Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Phase transformation and deformation behavior of steels with different content of metastable austenite

Klein M. W., Skorupski R., Smaga M., Beck T.

Engineering Transactions

|

2017

|

Vol. 65, iss. 1

69--75

EN

In this investigation three steels HCT 780T, AISI 347 and HSDr 600 with different content of metastable austenite and different austenite stability were monotonically loaded at ambient temperature. Using x-ray diffraction and scanning electron microscopy changes in the microstructure were characterized in detail. Hence, the most important mechanisms, which occur by deformation were determined.

2

Microstructure and Texture Evolution During Cold-Rolling in the Fe-23Mn-3Si-3Al Alloy

Kowalska J., Ratuszek W., Witkowska M., Zielińska-Lipiec A., Kowalski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1789--1794

EN

Fe–23wt.%Mn–3wt.%Si–3wt.%Al alloy was cast, homogenized at 1150ºC, hot-rolled at temperatures between 1200ºC and 900ºC and next cold-rolled from 5% up to 40% reductions in thickness. Microstructure and texture of this alloy, which has a low stacking fault energy, were defined after cold-rolling. Investigation of transmission electron microscopy and X-ray diffraction showed that mechanical twinning and martensitic transformations (γfcc→εhcp and γfcc→εhcp→α′bcc) took place during cold-rolling. The crystallographic Shoji-Nishiyama (S-N) {00.2}ε║{111}γ, <11.0>ε ║ <110>γ and Kurdjumov-Sachs (K-S) {111}γ║{101}α’, <101>γ║<111>α’ relations between martensite (ε, α’) and austenite (γ), were found in the coldrolled material.

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań mikrostruktury i tekstury otrzymane dla stopu Fe–23%Mn–3%Si–3%Al (% masowe). Po odlaniu wlewek homogenizowano przy temperaturze 1150ºC, walcowano na gorąco w zakresie temperatur 1200ºC-900ºC i następnie walcowano na zimno do odkształceń od 5% do 40%. Wyniki badań uzyskane przy użyciu transmisyjnej mikroskopii elektronowej i metod dyfrakcyjnych wskazują, że podczas odkształcenia plastycznego na zimno w stopie zachodzi mechaniczne bliźniakowanie i przemiana martenzytyczna. Występują zależności krystalograficzne pomiędzy austenitem (faza γ) i martenzytem (faza ε i faza α’), które opisują zależności: Shoji-Nishiyama {00.2}ε || {111}γ, <11.0>ε || <110>γ i Kurdjumowa-Sachsa {111}γ || {110}α, <110>γ || <111>α.

3

Applications of newly developed nanostructural and microporous materials in biomedical, tissue and mechanical engineering

Dobrzański L. A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2015

|

Vol. 76, nr 2

53--114

EN

Purpose: The purpose of the paper is to present the main results of own research in 3 principal aspects indicating that the research is up to date and modern. This relates to nanotechnologies, modern biomedical materials and rapid manufacturing techniques used for the production of, in particular, microporous materials applied for medical and dental purposes. The paper comprises the explanation of structural mechanisms and phase transformations taking place in newly created engineering nanostructural and microporous materials under the influence of the applied, advanced technological processes newly developed, and especially nanotechnological processes, using the most modern scientific and research equipment being at disposal of modern materials engineering, in particular with the common use of high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). The results of investigations into the formation of the structure and surface properties results according to a different thickness scale of coatings or surface zone, from several hundred nanometres to several millimetres, are presented in the paper, including PVD and CVD coatings and laser treated surface on the steels and light alloys substrates. The paper also describes the nanostructural effects in solid materials, and especially the counteraction of cracking of new-developed high-manganese austenite steels Fe-Mn-Si-Al by twinning or/and martensitic transformation induced by the cold plastic deformation. The article also outlines the results of research of the development of special micro and nanocomposite materials designed mainly for use in regenerative medicine and regenerative dentistry. The studies of the structure and the properties of newly obtained materials and originally developed technologies are included to present the author’s contribution into materials science, nanotechnology, surface engineering and biomedical engineering including the usefulness of the newly developed nanoengineering materials and their applicability, in particular, in regenerative medicine, as well as tissue engineering. The described outcomes of the research constitute a basis for creating, apart from rigid porous implant-scaffolds, an innovative generation of rigid and elastic biological-engineering composite materials for regenerative medicine. Design/methodology/approach: The article discusses the key aspects of own research performed over the last decade in scope of nanotechnologies, modern biomedical materials and rapid manufacturing techniques used for the fabrication of, in particular, microporous materials applied for medical and dental purposes. The conditions for the performance of the research according to the scope mentioned were ensured by implementation of investment projects for constructing and equipping research and didactic laboratories in scope of nanotechnology, technologies of material processes and computational materials science, including LANAMATE (2010-2014) and MERMFLEG (2010-2013), and also BIOFARMA (2010-2012). Practical implications: The obtained materials and technologies are of high practical importance, which was confirmed in many cases with the results of laboratory tests and investigations at a semi-technical scale, and in some cases with the initiation of implementation works. The results of research in scope of bioengineering and dental engineering may find their applications in tissue engineering, in bone surgery, for threedimensional tissue scaffolds and in dentistry or oncology, to replace the natural tissue removed because of a cancer with the possibility of applying a therapeutic agent. Originality/value: The present paper is the original report from a personal own research and explains the concept, scope and results of own research of a new obtained microporous and nanostructural materials and coatings, including hybride solid-porous products and newly obtained materials processing and additive technologies. Some of the mentioned research results are protected by patents or patent applications, and many of them were awarded over 60 prizes and medals at international fairs of innovation, invention and rationalisation in many countries.

