Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the static and dynamic properties of wear-resistant Hardox 600 steel in the context of its application in working elements

Konat Ł., Jasiński R., Białobrzeska B., Szczepański Ł.

Materials Science Poland

|

2021

|

Vol. 39, No. 1

86--102

EN

The article discusses the static and dynamic properties of high-strength, boron-containing Hardox 600 steel that is resistant to abrasive wear, both in its delivery state and after normalization. Since the available published material in the literature does not have any real mechanical indicators of the abovementioned steel, a static tension test was carried out at an ambient temperature. The steel’s tensile strength, yield strength, Young’s modulus, elongation and reduction of area were determined from the test. The Charpy impact test at temperatures of −40 °C, −20 °C, 0 °C, and +20 °C and fractographic analysis were performed to determine the transition temperature of ductility to brittleness. In dynamic load conditions, the assigned values of impact energy do not always truly determine the material behavior. Thus, the aim of the fractography was to provide precision when determining the behavior. A significant difference in the impact energy of the tested steel with respect to its heat treatment and ductile-brittle transition temperature was observed and determined based on the impact test result, as well as the nature of the fracture. On the basis of the determined structural and strength characteristics, an analysis of the possibility of application of Hardox 600 steel on selected elements of working machines was performed.

2

Wear resistance of selected cultivator coulters reinforced with sintered-carbide plates

Stawicki T., Kostencki P., Białobrzeska B.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 4

1661--1678

EN

Within the research, wear resistance of coulters used in cultivators was evaluated. Three constructional solutions of the parts were examined: (A) coulters reinforced in the blade area with brazed-on sintered-carbide plates; (B) coulters reinforced in the blade area with sintered-carbide plates and in their further part by pad-welding; (C) coulters with no reinforcement (made of homogeneous material). The examined parts were installed on a four-beam cultivator that was next used for cultivation of loamy-sand soils with significant humidity. In comparison to the non-reinforced coulters, those reinforced with sintered-carbide plates only and with additional pad-welding were characterised by decidedly high resistance to abrasive wear. Reinforcement of coulters resulted in a change of their limit-state condition. Plates made of sintered carbides decreased rate of length reduction of the parts, which led to big loss of their thickness in the base material area. The limit wear condition of the coulters was related to rubbing-through or reduction of bending strength modulus of the coulters that broke when hitting at stones. For the non-reinforced coulters, the limit wear condition resulted from excessive reduction of their length.

3

The influence of austenitization temperature on phase transformations of supercooled austenite in low-alloy steels with high resistance to abrasion wear

Białobrzeska B., Dziurka R., Żak A., Bała P.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 2

413--429

EN

The paper presents continuous cooling transformation (CCT) diagram of selected low-alloy steel with high resistance to abrasion. Samples were prepared from examined material in as delivered conditions, then were austenitized at 900, 1000, 1100 and 1200 °C for 20 min, and then cooled with the rates of V800–500 = 50, 10, 5, 1, 0.5, 0.1 °C/s. During the dilatometric research, the critical temperatures were defined as well as the critical points specified for different cooling rates were designated. In addition, metallographic documentation of received microstructures after dilatometric investigations was prepared and hardness measurement was performed. The increase in the austenitizing temperature caused changes in the temperature of MS and in the size of the martensite laths. What is more, the increase in the austenitizing temperature in the case of the analyzed steel caused a displacement of the bainitic and diffusion transformations to longer times. During the analysis using the TEM and SEM it was found that the size of the austenite grains is largely controlled by precipitates of the nitrides of AlN, TiN and carbides, mainly Cr7C3 and M23C6.

4

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

Konat Ł., Napiórkowski J., Białobrzeska B.

Tribologia

|

2017

|

nr 3

67--75

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.

5

Comparative analysis of abrasive-wear resistance of Brinar and Hardox steels

Białobrzeska B., Konat Ł.

