Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Investigation of local properties of the Fe-Si alloy subjected to mechanical and laser cutting

Gmyrek Zbigniew, Kucharska Barbara

Archives of Electrical Engineering

|

2023

|

Vol. 72, nr 3

697--713

EN

The effective design of energy-saving electric motors with efficiency class IE4 and higher requires the use of material characteristics that take into account the core shaping process. Therefore, it becomes necessary to use analytical or numerical models that take into account the change of local properties of Fe-Si material. The aim of the work is to indicate a useful analytical model for estimating the local magnetic permeability of the material, as well as to understand the reasons for these changes. For this purpose, low-loss ferromagnetic materials cut with a guillotine and a laser were tested. Rectangular samples, cut at an angle of 0 degrees in relation to the rolling direction, were subjected to macroscopic and microscopic examinations. Finally, the main reasons for changes in material characteristics for both cutting technologies were indicated. Therefore, the proposed model takes into account not only the cutting technology used, but also the current width of the tested strip, for which the material characteristics are to be determined. The parameters of the analytical model are determined on the basis of a limited number of measurements carried out on samples of a simple geometric shape.

2

Spieki z austenitycznych stali chromowo-niklowych z dodatkiem WC10Ni

Moraczyński Oskar, Zinchuk Andrii, Wójcik Grzegorz, Krakówka Anna, Kucharska Barbara

Materiały Ceramiczne

|

2021

|

T. 73, nr 1

14--25

PL

Technologia metalurgii proszków pozwala na wytwarzanie wyrobów oraz półwyrobów niemożliwych do wykonania innymi metodami. Głównym walorem metalurgii proszków jest możliwość uzyskania materiałów trudnotopliwych oraz materiałów, których połączenie tradycyjnymi metodami jest niemożliwe; otwiera więc ona możliwości z zakresu tworzenia nowych materiałów. Metody metalurgii proszków stosuje się w masowej produkcji różnych elementów, znalazły one zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Najpopularniejszymi wyrobami metalurgii proszków są: koła zębate, podkładki, elementy amortyzatorów, łożyska samosmarowe, gniazda zaworów lub filtrów. W pracy skupiono się na wytwarzaniu i porównaniu spieków z proszków stali austenitycznej 304L, 310S i 316L oraz z dodatkiem WC10Ni i Cu. Porównanie obejmowało mikrostrukturę, grubość, twardość i gęstości proszków. Zestawienie końcowe objęło badania EDX i fazową analizę rentgenowską.

EN

The technology of powder metallurgy allows to produce products and semi-finished products that are impossible to be made by other methods. Main value of powder metallurgy is a possibility of obtaining hardly fusible materials and materials which merging by traditional methods is impossible; it provides opportunities in the field of creating new materials. Powder metallurgy methods are used in the mass production of various components and have found their application in many industries. Most popular products of powder metallurgy are gears, washers, shock absorber elements, self-lubricating bearings, valve seats or filters. The paper focuses on the production and comparison of sintered powders of austenitic stainless steel 304L, 310S and 316L and with the addition of WC10Ni and Cu. The comparison covered the microstructure, thickness, hardness, and density of powders. The final survey covered EDX and X-ray phase analysis.

3

Phase transformations in the nitrided layer during annealing under reduced pressure

Frączek Tadeusz, Michalski Jerzy, Kucharska Barbara, Opydo Michał, Ogórek Marzena

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 2

146--156

EN

The article presents studies of phase transformations taking place in surface layers of nitrided steels as a result of their annealing at 520 °C for 5 and 10 h. Two steel grades were tested, the unalloyed AISI 1085 and the low-alloy AISI 52100. As a result of glow discharge nitriding, at 570 °C/5 h and 540 °C/12 h, respectively, nitrided layers were produced on the steels, consisting of a surface layer of iron nitrides with the structure of ε + γ′ and γ′ and of similar thickness 25. The study showed that during 5 h of annealing at 520 °C, the iron nitride layer already decomposed, which was documented by the analysis of chemical composition and X-ray analysis of the surface layers of steel. Comparative studies on the hardness distribution of surface layers of nitrided as well as nitrided and subsequently annealed AISI 52100 steels showed that after both 5 and 10 h of annealing, the hardness depth profiles were very similar and the effective thickness of the diffusion layer did not change. The results obtained enabled the demonstration that the emission of nitrogen into the atmosphere during annealing of nitrided steels is not accompanied by diffusion of nitrogen into the base layer. This proves that the iron nitride layer is not a source of nitrogen for the diffusion layer during annealing at reduced pressure.