4

Analiza mikrostruktury i właściwości stali wysokomanganowej X45MnAl20-3 z efektem TWIP kształtowanej w procesie obróbki cieplno-plastycznej

Jabłońska M., Horzelska K., Kuc D.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 6

385--389

PL

Rozwój takich gałęzi przemysłu, jak przemysł motoryzacyjny czy militarny koncentruje się w ostatnich latach na prowadzeniu prac badawczych w obszarze nowych wysokomanganowych stali z grupy AHSS. Zależnie od zawartości Mn, Al i Si stale te wykazują określoną wartość EBU, a tym samym charakterystyczny mechanizm odkształcenia, taki jak indukowana odkształceniem przemiana martenzytyczna (efekt TRIP), indukowane odkształceniem bliźniakowanie mechaniczne (efekt TWIP) oraz indukowane odkształceniem tworzenie mikropasm ścinania (efekt MBIP). W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów obróbki cieplno-plastycznej na wybrane właściwości oraz strukturę austenitycznej stali X45MnAl20-3 wykazującej efekt TWIP. Badana stal została wyprodukowana na drodze klasycznego odlewania do miedzianego krystalizatora, uzyskując wlewki o wymiarach 100×100 mm, które poddano walcowaniu w 4 przepustach na końcową grubość 12 mm i 3 mm. Temperatura końca walcowania wynosiła 950°C, a blachy po ostatnim przepuście chłodzono w powietrzu oraz wodzie. Przeprowadzono analizę struktury i właściwości mechanicznych otrzymanych blach oraz analizę wpływu parametrów odkształcenia plastycznego na strukturę badanej stali w próbach ściskania w zakresie temperatury 850°C÷1100°C. Wykazano, że badana stal ma dobre własności wytrzymałościowe oraz bardzo korzystną odkształcalność. W próbach ściskania ujawniono, że równowaga pomiędzy procesami umacniania i odbudowy struktury ustala się podczas odkształcania stopu we wszystkich temperaturach, a zmiany mikrostruktury wskazują na zachodzenie efektów charakterystycznych dla procesów dynamicznej odbudowy w trakcie odkształcania na gorąco badanej stali.

EN

The development of such industries as automotive and military focus in recent years to conduct research in the area of new highmanganese steel from a group of AHSS. Depending on the content of Mn, Al and Si these steels exhibit specific SFE value and thus the characteristic deformation mechanism such as transformation induced plasticity (TRIP effect), mechanical twinning induced plasticity (TWIP effect) and micro bands induced plasticity (effect MBIP). The paper presents the results of the influence of thermo-mechanical treatment parameters on the selected mechanical properties and changes of microstructure of austenitic high manganese TWIP steel X45MnAl20-3. The steel has been produced by conventional casting of copper crystallizer to give ingots of dimensions 100 × 100 mm and then subjected to rolling to the final thickness of 12 mm and 3 mm. Temperature end of rolling was 950°C, and the sheet was cooled in air and water. An analysis of the structure and mechanical properties of the obtained sheet was performed. Moreover the analysis of the influence of hot plastic deformation parameters on the microstructure and properties of researched steel structure during the compression tests in the range of temperature from 850°C to 1100°C was carried out. Established, that the steel has good mechanical properties and a very favorable ductility, as demonstrated by the value of elongation in a tensile test. The compression tests revealed that the balance between the processes of strengthening and rebuilding of the structure is determined during deformation the steel at all temperatures, and changes in microstructure indicate a characteristic for the dynamic recovery process phenomena disclosured.

