Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Examples of Simulation of the Alloying Elements Effect on Austenite Transformations During Continuous Cooling

Trzaska Jacek

Archives of Metallurgy and Materials

|

2021

|

Vol. 66, iss. 1

331--337

EN

The article shows examples of simulation of the chemical composition effect on austenite transformation during continuous cooling. The calculations used own neural model of CCT (Continuous Cooling Transformation) diagrams describing austenite transformations that occur during continuous cooling. The model allows to calculate a CCT diagrams of structural steels and engineering steels based on chemical composition of steel and austenitizing temperature. Examples of simulation shown herein are related to the effect of selected elements on the temperatures of phase transformations, hardness and volume fraction of ferrite, pearlite, bainite and martensite in steel.

2

Numerical Simulation of the Phase Transformations in Steels: A Case Study on Newly-Developed Multi-Phase Steels for Drop Forgings

Wojtacha Anna, Opiela Marek

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2021

|

Vol. 15, no 1

126--133

EN

The aim of the work was to determine the diagrams of phase evolution under equilibrium conditions and numerical simulation of austenite phase transformations under non-equilibrium conditions, as well as to determine CCT (Continuous Cooling Transformation) and TTT (Temperature Time Transformation) diagrams with the use of JMatPro software. The subject of the analysis were two newly elaborated multiphase steels assigned for production of forgings: steel A, containing of 0.165% C, 2% Mn, 1.11% Si and steel B, containing 0.175% C, 1,87% Mn, 1% Si, 0.22% Mo and Ti and V microadditions at a concentration of 0.031% and 0.022%, respectively. The performed simulation revealed that the investigated steels have similar critical temperatures under equilibrium conditions: Ac1 ~ 680°C, Ac3 ~ 830°C. The chemical composition of steel B and the interaction of Mo, Ti and V in particular, determine that diffusion transformations, i.e. ferritic and pearlitic, in the elaborated CCT and TTT diagrams are significantly shifted to longer times in relation to the position of these transformations in the diagrams for steel A. A distinct delay also concerns the bainitic transformation. Moreover, it was found that the MS temperature of steel B is slightly lower. The determined CCT and TTT diagrams are essentially helpful in the development of heat and thermo-mechanical treatment conditions for new steel grades.

3

Effect of Plastic Deformation on CCT-Diagram of Multi-Phase Forging Steel

Wojtach A., Opiela M.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2021

|

Vol. 15, no 4

72--80

EN

The paper presents the results of research on the influence of plastic deformation and cooling conditions on microstructure, hardness and a shape of CCT-diagram (Continuous Cooling Transformations) of newly developed multi-phase steel assigned for die forgings, combining high strength, crack resistance and fatigue strength. The diagrams of undeformed and plastically deformed supercooled austenite transformations of steel, containing 0.175% C, 1.87% Mn, 1.0% Si, 0.22% Mo as well as Ti and V microadditions in concentration of 0.031% and 0.022%, respectively, were determined. Dilatometric tests were performed using a Bahr 805 A/D dilatometer. Specimens were austenitized at the temperature of 1000°C for 300 s and successively cooled to ambient temperature at a rate ranging from 60°C/s to 0.1°C/s. In order to determine the influence of plastic deformation on the shape of CCT-diagram, samples were deformed at the temperature of 1000°C, using a 50% degree of deformation, and then cooled in the same rate range as the samples which were not plastically deformed. The tests showed the following temperature results: Ac3 = 960°C, Ac1 = 832°C and a relatively low MS temperature equal 330°C. Plastic deformation of steel at the temperature of 1000°C, prior to the beginning of phase transformations, leads to significant increase in the ferritic transformation range, shifting the temperature of the beginning of this transformation to higher temperature in the entire range of cooling rates. It was also revealed that the specimens, plastically deformed at the austenitizing temperature, exhibit higher hardness compared to the specimens which were not plastically deformed, cooled with the same cooling rate. The elaborated CCT-diagrams of supercooled austenite transformations constitute the basis for correct development of the conditions of thermo-mechanical treatment of forgings from the tested steel.

