Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ manganu i miedzi na mikrostrukturę i właściwości spiekanych stali zawierających 0,7% węgla

Sułowski Maciej, Dąbrowski Robert, Piecuch Patrycja

Inżynieria Materiałowa

|

2023

|

Vol. 44, nr 4

25--29

PL

Określono wpływ manganu i miedzi na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne spiekanych stali zawierających 0,7% węgla. Mieszanki proszków przygotowano w mieszalniku Turbula, a następnie wytworzono z nich wypraski, które prasowano pod ciśnieniem 660 MPa. Spiekanie realizowano w temp. 1120°C przez 60 min w atmosferze o składzie: 95% N2-5% H2. Po spiekaniu połowę spieków zawierających Mn i/lub Cu poddano odpuszczaniu w temp. 200°C przez 60 min. Wykazano, że w mikrostrukturze badanych stali spiekanych dominującymi składnikami były ferryt oraz perlit. W stalach Fe-Mn-C oraz Fe-Mn-Cu-C sporadycznie występował również bainit. Ponadto stale Fe-Mn-Cu-C charakteryzowały się najlepszymi właściwościami wytrzymałościowymi przy najgorszych właściwościach plastycznych.

EN

The influence of manganese and copper on the microstructure and mechanical properties of sintered steels containing 0.7% carbon was determined. The powder mixtures were prepared in the Turbula mixer. Green compacts were pressed under a pressure of 660 MPa. Sintering was carried out at 1120°C for 60 min in an atmosphere containing 95% N2 and 5% H2 . In addition, after sintering, half of the sinters containing Mn and/or Cu were tempered at 200°C for 60 min. It was shown that in the microstructure of investigated sintered steels the main constituents were ferrite and pearlite. In Fe-Mn-C and Fe-Mn-Cu-C steels, bainite was also observed. Moreover, Fe-Mn-Cu-C steels were characterized by the highest strength properties with the lowest plastic properties.

2

Mikrostruktura i właściwości mechaniczne stali manganowo-chromowo-molibdenowych o zawartości 0,8%C

Chudzik-Poliszak Edyta, Sułowski Maciej

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2019

|

R. 64, nr 3

10--14

PL

W artykule przedstawiono wpływ parametrów spiekania na mikrostrukturę oraz własności mechaniczne spiekanych stali manganowo-chromowo- molibdenowych zawierających 0,8% węgla. Do badań wykorzystano komercyjne stopowe proszki żelaza Höganäs Astaloy CrL i Astaloy CrM. Założoną zawartość węgla uzyskano poprzez dodatek proszku grafitu typu „ultra fine” (C-UF, Höganäs). Nośnikiem manganu był proszek żelazomanganu Elkem o zawartości 89%Mn i 1,18%C, wyprodukowany przez firmę Eramet Comilog Manganese o wielkości cząstek poniżej 40μm. Proszki wyjściowe były mieszane w mieszalniku Turbula przez 30 min. Z przygotowanych mieszanek proszków, metodą prasowania jednostronnego, w sztywnej matrycy wykonane zostały wypraski, które poddano spiekaniu w temperaturze 1250°C przez 60 min. Przewidziano dwa warianty spiekania. Pierwszy z nich realizowano w atmosferze o składzie 5%H2-95%N2. Drugi wariant polegał na spiekaniu sprasowanych kształtek bez udziału żadnej atmosfery ochronnej. Za ochronę kształtek przed utlenieniem, jak również za redukcję tlenków znajdujących się w wypraskach odpowiedzialny był mangan, pochodzący z żelazomanganu znajdującego się razem ze sprasowanymi kształtkami w stalowej łódce. W tym przypadku wykorzystane zostało zjawisko opisane przez Salaka, polegające na tzw. efekcie „self-getteringu”. Dla obu wariantów spiekania, szybkość nagrzewania i chłodzenia wynosiła odpowiednio 75°C i 60°C/min. Po spiekaniu część próbek została odpuszczona w powietrzu w temperaturze 200°C przez 60 min. W celu określenia wpływu parametrów wytwarzania na strukturę i własności mechaniczne, kształtki zostały poddane badaniom mechanicznym oraz metalograficznym. Wszystkie stale charakteryzowały się strukturą bainityczną i/lub bainityczno/martenzytyczną. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że najwyższymi własnościami mechanicznymi charakteryzowały się stale o składzie Fe-3%Mn-3%Cr-0,5%Mo-0,8%C, wykonane na bazie proszku stopowego Astaloy CrM, spiekane w atmosferze o składzie 5%H2-95%N2 i odpuszczone. Ich wytrzymałość na rozciąganie, umowna granica plastyczności R0,2, wydłużenie oraz wytrzymałość na zginanie wynosiły odpowiednio: 708MPa, 399 MPa, 2,76% oraz 1927 MPa.

EN

Two Höganäs pre-alloyed iron powders Astaloy CrL and Astaloy CrM, 3%Mn (as ferromanganese) and 0.8%C in the form of C-UF graphite were the starting powders. The powders were mixed in a Turbula T2C mixer for 30 minutes, pressed in a steel die to “dog bone” samples and sintered at 1250°C for 60 minutes in the mixture of 5%H2-95%N2 and within a semi-closed boat containing 56 g of FeMn lumps. Heating and cooling rates (in both cases) were 75°C and 60°C/min, respectively. After sintering, some of the samples were tempered in air at 200°C for 60 minutes The specimens were tested in tension and bending and metalographically examined. All the steels were characterised by bainitic and/or bainitic/martensitic structures. The best mechanical properties were obtained for Astaloy CrM-based steel: Fe-3%Mn-3%Cr-0,5%Mo-0,8%C sintered in the atmosphere of 5%H2-95%N2 and tempered: R0,2 yield offset 399 MPa, UTS 708 MPa, A 2,76 % and TRS 1927 MPa.

