Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

To Study the Microstructural Evolution of EN353 Steel under Different Heat Treatment Conditions

Sharma Lochan, Chaubey Sandeep Kumar

Archives of Metallurgy and Materials

|

2023

|

Vol. 68, iss. 2

423--430

EN

Steel is basically used in construction, automobile, buildings, infrastructure, tools, ships, appliances, machines and weapons due to its good mechanical as well as metallurgical properties. Heat treatment of steels significantly enhance its mechanical and metallurgical properties due to the formation of various phases depending upon the type of steel used for specific application. In present study, blank of EN353 grade steel having different sizes were used to investigate the effect of heat treatment and microstructural changes. JMat-Pro software was used to predict the continuous cooling transformation behaviour of EN353 steel. Different phases such as bainite, perlite and other carbide inclusion can be observed in the microstructural examination. Pearlitic microstructure developed for the specimen of size 40×40×40 mm heated at 870°C for 2 hrs and then isothermal heating was performed for same specimen at 600°C for 73 min followed by air cooling. Relevance Statement: Steel is an important material which is frequently used in almost all areas such as structure building, pressure vessels, transportation and many more other applications. Addition of alloying elements in parent steel significantly improve the metallurgical as well as mechanical properties. Steel properties like tensile strength, toughness, ductility, corrosion resistance, wear resistance, hardness, hot hardness, weldability, fatigue etc. significantly improved with the addition of alloying and heat treatment. Heat treatment processes can be used to improve the properties of steel which are frequently used in many manufacturing industries. Different grades of steels which are heat treated under a set of sequence of heating and cooling to change their physical and mechanical properties so that it can fulfil its function under loading condition. With the help of heat treatment process desired microstructure has been achieved which exhibit good mechanical properties of steels.

2

Bainite transformation time model optimization for Austempered Ductile Iron with the use of heuristic algorithms

Olejarczyk-Wożeńska Izabela, Opaliński Andrzej, Mrzygłód Barbara, Regulski Krzysztof, Kurowski Wojciech

Computer Methods in Materials Science

|

2022

|

Vol. 22, No. 3

125--136

EN

The paper presents the application of heuristic optimization methods in identifying the parameters of a model for bainite transformation time in ADI (Austempered Ductile Iron). Two algorithms were selected for parameter optimization – Particle Swarm Optimization and Evolutionary Optimization Algorithm. The assumption of the optimization process was to obtain the smallest normalized mean square error (objective function) between the time calculated on the basis of the identified parameters and the time derived from the experiment. As part of the research, an analysis was also made in terms of the effectiveness of selected methods, and the best optimization strategies for the problem to be solved were selected on their basis.

3

Szyny o mikrostrukturze bainitycznej

Szymański Michał

Problemy Kolejnictwa

|

2021

|

Z. 193

53--57

PL

W artykule będącym przeglądem literatury opisano bainit jako przykład mikrostruktury stali, która z powodzeniem może być stosowana do produkcji szyn kolejowych. Porównano kluczowe parametry, jakie muszą spełniać szyny kolejowe: odporność na zużycie ścierne, odporność na złuszczanie, obecność białej warstwy dla stali bainitycznej i perlitycznej. Opisano istotną rolę austenitu szczątkowego i procesu odpuszczania w kształtowaniu właściwości mechanicznych szyn o mikrostrukturze baintycznej.

4

Rails with Bainitic Microstructure

Szymański Michał

Problemy Kolejnictwa

|

2021

|

Z. 193

115--119

EN

The review article describes bainite as an example of a steel microstructure that can be successfully used in the production of railway rails. A comparison has been made between the key parameters to be met by railway rails: resistance to abrasive wear, resistance to flaking and presence of white etching layer for bainitic and pearlitic steel. The important role of residual austenite and the tempering process in shaping the mechanical properties of rails with bainitic microstructure has been discussed.

