiach dodawane były też inne, na przykład „współdziałanie”. Zgodnie z tytułem artykułu skupiono uwagę na zjawiskach nowych w sztuce wojennej. Nie pominięto nawet reperkusji fanatycznego terroryzmu.

16

Zmęczenie korozyjne stali austenityczno-ferrytycznej w warunkach nasycania wodorem

Głowacka A., Wysocka O., Miśkiewicz M., Pakieła Z., Świątnicki W.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2005

|

z. 82

305-314

PL

W pracy przedstawiono badania prędkości propagacji pęknięć zmęczeniowych w stali austenityczno-ferrytycznej 00H22N5M3 w powietrzu i w warunkach katodowego nasycania wodorem. Wykazano, że w środowisku wydzielającym wodór, na prędkość propagacji pęknięć zmęczeniowych wpływa z jednej strony częstotliwość obciążeń, a z drugiej anizotropia mikrostrukturalna stali.

EN

The fatigue crack propagation investigations have been performed in austenitic-ferritic duplex stainless steel in air and during cathodic hydrogen charging. It was shown that the crack propagation during hydrogen charging was influenced by the frequency of loading and also by the microstructural anisotropy of the steel.

17

Bezpieczeństwo zbiorowe i zagrożenia

Świątnicki W.

Zeszyty Naukowe AON

|

2004

|

nr 2(55)

71-82

EN

The author presented “collective security’’ on legal grounds that were created after World War II and situation that occurred at the beginning of the 21st century and what phenomena make a new legal quality for collective security. He exposed contemporary functioning of the United Nations, the Security Council in particular, in new conditions. He also showed facts that may make the reader’s own draw hypothesis. The major part of the article deals with legal - military situation in space. Poland ratified several treaties, signed by the UN, concerning space activities. A complex influence of situation in space on relations between the main and minor superpowers is underlined. Also terrorism as a new threat has been discussed. A possible development of terrorism and difficulties to diagnose how to counteract it effectively have been shown. The article contains seven sources that are the basis to form the author’s comments.

18

Strukturalne podstawy inżynierii granic międzykrystalicznych

Świątnicki W.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

z. 16

3--127

PL

Praca dotyczy strukturalnych podstaw kształtowania właściwości materiałów metodami inżynierii granic międzykrystalicznych (IGM). Podstawowym celem pracy było wykazanie, że oddziałując na strukturę krystalograficzną oraz na defekty granic międzykrystalicznych, można sterować właściwościami granic, a w konsekwencji kształtować makroskopowe właściwości materiałów. Dokonano krytycznego przeglądu strukturalnych kryteriów granic o niskiej energii i specjalnych właściwościach, które mogą być wykorzystane do opracowania metod IGM. W pracy pokazano, że za pomocą określonych kryteriów strukturalnych można kształtować zarówno właściwości granic ziaren, jak i granic międzyfazowych. Możliwość projektowania właściwości granic międzyfazowych w oparciu o kryteria strukturalne stwarza nowe perspektywy rozwoju IGM w stosunku do materiałów dwu- i wielofazowych. Stwierdzono jednocześnie, że bardzo silny wpływ na właściwości granic mają ich defekty. Dla ułatwienia projektowania struktury i właściwości granic wprowadzono nowe pojęcie mikrostruktury granic, które obejmuje zbiór wszelkiego rodzaju defektów granic międzykrystalicznych. Wykazano, że sterując strukturą granic lub ich mikrostrukturą można zmienić rozkład właściwości całej populacji granic występujących w materiale. Metody IGM mogą zatem opierać się zarówno na modyfikacji struktury granic, jak i ich mikrostruktury, które to czynniki są wzajemnie zależne. Stwierdzono, że czynniki te determinują rodzaj i kinetykę procesów zachodzących na granicach pod wpływem bodźców zewnętrznych. Sumaryczny efekt procesów mikrostrukturalnych zachodzących na granicach i procesów zachodzących w ziarnach oraz oddziaływanie defektów sieciowych z granicami, determinują makroskopową reakcję materiału na przyłożone bodźce. Badania prowadzono na różnego typu materiałach: bikryształach niklu, fazie międzymetalicznej Ni3AI, materiałach ceramicznych (A1203 i YBa2Cu307.) oraz dwufazowej stali austenityczno-ferrytycznej. Jednym z osiągnięć jest opracowanie oryginalnej technologii, która pozwala sterować rozkładem struktur i właściwości granic między fazowych w stali austenityczno-ferrytycznej. Stwierdzono, że zmiana tego rozkładu prowadzi do znaczącej zmiany właściwości mechanicznych tej stali. Wykazano, że metody IGM mogą być stosowane również do kształtowania właściwości fizycznych materiałów. Potwierdza to, że inżynieria granic międzykrystalicznych może być wykorzystana do optymalizacji właściwości, zarówno materiałów konstrukcyjnych, jak i funkcjonalych. Uzyskane wyniki pozwoliły również na sformułowanie dalszych kierunków rozwoju granic międzykrystalicznych.