3

Spiekane stale Mo-Ni oraz Mo-Ni-Cu wykonane z proszków hybrydowych

Lichańska E., Tenerowicz M., Kulecki P., Sułkowski M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 4

162--165

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu składu chemicznego na strukturę oraz właściwości spiekanych stali Mo-Ni oraz Mo-Ni-Cu, wytwarzanych na bazie proszków hybrydowych. Prasowanie przeprowadzono w stalowej matrycy pod ciśnieniem 660 MPa, otrzymując kształtki zgodne z normą PN-EN ISO 2740. Spiekanie prowadzono w temperaturze 1250°C, w atmosferze o składzie 95% N2+5% H2 przez 60 minut. Po spiekaniu stale były poddane zabiegowi sinterhardening-u, polegającego na ich hartowaniu bezpośrednio z temperatury spiekania. W tym stanie obróbki badane stale charakteryzowały się strukturą bainityczno- austenityczną. Stal zawierająca miedź charakteryzowała się wyższą wytrzymałością na rozciąganie 722 MPa oraz niższym wydłużeniem 1,66%, w porównaniu do stali Mo-Ni: Rm= 618 MPa, A = 2,67%.

EN

The aim of the study was to evaluate the effect of chemical composition on the structure and mechanical properties of Mo-Ni and Mo-Ni-Cu PM steels based on hybrid powders. Green compacts were single pressed in a steel die at 660 MPa according to PN-EN ISO 2740 standard. Sinterhardening was carried out at 1250°C in a mixture 95% N2+5% for 60 minutes. The microstructures of the steels were mainly bainitic-austenitic. The steel with copper addition had a higher strength, UTS of 722 MPa, and lower elongation, 1,66%, when compared to Mo-Ni PM steel: UTS 618 MPa, elongation 2.67%.

4

Nickel and Copper-Free Sintered Structural Steels Containing Mn, Cr, Si, and Mo Developed for High Performance Applications

Cias A., Stoytchev M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 1

11--17

EN

In an attempt to study the sinterability of potential high-strength nickel-free sintered structural steels containing Mn, Cr, Si and Mo compacts were prepared based on sponge and water atomised iron powders and on Astaloy prealloyed powders. To these were admixed ferromanganese, ferroslicon, and graphite. The samples were sintered at temperatures 1120 and 1250°C in laboratory tube furnaces in hydrogen, hydrogen-nitrogen atmospheres with dew points better than –60°C or in nitrogen in a semiclosed container in a local microatmosphere. After sintering the samples were slowly cooled or sinterhardened. Generally resultant microstructures were inhomogeneous, consisted of pearlite/ bainite/martensite, but were characterised by an absence of oxide networks. Sintering studies performed over a range of compositions have shown that superior strength, ranging beyond 900 MPa, along with reasonable tensile elongation, can be achieved with these new steels.

5

The effect of chemical composition on microstructure and properties of TRIP steels

Kučerová L., Bystrianský M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2016

|

Vol. 77, nr 1

5--12

EN

Purpose: Various alloying strategies can be used to produce advanced high strength steels and this work offers comparison of results achieved for four different low alloyed steels with 0.2-0.4 %C, 0.5-2 %Si, 0.6-1.5 %Mn, 0.03-0.06 %Nb and with 0.8-1.33 %Cr. Microstructures obtained by two methods of thermo-mechanical treatment were analysed for each steel and compared with theoretical predictions of TTT (time temperature transformation) diagrams calculated by JMatPro. Design/methodology/approach: Thermo-mechanical treatment of all steels was carried out at thermo-mechanical simulator. Resulting microstructures were analyses by the means of scanning electron microscopy, mechanical properties were measured by tensile test. Findings: It was found out that microstructures typical for TRIP (transformation induced plasticity) steels can be obtained easily for low carbon steels alloyed by silicon or aluminium-silicon and micro-alloyed by niobium. Chromium addition influenced austenite decomposition causing intensive pearlite formation in low carbon steel and predominantly martensitic microstructure in middle carbon steel. These microstructures were not in agreement with calculated TTT diagrams. Research limitations/implications: To obtain ferritic-bainitic microstructure with retained austenite typical for TRIP steels, chromium alloyed steels require substantial optimisation of processing parameters. This issue should be addressed in future work. Practical implications: JMatPro software is well equipped to calculate TTT diagrams for steels alloyed by manganese, silicon and niobium, however further chromium addition changed behaviour of the steel in a way that the software was not able to predict. Originality/value: Obtained results could be useful for consideration of chemical composition of low alloyed steels with respect to resulting microstructures and properties.