5

The qualitative-quantitative approach to microstructural characterization of nanostructured bainitic steels using electron microscopy methods

Królicka Aleksandra, Janik Aleksandra, Żak Andrzej, Radwański Krzysztof

Materials Science Poland

|

2021

|

Vol. 39, No. 2

188-199

EN

Both qualitative and quantitative analyses play a key role in the microstructural characterization of nanobainitic steels focused on their mechanical properties. This research demonstrates various methods of microstructure analysis using transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), and electron backscatter diffraction (EBSD) techniques, taking into account these two approaches. The structural constituents have been qualitatively characterized using TEM and selected area electron diffraction (SAED), together with quantitative analysis based on the misorientation angle (EBSD). Besides, quantitative measurement of austenite with both blocky and film-like morphologies has been carried out. Due to the scale of nanostructured bainite, it is also important to control the thickness of bainitic ferrite and film-like austenite; hence, a method for measuring their thickness is presented. Finally, the possibility of measuring the prior-austenite grain size by the EBSD method is also demonstrated and compared with the conventional grain boundary etching method. The presented methods of qualitative and quantitative analyses form a complementary procedure for the microstructural characterization of nanoscale bainitic steels.

6

Decomposition mechanisms of continuously cooled bainitic rail in the critical heat-affected zone of a flash-butt welded joints

Królicka Aleksandra, Żak Andrzej, Kuziak Roman, Radwański Krzysztof, Ambroziak Andrzej

Materials Science Poland

|

2021

|

Vol. 39, No. 4

615--625

EN

The joining process of bainitic rails is significant in terms of their industrialization in high-speed and heavy-loaded railways. This paper demonstrates the microstructure changes in the critical zone of the welded joint, which is responsible for the greatest deterioration in mechanical properties. Extensive progress in the decomposition of the retained austenite and bainitic ferrite occurs in the low-temperature heat-affected zone (LTHAZ) of the flash-butt welded joint of low-carbon bainitic rail. The decomposition products of the retained austenite were mainly a mixture of cementite and ferrite. The cementite was mainly precipitated at the boundary of the bainitic ferrite laths, which indicates lower thermal stability of the filmy austenite. Moreover, it was found that a part of the refined blocky retained austenite was decomposed into the ferrite and nanometric cementite, while another remained in the structure. The decomposition mechanisms are rather heterogeneous with varying degrees of decomposition. A relatively high proportion of dislocations and stress fields prove the occurrence of residual stresses formed during the welding process.

7

Badanie rozrostu ziaren mikrostruktury stali sprężynowej 61SiCr7

Królicka A.

Interdisciplinary Journal of Engineering Sciences

|

2018

|

Vol. 6, no. 1

44--47

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań z określania rozmiaru ziarna mikrostruktury stali sprężynowej 61SiCr7 (60C2A). Materiał ten wytypowano ze względu na możliwość uzyskania nanostrukturalnego, bezwęglikowego bainitu. Przy wyborze uwzględniono wpływ rozmiaru ziarna na czas przemiany bainitycznej, mikrostrukturę, oraz właściwości mechaniczne tego typu materiałów. Badania wykazały, że dodatek krzemu spowodował trudności w ujawnieniu granic ziaren byłego austenitu. Wyznaczono optymalne parametry obróbki cieplnej, która umożliwiła uzyskanie mikrostruktury do określenia rozmiaru ziarna badanej stali. Przeprowadzono analizę rozrostu ziarna badanej stali w pięciu różnych temperaturach austenityzacji.

EN

The article presents results from determination of a grain size in microstructure of the 61SiCr7 (60C2A) spring steel. The material was selected with respect to the possibility of obtaining a nano-structured bainite without carbide precipitates. This was conducted basing on an influence of grain size on bainitic transformation time, microstructure and mechanical properties of the material type considered. The experiments indicated, that the addition of silicon caused difficulties related to revealing the grain boundaries of the austenite. Optimal parameters of heat treatment, which enable to reach the microstructure for observing grain sizes of the steel are shown. The growing grains of the tested steel was followed at five values of austenitizing temperature.

8

Microstructure and Impact Toughness of Offshore Steel

Cheng T.-C., Yu C., Yang T.-C., Huang C.-Y., Lin H.-C., Shiue R.-K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 1

167--172

EN

This study focused on the effects of microstructures on the low-temperature impact toughness of directly water-quenched offshore steel. Martensite dominated the microstructure directly below the quenched surface. In contrast, mainly lower bainite, martensite, and low amount of ferrite were observed in the central region of the quenched specimen. The ductile to brittle transition temperature of tempered martensite was significantly lower than that of a bainite-dominated microstructure. It is found that low-angle boundaries within the bainite packets greatly impair the low-temperature impact toughness of the steel. The absence of high-angle boundaries in the lower bainite packets significantly deteriorates the low-temperature impact energy of offshore steel.