4

Badania wyładowań niezupełnych w kablach sn

Rybarz Jacek, Kucharska Barbara

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2020

|

z. 78

91--103

PL

Linie kablowe SN stanowią ważną część systemu elektroenergetycznego, z tego względu istotny jest zarówno ich montaż i eksploatacja, jak też właściwa diagnostyka. W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań kabli SN przeprowadzonych w ramach pracy dyplomowej [3]. Opisano zakres badań i zastosowany układ pomiarowy. Przedstawiono wyniki wykonanych pomiarów napięcia początkowego WNZ w analizowanych konfigura-cjach kabel-taśma sterująca. Przedstawiono analizę otrzymanych wyników oraz wnioski, które mogą być przydatne przy prawidłowym montażu kabli SN.

5

Analiza uszkodzeń występujących w sieciach średnich i niskich napięć na przykładzie wybranego wycinka sieci

Rybarz Jacek, Kucharska Barbara

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2020

|

z. 78

73--89

PL

W artykule oparto się na wynikach uzyskanych w ramach pracy dyplomowej inżynierskiej. Przedstawiono analizę wskaźników uszkodzeń występujących w sieciach na-powietrznych i kablowych SN i nN oraz stacjach transformatorowych wybranego wycinka sieci. Przedstawiono główne przyczyny powodujące powstawanie awarii.

6

Exhaust system piping made by hydroforming: relations between stresses, microstructure, mechanical properties and surface

Kucharska Barbara, Moraczyński Oskar

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 4

648--658

EN

The subject of research is car exhaust system piping made of chromium–nickel steel of grade AISI304L with a unique, complex shape that was obtained by hydroforming technology. The purpose of the research was to determine the relation between the microstructure features, surface condition, hardness and the stresses on the external surface as determined by the sin2ψ X-ray method. We found that the stresses were tensile and correlated with the steel hardness, i.e. they were greater where the hardness was higher. Moreover, longitudinal stresses showed a relationship with pipe wall thickness, while circumferential stresses did so only partially. According to our data, the greatest value of stress determined in the pipe amounted to 290 MPa, and was close to the yield point of the strain hardened 304L steel. As depicted via XRD and SEM examination, the pipe stress level and hardness were influenced by the transition γ→α’. Furthermore, in the region of higher stress and hardness, the amount of martensite was 10 vol.%. We also noted that the pipe’s outer surface when subjected to friction against the die shows lesser roughness compared to its inner surface upon exposure to water under pressure.

7

Cechy mikrostruktury i właściwości narzędzi grawerskich z węglika wolframu

Wójcik Grzegorz, Moraczyński Oskar, Kucharska Barbara

Materiały Ceramiczne

|

2019

|

T. 71, nr 1

36--44

PL

W pracy badano narzędzia grawerskie w kształcie ściętych stożków o kątach wierzchołkowych 10°, 15°, 20° i 30°, wykonane z węglika wolframu w osnowie kobaltu. Badane narzędzia tzw. rylce, produkowane są z przeznaczeniem do obróbki materiałów takich jak: drewno, wosk, szkło akrylowe, PVC, MDF, miękkie metale, kompozyty wzmocnione włóknem szklanym, itp. Narzędzia poddano badaniom stanu powierzchni i krawędzi w obszarze około wierzchołkowym z użyciem skaningowej mikroskopii elektronowej. Dodatkowo, określono wymiary wierzchołków narzędzi. Mikrostrukturę narzędzi zobrazowano metodą mikroskopii świetlnej, a występujące w niej fazy zidentyfikowano metodą dyfraktometrii rentgenowskiej. Właściwości mechaniczne narzędzi scharakteryzowano w pomiarach twardości oraz statycznej próbie ściskania z przeciwpróbką z zahartowanej stali C20. W badaniach wykazano silnie porowatą mikrostrukturę narzędzi, charakterystyczną dla materiałów spiekanych z proszków.