6

Spiekane stale manganowe, manganowo-molibdenowe i manganowo-chromowo-molibdenowe

Lichańska E., Kulecki P., Tenerowicz M., Fiał C., Sułowski M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 4

155--161

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu parametrów wytwarzania na strukturę oraz własności spiekanych stali manganowych, manganowo- molibdenowych i manganowo-chromowo-molibdenowych o różnych zawartościach węgla. Prasowanie przeprowadzono w stalowej matrycy pod ciśnieniem 660 MPa, otrzymując kształtki zgodne z normą PN-EN ISO 2740. Spiekanie prowadzono w temperaturach 1120°C i 1250°C, przez 60 minut, z wykorzystaniem technik „sinterhardening” i „sinteraustempering” w atmosferach o różnym składzie chemicznym. Po spiekaniu, część próbek została poddana dodatkowej obróbce cieplnej w p ostaci odpuszczania w temperaturze 200°C, przez 60 minut, w atmosferze powietrza.

EN

The objective of the study was to evaluate the effect of processing parameters on the structure and mechanical properties of Mn, Mn-Mo and Mn-Cr-Mo-alloyed PM steels with different carbon concentration. Green compacts were single pressed in steel die at 660 MPa according to PN-EN ISO 2740 standard. Sintering was carried out at 1120°C and 1250°C for 60 minutes using the sinterhardening and sinteraustempering methods. During sintering different atmosphere was used. After sintering, some of specimens were tempered at 200°C for 60 minutes in air atmosphere.

7

Fractography and Porosity Analysis of Cr and Cr-Mo PM Steels

Kulecki P., Lichańska E., Radziszewska A., Sułkowski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 3

1613--1622

EN

The aim of the study was to evaluate the effect of processing variables on the porosity and fractography of Cr and Cr-Mo PM steels. The measurements were performed on sintered steels made from commercial Höganäs pre-alloyed powders: Astaloy CrA, Astaloy CrL and Astaloy CrM with two different carbon concentrations (0.2% and 0.6%) added in the form of ultra fine graphite powder grade C-UF. Following mixing in Turbula mixer for 30 minutes, green compacts were single-action pressed at 660 MPa according to PN-EN ISO 2740 standard. Sintering was carried out in a laboratory horizontal tube furnace at 1120°C and 1250°C for 60 minutes, in an atmosphere containing 5%H2 and 95%N2. After sintering, the samples were tempered at 200°C for 60 minutes in air. For porosity evaluation computer software was employed. Hitachi S-3500M SEM equipped with EDS (made by Noran) was employed for fracture analysis. The steel based on Astaloy CrM pre-alloyed powder is characterized by fine pores and good mechanical properties. When sintered at 1250°C, it had area of pores approx. 7.12 μm2, ultimate tensile strength (UTS) about 679 MPa and elongation about 4%. The steels were characterized by ductile/cleavage and ductile fractures.

8

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).

9

The Effect of Processing Parameters on Microstructure and Mechanical Properties of Sintered Structural Steels Based on Prealloyed Powders

Kulecki P., Lichańska E., Sułowski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2543--2548

EN

The object of the study was to evaluate the effect of production parameters on the structure and mechanical properties of Cr and Cr-Mo PM steels. The measurements were performed on sintered steels made from commercial Höganäs pre-alloyed powders: Astaloy CrA, Astaloy CrL and Astaloy CrM mixed with carbon, added in the form of graphite powder grade C-UF. Following mixing in a Turbula mixer for 30 minutes, green compacts were single pressed at 660 MPa according to PNEN ISO 2740 standard. Sintering was carried out in a laboratory horizontal furnace at 1120°C and 1250°C for 60 minutes, in 5%H2-95%N2 atmosphere. After sintering, the samples were tempered at 200°C for 60 minutes in air. The steels are characterized by ferritic – pearlitic, bainitic – ferritic and bainitic structures. Following mechanical testing, it can be assumed that steel based on Astaloy CrA pre-alloyed powder could be an alternative material for steels based on Astaloy CrL powder. These steels sintered at 1250°C with 0.6% C had tensile strengths about 650 MPa, offset yield strengths about 300 MPa, elongations about 8.50 %, TRSs about 1100 MPa, hardnesses 220 HV.

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu parametrów wytwarzania na strukturę oraz własności spiekanych stali wykonanych na bazie komercyjnych proszków: Astaloy CrA, Astaloy CrL i A staloy CrM produkowanych przez firmę Höganäs. Zawartość węgla w stalach wynosiła 0,2 % oraz 0,6 %. Prasowanie wykonywano w sztywnej matrycy po ciśnieniem 660 MPa, otrzymując kształtki zgodne z normą PN-EN ISO 2740. Spiekanie wyprasek prowadzono w temperaturach 1120°C i 1250°C w czasie 60 minut.Atmosferę spiekania stanowiła mieszanka wodoru i azotu w proporcjach 5%H2 – 95%N2. Po spiekaniu, próbki dodatkowo odpuszczano w temperaturze 200°C przez 60 minut w powietrzu. Przeprowadzone badania wykazały, że stale wykonane na bazie proszku Astaloy CrA stanowią alternatywę dla stali wykonanych z wykorzystaniem proszku Astaloy CrL. Ponad to wyższa temperatura spiekania pozwoliła na uzyskanie lepszych własności mechanicznych. Spiekane stale charakteryzowały się strukturą ferrytyczno – perlityczną, bainityczno – ferrytyczną oraz bainityczną.