4

The kinetics of phase transformations during continuous cooling of Ti13Nb13Zr alloy

Dąbrowski Robert

Inżynieria Materiałowa

|

2020

|

Vol. 41, nr 1

3--9

EN

The phase transformations during continuous cooling from the single phase β range in the Ti13Nb13Zr alloy have been analysed. Investigations were carried out by the dilatometric method using L78 R.I.T.A. dilatometer of the LINSEIS Company. The received results have been illustrated by selected dilatometric curves ΔL = f(T), (where: ΔL is the length change of the sample, T – temperature). On the basis of the curves, the temperature at which diffusion and non-diffusion transformations start and finish has been determined. The cooling curves was differentiated ΔL/T = f(T). Additionally, changes in the alloy microstructure during cooling down from the single phase β range have been analysed. After cooling from 780°C the diffusion martensitic transformation β → α” and probably massive transformation β → αM occur in the alloy cooling rate range from 160–10°C/s. It has been found that in the range of 5–0.05°C/s of the applied cooling rate, a diffusion β → α + β transformation is observed. Besides microstructure changes, dilatometric effects were also observed which corroborates the occurrence of phase transformation in the alloy. The obtained results may serve for the interpretation of phase transformations occurring in the Ti13Nb13Zr alloy during aging.

PL

Celem pracy była ocena kinetyki przemian fazowych zachodzących podczas ciągłego chłodzenia z różną szybkością stopu Ti13Nb13Zr z jednofazowego zakresu β. Na podstawie krzywych dylatometrycznych określono temperaturę, w której rozpoczynają się i kończą transformacje dyfuzyjne i niedyfuzyjne. Stwierdzono, że w zakresie zastosowanej szybkości chłodzenia (5–0,05°C/s) obserwuje się transformację dyfuzyjną β → α + β. Oprócz zmian mikrostruktury zaobserwowano również efekty dylatometryczne, które potwierdzają występowanie przemiany fazowej w stopie. Uzyskane wyniki mogą służyć do interpretacji przemian fazowych zachodzących w stopie Ti13Nb13Zr podczas s.

5

Wpływ odkształcenia plastycznego na przemiany austenitu przechłodzonego stali mikrostopowej

Opiela Marek, Wojtacha Anna

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2019

|

nr 1-2

74--80

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu odkształcenia plastycznego oraz szybkości chłodzenia na strukturę i postać krzywych przemian fazowych austenitu przechłodzonego stali mikrostopowej z Nb, Ti, V i B. Wyznaczono krzywe przemian austenitu przechłodzonego nieodkształconego plastycznie (CTPc) oraz odkształconego plastycznie (OCTPc).

EN

The aim of the paper is to investigate the influence of plastic deformation and cooling rate on the structure and shape of the supercooled austenite transformations diagrams of a Nb-Ti-V-B microalloyed steel. The CCT diagrams of underformed and plastically deformed supercooled austenite were developed. The plastic deformation of steel prior to the start of phase transformations results in a sharp acceleration of pearlitic transformation and a slight translation of bainitic transformation towards shorter times. The elaborated curves of supercooled austenite transformations of the steel create possibilities to develop an industrial technology for thermomechanically treated forgings of high mechanical properties.

6

Analysis of phase transformations in the austenite range for continuous cooling of 38CrSiMo4–2–3 steel

Różniata Edyta

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 6

128--132

EN

This article describes the kinetics of phase transformations of undercooled austenite of 38CrSiMo4–2–3 alloy steel. The tested steel is called a model alloy, whose chemical composition represents a group of steels for heat improvement. In the research part, microstructural analysis was used, dilatometric method was used and hardness was measured. For the analysis of phase transformations under continuous cooling, steel samples were austenitized at 880°C, annealed for 20 min, and then cooled at various speeds in the range of 20°C/s÷0.1°C/s. On the developed CCT diagram of 38CrSiMo4–2–3 steel, the onset of ferrite and perlite evolution was observed in the cooling range of 1°C/s and 0.1°C/s. In turn, the “nose” of bainitic transformation occurs for a cooling curve of 10°C/s. The temperature at the beginning of the martensitic transformation Ms was 350°C. The steel was characterized by rather "low" hardenability, because to obtain the martensite itself in its microstructure, the use of cooling at a rate greater than 20°C/s was required.

PL

W artykule opisano kinetykę przemian fazowych przechłodzonego austenitu konstrukcyjnej stali stopowej 38CrSiMo4–2–3. Badana stal jest tzw. stopem modelowym, który składem chemicznym reprezentuje grupę stali do ulepszania cieplnego. Finalnie opracowano wykres CTPc dla stali 38CrSiMo4–2–3.

7

A New Neural Networks Model for Calculating the Continuous Cooling Transformation Diagrams

Trzaska J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 4

2009--2015

EN

The article shows a new model of Continuous Cooling Transformation (CCT) diagrams of structural steels and engineering steels. The modelling used artificial neural networks and a set of experimental data prepared based on 550 CCT diagrams published in the literature. The model of CCT diagrams forms 17 artificial neural networks which solve classification and regression tasks. Neural model is implemented in a computer software that enables calculation of a CCT diagram based on chemical composition of steel and its austenitizing temperature.