Tribologia

|

2017

|

nr 2

7--16

EN

One of the most important problems encountered during operation of machine parts exposed to abrasive action is their wear. In addition, these parts often work under dynamic loads, so their satisfactory ductility is also required. A combination of these apparently opposing properties is to a large degree possible in low-alloy martensitic steels containing boron. These steels are manufactured by numerous metallurgical concerns, but their nomenclature is not standardised and they appear under names given by the manufacturers, and their specifications are available in commercial information materials only. Till now, Hardox steels have been objects of great interest but, with regard to the continuous development of materials engineering, the created material database requires regular supplementation. To that end, two grades of steels from this group, Brinar 400 and Brinar 500, were subjected to comparative analysis of their abrasive-wear resistance in relation to properties of competitive grades Hardox 400 and Hardox 500. Abrasive-wear resistance tests were carriedout in laboratory conditions using a tribotester T-07. In addition, to identify the main wear mechanisms, worn surfaces of the specimens were examined with use of a scanning electron microscope.

PL

Jednym z najważniejszych problemów, na jaki napotyka się podczas eksploatacji elementów maszyn narażonych na działanie masy ściernej, jest ich zużywanie. Dodatkowo elementy te pracują często w warunkach obciążeń o charakterze dynamicznym, stąd wymaga się od nich również zadowalającej ciągliwości. Połączenie tych, na pierwszy rzut oka, przeciwstawnych właściwości było w dużej mierze możliwe w niskostopowych, martenzytycznych stalach z borem. Stale te są produkowane przez wiele koncernów hutniczych, ale nazewnictwo ich nie jest znormalizowane i występują pod nazwami nadanymi im przez producentów, a dane o nich dostępne są jedynie w materiałach komercyjnych. Do tej pory intensywnie zajmowano się stalami typu Hardox, ale w związku z ciągłym rozwojem inżynierii materiałowej stworzona baza materiałowa wymaga stałych uzupełnień. W tym celu analizie porównawczej, pod względem odporności na zużywanie ścierne, poddano kolejne dwa gatunki należące do tej grupy stali – Brinar 400 i Brinar 500, których właściwości odniesiono do konkurencyjnych stali Hardox 400 i Hardox 500. Badania odporności na zużywanie ścierne tych stali zrealizowano w warunkach laboratoryjnych za pomocą tribotestera T-07. Dodatkowo, w celu zidentyfikowana głównych mechanizmów zużywania, za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) zostały przeprowadzone badania wyeksploatowanych powierzchni próbek analizowanych stali.

6

Effect of Steel Grades on Technological Properties of Spot Welds

Korzeniowski M., Białobrzeska B., Maciejewska M.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2017

|

Vol. 61, No. 5

73--80

EN

Because of varying mechanical properties, (e.g. yield point, tensile strength), electric (e.g. electric conductance) and a heat conductivity coefficient, the use of the same welding process parameters leads to the formation of welds having various diameters depending on steels grades subjected to welding [1]. The article describes the effect of typical steels used in the automotive industry (e.g. DC 01, DC 600, DC 800) on the weld diameter, i.e. the primary technological parameter of a welded joint. To ensure process repeatability, welded joints were made using a robotic welding station. Afterwards, weld diameters were measured using destructive tests (technological peeling tests and metallographic examination) and non-destructive tests, i.e. ultrasonic tests performed using an RSWA machine provided with a phased-array transducer and acoustic scanning microscopy.

PL

Z uwagi na różnice we właściwościach mechanicznych (np. granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie), elektrycznych (np. przewodność elektryczna) i współczynnik przewodności cieplnej, zastosowanie tych samych parametrów procesu zgrzewania powoduje, że średnica zgrzein dla różnych gatunków stali zmienia się [1]. W artykule opisano problematykę wpływu gatunku typowych stali dla przemysłu motoryzacyjnego (DC 01, DP 600, DP 800) na średnicę zgrzeiny, która jest podstawowym parametrem technologicznym złącza zgrzewanego. W celu zapewnienia powtarzalności procesu złącza, wykonano na zrobotyzowanym stanowisku zgrzewalniczym, a następnie dokonano pomiaru średnicy jądra za pomocą badań niszczących (technologiczna próba wyłuskiwania i badania metalograficzne) oraz nieniszczących, tj. badań ultradźwiękowych z wykorzystaniem urządzenia RSWA z głowicą wieloprzetwornikową oraz z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii akustycznej.

