Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Development of microstructure and mechanical properties of forgings in the thermomechanical treatment

Opiela M.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 5

206--211

EN

The work presents research results of the influence of thermomechanical treatment via forging on microstructure and mechanical properties of newly elaborated microalloyed steel containing of 0.28% C, 1.41% Mn, 0.028% Ti, 0.027% Nb, 0.019% V and 0.003% B. The investigated steel is assigned to the production of forged elements for the automotive industry. Conditions of forging using the thermomechanical processing method were developed based on plastometric tests. Observations of the microstructures of thin foils were conducted using a TITAN80-300 FEI transmission electron microscope. The applied thermomechanical treatment allows to obtain a fine-grained microstructure of the austenite during hot-working and production of forged parts. These acquire advantageous mechanical properties and guaranteed crack resistance after controlled cooling from the end plastic deformation temperature and successive tempering. Forgings produced using the thermomechanical treatment method, consecutively subjected to tempering in a temperature range from 550 to 650°C, reveal values of YS0.2 which equal from 994 to 939 MPa, UTS from 1084 to 993 MPa, KV from 69 to 109 J, KV–40 from 55 to 83 J, and a hardness ranging from 360 to 310 HBW. The results obtained in this paper make it possible to develop an industrial technology of forgings with high mechanical properties and guaranteed crack resistance, and also at a decreased temperature, by using the thermomechanical treatment method.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i właściwości mechanicznych odkuwek ze stali z mikrododatkami Ti, Nb, V i B typu HSLA wytworzonej w kontrolowanym procesie obróbki cieplno-plastycznej, poddanej następnie wysokiemu odpuszczaniu.

2

Effects of Nb, Ti and V on recrystallization kinetics of austenite in HSLA steels

Opiela M.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 6

289--294

EN

The work presents research results of impact of Nb, Ti and V microadditions on recrystallization kinetics and microstructure of newly elaborated steels assigned for production of forged machine parts, using the method of thermomechanical treatment. The study was performed with the use of Gleeble 3800 simulator. In order to determine recrystallization kinetics of plastically deformed austenite, discontinuous compression tests of specimens were done with a given strain at the rate of 10 s–1, in a temperature range from 900 to 1100°C, with isothermal holding of samples between successive stages of deformation for 2 to 100 s. Recrystallization kinetics of plastically deformed austenite was described using the Johnson-Mehl-Avrami equation. Performed two-stages compression tests revealed that microadditions introduced into steel considerably influence the kinetics of static recrystallization. Determined time of total recrystallization of austenite, tR, in a temperature range from 1100°C to 900°C changes from 100 to 600 s and from 300 to 800 s — for the Ti–V steel and Ti–Nb–V steel, respectively. Executed hot compression tests will contribute to establishing conditions of forging with the method of thermomechanical treatment.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań oddziaływania mikrododatków Nb, Ti i V na kinetykę rekrystalizacji i strukturę nowo opracowanych stali typu HSLA przeznaczonych do wytwarzania kutych elementów maszyn metodą obróbki cieplno-plastycznej.

3

Model carbonitride precipitation kinetics in Ti-microalloyed HSLA-type steel

Opiela M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2016

|

Vol. 77, nr 2

78--84

EN

Purpose: The work presents the model of precipitation kinetics of M(C,N) carbonitride in microalloyed steel, containing microaddition of Ti, under conditions of isothermal holding in austenite. The model has been based on the classical theory of nucleation, proposed by Kampmann and Wagner. Design/methodology/approach: In order to analyse precipitation kinetics of Ti(C,N) carbonitride in steel, containing 0.31% C, 0.0043% of N and 0.033% Ti, after austenitizing at the temperature of 1150°C with successive isothermal holding at the temperature of 900°C for 600 s, the CarbNit_kinet computer program has been used. The following physical data have been used for calculations: solubility products of carbides and nitrides, density of carbides and nitrides, parameters of mutual interaction of elements present in austenite, parameters of crystalline structure of carbides and nitrides, energies of interfacial boundaries between the precipitation and the matrix and diffusion coefficients of elements included in carbonitrides in austenite and ferrite. Findings: The calculated results contain data concerning: distribution of particle’s radius, nucleation rate as a function of time, particle’s number within the volume unit as a function of time, chemical composition of the matrix as a function of time and the per cent volume of the particles as a function of time. For given conditions, nucleation of Ti(C,N) carbonitrides in the investigated steel starts after 1 s and is finished after approximately 10 s. Conducted analysis revealed that the coagulation process of precipitations, in which the quantity of precipitations decreases in unit volume, occurs after more than 200 s. Whereas, distinct changes in the content of Ti, C and N dissolved in austenite was observed after the time of 8 s, subsequent to which the process of increase of precipitations begins. Research limitations/implications: Presented model of kinetics enables the analysis of precipitation process of only simple M(C,N) type carbonitrides. Calculation results strongly depend on physical parameters of the model, and in particular, on energy of interfacial boundaries. Practical implications: With the use of applied model, it’s possible to evaluate the content of precipitations of carbonitrides and distribution of their size, calculated on the basis of chemical constitution of steel and parameters of the manufacturing process. Originality/value: The model enables to distinguish specific stages of the precipitation process: nucleation, growth and coagulation. Despite the simplifications, the model makes it possible to predict changes occurring in the precipitation kinetics caused by changes in chemical composition.