8

Wzory empiryczne do obliczania temperatur krytycznych stali. Cz. 1

Trzaska J.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2017

|

nr 11-12

20--21

PL

W artykule przedstawiono równania do obliczania temperatur krytycznych stali konstrukcyjnych i maszynowych. Równania umożliwiają obliczenie temperatur: Ac1 , Ac3 , Ms i Bs , na podstawie składu chemicznego stali. Do opracowania równań zastosowano metodę regresji wielorakiej. Szczególną uwagę zwrócono na zbiór danych doświadczalnych niezbędnych do obliczenia współczynników regresji, w tym na przygotowanie danych do obliczeń. Zbiór danych empirycznych obejmował 550 wytopów stali i został przygotowany na podstawie informacji dostępnych w literaturze.

EN

The paper presents formulas used to calculate critical temperatures of structural steels as well as engineering steels. The equations allow to calculate the temperatures: Ac1 , Ac3 , Ms and Bs based on the chemical composition of steel. To elaborate the equations the multiple regression method has been used. Particular attention has been paid to the collection of experimental data which have been required to calculate regression coefficients, including the preparation of data for calculation. The empirical data set has included 550 chemical compositions of steel and has been prepared based on the information available in the literature on the subject.

9

The Effects of Finish Rolling Temperature and Niobium Microalloying on the Microstructure and Properties of a Direct Quenched High-Strength Steel

Kaijalainen A., Vähäkuopus N., Somani M., Mehtonen S., Porter D., Kömi J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2A

619--626

EN

This paper comprehends the effects of finish rolling temperature (FRT) and Nb-microalloying on the microstructural evolution and resultant properties of a low carbon direct quenched steel in the yield strength category of ≥900 MPa. Results indicate that a decrease in FRT close to Ar3 temperature significantly influenced the microstructure following phase transformation, especially at the subsurface (~50-400 μm) of the rolled strip. On decreasing the FRT, the subsurface microstructure revealed a fine mixture of ferrite and bainite obviously as a result of strain-induced transformation, whereas the structure at the centreline remained essentially martensitic. Further, Nb-microalloying promoted the formation of ferrite and bainite even at higher FRTs, thus influencing the mechanical properties. The microstructures of the hot-rolled strips were further corroborated with the aid of CCT diagrams.

10

Określenie optymalnych parametrów obróbki hartowania z przemianą izotermiczną żeliwa sferoidalnego Ni-Cu (Mo,Mn) na podstawie wykresów CTPc i CTPi

Gazda A.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2016

|

Vol. 56, no. 2

133--145

PL

W pracy przeprowadzono kompleksową procedurę określenia optymalnych parametrów obróbki cieplnej żeliwa sferoidalnego z dodatkiem Ni, Cu, Mo i Mn poddanego hartowaniu z przemianą izotermiczną w celu uzyskania żeliwa ADI. Na podstawie skonstruowanych wykresów CTPc i CTPi wyznaczono podstawowe parametry obróbki – temperaturę i czas austenityzacji, krytyczną szybkość studzenia do temperatury przemiany izotermicznej oraz dla dowolnych, wybranych wartości temperatury ausferrytyzacji – czas ausferrytyzacji. Stwierdzono, że dla temperatury przemiany izotermicznej powyżej 400°C okno procesu jest zamknięte. Analiza wykresu CTPi stwarza możliwość doboru czasu przemiany izotermicznej w złożonych i cyklicznych wariantach obróbki cieplnej ADI.

EN

In the research, a complex procedure was performed to determine the optimal parameters of thermal treatment of ductile iron with Ni, Cu, Mo and Mn additions which underwent austempering in order to obtain the ADI cast iron. Based on the constructed CCT and TTT diagrams, the basic heat treatment parameters were determined, i.e. the austenitizing temperature and time, the critical rate of cooling down to the isothermal transformation temperature and – for the selected values of the austempering temperature – the austempering times. It was established that, for the isothermal transformation temperature above 400°C, the processing window is closed. The analysis of the TTT diagram makes it possible to select the time of the isothermal transformation in complex cyclic variants of the ADI thermal treatment.