EN

In the work, engraving tools in the shape of truncated cones with apex angles 10°, 15°, 20° and 30° made of tungsten carbide in the cobalt matrix were studied. Test tools called cutters are produced for the purpose of machining materials such as: wood, wax, acrylic glass, PVC, MDF, soft metals, glass fiber reinforced composites, etc. The tools were subjected to surface and edge condition testing in the apical area using scanning electron microscopy. In addition, the dimensions of tool tips have been specified. The microstructure of tools was visualized by means of light microscopy, and the phases present in it were identified by X-ray diffractometry. The mechanical properties of tools were characterized in the measurement of hardness and static compression test with counter-sample made of hardened C20 steel. The research showed a highly porous microstructure of tools, characteristic of materials sintered from powders.

8

Wpływ krzemu na strukturę i właściwości powłok ogniowych na bazie aluminium

Zinchuk Andrii, Moraczyński Oskar, Kucharska Barbara

Inżynieria Powierzchni

|

2019

|

nr 2

16--21

PL

Ciągły wzrost zapotrzebowania na powłoki aluminiowe dla przemysłu motoryzacyjnego wiąże się z koniecznością poprawy ich jakości w zakresie właściwości ochronnych i mechanicznych. W powłokach aluminiowych, wytworzonych ogniowo, na granicy ze stalowym podłożem powstają fazy pośrednie FeAl3 i Fe2Al5, które zmniejszają odporność na korozję i ograniczają możliwości kształtowania pokrytego wyrobu. W pracy dokonano określenia wpływu dodatku 7% Si do aluminiowej powłoki (690°C/60 s) na jej mikrostrukturę, grubość i rodzaj faz pośrednich oraz twardość i cechy powierzchni. Wykazano, że dodatek Si powoduje 40% zwiększenie twardości powłoki oraz zmniejszenie jej chropowatości. Dodatkowo, zostaje ograniczona dyfuzja wzajemna Al i Fe, w wyniku czego formuje się warstwa faz międzymetalicznych, wzbogacona w fazę Al7-9Fe2Si, 4-krotnie cieńsza niż w powłoce bez dodatku Si, przy zachowaniu grubości zewnętrznej warstwy powłoki.

EN

The continuous increase in demand for aluminum coatings for the automotive industry is associated with the need to improve their quality in terms of protective and mechanical properties. The aluminum coatings produced hot-dip, on the border with the steel substrate formed intermediate phases FeAl3, and Fe2Al5, which reduce the corrosion resistance and limit the possibility of forming a coated article. The paper determines the effect of the addition of 7% Si to an aluminum coating (690°C/60 s) on the microstructure thickness and type of intermediate phases as well as hardness and surface features. It has been shown that the addition of Si results in a 40 % increase in the hardness of the coating and reduce the surface roughness. In addition, is limited interdiffusion of Al and Fe, as a result of which an intermetallic phase layer is formed, Al7-9Fe2Si enriched phase, 4 times thinner than a coating without the addition of Si, while maintaining the thickness of the outer coating layer.

9

Kinetyka tworzenia warstw azotowanych na stalach niskostopowych w procesie azotowania gazowego

Wójcik Grzegorz, Kucharska Barbara, Wach Piotr

Inżynieria Powierzchni

|

2019

|

nr 4

35--40

PL

W pracy badano próbki walcowate wykonane ze stali konstrukcyjnej niskostopowej 42CrMo4 (40HM) oraz 41CrAlMo7 (38HMJ) poddanych procesowi azotowania w temperaturze 540oC w czasie 2, 7, 12 oraz 17 godzin. Przez pierwsze 2 godziny procesu atmosferę stanowił amoniak, natomiast dalsza część procesu prowadzona była w atmosferze składającej się w 50% z amoniaku oraz 50% amoniaku zdysocjowanego. Po procesie badano twardość powierzchniową, rozkład twardości na głębokości 50 µm od powierzchni aż do twardości rdzenia oraz mikrostrukturę wytworzonej warstwy azotowanej. Wykazano, że wraz z wydłużeniem czasu trwania procesu azotowania na stali 40HM przypowierzchniowa grubość warstwy azotków zwiększa się od 6 µm po 2 godzinach do 14 µm po 17 godzinach procesu oraz warstwa ta ma budowę dwufazową (+ ’), natomiast grubość warstwy dyfuzyjnej wynosiła od 0,15 do 0,44 mm (w zależności od czasu procesu). W przypadku stali 38HMJ grubość warstwy azotków zwiększała się od 1 µm po 2 godzinach do 9,5 µm po 17 godzinach. Grubość warstwy dyfuzyjnej wynosiła od 0,08 do 0,35 µm.