9

Application of isothermal heat treatment for perlite rail-steel

Dopierała K., Ćwiek J., Labisz K., Konieczny R.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 2

82--87

EN

Rail steel production consists of proper combination of alloying elements and heat treatment, where a wide range of grades can be produced, differing in terms of hardness and the corresponding resistance to wear. A railway’s choice of rail grade is made in terms of traffic and track conditions and excellent service life can be achieved, particularly if modern rail head lubrication and grinding practices are used. This investigations deal with changing the standard heat treatment, based on classic perlitic steel to save energy during the production. For this reason the investigated R350HT steel was subjected to isothermal heat treatment, consisting of hardening to obtain bainitic microstructure. The steel was then annealed, after this step a further cooling took place with furnace then final cooling have been made in air. The microstructure of the steel was examined in the light metallographic microscope Zeiss and scanning electron microscope. In addition, on samples cross-section Vicker's microhardness examination was performed as well as friction wear test was carried out with the use of a tribometer. Also Charpy impact toughness test was performed at room temperature for evaluation of the obtained mechanical properties. On the basis of the carried out analysis of the light microscope structure investigations, it was found, that the microstructure of the R350B steel was formed of relative large irregular grains. The obtained results of the mechanical properties investigations reveals only a low increase of the hardness, wear resistance of the 350B steel compared to the classical 350HT steel. The obtained results have not confirmed the occurrence of the bainitic structure in the 350B steel, however the present ferritic structure reveals some advantage related mainly to lower energy consumption during heat treatment with a hardness and wear resistance values nearly on the same level as in case of the 350HT steel.

PL

Stawiane obecnie wymagania dotyczący szyn kolejowych są coraz bardziej restrykcyjne i obejmują coraz więcej wcześniej nie uwzględnianych parametrów. Wraz ze zwiększającymi się wymaganiami idzie potrzeba usprawniania procesu technologicznego obejmującego szereg etapów, takich jak: ciągłe odlewanie stali, walcowanie, obróbka cieplna i prostowanie. Konieczne jest opracowywanie nowych gatunków stali o lepszych właściwościach, w szczególności odporności na wady kontaktowo zmęczeniowe. Największe możliwości sterowania właściwościami stali stosowanych na szyny daje modyfikacja mikrostruktury z perlitycznej na bainityczną. Celem podjętej pracy było uzyskanie w stali szynowej o składzie chemicznym odpowiadającym gatunkowi R350HT struktury bainitu, a następnie porównanie twardości i odporności na ścieranie oraz struktury stali zahartowanej ze stalą w stanie przed obróbką izotermiczną (struktura perlityczna). W skład badanego materiału wykorzystanego do produkcji stali szynowej wchodziły odpowiednio dobrane dodatki stopowe oraz została zastosowana określona obróbka cieplna. Istnieje wiele gatunków stali szynowych różniących się twardością i odpornością na zużycie ścierne. Dobór stali odbywa się pod kątem warunków eksploatacyjnych torów, a odpowiednią trwałość można osiągnąć, zapewniając otrzymanie wymaganej mikrostruktury, odpowiednie smarowanie oraz wyszlifowanie powierzchni. Badania dotyczyły w szczególności modyfikacji standardowej obróbki cieplnej stosowanej dla klasycznej stali bainitycznej w celu zmniejszenia energochłonności procesu produkcyjnego.

10

Zmiany strukturalne w stali konstrukcyjnej wywołane epizodami jej nagrzewania i stygnięcia podczas pożaru