11

Empirical formulas for the calculations of the hardness of steels cooled from the austenitizing temperature

Trzaska J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 3

1297--1302

EN

In this paper, the equations applied for the purpose of the calculations of the hardness of continuously cooled structural steels upon the basis of the temperature of austenitizing. The independent variables of the hardness model were: the mass concentrations of elements, the austenitizing temperature and the cooling rate. The equations were developed with the application of the following methods: multiple regression and logistic regression. In this paper, attention was paid to preparing data for the purpose of calculations, to the methodology of the calculations, and also to the assessment of the quality of developed formulas. The collection of empirical data was prepared upon the basis of more than 500 CCT diagrams.

12

Calculation of Critical Temperatures by Empirical Formulae

Trzaska J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

981--986

EN

The paper presents formulas used to calculate critical temperatures of structural steels. Equations that allow calculating temperatures Ac1, Ac3, Ms and Bs were elaborated based on the chemical composition of steel. To elaborate the equations the multiple regression method was used. Particular attention was paid to the collection of experimental data which was required to calculate regression coefficients, including preparation of data for calculation. The empirical data set included more than 500 chemical compositions of structural steel and has been prepared based on information available in literature on the subject.

13

Neural networks model for prediction of the hardness of steels cooled from the austenitizing temperature

Trzaska J.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2016

|

Vol. 82, nr 2

62--69

EN

Purpose: The paper presents the new neural networks model making it possible to estimate the hardness of continuously-cooled steel from the austenitizing temperature. Design/methodology/approach: The method proposed in the paper employs two applications of the neural networks of: classification and regression. Classification and consists in determining the value of dichotomous variables describing the occurrence of: ferrite, pearlite, bainite and martensite in the microstructure of a steel. The values of dichotomous variables have been used for calculating steel hardness. The other task is regression, which aims at calculating the steel hardness. Findings: The presented neural networks model can be used only in the range of concentrations of alloying elements shown in this paper. Practical implications: The model worked out makes it possible to calculate hardness for the steel with a known chemical composition. This model deliver important information for the rational selection of steel for those parts of the machines that are subjected to the heat treatment. The presented model make it possible the analysis of the interaction of the chemical composition on the hardness curves of the steel cooled from the austenitizing temperature. Originality/value: The paper presents the method for calculating hardness of the structural and engineering steels, depending on their chemical composition, austenitizing temperature and cooling rate.

14

Analiza mikrostruktury stali podeutektoidalnej Co–Mo po ciągłym chłodzeniu z zakresu austenitu

Rożniata E., Dziurka R., Górecki K.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

414--418

PL

W pracy przedstawiono analizę kinetyki przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali podeutektoidalnej 37CoMo4-3. Zastosowano badania metalograficzne oraz dylatometryczne, a także pomiary twardości. Badania metalograficzne wykonano na mikroskopie świetlnym Axiovert 200 MAT firmy Carl Zeiss. Zgłady trawiono 3% nitalem w celu ujawnienia poszczególnych składników mikrostrukturalnych badanej stali. Pomiary twardości wykonano aparatem Vickersa typu HPO 250, stosując siłę obciążająca 30 kG. Badania dylatometryczne wykonano za pomocą dylatometru L78 R.I.T.A. firmy LINSEIS. Rejestrowano cyfrowo zmiany wydłużenia próbek o wymiarach Ø3×10 mm w zależności od temperatury. Otrzymane krzywe chłodzenia różniczkowano, co pozwoliło precyzyjnie określić temperaturę początku i końca poszczególnych przemian. Próbki nagrzewano z szybkością 5°C/s do temperatury austenityzowania TA = 870°C, wygrzewano przez 20 min, a następnie chłodzono z różną szybkością (w zakresie od 300°C/s do 0,1°C/s).

EN

Present work corresponds to the research on the kinetics of phase transformation of undercooled austenite and analysis of the microstructure of 37CoMo4-3 hypoeutectoid steel, imitating by its chemical composition toughening steels. The kinetics of phase transformation of undercooled austenite of investigated alloy was presented on CCT diagram (continuous cooling transformation). The paper presents metallographic examinations, as well as hardness measurements. Metallographic observations were carried out using a Carl Zeiss Axiovert 200 MAT light microscope. Polished sections were etched with a 3% nital (3% HNO3 solution in C2H5OH). Dilatometric tests were performed using L78 R.I.T.A dilatometer of LINSEIS. Using dilatometer, the changes of elongation of the samples with dimensions Ø3×10 mm as a function of temperature were registered. Obtained heating curves were used for precise determination of the critical temperatures (critical points) for the examined steels. The differentiation of obtained cooling curves allowed to precisely define the temperature of the beginning and the end of particular phase transitions and thus to draw CCT diagrams.