4

Fatigue properties of the HSLA steel in high and ultra-high cycle region

Ulewicz R., Novy F., Mazur М., Szataniak P.

Production Engineering Archives

|

2014

|

Vol. 4, No. 3

18--21

EN

This work presents a study of the fatigue properties in the example of Swedish steel Hardox 400. Fatigue tests were carried out in the area of high and ultra-high cycle region. From the practical point of view the durability of some components in the automotive industry and similar technical applications such as special semitrailers ranges between 108 and 1010 cycles. But, only a few experimental results beyond 107 cycles are available now. The main objective of this research was to provide independent results to the company which uses Hardox steel in the construction of semitrailers. Selected mechanical and fatigue tests were carried out with the aim to study fatigue properties of Hardox steel. Based on the obtained experimental results the fatigue properties of this still not well recognized type of steel are discussed.

5

Influence of Molybdenum Addition on Mechanical Properties of Low Carbon HSLA-100 Steel

Bogucki R., Pytel S.M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

859--864

EN

The results of mechanical properties and microstructure observation of low carbon copper bearing steel with high addition of molybdenum are presented in this paper. This steels were characterized by contents of molybdenum in the range from 1% to 3% wt. After the thermo -mechanical processing the steels were subsequently quenched and tempered at different temperatures (500-800°C) for 1h. The changes of mechanical properties as function of tempering temperature were typical for the steel with the copper addition. The sudden drop of impact resistance after tempering from 575°C to 600°C was caused probably by precipitates of Laves phase of type Fe2Mo.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań własności mechanicznych oraz obserwacji mikroskopowych nisko węglowych stali z dodatkiem Cu o podwyższonej koncentracji molibdenu w zakresie od 1 do 3% wg. Po obróbce cieplno-plastycznej stale były hartowane i odpuszczane w rożnych temperaturach (500-800°C) przez 1 godzinę. Przebieg zmian własności mechanicznych w funkcji temperatury odpuszczania był zbliżony do przebiegu stali z dodatkiem miedzi. Silny spadek udarności po odpuszczaniu od 575 do 600°C spowodowany był prawdopodobnie procesami wydzieleniowymi fazy Lavesa typu Fe2Mo.

6

The nitrogen content effect on carbonitride coagulation in 40Cr8 steel with micro-additions V and V + Al

Głowacz E., Adrian H, Osuch W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

607--611

EN

The work examines the effect of nitrogen and micro-additions V and V+Al on the austenite grain size and the coagulation of carbonitride precipitates in 40Cr8 steel. The analyzed materials underwent heat treatment consisting in holding the material at 1200ºC for 1h, which was next exposed to furnace cooling down to 820ºC and maintained at this temperature for 20hrs, and subsequently quenched in water. With the application of electron microscopy, the microstructure and the formed carbonitride precipitates were examined. The SigmaScanPro software was used to perform the quantitative metallographic analysis of the precipitates. The study demonstrated that increase in the content of nitrogen inhibits the coagulation rate of carbonitrides, whereas aluminium favours the tendency for coagulation and efficiently inhibits the austenite grain growth.

PL

W pracy badano wpływ azotu i mikrododatków V, V+Al na wielkość ziarna austenitu oraz koagulacje wydzieleń węglikoazotku w stali 40Cr8. Próbki z badanych wytopów poddano obróbce cieplnej polegającej na wygrzewaniu przy temperaturze 1200ºC przez czas 1h, następnym chłodzeniem z piecem do temperatury 820ºC i wytrzymaniu przy tej temperaturze przez czas 20h oraz chłodzeniu w wodzie. Przy wykorzystaniu mikroskopii elektronowej badano mikrostrukturę oraz powstałe wydzielenia węglikoazotku. Za pomocą programu SigmaScan Pro przeprowadzono ilościową analizę metalograficzną wydzieleń. Badania wykazały, że wzrost zawartości azotu hamuje szybkość koagulacji węglikoazotku, podczas gdy aluminium sprzyja skłonności do koagulacji i skutecznie hamuje rozrost ziarn austenitu.