7

Assessment of Electrode Consumption in Resistance Welding

Korzeniowski M., Białobrzeska B., Kowal A.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2017

|

Vol. 61, No. 5

33--41

EN

The article discusses the assessment of electrode consumption during spot resistance welding processes. The process was performed using a manipulator provided with a welding head. During the process, welding parameters, environmental conditions and the material subjected to welding remained unchanged. The tests involved the performance of five welding cycles including the making of 100, 500, 1 000, 2 000 and 4 000 welds. Afterwards, to compare the consumption of six sets of electrodes, both used and not used in individual cycles, it was necessary to perform metallographic tests and hardness measurements. The tests revealed that the consumption of electrodes, leading to the lack of penetration in the central area of the weld, resulted from progressive recrystallization in the work area and from physical failure manifested by discontinuities having the form of intercrystalline cracks.

PL

Podjęto tematykę oceny stopnia zużycia elektrod podczas procesu zgrzewania rezystancyjnego punktowego. Proces został przeprowadzony za pomocą manipulatora z zamontowaną głowicą zgrzewającą. W trakcie procesu niezmienne pozostawały parametry zgrzewania, warunki środowiskowe oraz materiał poddany zgrzewaniu. Aby umożliwić wykonanie postawionego zadania przeprowadzono pięć cykli zgrzewania, w których wykonano następujące ilości zgrzein: 100,500, l 000, 2 000 i 4 000. Następnie w celu porównania stopnia zużycia sześciu kompletów elektrod - nieeksploatowanych oraz użytych w poszczególnych cyklach, wykonano badania metalograficzne oraz pomiary twardości. W toku badań stwierdzono, że zużycie elektrod, czego efektem był brak przetopu w strefie centralnej zgrzein, jest wynikiem postępującego w obszarze roboczym procesu rekrystalizacji oraz fizycznego zniszczenia objawiającego się wystąpieniem nieciągłości w postaci pęknięć międzykrystalicznych.

8

Nowoczesne metody zgrzewania tarciowego punktowego materiałów konstrukcyjnych

Kustroń P., Leśniewski J., Białobrzeska B.

Przegląd Spawalnictwa

|

2016

|

R. 88, nr 8

43--46

PL

W artykule przedstawiono aktualnie najpopularniejsze metody zgrzewania tarciowego punktowego. Obecnie łączenie metali lekkich jak stopy aluminium czy magnezu stwarza szereg problemów natury technologicznej czy metalurgicznej. Osiągnięcie odpowiednich właściwości wytrzymałościowych produkowanych złączy wymaga niejednokrotnie urządzeń o relatywnie wysokiej mocy, dodatkowych zabiegów obróbki cieplnej czy odpowiedniego przygotowania elementów łączonych. Ciekawą i coraz szerzej stosowaną alternatywą dla procesów zgrzewania rezystancyjnego punktowej jest zgrzewanie tarciowe punktowe. Jest to nowatorska metoda łączenia, powstała ona na bazie znanego procesu FSW (Friction Stir Welding) tj. zgrzewania tarciowego liniowego z wymieszaniem materiałów łączonych. Metoda FSW została ona opracowana przez Brytyjski ośrodek TWI (The Welding Institute) w 1991r a następnie rozwijana przez szereg ośrodków w USA, Japonii i Europie [1].