10

Structure Analysis and Properties of Unleaded Brasses

Rzadkosz S., Kozana J., Garbacz-Klempka A., Piękoś M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

323--328

EN

The analysis of brasses regarding their microstructure, mechanical properties and ecological characteristics has been presented. The influence of characteristic alloying elements contained in the brasses and the possibilities of replacing them with other elements have been assessed. The paper contains the results of studies on the influence of chosen additional elements shaping the structure and properties of unleaded alloys based on Cu-Zn system as the matrix. The research aimed at determining the mechanism and the intensity of influence of such additives as tellurium and bismuth. The microstructures were investigated with the help of light microscopy and scanning electron microscopy with X-ray microanalysis (SEM-EDS) for determining significant changes of the properties.

PL

Przedstawiono analizę mosiądzów w zakresie mikrostruktury, właściwości wytrzymałościowych oraz charakterystyki ekologicznej. Poddano ocenie wpływ charakterystycznych pierwiastków stopowych zawartych w mosiądzach i możliwości zastąpienia ich innymi. W pracy ujęto wyniki badań wpływu wybranych dodatkowych pierwiastków kształtujących strukturę i właściwości bezołowiowych stopów na osnowie układu Cu-Zn. Podjęte badania miały na celu określenie mechanizmu i intensywności oddziaływania dodatków takich jak: tellur i bizmut. Przeprowadzono badania mikrostruktur z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej oraz mikroskopii skaningowej z mikroanalizą rentgenowską SEM-EDS, dla określenia istotnych zmian właściwości.

11

Effect of Phenomena Accompanying Wear in Dry Corundum Abrasive on the Properties and Microstructure of Austempered Ductile Iron with Different Chemical Composition

Myszka D., Wieczorek A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

483--490

EN

The research described in this article is a fragment in the series of published works trying to determine the applicability of new materials for parts of the mining machinery. Tests were performed on two groups of austempered ductile iron - one of which contained 1.5% Ni and 0.5% Mo, while the other contained 1.9% Ni and 0.9% Cu. Each group has been heat treated according to the three different heat treatment variants and then the material was subjected to detailed testing of mechanical properties and abrasion wear resistance, measuring also hardness and magnetic properties, and conducting microstructural examinations. The results indicated that each of the tested materials was senstive to the surface hardening effect, which resulted in high wear resistance. It has been found that high temperature of austempering, i.e. 370°C, favours high wear resistance of ductile iron containing nickel and molybdenum. Low temperature of austempering, i.e. 270°C, develops high wear resistance in ductile iron containing nickel and copper. Both these materials offer completely different mechanical properties and as such can be used for different and specific applications.

PL

Badania przestawione w artykule wpisują się w cykl publikacji określających przydatność nowych materiałów na elementy maszyn górniczych. Testy przeprowadzono dla dwóch grup żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego - jedna z nich zawierała 1,5%Ni i 0,5%Mo, druga natomiast 1,9%Ni i 0,9%Cu. Każdą grupę obrobiono cieplnie w trzech różnych wariantach i materiał taki poddano badaniom: własności mechanicznych, odporności na zużycie ścierne, pomiarom twardości i magnetycznym oraz ocenie mikrostruktury. Wyniki wskazują, że każdy z analizowanych materiałów umacnia się powierzchniowo, co powoduje wysoką odporność na zużycie. Stwierdzono, że wysoka temperatura hartowania izotermicznego tj. 370°C, sprzyja wysokiej odporności na zużycie żeliwa zawierającego nikiel i molibden. Niska temperatura hartowania izotermicznego tj. 270°C, sprzyja natomiast wysokiej odporności na zużycie żeliwa zawierającego nikiel i miedź. Oba te materiały charakteryzują się diametralnie różnymi własnościami mechanicznymi stąd też możliwość ich wykorzystania do odmiennych, specyficznych zastosowań.

12

Modeling and Analysis of Mechanical Properties in Structural Steel-DOE Approach

Bhatt A., Parappagoudar M. B.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 4

5--12

EN

The present work focuses on the modeling and analysis of mechanical properties of structural steel. The effect of major alloying elements namely carbon, manganese and silicon has been investigated on mechanical properties of structural steel. Design of experiments is used to develop linear models for the responses namely Yield strength, Ultimate tensile strength and Elongation. The experiments have been conducted as per the full factorial design where all process variables are set at two levels. The main effect plots showed that the alloying elements Manganese and Silicon have positive contribution on Ultimate tensile strength and Yield strength. However, Carbon and Manganese showed more contribution as compared to Silicon. All three alloying elements are found to have negative contribution towards the response- Elongation. The present work is found to be useful to control the mechanical properties of structural steel by varying the major alloying elements. Minitab software has been used for statistical analysis. The linear regression models have been tested for the statistical adequacy by utilizing ANOVA and statistical significance test. Further, the prediction capability of the developed models is tested with the help of test cases. It is found that all linear regression models are found to be statistically adequate with good prediction capability. The work is useful to foundrymen to choose alloying elements composition to get desirable mechanical properties.