15

The Phase Transformations in Hypoeutectoid Steels Mn-Cr-Ni

Rożniata E., Dziurka R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

497--502

EN

The results of a microstructure and hardness investigations of the hypoeutectoid steels Mn-Cr-Ni, imitating by its chemical composition toughening steels, are presented in the paper. The analysis of the kinetics of phase transformations of undercooled austenite of steels containing different amounts of alloying elements in their chemical composition, constitutes the aim of investigations. Metallographic examinations were carried out on a Axiovert 200 MAT light microscope. Sections were etched with a 3% HNO3 solution in C2H5OH. Dilatometric tests were performed using L78 R.I.T.A dilatometer. Using dilatometer the changes of elongation (Δl) of the samples with dimensions Ø 3×10 mm as a function of temperature (T) were registered. Obtained heating curves were used to precisely determine the critical temperatures (critical points) for the tested steels, while the differentiation of obtained cooling curves allowed to precisely define the temperatures of the beginning and the end of particular transition to draw CCT diagrams. Four CCT diagrams worked out for the tested hypoeutectoid steels (for quenching of steel) are - in the majority of steels - separated by the undercooled austenitic range and are of the letter „C” shape. However, for steels with Mn and Ni the separation of diffusive transformations from the bainitic transformation by the stable austenitic range is not observed. Hardenability of four investigated hypoeutectoid steels is similar, but still not high. To obtain martensite in the microstructure of these steels, it is necessary to apply the cooling rate higher than 25°C/s. The exception constitutes the Mn - Ni steel, in which only cooling with the rate higher than 50°C/s allows to achieve the martensitic microstructure and to avoid diffusive transformations (pearlitic and ferritic).

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań mikrostruktury, twardości stali podeutektoidalnych Mn-Cr-Ni imitujących składem chemicznym stale do ulepszania cieplnego. Celem badań jest analiza kinetyki przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali różniących się zawartością pierwiastków stopowych w składzie chemicznym. Badania metalograficzne wykonano na mikroskopie świetlnym Axiovert 200 MAT. Zgłady wytrawiono 3% nitalem (3% roztwór HNO3 w C2H5OH. ). Badania dylatometryczne wykonano przy użyciu dylatometru L78 R.I.T.A. Za pomocą dylatometru rejestrowano zmiany wydłużenia (Δl) próbek o wymiarach Ø 3×10 mm w funkcji temperatury (T). Otrzymane krzywe nagrzewania posłużyły do precyzyjnego wyznaczenia temperatur krytycznych (punktów przełomowych) dla badanych stali. Z kolei, otrzymane krzywe chłodzenia różniczkowano, co pozwoliło precyzyjnie określić temperatury początków i końców poszczególnych przemian dla wykonania wykresów CTPc. Opracowane cztery wykresy CTPc dla badanych stali podeutektoidalnych (do ulepszania cieplnego) są w większości rozdzielone zakresem trwałości przechłodzonego i mają kształt litery „C”. Jednak dla stali z Mn i Ni nie obserwuje się rozdzielenia przemian dyfuzyjnych od przemiany bainitycznej zakresem stabilnego austenitu. Hartowność czterech badanych stali podeutektoidalnych jest zbliżona do siebie, ale nadal niewielka. Dla uzyskania samego martenzytu w mikrostrukturze badanych stali, niezbędne jest zastosowanie szybkości chłodzenia większej niż 25°C/s. Wyjątek stanowi stal Mn-Ni, gdzie jej hartowność jest znikoma, ponieważ dopiero chłodzenie z szybkością większą niż 50°C/s pozwoli uzyskać mikrostrukturę martenzytyczną i uniknąć przemian dyfuzyjnych (perlitycznej i ferrytycznej).

16

Empirical Formulae for The Calculation of Austenite Supercooled Transformation Temperatures

Trzaska J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

181--185

EN

The paper presents empirical formulae for the calculation of austenite supercooled transformation temperatures, basing on the chemical composition, austenitising temperature and cooling rate. The multiple regression method was used. Four equations were established allowing to calculate temperature of the start area of ferrite, perlite, bainite and martensite at the given cooling rate. The calculation results obtained do not allow to determine the cooling rate range of ferritic, pearlitic, bainitic and martensite transformations. Classifiers based on logistic regression or neural network were established to solve this problem.