EN

The article presents the currently most popular methods of friction spot welding. Currently, joining of lightweight metals like aluminium and magnesium alloys poses a number of technological or metallurgical problems. Achieving the appropriate strength properties produced joints often requires devices with relatively high power, additional heat treatment and adequate preparation of the workpieces. Friction stir spot welding is an interesting and widely used alternative processes for resistance spot welding. It is an innovative method of joining. It was founded on the basis of a well-known process of FSW (Friction Stir Welding). FSW method has been developed by the British Center TWI (The Welding Institute) in 1991 and then developed by a number of research centers in the US, Japan and Europe.

9

Analysis of Using Acoustic Microscopy to Evaluate Defects in Spot Welding Joints

Korzeniowski M., Białobrzeska B.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

1009--1019

EN

The article presents the possibilities of using acoustic microscopy to evaluate defects in resistance spot welding joints. For this purpose, the welded joints were made from two grades of aluminium plates EN AW5754 H24 and EN AW6005 T606, which were then subjected to non-destructive testing using acoustic microscopy and conventional destructive testing using traditional light microscopy techniques. Additionally, the study examined the influence of the typical contaminants found in industrial conditions on the quality of the joint.

10

The influence of austenitizing temperature on prior austenite grain size and resistance to abrasion wear of selected low-alloy boron steel

Pawlak K., Białobrzeska B., Konat Ł.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 16, no. 4

913--926

EN

This study forms part of the current research on modern steel groups with higher resistance to abrasive wear. In order to reduce the intensity of wear processes, and also to minimize their impact, the immediate priority seems to be a search for a correlation between the chemical composition and structure of these materials and their properties. In this paper, the correlation between prior austenite grain size and wear resistance to abrasion were researched. The growth of austenite grains is an important factor in the analysis of the microstructure, as the grain size has an effect on the kinetics of phase transformation. The wear behavior has been investigated using GOST (Russian) standard T-07 wear test equipment in which the steel samples were worn by coarse alumina particles (grit size #90). The wear of the steels was evaluated by weight loss and their wear mechanisms were investigated using scanning electron microscopy. The abrasive wear mechanisms for analyzed low-alloy steels with boron additions were micro-cutting, micro-chips removal and micro-plowing. After the test it was stated that with an increase in austenite grain size, the intensity of wear increases, and the resistance to abrasive wear reduces, both in a linear manner.

11

Zastosowanie mikroskopii akustycznej do oceny niezgodności połączeń zgrzewanych punktowo

Korzeniowski M., Białobrzeska B., Kustroń P., Harapińska E.

Przegląd Spawalnictwa

|

2015

|

R. 87, nr 12

92--94

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania mikroskopii akustycznej do oceny niezgodności połączeń zgrzewanych. W ramach prac badawczych wykonano połączenia zgrzewane dwóch gatunków blach aluminowych EN AW5754 H24 oraz EN AW6005 T606, które następnie zostały poddane badaniom nieniszczącym z wykorzystaniem mikroskopii akustycznej oraz konwencjonalnym badaniom niszczącym z wykorzystaniem tradycyjnych technik przy użyciu mikroskopii świetlnej.

EN

The article presents the possibilities of using of acoustic microscopy to evaluate of defects of spot welded joints. For this purpose, the spot welded joints were made from two grades of alumina plates EN AW5754 H24 and EN AW6005 T606, which were then subjected to non-destructive testing using acoustic microscopy and conventional destructive macroscopy. Additionally, it was examined the influence of the typical contaminants found in industrial conditions for the quality of the joint.

12

Fractographic Analysis Of Selected Boron Steels Subjected To Impact Testing

Dudziński W., Konat Ł., Białobrzeska B.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2373--2378

EN

In this paper dynamic properties of low-alloy boron steels – Hardox 500, B27 and HTK 900H in delivered state (after hardening and tempering) are considered. Charpy V-notch (CVN) test results in connection with fractography in the ductile-to-brittle transition temperature region were analyzed. Obtained from CVN test the impact transition curve, not always predicts properly a behavior of materials in conditions of dynamic loading. So an analyze of character of fracture helps to evaluate the real behavior of materials. Tested samples were cut out longitudinally in relation to cold work direction. The results of CVN test for selected steels, in temperatures: −40°C, −20°C, 0°C and +20°C are presented. Regarding ductile-to-brittle transition temperature, there is a significant difference taking into account values of Charpy V energy absorbed and a character of fracture.