13

Wpływ składu chemicznego mieszanki proszków na mikrostrukturę i własności mechaniczne spiekanych stali stopowych

Laskoś B., Sułowski M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 10

502--506

PL

W artykule przedstawiono badania dotyczące wpływu składu chemicznego mieszanki proszków, wykonanych z komercyjnych, stopowych proszków żelaza, na mikrostrukturę i własności mechaniczne spiekanych stali stopowych. Badania prowadzono na spiekach wytworzonych z proszków Distaloy AB, Distaloy DH i Distaloy HP firmy Hóganas zawierających 0,4 % C, dodanego w postaci proszku C-UF (Hóganas). Materiał do badań wytworzono na drodze jednostronnego prasowania pod ciśnieniem 660 MPa i spiekania w temperaturze 1250 °C w atmosferze azotu. Po spiekaniu, kształtki poddano odpuszczaniu w powietrzu w temperaturze 200 °C. Na podstawie uzyskanych wyników badań można stwierdzić, że dodatek niklu i molibdenu przyczynił się do wzrostu własności mechanicznych stali spiekanych. Badane spieki charakteryzowały się głównie strukturą martenzytyczno-bainityczną. W przypadku próbek o dużej zawartości niklu, w strukturze występował także austenit.

EN

In this paper the effect of chemical composition of the powder mixture on the microstructure and mechanical properties of PM alloyed steels had been investigated. The experiments were carried out on pre-alloyed iron powders Distaloy AB, Distaloy DH and Distaloy HP with addition of 0.4 % carbon C-UF. The PM steels were produced during single pressing (at 660 MPa) and sintering cycle. Sintering process was carried out in 1250 °C in the atmosphere of pure nitrogen. Tempering at 200 °C for 60 minutes in air was employed. The results obtained during investigations show that the addition of nickel and molybdenum contributed to significant improvement in mechanical properties PM steels. The obtained PM steels had mainly a martensitic-bainitic microstructure. The microstructure with high nickel content was observed austenite.

14

Wpływ parametrów wytwarzania na własności mechaniczne i mikrostrukturę spiekanych stali konstrukcyjnych zawierających Cr I Mo

Kulecki P., Sułowski M., Radziszewska A.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 5

240--250

PL

Celem pracy była ocena wpływu parametrów wytwarzania na mikrostrukturę oraz własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych. Badania przeprowadzono na stalach spiekanych, wykonanych na bazie komercyjnych, stopowych proszków żelaza Höganäs: Astaloy CrA (1,8 % Cr, 98,2 % Fe), Astaloy CrL (1,5 % Cr, 0,2 % Mo, 98,25 % Fe), Astaloy CrM (3 % Cr, 0,5 % Mo, 96,5 % Fe) z dodatkiem proszku grafitu C-UF. Zawartość węgla w mieszance proszków wynosiła 0,4 i 0,8 %. Mieszanki proszków prasowano jednostronnie w matrycy pod ciśnieniem 660 MPa, otrzymując kształtki zgodne z PN-EN ISO 2740. Sprasowane kształtki poddano spiekaniu w temperaturze 1120 i 1250 °C w czasie 60 min. Atmosferę spiekania stanowiła mieszanina wodoru i azotu w ilości 5 % H2 – 95 % N2. Po spiekaniu kształtki były odpuszczane w temperaturze 200 °C p rzez o kres 6 0 m in. Przeprowadzone badania własności mechanicznych wykazały, że stale, wykonane na bazie proszku stopowego Astaloy CrA, mogą stanowić alternatywę dla spieków wykonanych na bazie proszku stopowego Astaloy CrL, a ponadto spieki wytworzone w wyższej temperaturze wykazywały lepsze własności mechaniczne.

EN

The object of the study was to evaluate the effect of production parameters on the microstructure and mechanical properties of Cr and Cr-Mo PM steels. The measurements were performed on sintered steels made from commercial Höganäs prealloyed powders: Astaloy CrA, Astaloy CrL and Astaloy CrM with carbon, which was added in the form of graphite powder grade C-UF. Following the mixing in Turbula mixer for 30 minutes, green compacts were single pressed at 660 MPa according to PN-EN ISO 2740. Sintering was carried out in a laboratory horizontal furnace at 1120 and 1250 °C for 60 minutes, in hydrogen-nitrogen atmosphere consists of 5 % of hydrogen. After sintering, the sintered samples were tempered at 200 °C for 60 minutes in air. Following the mechanical tests it can be assumed that steel based on Astaloy CrA pre-alloyed powder could be an alternative material for steels based on Astaloy CrL powder and also steels made in higher temperature revealed better mechanical properties.

15

Obróbka cieplna spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowych

Cygan S., Sułowski M., Ciesielka M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 3

127--134

PL

Celem prezentowanych badań było określenie wpływu sposobu chłodzenia oraz zastosowanej obróbki cieplnej na własności spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowych o zawartości Fe, 3 % Mn, 1,5 % Cr, 0,2 % Mo i 0,7 % C. Mieszankę proszków przygotowano na bazie stopowego proszku żelaza Astaloy CrL (Fe, 1,5 % Cr, 0,2 % Mo), proszku żelazomanganu Elkem (Fe, 89,3 % Mn, 1,18 % C) oraz proszku grafitu C-UF. Spiekanie przeprowadzono w temperaturze 1250 °C, w czasie 60 min. Jako atmosferę spiekania zastosowano w pierwszym wariancie mieszaninę wodoru i azotu (5%H2-95%N2), a w drugim powietrze z dodatkiem żelazomanganu. Po spiekaniu kształtki chłodzono w chłodnicy pieca lub w wodzie (temperatura 20 °C). Następnie spieki poddano odpuszczaniu w powietrzu w temperaturze 200 lub 450 °C w czasie 60 lub 180 min. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że spieki otrzymane w atmosferze powietrza z dodatkiem żelazomanganu charakteryzują się lepszymi własnościami niż otrzymane w atmosferze 5%H2-95%N2. Ponadto stwierdzono, że chłodzenie w wodzie bezpośrednio z temperatury spiekania ma negatywny wpływ na własności wytrzymałościowe badanej stali. W wyniku przeprowadzonych prac wykazano, że wyższa temperatura odpuszczania przyczynia się do wzrostu własności wytrzymałościowych spieków, a czas odpuszczania nie ma wpływu na własności tych stali.