Maślak M., Żwirski G.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2017

|

Vol. 48, iss. 4

34--52

PL

Cel: Celem artykułu jest krótkie omówienie podstawowych zagrożeń wynikających z epizodów nagrzewania i stygnięcia stali konstrukcyjnej podczas pożaru, które mogą warunkować ewentualne dalsze użytkowanie elementów nośnych z niej wykonanych. Zagrożenia te wiążą się na ogół z termicznie indukowanymi i trwałymi zmianami obserwowanymi w mikrostrukturze stali wystudzonej po zakończeniu ekspozycji na ogień, z reguły niedostrzeganymi wizualnie podczas klasycznej inwentaryzacji przeprowadzanej po pożarze, której celem jest ocena stanu technicznego obiektu. Metody: Struktura artykułu pozwala prześledzić kolejne, potencjalne formy zmian mikrostruktury stali konstrukcyjnej, najpierw inicjowane monotonicznym wzrostem temperatury tego materiału, a następnie mniej lub bardziej gwałtownym jego stygnięciem. W pierwszej kolejności omówiono skutki rozrostu ziaren ferrytu, w drugiej kolejności – efekty częściowej przemiany perlitu w austenit, a w końcu – zagrożenia determinowane zainicjowaniem w fazie chłodzenia przemiany bainitycznej i/lub martenzytycznej. Na tym tle podjęto dyskusję na temat konsekwencji ewentualnego powierzchniowego odwęglenia, a także możliwego wystąpienia zjawisk grafityzacji i/lub sferoidyzacji ziaren cementytu. Wyniki: Wykazano, że zmieniające się w czasie, a przy tym niekontrolowane oddziaływanie wysokiej temperatury pożaru na stal konstrukcyjną z dużym prawdopodobieństwem prowadzi do wystąpienia w tym materiale niekorzystnych przemian strukturalnych, które z reguły skutkują drastycznym zmniejszeniem się jego efektywnej ciągliwości skojarzonym z wyraźnym zwiększeniem się jego twardości. Taki zestaw cech stali w przypadku dalszego jej użytkowania po pożarze nieuchronnie implikuje dużą jej podatność na kruche pękanie, a co za tym idzie – znaczne ryzyko nagłego i niespodziewanego zniszczenia wykonanych z niej elementów. Wnioski: Klasyczna inwentaryzacja przeprowadzana po pożarze w celu oceny deformacji stalowego ustroju nośnego, uzupełniona jedynie o eksperymentalną weryfikację parametrów wytrzymałościowych charakteryzujących taką stal, nie wystarcza, by dostatecznie wiarygodnie wnioskować o przydatności tych elementów do ich dalszego użytkowania pod obciążeniem. Taka ocena musi być bowiem bezwzględnie poszerzona co najmniej o aposterioryczne badania mikrostruktury rozpatrywanego materiału oraz o próby pozwalające na sprawdzenie jego popożarowej twardości i udarności.

EN

Aim: The aim of this article is to provide a brief review of the basic hazards which might affect the potential re-use of bearing members made of structural steel following exposure to heating and cooling episodes in a fire. These hazards generally involve thermally induced and permanent changes observed in the microstructure of the steel after the fire is extinguished, usually not seen during a standard post-fire inventory aimed at assessing the technical condition of the building. Methods: The article’s structure guides the reader through the successive potential forms of changes in the microstructure of structural steel, initiated by a monotonic increase in the temperature of the material, and followed by its more or less rapid cooling. The article first discusses the effects of ferrite-grain growth, then proceeds to a description of the effects of a partial pearlite-to-austenite transformation, and finally addresses the threats created by the initiation of a bainitic and/or martensitic transformation during the cooling phase. In this context, it discusses the consequences of potential surface decarburisation and the results of the possible occurrences of graphitisation and/or spheroidisation of cementite grains. Results: It has been shown that the time-varying and uncontrolled impact on structural steel of a high fire temperature is likely to lead to the occurrence of unfavourable structural changes in this material, which usually result in a dramatic decrease in the effective ductility, coupled with a marked increase in hardness. In structural members re-used after a fire, such a set of features inevitably implies the high vulnerability of this type of steel to brittle fracture, and, consequently, carries a significant risk of the sudden and unexpected destruction of the components made of it. Conclusions: The standard post-fire inventory of member deformations in the steel-bearing structure, supplemented only by the experimental verification of such steel-strength parameters, is not sufficient to reasonably conclude that these members are suitable for re-use under load. Such an assessment must be extended at least by a detailed study of the microstructure of the material under consideration, made a posteriori, and also by tests which allow the verification of its post-fire hardness and impact strength.

11

Microstructure and properties evaluation of rail-steel after isothermic heat treatment

Dopierała K., Ćwiek J., Labisz K.