5

Ocena skłonności do pękania gorącego stali wysokomanganowych z dodatkiem aluminium

Adamiec J., Lalik S., Niewielski G.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

396--399

PL

Nowoczesne wysokowytrzymałe gatunki stali dla motoryzacji oprócz technologiczności w wytwarzaniu, powinny minimalizować oddziaływanie na środowisko przez redukcję emisji spalin. Powoduje to konieczność obniżenia masy pojazdów samochodowych, jako jednego z głównych źródeł zanieczyszczenia atmosfery. Nowoczesne stale pozwalają połączyć lekkość z tradycyjną przewagą stali wynikającą z jej niskiej ceny i walorów ekologicznych. Dobre właściwości mechaniczne, mała gęstość oraz zdolnością do absorpcji energii sprawiają, że stal z układu Fe-Mn-Al-C jest jednym z bardziej perspektywicznych materiałów XXI wieku. Ze względu na niskie koszty materiałowe znalazła uznanie i zainteresowanie w przemyśle motoryzacyjnym. Szersze wykorzystanie tych stopów jest związane często z trudnościami w procesach ich wytwarzania i przetwarzania, w tym procesów spawania. Doświadczenia z tymi stalami wykazały, że oczekiwany zestaw właściwości jest możliwy do uzyskania przez kombinację alternatywnych mechanizmów odkształcenia plastycznego, jak np. bliźniakowanie (efekt TWIP), indukowana odkształceniem przemiana martenzytyczna (efekt TRIP), czy plastyczność wywołana ścinaniem pasm austenitu (TRIPLEX efekt SIP). W pracy przedstawiono wyniki badań skłonności do pękania gorącego dwóch gatunków stali wysokomanganowych z efektem umocnienia typu TWIP I TRIP zawierających 3,1 i 5,3% aluminium oraz 17,3% i 23,9% manganu, w warunkach wymuszonego odkształcenia. Dla określenia podatności analizowanych stali do pękania gorącego w procesie spawania wykonano technologiczną próbę Transvarestraint oraz badania metalograficzne. Badania skłonności do pękania gorącego stali wysokomanganowych z dodatkiem aluminium przeznaczonych dla przemysłu motoryzacyjnego w warunkach wymuszonego odkształcenia, które modeluje próba Transvarestraint, wskazują, że stal X20MnAl18-3 o zawartości około 17% manganu i 3% aluminium jest odporna na pękanie gorące podczas przetopienia w warunkach wymuszonego odkształcenia, natomiast stal X55MnAl25-5 o większej zawartości manganu (ok. 24%) i aluminium (5,5%) jest skłonna do pękania gorącego w zakresie od temperatury solidusu do 0,7 temperatury topnienia. Pękanie w tym zakresie jest związane z małą plastycznością i wytrzymałością obszarów międzykrystalicznych w strukturze przetopienia, co jest związane z segregacją pierwiastków w tych obszarach oraz związanymi z procesem spawania odkształceniami całego złącza spawanego. Powstałe w trakcie badań pęknięcia gorące mogą być również wynikiem obecności znacznej liczby wad sieci krystalicznej i dążenia układu do stabilności energetycznej.

EN

Modern high-strength types of steel for motorisation should, apart from producibility in manufacturing, minimise the influence on the environment by reducing exhaust fumes emission. It creates the necessity of lowering the weight of car vehicles as one of the main sources of atmosphere pollution. Modern steel types enable to join the lightness with traditional advantages of steel which are low price and ecological qualities. High mechanical properties, low density and ability to absorb energy cause that steel type from Fe-Mn-Al-C set is one of more perspective materials of 21 st century. Due to low material costs it deserved appreciation and interest from automotive industry. Wider use of these alloys is often connected with difficulties in their manufacturing processes, including the welding processes. Experience with those steels has shown that expected set of properties is possible to achieve by a combination of alternative mechanisms of plastic deformation, such as twinning (TWIP effect), strain induced martensite transformation (TRIP effect) or plasticity caused by austenite band shearing (TRIPLEX effect SIP). The paper presents tests results of the susceptibility to hot cracking of two types of high manganese steel with the consolidation effect of TWIP and TRIP which included 3.1 and 5.3% of aluminium and 17.3% and 23.9% of manganese in conditions of extorted strain. In order to determine the susceptibility of analysed steel to hot cracking in welding process a technological Transvarestraint test and metallographic tests were conducted. Tests of susceptibility to hot cracking of high manganese steel types with aluminium addition for the use in automotive industry, in conditions of extorted strain, which is modelled by Transvarestraint test show, that steel X20MnAl18-3 with 17% of manganese and 3% of aluminium is resistant to hot cracking during weld penetration in conditions of extorted strain whereas the steel X55MnAl25-5 with higher content of manganese (about 24%) and aluminium (5.5%) is susceptible to hot cracking in temperature range from solidus to 0.7 of melting point temperature Cracking in this range is connected with low plasticity and strength of intercrystalline areas in weld penetration structure which is connected with segregation of the chemical elements in those are and deformations connected with welding process of the whole welded joint. Hot cracks which were created during tests may also be the result of the presence of large amount of defects of crystal system and the drive of the system to reaching energetic stability.