EN

In the present work the effect of type and cooling rate and the post-sintering heat treatment on the microstructure and mechanical properties of Astaloy CrL-based steel was investigated. Powder mixture was prepared based on Höganäs Astaloy CrL powder (1.5 % Cr, 0.2 % Mo), low-carbon Elkem ferromanganese (89.3 % Mn, 1.18 % C) and graphite powder grade C-UF. Following the pressing in the rigid die at 660 MPa, sintering in the mixture of 5%H2-95%N2 or in air (with a ferromanganese lumps) at 1250 °C for 60 minutes was carried out. After sintering, samples were tempered at 200 or 450 °C for 60 and 180 minutes. On the base of investigations was shown, that for steels sintered in air higher mechanical properties were recorded as compared to the properties of steels produced in the nitrogen/hydrogen mixture. What is more, cooling from sintering temperature in water has a negative influence on the strength properties of investigated steel. Following the research was shown, that increasing the tempering temperature strength properties of Astaloy CrL — based steel increased. Also the negligible effect of tempering time on the properties of steels was shown.

16

Methods of introducing alloying elements into liquid magnesium

Kapinos D., Augustyn B., Szymanek M.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 40, no. 3

141--160

EN

In recent years, magnesium alloys have gained widespread popularity as construction materials. This is due to their Iow density, high strength properties, and advances in their production technology. Properties of magnesium alloys depend prima rily on the type, quantity, and quality of elements present in their composition. It is therefore necessary to carry out research on the further optimisation of the production technology of these alloys. This article presents the results of studies carried out in order to determine the type, form, and parameters of the process of introducing selected alloying elements to magnesium in a manner which enables the manufactureof alloys with predetermined chemical composition. As part of the work, elements such as Al, Zn, Mn, Zr, Si, Cu, Ca, as well as rare earth elements (RE) were introduced into the liquid magnesium. The alloying elements were introduced into the melt at different temperatures in either a metallic form or as master alloys. While conducting studies, respective solubility graphs were plotted for the alloying elements showing the time taken for each element to dissolve to the required form at a specific temperature and concentration. The studies resulted in the development of several techniques of introducing selected alloying elements, which enabled the manufacture of various types of alloys.

PL

W ostatnich latach stopy magnezu cieszą się coraz większym zainteresowaniem jako materiały konstrukcyjne. Związane jest to z ich niską gęstością, dobrymi własnościami wytrzymałościowymi oraz postępem w technologii ich wytwarzania. Własności stopów magnezu zależą głównie od rodzaju, ilości i jakości pierwiastków wchodzących w ich skład. Konieczne zatem jest prowadzenie badań nad optymalizacją technologii otrzymywania stopów na osnowie magnezu.W artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu określenie sposobu, postaci i parametrów wprowadzania wybranych dodatków stopowych do magnezu tak, aby możliwe było otrzymanie stopów o założonym składzie chemicznym. W ramach pracy do ciekłego magnezu wprowadzano pierwiastki stopowe, takie jak: Al, Zn, Mn, Zr, Si, Cu, Ca oraz pierwiastki ziem rzadkich (RE). Składniki stopowe wprowadzano do ciekłego magnezu w postaci metalicznej oraz zapraw w różnych temperaturach. Podczas realizacji badań wyznaczono wykresy rozpuszczalności dodatków stopowych przedstawiające czas potrzebny na rozpuszczenie pierwiastka w danej postaci, przy określonej temperaturze i koncentracji. Przeprowadzone badania umożliwiły opracowanie technologii wprowadzania wybranych dodatków stopowych, dzięki czemu możliwe jest wytwarzanie różnych gatunków stopów.

17

Sintered Structural Pm Cr and Cr-Mo Steels

Sułowski M., Kulecki P., Radziszewska A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1507--1512

EN

The object of the study was the evaluation of the effect of production parameters on the microstructure and mechanical properties of Cr and Cr-Mo PM steels. The steels were processed from commercial Höganäs pre-alloyed powders: Astaloy CrA, Astaloy CrL and Astaloy CrM with carbon, added in the form of grade C-UF graphite powder in amounts of 0.4 and 0.8 wt. %. Following Turbula mixing for 30 minutes, green compacts were single pressed at 660 MPa according to PN-EN ISO 2740 standard. Sintering was carried out in a laboratory horizontal furnace at 1120°C and 1250°C for 60 minutes in a 5%-95% hydrogen-nitrogen atmosphere. After sintering, the samples were tempered at 200°C for 60 minutes in air. Mechanical tests indicate that the steel based on Astaloy CrA pre-alloyed powder could be an alternative material to steels based on Astaloy CrM. Steels sintered at the higher temperature revealed better mechanical properties.