7

Wpływ przyspieszonego chłodzenia po walcowaniu na strukturę i właściwości mechaniczne stali do produkcji blach grubych gatunku X80

Knapiński M., Kawałek A., Dyja H., Kwapisz M., Frączek T.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 5

316--319

PL

Badania przedstawione w pracy wykonano dla eksperymentalnej stali przeznaczonej do produkcji blachy spełniającej wymagania dla gatunku X80 według normy API5L. Fizyczne modelowanie procesu walcowania przeprowadzono za pomocą symulatora GLEEBLE 3800. Wykorzystano kowadła i próbki umożliwiające uzyskanie w odkształconej próbce płaskiego stanu odkształcenia, reprezentującego stan odkształcenia panujący w rzeczywistym procesie walcowania blach. Po walcowaniu stal ta powinna uzyskać minimalną granicą plastyczności wynoszącą 551 MPa oraz wytrzymałość na rozciąganie powyżej 620 MPa.

EN

The research presented in the current paper was carried out for the experimental steel designed for plate which meets the requirements for grade X80 according to API5L. Physical modeling of the rolling process was carried out using the GLEEBLE 3800 simulator. The anvils and the specimens were used which enable to obtain in the deformed metal the plane state of the deformation representing the deformation state in the real process of plate rolling. After rolling the steel should obtain the minimal yield strength limit of 551 MPa and tensile strength over 620 MPa.

8

Microstructure and mechanieal properties of cold rolled, annealed HSLA strip steels

Janošec M., Schindler I., Vodárek V., Palát J., Rusz S., Suchánek P., Růžička M., Mistecký E.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2007

|

Vol. 7, no 2

29-38

EN

A large testing programme of a strip steel grade, microalloyed by vanadium, titanium and niobium, was condueted. The experiment was based on combination of cold rolling, recrystallization annealing, mechanical testing, metallographic examinations, SEM and TEM analyses. Samples in the form of stripes with dimensions of 3.9x25x500 mm were rolled in several passes with the total height reduction of 5 to 75%. Particular partial strains were realized at room temperature in the housingless, hydraulically prestressed laboratory mill. Afterwards the laboratory mill products were annealed in the vacuum fumace with the protective gas atmosphere consisting of N2+H2. The annealed samples underwent the tensile test at the room temperature and the Brinell hardness test. The gained results - hardness, yield stress, tensile strength and their ratio, as well as elongation A80, were summarized in dependence on cold deformation before annealing.

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości taśm ze stali mikrostopowych z dodatkami V, Ti oraz Nb. Przeprowadzony eksperyment obejmował walcowanie na zimno, wyżarzanie rekrystalizujące, badania mechaniczne oraz badania metalograficzne metodami SEM i TEM. Próbki w postaci pasów blachy o wymiarach 3,9x25x500 mm walcowano w temperaturze pokojowej, w kilku przepustach z całkowitym gniotem wynoszącym od 5 do 75% na laboratoryjnej bezstojakowej walcarce konstrukcji sprężonej. Odwalcowane pasma następnie wyżarzano w próżniowym piecu w atmosferze gazu ochronnego N2+H2. Wyżarzone próbki poddano próbie rozciągania w temperaturze pokojowej oraz pomiarowi twardości Brinella. Uzyskane wyniki twardość, granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie oraz wydłużenie A80 zestawiono na wykresach w zależności od odkształcenia względnego. Wyniki badań metalograficznych metodami SEM i TEM były podstawą do analizy zależności pomiędzy właściwościami mechanicznymi a mikrostrukturą. Wykazano, że zwiększanie odkształcenia plastycznego na zimno ogranicza skłonność do rozrostu wydzieleń podczas wyżarzania.

9

Development of the microalloyed constructional steels

Adamczyk J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 14, nr 1-2

9--20

EN

Purpose: The aim of the paper is to present the development and the technical importance of the HSLA-type microalloyed constructional steels (High Strength Low Alloy) in selected industry branches. Design/methodology/approach: A mechanism of the interaction of Nb, Ti, V and B microadditions introduced into the steel on mechanical properties of selected metallurgical products with the fine-grained structure, forming under the properly selected hot-working conditions with the of (M-Nb, Ti, V; X-N,C) interstitial phases MX-type is discussed. Findings: The requirements concerning the metallurgical process, continuous casting of steel and the necessity of adjusting the hot-working conditions to the precipitation kinetics of the dispersive MX phases particles in austenite, in the controlled rolling or thermo-mechanical treatment processes are indicated. Research limitations/implications: The continuation of investigations concerning the thermo-mechanical rolling of automotive sheets with the multiphase structure of microalloyed steels is planned. Practical implications: The indicated data, coming also from the own research, are of practical use in relation to manufacturing the metallurgical products and machine elements of high strength and crack resistance, also at low temperatures. Originality/value: The results contribute to the development of rolling and forging technologies of the microalloyed steel (HSLA) elements produced using the energy-saving thermo-mechanical treatment methods.