PL

W pracy przedstawiono zależności empiryczne do obliczania temperatury przemian austenitu przechłodzonego na podstawie składu chemicznego, temperatury austenityzowania i szybkości chłodzenia. Zastosowano metodę regresji wielorakiej. Opracowano cztery równania, które umożliwiają obliczenie temperatury początku przemiany ferrytycznej, perlitycznej, baini-tycznej i martenzytycznej. Wyniki obliczeń nie pozwalają na wyznaczenie zakresu szybkości chłodzenia, dla których występują przemiany ferrytyczna, perlityczna, bainityczna i martenzytyczna. Do rozwiązania problemu opracowano klasyfikatory stosując regresję logistyczną lub sztuczne sieci neuronowe.

17

Wpływ odkształcenia plastycznego na postać krzywych CTPc nowo opracowanej stali mikrostopowej

Opiela M.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 4

325--331

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu odkształcenia plastycznego oraz warunków chłodzenia na mikrostrukturę i postać krzywych CTPc nowo opracowanej stali mikrostopowej. Wyznaczono krzywe przemian austenitu przechłodzonego nieodkształconego plastycznie (CTPc) oraz odkształconego plastycznie (OCTPc) stali mikrostopowej z Nb, Ti i V. Badania dylatometryczne przeprowadzono za pomocą dylatometru DIL 805A/D wyposażonego w głowicę pomiarową LVDT. Część próbek austenityzowano w temperaturze 885°C, a następnie chłodzono z tej temperatury z różnymi szybkościami od 234°C/s do 1°C/min. Natomiast w celu wyznaczenia wpływu odkształcenia plastycznego na postać krzywych CTPc próbki odkształcano w temperaturze 885°C oraz 1100°C, stosując 50% stopień gniotu, a następnie chłodzono z szybkością od 95°C/s do 1°C/min. Przeprowadzone badania wykazały, że stal ma temperaturę Ac3 = 843°C, Ac1 = 707°C oraz dość niską temperaturę Ms wynoszącą 370°C. Odkształcenie plastyczne stali w temperaturze 885°C przed rozpoczęciem przemian fazowych powoduje wyraźne przyspieszenie przemiany perlitycznej oraz słabe przesunięcie do krótszego czasu przemiany bainitycznej. Stwierdzono ponadto, że próbki odkształcone plastycznie w temperaturze 885°C przed ich kontrolowanym chłodzeniem wykazują większą twardość w porównaniu z próbkami nieodkształconymi plastycznie, chłodzonymi z tą samą szybkością. Opracowane krzywe przemian austenitu przechłodzonego badanej stali w pełni predysponują ją do wytwarzania odkuwek hartowanych bezpośrednio z temperatury końca kucia, a następnie poddawanych wysokiemu odpuszczaniu.

EN

The aim of the paper is to investigate the influence of plastic deformation and cooling conditions on the microstructure and shape of CCT-diagrams of newly-developed Nb-Ti-V microalloyed steel. The CCT-diagrams of undeformed and plastically-deformed supercooled austenite for Nb-Ti-V microalloyed steel were developed. A DIL 805A/D dilatometer with a LVDT-type measuring head was used to carry out the dilatometric test. A part of the specimens were austenitized at a temperature of 885°C and next cooled to ambient temperature at various rates from 234°C/s to 1°C/min. To investigate the influence of plastic deformation on the shape of CCT (Continuous Cooling Transformations) diagrams, another part of the specimens were 50% deformed at 885°C and 1100°C and cooled to ambient temperature at rate from 95°C/s to 1°C/min. The performed dilatometric research revealed that the steel is characterized by Ac3 = 843°C, Ac1 = 707°C and a relatively low Ms temperature equal to 370°C (Fig. 1). Plastic deformation of steel at the temperature of 885°C prior to the start of phase transformations results in distinct acceleration of pearlitic transformation and slight translation of bainitic transformation towards shorter times (Fig. 2). Additionally, it was found that samples plastically deformed at the temperature of 885°C prior to their controlled cooling demonstrated higher hardness values in respect to the hardness values of non-deformed samples cooled at the same rate. The developed curves of supercooled austenite transformations of the studied steel fully predispose it to the production of forgings quenched directly from the forging finish temperature and successively subjected to high temperature tempering.