EN

The study examined cylindrical samples made of low-alloy structural steel 42CrMo4 (40HM) and 41CrAlMo7 (38HMJ) subjected to the nitriding process at 540oC during 2, 7, 12 and 17 hours. During the first 2 hours of the process, the atmosphere was ammonia, while the rest of the process was carried out in the atmosphere consisting of 50% ammonia and 50% dissociated ammonia. After the process, surface hardness, hardness distribution at the depth of 50 µm from the surface up to the hardness of the core, and microstructure of the nitrided layer produced were examined. It has been shown that along with the extension of the duration of the nitriding process on 40HM steel, the surface thickness of the layer of nitrides increases from 6 µm after 2 hours to 14 µm after 17 hours of the process and this layer has a two-phase structure (+’), while the thickness of the diffusion layer was from 0.15 to 0.44 mm (depending on the process time). In the case of 38HMJ steel, the thickness of the layer of nitrides increased from 1 µm after 2 hours to 9.5 µm after 17 hours. The thickness of the diffusion layer was from 0.08 to 0.35 µm (depending on the process time).

10

Analiza powłok Al-Si pod kątem podatności do zginania

Moraczyński Oskar, Zinchuk Andrii, Kucharska Barbara

Inżynieria Powierzchni

|

2019

|

nr 3

3--9

PL

Powłoki ochronne zapewniają ochronę konstrukcji przed korozją, ale także mają na celu spełnienie wymogów marketingowych – walory dekoracyjne. Jednym z przedstawicielem powłok ochronnych, są powłoki ogniowe na bazie Al i Al-Si, które znalazły zastosowanie m. in. w przemyśle motoryzacyjnym. Wytwarzanie powłok Al-Si metodą ogniową (alias: zanurzeniowa), polega na zanurzeniu, uprzednio odtłuszczonego detalu w kąpieli roztopionego metalu powłokowego. Powłoki Al-Si nanoszone są na stale, a połączenie pomiędzy powłoką a podłożem zapewnione jest poprzez wzajemną dyfuzję aluminium i żelaza, co prowadzi do wytworzenia faz międzymetalicznych. W pracy badaniom poddano powłoki Al-Si stosowane w przemyśle motoryzacyjnym. Badania objęły ocenę powłok pod względem ukształtowania struktury, twardości, rozkładu pierwiastków, czy stanu powierzchni (chropowatość). Skład chemiczny powłok określono wykorzystując mikroanalizę EDX, a skład fazowy analizą dyfraktometryczną. Finalną ocenę stanowiło wpływ gięcia na jakość połączenia pomiędzy podłożem a powłoką.

EN

Protective coatings provide protection of structures against corrosion, but they also aim to meet marketing requirements – decorative qualities. One of the representatives of protective coatings are fire coatings based on Al and Al-Si, which have been used, among others, in the automotive industry. The production of Al-Si coatings using the fire method (known as: immersion) consists in immersing a previously degreased detail in a bath of molten coating metal. Al-Si coatings are applied permanently, and the connection between the coating and the substrate is ensured by the mutual diffusion of aluminum and iron, which leads to the formation of intermetallic phases. The study examines Al-Si coatings used in the automotive industry. The research included assessment of coatings in terms of structure, hardness distribution of elements, and surface condition (roughness). The chemical composition of the coatings was determined using EDX microanalysis and phase composition by diffractometric analysis. The final assessment focused on the impact of bending on the quality of the connection between the substrate and the coating.