PL

Celem pracy była ocena wpływu parametrów wytwarzania na strukturę oraz własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych. Badania przeprowadzono na spiekanych stalach, wykonanych na bazie komercyjnych, stopowych proszków żelaza Hoganas: Astaloy CrA (1,8% Cr, 98,2% Fe), Astaloy CrL (1,5% Cr, 0,2% Mo, 98,25% Fe), Astaloy CrM (3% Cr, 0,5% Mo, 96,5% Fe) z dodatkiem proszku grafitu C-UF. Zawartość węgla w mieszance proszków wynosiła 0,4% i 0,8%. Mieszanki proszków prasowano jednostronnie w stalowej matrycy pod ciśnieniem 660 MPa, otrzymując kształtki zgodne z PN-EN ISO 2740. Sprasowane kształtki poddano spiekaniu w temperaturze 1120°C i 1250°C w czasie 60 minut. Atmosfere spiekania stanowiła mieszanina wodoru i azotu w ilosci 5%H2-95%N2. Po spiekaniu kształtki były odpuszczane w temperaturze 200°C przez okres 60 minut. Przeprowadzone badania własności mechanicznych wykazały, że stale wykonane na bazie proszku stopowego Astaloy CrA, mogą stanowić alternatywe dla spieków wykonanych na bazie proszku stopowego Astaloy CrM, a ponadto spieki wytworzone w wyższej temperaturze wykazywały lepsze własności mechaniczne.

18

Własności spiekanych stali Mn-Cr-Mo o niskiej zawartości węgla

Lichańska E., Sułowski M., Ciesielka M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 9

514-520

PL

Celem badań było określenie wpływu parametrów wytwarzania, a w szczególności składu chemicznego mieszanki proszków, na strukturę i własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych o podwyższonej zawartości węgla. Proszkami wyjściowymi były komercyjne, stopowe proszki żelaza produkcji szwedzkich zakładów Hoganas: Astaloy CrL (1,5 % Cr, 0,2 % Mo, 98,25 % Fe), Astaloy CrM (3 % Cr, 0,5 % Mo, 96,5 % Fe) oraz proszek grafitu C-UF. Nośnikiem manganu był proszek żelazomanganu niskowęglowego (77 % Mn, 1,3 % C). Założona zawartość węgla w mieszance proszków wynosiła 0,2 %. Z mieszanek proszków o składzie Fe-3%Mn-1,5%Cr-0,2%Mo-0,2%C oraz Fe-3%Mn-3%Cr-0,5%Mo-0,2%C, metodą prasowania jednostronnego w sztywnej matrycy, wykonane zostały wypraski prostopadłościenne o wymiarach 5 × 10 × 55 oraz wypraski zgodne z PN-EN ISO 2740, pod ciśnieniem odpowiednio 820 i 660 MPa. Miało to na celu uzyskanie przez wypraski zbliżonej gęstości. Sprasowane kształtki poddano spiekaniu w temperaturze 1120 [stopni]C, w czasie 60 min. Szybkość nagrzewania do temperatury spiekania wynosiła 75 [stopni]C/min. Atmosferę spiekania stanowiła mieszanka wodoru i azotu o składzie 5%H2-95%N2 lub powietrze. Po spiekaniu kształtki chłodzone były z szybkością 65 [stopni]C/min, a po osiągnięciu temperatury pokojowej zostały ponownie nagrzane do temperatury 200 [stopni]C i wytrzymane w tej temperaturze przez 60 min. W celu określenia wpływu parametrów wytwarzania na strukturę i własności mechaniczne, spieczone kształtki poddane zostały badaniom mechanicznym oraz metalograficznym. Na podstawie uzyskanych wyników badań można stwierdzić, że na własności spieków w dużej mierze miał wpływ skład chemiczny mieszanki proszków oraz atmosfera spiekania. Nie stwierdzono znaczącego wpływu pozostałych parametrów wytwarzania na badane własności spieków. W zależności od użytego proszku stopowego spieki charakteryzowały się strukturą ferrytyczno-bainityczną (Alstaloy CrL) lub bainityczno-ferrytyczno-perlityczną (Astaloy CrM).

EN

In this paper the effect of processing parameters, especially chemical composition of sintering atmosphere, on the structure and mechanical properties of sintered structural steels with higher carbon content was investigated. The base powders were commercial prealloyed Astaloy CrL and Astaloy CrM iron powders, produced by Hoganas, Sweden. The manganese was added in the form of low-carbon ferromanganese (77 % Mn, 1,3 % C). The Mn and C concentration in powder mixture was 3 % and 0.2 %, respectively. Following the pressing in steel rigid dies, sintering of compacts, both rectangular 5 × 10 × 55 mm and pressed according to PN-EN ISO 2740, was carried out in horizontal furnace at 1120 [degrees]C for 60 minutes. Heating and cooling rates were 75 [degrees]C/min and 65 [degrees]C/min, respectively. As sintering atmosphere, the mixture of 5%H2-95%N2 was used. The process was also carried out in air. After sintering, samples were reheated up to 200 [degrees]C and hold in this temperature for 60 minutes. Following sintering, mechanical tests (UTS, TRS, toughness) and microstructural investigations were carried out. From the mechanical investigation can be found, that mechanical properties of sintered steels are strongly dependent on the chemical composition of the powder mixture and the sintering atmosphere. There was no significant effect of other technological parameters on the properties of sintered steels. Depending on the used alloy powder, structures of PM steels were characterized by ferrite-bainite (for Alstaloy CrL powder) or bainite-ferrite-perlite (for Alstaloy CrM powder).