18

Kinetyka przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali podeutektoidalnej 37MnCo6-4

Rożniata E., Dziurka R.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 1

25--30

PL

W pracy podjęto się analizy kinetyki przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali podeutektoidalnej 37MnCo6-4. Dokonano także oceny wpływu temperatury austenityzowania TA na twardość próbek badanej stali oziębianych w wodzie. Wyznaczono najkorzystniejszą temperaturę austenityzowania, a także dokonano pomiaru wielkości ziarna byłego austenitu. Są to badania podstawowe (wstępne) dotyczące ilościowej analizy mikrogradientów składu chemicznego w wieloskładnikowych stopach żelaza z węglem. Stopy te reprezentują m.in. wielkie grupy stali do ulepszania cieplnego. W pracy przeprowadzono badania metalograficzne oraz dylatometryczne i pomiary twardości. Badania metalograficzne wykonano na mikroskopie świetlnym Axiovert 200 MAT firmy Carl Zeiss. W celu ujawnienia poszczególnych składników strukturalnych badanej stali zgłady trawiono 3% nitalem lub wodnym roztworem kwasu pikrynowego, aby ujawnić miejsca z wyraźnymi granicami ziaren byłego austenitu. Pomiary twardości wykonano sposobem Vickersa za pomocą twardościomierza typu HPO 250. Badania dylatometryczne wykonano za pomocą dylatometru L78R.I.T.A. firmy LINSEIS. Na podstawie analizy jakościowej i ilościowej stwierdzono, że badana stal podeutektoidalna 37MnCo6-4 wykazuje powolny wzrost średniej średnicy równoważnej ziarna byłego austenitu od temperatury austenityzowania 860°C, co przejawia się zmniejszeniem twardości próbek zahartowanych. Z kolei powyżej temperatury 950°C obserwuje się nagły wzrost ziarna austenitu, który w stalach konstrukcyjnych (do ulepszania cieplnego) nazywa się anormalnym rozrostem ziarna. Zastosowanie temperatury austenityzowania 840°C nie zmienia na wykresie CTPc charakteru krzywych dla przemian dyfuzyjnych (perlitycznej i ferrytycznej), a także przemiany pośredniej (bainitycznej).

EN

The paper corresponds to the research on the kinetics of phase transformation of undercooled austenite and analysis of the microstructure of hypoeutctoid steel. According to the PN-EN 10027 standard, this steel should have the 37MnCo6-4 symbol. The kinetics of phase transformation of undercooled austenite of the investigated alloy was presented on a CCT diagram (continuous cooling transformation) – Figure 7. The paper presents metallographic research (Fig. 5, 6, 9), calculation of the average diameter of the austenite grain (Tab. 2), as well as hardness measurements (Fig. 4). The austenitising temperature was assumed, in a standard way, which means higher by 30÷50°C than the Ac3 temperature for hypoeutectoid steels. The steel samples were subjected to full annealing. A sample of the tested alloy was heated to a temperature of 850°C, held for 2 hours, and then cooled at a rate of 3°C/min to 500°C and further cooled at a rate of 30°C/min to room temperature. The microstructure of the investigated material was examined by means of a light microscope, Axiovert 200 MAT. The hardness measurements were performed with a Vickers HPO250, which imposes a force equal to 10 kG and 30 kG. The dilatometric measurements were performed with a L78R.I.T.A. dilatometer. The CCT diagrams were made on the basis of dilatograms recorded for samples cooled at various rates. It was concluded that the transition start curves are C-shaped. According to the Wever and Rose classification, this is a type III chart.

19

Designing and controlling the microstructure of 37MnNiMo6-4-3 hypoeutectoid steel after continuous cooling

Rożniata E.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 58, nr 1

24--30

EN

Purpose: Present work corresponds to the research on the kinetic of phase transformation of undercooled austenite of 37MnNiMo6-4-3 hypoeutctoid steel. The kinetic of phase transformation of under cooled austenite of investigated alloy was presented on CCT diagram (continuous cooling transformation). Also the methodology of a dilatometric samples preparation and the method of the critical points determination were described. Design/methodology/approach: The austenitising temperature was defined in a standard way i. e. 30-50°C higher than Ac3 temperature for hypoeutectoid steels. The technology of full annealing was proposed for the iron based alloy. The CCT diagram was made on the grounds of dilatograms recorded for samples cooled with various rates. The microstructure of each dilatometric sample was photographed after its cooling to the room temperature and the sample hardness was measured. Also EDS analysis was performed using scanning microscope. Findings: The test material has been hypoeutectoid steel. These steels represent a groups of alloy steels for quenching and tempering. The microstructure of test 37MnNiMo6-4-3 hypoeutectoid steel on CCT diagram changes depending on the cooling rate. Research limitations/implications: The new hypoeutectoid steel and new CCT diagram. Practical implications: The paper contains a description of one from a group of iron based model alloys with 0.35-0.40% carbon content. According to PN-EN 10027 standard this steel should have a symbol 37MnNiMo6-4-3. Originality/value: The new hypoeutectoid steel (Mn-Ni-Mo iron based model alloy).