11

Characteristics and properties of the conical blades made from low-carbon steel after gas nitriding

Wójcik Grzegorz, Kucharska Barbara, Michalski Jerzy

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2019

|

Vol. 86, nr 1

9-13

EN

The paper contains results of testing of blades made of non-alloy steel C20 subjected to gas nitriding at 550°C during 4 hours. Conical blades with apical angles of 20, 30, 45 and 60° were made of rods with a diameter of 10 mm. The microstructure of layers formed on blades and their mechanical properties were investigated. Mechanical properties were verified by hardness measurement and by test of pressing of the blades into the hardened steel substrate.

PL

Artykuł zawiera wyniki badań ostrzy wykonanych ze stali niestopowej C20 poddanych azotowaniu gazowemu w temperaturze 550°C przez 4 godziny. Ostrza stożkowe o kątach wierzchołkowych 20, 30, 45 i 60° zostały wykonane z prętów o średnicy 10 mm. Zbadano mikrostrukturę warstw wytworzonych na ostrzach i ich właściwości mechaniczne. Właściwości mechaniczne zostały określone w oparciu o pomiar twardości i poprzez wykonanie próby wciskania ostrzy w podłoże wykonane ze stali hartowanej.

12

Identification of surface stress in the exhaust system pipe made by hydroforming technology based on diffractometric measurements

Kucharska Barbara

Eksploatacja i Niezawodność

|

2019

|

Vol. 21, no. 4

562--566

EN

In the work identificaton of surface stresses in the exhaust pipe made of Cr-Ni steel shaped with hydroforming technology. Stresses were determined by the non-destructive x-ray method sin2ψ. A complex state of tensile stresses with values in the range of 69÷240 MPa for circumferential stresses and 26÷290 MPa for longitudinal stresses was found on the surface of the pipe. The distribution of stresses on the circumference and length of the pipe was analyzed on the basis of coefficients of variation and wall thickness. A relationship was found between the value of surface stress and the wall thickness of the pipe. The highest stresses occurred in the areas of the pipe where the thickness of the wall was reduced the most. In the central part of the pipe, where the wall thickness reduction was the smallest, the stresses were also the smallest, but they were characterized by the highest dispersion of value. The distribution of surface stresses determined by diffractometric method was compared with the model of deformation of the pipe generated numerically.

PL

W pracy dokonano identyfikacji naprężeń powierzchniowych w rurze wydechowej ze stali Cr-Ni kształtowanej technologią hydroformowania. Naprężenia wyznaczono nieniszczącą rentgenowską metodą sin2ψ. Na powierzchni rury stwierdzono złożony stan naprężeń rozciągających o wartościach z zakresu 69÷240 MPa dla naprężeń obwodowych i 26÷290 MPa dla naprężeń wzdłużnych. Rozłożenie naprężeń na obwodzie i długości rury analizowano na podstawie współczynników zmienności i grubości ścianki. Stwierdzono zależność pomiędzy wartością naprężeń powierzchniowych a grubością ścianki rury. Największe naprężenia występowały w obszarach rury gdzie grubość ścianki była najsilniej zredukowana. W centralnej części rury gdzie redukcja grubości ścianki była najmniejsza naprężenia również były najmniejsze, ale cechowały się największym rozproszeniem wartości. Rozłożenie naprężeń powierzchniowych wyznaczonych metodą dyfraktometryczną porównano z modelem odkształceń w rurze wygenerowanym numerycznie.

13

Mechanical and microstructural aspects of C20-steel blades subjected to gas nitriding

Kucharska Barbara, Michalski Jerzy, Wójcik Grzegorz

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 1

147--156

EN

The paper presents the investigation of conical blades made of unalloyed steel C20 gas-nitrided by the Nitreg method. On the surface of steel blades (with tip angles in the range of 20–170°) an approx. 15 mm-thick nitride layer of was fabricated, which had a bizonal structure of: ɛ (Fe2–3N and Fe3(N,C)1–x) and ɛ + γ′(Fe4N) with a hardness of 1310 HV and 910 HV, respectively. Hardness tests carried out on blade cross-section showed that a 0.7–1 mm thick diffusion layer occurred under the nitride layer. By applying the criterion of effective nitrided layer thickness, gc+50, it was demonstrated that blades with a tip angle of 20° and 30° had been through-nitrided (i.e. nitrided through and through). A static compression test showed that, as a result of nitriding, the compressive strength of the blades had increased by a factor of two.