19

Sprawdzalność cieplna spawania stali austenitycznej chromowo-niklowej metodą GTAW

Opiekun Z., Dec A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2012

|

z. 84[284], nr 2

49--58

EN

The article presents the influence of GTAW welding austenitic chromium - nickel AISI 316L steel on the thermal efficiency of argon and helium arc. The study used welding current, constant electric arc length lι = 3 mm, variable-speed curve moved from 200 to 800 mm / min and changing the current value of 50A to 250A. It was found that the thermal efficiency of the helium ŋc(He), arc is greater than the thermal efficiency of an argon arc ŋc(Ar),, and the coefficients of thermal efficiency of the process strongly depend on the welding parameters.

20

Własności mechaniczne i mikrostruktura spiekanych stali konstrukcyjnych obrabianych cieplnie

Cygan S., Sułowski M., Ciesielka M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 9

609-614

PL

Celem prezentowanych badań było określenie wpływu parametrów spiekania, a w szczególności temperatury spiekania, składu chemicznego atmosfery spiekania i obróbki cieplnej, na własności mechaniczne i mikrostrukturę spiekanych stali o zawartości 3 % Mn, 1,5 % Cr, 0,2 % Mo i 0,7 % C. Mieszankę proszków przygotowano na bazie stopowego proszku żelaza Astaloy CrL (1,5 % Cr, 0,2 % Mo), niskowęglowego proszku żelazomanganu Elkem (77 % Mn, 1,3 % C) oraz proszku grafitu C-UF. Spieki wytworzono w dwóch temperaturach: 1120 oraz 1250 [stopni]C. Spiekanie prowadzono w czasie 60 min w atmosferze będącej mieszaniną wodoru i azotu w ilości 5 % H2-95 % N2 oraz w powietrzu (z dodatkiem żelazomanganu w postaci bryłek umieszczonych w łódce). Połowę spieków poddano także odpuszczaniu w powietrzu w temperaturze 200 [stopni]C w czasie jednej godziny. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że temperatura spiekania nie miała znacznego wpływu na gęstość badanych spieków. Zastosowanie niskiego odpuszczania, w odniesieniu do spieków wytwarzanych w temperaturze 1120 i 1250 [stopni]C w atmosferze 5 % H2-95 % N2 oraz w powietrzu, przyczyniło się do wzrostu własności wytrzymałościowych spieków. W wyniku przeprowadzonych prac oraz na podstawie uzyskanych wyników badań stwierdzono, że stale wytworzone w wyższej temperaturze spiekania (1250 [stopni]C) charakteryzowały się lepszymi własnościami mechanicznymi.

EN

In this paper the results of investigations of the effect of processing parameters, especially sintering temperature, chemical composition of sintering atmosphere and heat treatment, on mechanical properties and microstructure of 3 % Mn-1.5 % Cr-0.2 % Mo PM steels was presented. Hoganas pre-alloyed Astaloy CrL powder, containing and 1.5 % Cr and 0.2 % Mo, have been used in the investigation. The manganese in the amount of 3 wt.% was added in the form of the low?carbon Elkem ferromanganese (77 % Mn, 1.3 % C) powder with particle size under 20 microns provided by Huta Baildon, Poland. Carbon in the form of ultra fine graphite (Hoganas C?UF) was added in the amount of 0.7 wt.%. The powders were mixed in a Turbula mixer for 30 min. No lubricant was added to the powder before mixing. Two specimen types were prepared - "dog?bone" tensile (ISO 2740), rectangular 3-point bend (ISO 3325) and unnotched impact energy, 55 × 10 × 6 mm3, respectively. Sintering was carried out in a horizontal laboratory furnace at 1120 and 1250 °C in 5 % H2-95 % N2 for 60 min. The inlet dew point of sintering atmosphere was -60 [degrees]C. The heat resistant steel tube furnace was equipped with water jacketed rapid convective cooling zone with cooling rate 65 [degrees]C/min. To prevent oxidation, the all specimen groups were sintered in a stainless steel semi?closed boat. The temperature inside the boat was measured with accuracy +/-0.1 [degrees]C. After convective cooling, specimens were subsequently tempered at 200 [degrees]C for 60 min in air. One group of the specimens with 0.7 % of carbon content was also sintered in air in semi?closed boat in which together with the specimens were the pieces of ferromanganese (ferromanganese lumps) in the amount of 52 grams (9.4 g per 100 g of specimens). Sintered specimens were tested in static tension (MTS 810 testing machine), simple bending (ZD 10 lab press), both tests on the machines at a crosshead speed of 5 mm/min, and in an impact energy tester (W = 15 J). Leica DM4000M was employed for microstructural evaluations. During investigation was found the sintering temperature haa a negligible influence on assintered density of PM steels. After sintering both at 1120 and 1250 [degrees]C in 5 % H2-95 % N2 and tempering at 200 [degrees]C, mechanical properties of investigated steels were higher than those obtained for not tempered steels independent of sintering atmosphere. The highest mechanical properties were obtained for steels sintered at 1250 [degrees]C.