EN

This study is concerned with the structural foundations of interface engineering (lE). The primary aim of the study was to show that, by controlling the crystallographic structure and the interfacial defects, we can control the interface properties and thereby modify the macroscopic properties of the materials. A critical review is presented of the structural criteria that define the interfaces of low energy and special properties. These criteria can be utilized in designing the IE methods. It has been shown that, based on certain structural criteria, we can modify the properties of grain boundaries and also of the interphase boundaries. The modification of the properties of interphase boundaries is very important since it offers new possibilities of developing the JE methods that will be suitable for handling two- and multi-phase materials. It has also been found that the properties of the boundaries are strongly affected by the interfacial defects. On this basis, a new concept of the interfacial microstructure has been introduced, which comprises a set of all the types of interfacial defects. It has been shown that by controlling the interface structure or microstructure we can modify the distribution function of the properties of the whole population of interfaces. The JE methods might thus consist of the modification of the interface structure or microstructure, which, as a matter of fact, are mutually dependent. It has appeared that both the structure and the microstructure of the interfaces determine the kind and kinetics of the processes that proceed at the interfaces as a result of external solicitations acting upon them. The resultant effect of these processes and of those proceeding within the grains together with the interactions between the lattice defects and the interfaces determine the macroscopic reaction of the material to the solicitations applied to it. The investigations were carried out on the materials of various types: nickeI bicrystals, Ni3AI intermetallic compound, Alz03 and YBaZCu307-x ceramics, and two-phase austenitic-ferritic steel. One of the achievements of the study is the development of an original technology that permits controlling the distribution function of the interphase boundary structures and their properties in austenitic-ferritic steel. It has been found that a change of this function leads to a substantial modification of the mechanical properties of this steel. The JE methods appeared to be suitable also for modifying the physical properties of materials. This confirms the thesis that interface engineering can be utilized for the optimization of the properties of structural as well as functional materials. In addition, the results obtained permitted us to lay out the lines of further development of interface engineering.

19

Microstructure evolution during strain path changes in an aluminium alloy.

Lewandowska M., Świątnicki W.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 4

544-547

EN

In this work the microstructure evolution during strain path changes in the 5182-aluminium alloy was examined using transmission electron microscopy (TEM). This evolution was correlated with the mechanical behaviour of the material. It was found that the microstructure formed during straining depends on the grain orientation but also on the deformation path that the grain undergoes during straining.

PL

W pracy badano ewolucję mikrostruktury podczas zmiany drogi odkształcenia w stopie aluminium 5182. Ewolucję tą skorelowano z zachowaniem mechanicznym materiału. Stwierdzono ponadto, że tworząca się mikrostruktura zależy od orientacji ziarna oraz drogi, jaką dane ziarno dochodzi do końcowej orientacji podczas odkształcenia plastycznego.

20

The interphase boundary effect on plastic deformation of the austenitic ferritic steel.

Świątnicki W., Kryczkowska J., Grabski M.W.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 3

215-218

EN

The influence of interphase boundary crystallography on mechanical properties has been studied in a two-phase austenitic-ferritic steel. This way done by comparing the mechanical behaviour of the steel displaying special orientation relationship (ORs) betweeen phases such as the Kurdiumov-Sachs (KS) and Nishiyama-Wassermann (NW) ones, with the steel exhibiting random misorientations. It was shown, that the steel with large fraction of special ORs exhibits lower hardness and yield strength than the steel with randomly disorientate phases. The mechanical tests performed on examples with different grain size revealed, that the hardness increases with the specific surface of interphase boundaries according to the Hall-Petch relationship.