10

Wpływ boru i mikrododatków V, Nb i Ti na hartowność stali 30HM

Adrian A., Pelczar M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2005

|

Vol. 72, nr 1

12-19

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań hartowności stali 30HM przy zróżnicowanej zawartości boru i mikrododatków V, Nb i Ti. Hartowność badano w dwóch temperaturach hartowania 870 i 970 °C. Stosując model termodynamiczny [1,2] obliczano skład chemiczny austenitu oraz zawartość związków nierozpuszczonych przy temperaturze hartowania i badano wpływ rozpuszczonych pierwiastków na hartowność. Stwierdzono, że w obecności dodatku 0,002 -=- 0,004 % B pojedynczy dodatek V lub kompleksowy dodatek V + Nb w małym stopniu wpływają na hartowność stali. Największy wzrost hartowności obserwowano przy jednoczesnym dodatku B + V + Ti, a uzyskane wartości idealnych średnic krytycznych były w przedziale 182-i-239 mm. Wzrost hartowności był wyższy przy niższej temperaturze hartowania.

EN

Results of investigation of the effect of boron and microalloying elements (V, Ti, Nb) on hardenability and austenite grain size of medium carbon steel containing 1 % Cr and 0.2^0.3% Mo was investigated. The hardenability test was carried out at austenitising temperatures of 870 and 970 °C. The composition of austenite at austenitising temperature as well as undissolved carbonitride and BN contents were calculated, using thermodynamic model [I, 2]. It was found that high hardenability was achieved for steels containing simultaneous additions of B + V+Ti, and ideal critical diameters were in range 182 ^239 mm. This high hardenability decreased with increase of hardening temperature.

11

Wpływ azotu i mikrododatkówv Ti, V, Nb i Al na hartowność stali średniowęglowej zawierającej 2% Cr i 1% Mn

Adrian H., Staśko R.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2004

|

Vol. 71, nr 3

113-120

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań hartowonści stali średniowęglowej zawierającej 2% Cr, 1% Mn oraz zróżnicowaną zawartośc azotu i miktrododatków Ti, Nb, V, Al. Hartowność badano w zakresie temperatur hartowania 840 - 970 stopni C. Stosując model termodynamiczny (1) obliczono skład chemiczny austenitu przy temperaturze hartowania i badano wpływ rozpuszcznych pierwiastków na hartowność. Badano również wpływ ziarna austenitu i obniżenie hartowności. Wprowadzenie mikrododatków V, Ti, Nb i Al pojedynczo lub kompleksowo skutecznie zminejszyło wielkość ziarna i powodowało znaczny przyrost hartowności.

EN

Results of investigation the effect of nitrogen and microalloying elements (V, Ti, Nb, Al) on hardenability and austenite grain size of medium carbon steel containing 2% Cr and 1% Mn was investigated. The hardenability test was carried out at austenitizing temperatures in the range of 840 - 970 degree Celsius. The composition of austenite at austenitizing temperature as well as undissolved carbonitride and AIN contens were calculated, using thermodynamic model (1). Increase of nitrogen content results in decreasing hardenability of steel and increase of austenite grain size. Microalloying additions have improved the hardenability of steel with higher N content as well as refined the austenite grain size.

12

Identyfikacja składników strukturalnych w strefie wpływu ciepła w stalach o dużej wytrzymałości

Mroczka K., Zielińska - Lipiec A., Ratuszek W., Tasak E.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2004

|

Vol. 71, nr 7-8

396-399

PL

W pracy dokonano identyfikacji składników strukturalnych, wysp M-A, w strefie wpływu ciepła stali o dużej wytrzymałości. Obecnie w strukturze wyspy M-A są przyczyną zmian właściwości w tym szczególnie obniżają udarność. Opracowanie metodyki ujawniania wysp M-A umożliwiło zaplanowanie badań wyjaśniających ich wpływ na mechanizm pękania materiału.

EN

This work presents identyfication methods of structural components, M-A islands, in heat affected zone high strength steels. The islands included in the structure are the reason of properties decrease, especially impact strength. Study of disclosure M-A islands method makes possible examinations, witch explain the influence M-A islands on way of cracking the material.