PL

W artykule przeprowadzono rozważania na temat dynamicznych właściwości niskostopowych stali z borem – Hardox 500, B27 oraz HTK 900H w stanie dostarczenia (po hartowaniu i odpuszczaniu). Przeprowadzono próbę udarności Charpy’ego w zakresie temperaturowego przejścia plastyczno-kruchego w powiązaniu z analizą fraktograficzną. Wyznaczona na podstawie wyników próby Charpy’ego udarnościowa krzywa przejścia, nie zawsze prawidłowo charakteryzuje zachowanie się materiału w warunkach obciążeń dynamicznych. Dlatego też fraktografia może uściślić rzeczywiste zachowanie się materiału. Próby przeprowadzono na próbkach wzdłużnych do kierunku przeróbki plastycznej w temperaturach: −40°C, −20°C, 0°C i +20°C. Stwierdzono występowanie znaczącej różnicy w określeniu temperatury przejścia w przypadku, gdy jest ona wyznaczona w oparciu o wynik próby udarności, a także gdy wyznaczono ją opierając się na charakterze przełomu.

13

Analysis of the Austenite Grain Growth in Low-Alloy Boron Steel with High Resistance to Abrasive Wear

Białobrzeska B., Dudziński W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1649--1655

EN

Today low-alloy steels with boron achieve high resistance to abrasive wear and high strength. These features are obtained by using advanced technology of manufacturing. This makes boron steels increasingly popular and their application more diverse. Application of these steels can extend the lifetime of very expensive machine construction in many industries such as mining, the automotive, and agriculture industries. An interesting subgroup of these materials is steel with boron intended for heat treatment. These steels are supplied by the manufacturer after cold or hot rolling so that it is possible for them to be heat treated in a suitable manner by the purchaser for its specific application. Very important factor that determines the mechanical properties of final product is austenite grain growth occurring during hot working process such us quenching or hot rolling. Investigation of the effect of heating temperature and holding time on the austenite grain size is necessary to understand the growth behavior under different conditions. This article presents the result of investigation of austenite grain growth in selected low-allow boron steel with high resistance to abrasive wear and attempts to describe the influence of chemical composition on this process.

PL

Obecnie stale z dodatkiem boru osiągają dużą odporność na zużycie ścierne w połączeniu z wysokimi parametrami wytrzymałościowymi. Te właściwości uzyskiwane są drogą zaawansowanej technologii wytwarzania. To sprawia, że stale z borem zyskują coraz większą popularność, a ich zastosowanie jest coraz szersze. Zastosowanie tego typu stali może wydłużyć trwałość często drogich maszyn przemysłu górniczego, motoryzacyjnego, czy rolniczego. Interesującą podgrupę tych materiałów stanowią stale z dodatkiem boru przeznaczone do obróbki cieplnej. Producenci dostarczają je w stanie po walcowaniu na gorąco do ewentualnie przeprowadzenia obróbki cieplnej przez kupującego odpowiedniej do konkretnego zastosowania. Ważnym czynnikiem, który istotnie wpływa na właściwości mechaniczne gotowego wyrobu, jest wielkość ziarna austenitu podczas przeprowadzania procesów obróbki cieplnej lub cieplno-plastycznej takich jak hartowanie, czy walcowanie na gorąco. A zatem określenie wpływu temperatury i czasu austenityzowania na wielkość ziarna austenitu jest bardzo istotne. W artykule przedstawiono wyniki badań rozrostu ziarna austenitu przy różnych temperaturach i czasach austenityzowania w wybranej niskostopowej stali z borem o podwyższonej odporności na ścieranie oraz podjęto próbę opisania wpływu składu chemicznego na ten proces.