20

The microstructures and Energy Dispersive Spectroscopy analysis of a hypoeutectoid steels with 1% Cr

Rożniata E.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1253--1259

EN

The results of a microstructure, Energy Dispersive Spectroscopy analysis and hardness investigations of the hypoeutectoid steels with 1% Cr, imitating by its chemical composition toughening steels, are presented in the paper. Dilatometric tests were performed using L78R.I.T.A dilatometer of the German company LINSEIS. Using dilatometer the changes of elongation (Δl) of the samples with dimensions φ 3X10mm as a function of temperature (T) were registered. Obtained heating curves were used to precisely determine the critical temperatures (critical points) for the tested steels, while the differentiation of obtained cooling curves allowed to precisely define the temperatures of the beginning and the end of particular transition to draw two CCT diagrams. The analysis of the chemical composition of the phases present in the studied steels for different cooling rates were performed using an electron microprobe (X-ray microanalyzer). In this study a point, linear and a fixed area analysis techniques were used. After placing the samples tested steels in the chamber and the achievement of appropriate vacuum, spots for analysis were identified and the EDS analysis (Energy Dispersive Spectroscopy) was performed. EDS analyzes were performed using Nova NanoSEM 450 scanning electron transmission microscope. Developed CCT diagrams in accordance with the Rose and Wever classification are of type IV, which means that the diffusional transformations are separated by a stability range of the undercooled austenite and have the shape of the letter ”C”. The hardenability of tested steels is similar, but molybdenum acts much more effectively than nickel. Molybdenum occupies the I-st place among the effectiveness of alloying elements for the steels designed for low tempering, where the ”background” of other elements is weak. For both tested hypoeutectoid steels an EDS analysis revealed the precipitation of alloyed cementite at the grain boundaries. Chromium, as a ferrite creative element, quite strongly diffuses into the grain boundaries. It is visible with the change of chromium distribution along pearlite/ferrite grains boundaries.

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań mikrostruktury, analizy EDS i twardości stali podeutektoidalnych z 1% Cr imitujących składem chemicznym stale do ulepszania cieplnego. Badania dylatometryczne wykonano przy użyciu dylatometru L78R.I.T.A niemieckiej firmy LlNSElS. Za pomocą dyla- tometru rejestrowano zmiany wydłużenia (Al) próbek o wymiarach φ3X10mm w funkcji temperatury (T). Otrzymane krzywe nagrzewania posłużyły do precyzyjnego wyznaczenia temperatur krytycznych (punktów przełomowych) dla badanych stali. Natomiast otrzymane krzywe chłodzenia różniczkowano, co pozwoliło precyzyjnie określić temperatury początków i końców poszczególnych przemian dla wykonania dwóch wykresów CTPc. Analizę składu chemicznego występujących faz w badanych stalach dla różnych szybkości chłodzenia wykonano przy użyciu mikrosondy elektronowej (mikroanalizator rentgenowski). W niniejszej pracy wykorzystano technikę analizy punktowej, liniowej oraz w obszarze o ustalonym polu. Po umieszczeniu próbek z badanych stali w komorze i osiągnięciu odpowiedniej próżni, wyszukano miejsca i dokonano analizy techniką EDS (Energy Dispersive Spectroscopy). Analizy EDS dokonano przy użyciu skaningowego mikroskopu transmisyjnego typu Nova NanoS EM 450. Opracowane wykresy CTPc zgodnie z klasyfikacją Wever’a i Rose’go są typu IV, co oznacza, że przemiany dyfuzyjne są rozdzielone zakresem trwałości przechłodzonego austenitu i mają kształt litery „C". Hartowność badanych stali jest zbliżona, jednak molibden działa zdecydowanie skuteczniej niż nikiel. Molibden zajmuje I-sze miejsce wśród skuteczności pierwiastków stopowych dla stali do niskiego odpuszczania, gdzie „tło" pierwiastków jest słabe. Dla obu badanych stali podeutektoidalnych analiza EDS wykazała wydzielanie się cementy tu stopowego na granicach ziaren. Chrom, jako pierwiastek terrytotwórczy dość silnie dyfunduje do granic ziaren. Widocznie jest to przy zmianie rozkładu chromu na graniach ziaren perlit/ferryt.