Modelowanie Inżynierskie

|

2016

|

T. 27, nr 58

18--23

EN

The material used for the production of a rail steel is composed of an appropriate combination of alloying elements and requires a particular heat treatment. There is a wide range of grades of steel, differing in terms of hardness and wear resistance; appropriate selection is done for operating conditions of the track, the durability can be achieved by providing obtain the desired microstructure, lubrication and sanding surface. This study on the changes of the standard heat treatment applied to either bainitic steel in order to reduce the energy needed for production purposes.

PL

Materiał wykorzystywany do produkcji stali szynowej składa się z odpowiedniej kombinacji dodatków stopowych oraz wymaga zastosowania określonej obróbki cieplnej. Istnieje szeroki zakres gatunków tych stali różniących się pod względem twardości i odporności na zużycie ścierne; odpowiedni dobór odbywa się pod kątem warunków eksploatacyjnych torów, odpowiednią trwałość można osiągnąć, zapewniając otrzymanie wymaganej mikrostruktury, odpowiednie smarowanie oraz wyszlifowanie powierzchni. Niniejsze badania dotyczą zmiany standardowej obróbce cieplnej, stosowanej dla klasycznej stali bainitycznej w celu zmniejszenia energii koniecznej dla celów produkcyjnych.

12

Osobliwości przekształceń strukturalnych w strefie wpływu ciepła złączy spawanych MAG stali wysokowytrzymałej WELDOX 1300

Grigorenko G. M., Kostin W.A., Poznjakow W. D., Żdanow S.L., Żukow W.W.

Przegląd Spawalnictwa

|

2015

|

R. 87, nr 6

42--46

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości struktury w metalu strefy wpływu ciepła stali konstrukcyjnej wysokowytrzymałej typu WELDOX 1300 wykonane metodą MAG. Opracowano wykresy CTPC-s, ustalono i opisano przyczyny obniżenia właściwości mechanicznych połączeń spawanych stali WELDOX 1300.

EN

The article studied the features of the formation of structure in the HAZ metal high-strength structural steel WELDOX 1300, made by MAG welding, built thermokinetic diagram decomposition of austenite (CCT diagram) and installed reason for the decline of the mechanical properties of welded joints in steel WELDOX 1300.

13

Continuous Cooling Transformation (CCT) Diagrams Of Carbidic Nodular Cast Iron

Gumienny G., Giętka T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

705--710

EN

This work presents continuous cooling transformation diagrams for different kinds of carbidic nodular cast iron. We investigated the cast iron, chemical composition of which in nodular cast iron allows the obtainment of a metal matrix which consists of: pearlite, upper bainite and its mixture with lower bainite, ausferrite and martensite when the casts were cooled in the mold. The influence of the rate of cooling on the obtained microstructure and hardness of the casts was shown. The work describes the influence of the alloy additives on the curves of austenite decomposition in the carbidic nodular cast iron. Diagrams were plotted which enable an understanding of the kinetics of the transformations of austenite in carbidic nodular cast iron. The diagrams also indicate the possibility of obtaining pearlite, bainite, martensite and ausferrite with the established chemical composition and the wall thickness of the cast.

PL

W pracy przedstawiono wykresy CTPc różnych rodzajów żeliwa sferoidalnego z węglikami. Zbadano żeliwo o składzie chemicznym zapewniającym uzyskanie w żeliwie sferoidalnym osnowy metalowej złożonej z: perlitu, bainitu górnego oraz jego mieszaniny z dolnym, ausferrytu i martenzytu przy studzeniu odlewów w formie. Pokazano wpływ szybkości studzenia na uzyskiwaną mikrostrukturę i twardość odlewów. Opisano wpływ dodatków stopowych na krzywe rozpadu austenitu w żeliwie sferoidalnym z węglikami. Opracowane wykresy umożliwią poznanie kinetyki przemian austenitu w żeliwie sferoidalnym z węglikami oraz ocenę możliwości uzyskania perlitu, bainitu, martenzytu i ausferrytu przy zadanym składzie chemicznym oraz grubości ściany odlewu.

14

Półprzemysłowa instalacja do przyśpieszonego, kontrolowanego chłodzenia stalowych wyrobów kształtowych dla projektowania przemysłowych technologii umacniania cieplnego

Kuziak R, Molenda R., Głowacki P.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2014

|

T. 66, nr 4

2--9

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę techniczną półprzemysłowej instalacji do przyspieszonego chłodzenia stalowych wyrobów kształtowych. Skuteczność funkcjonowania stanowiska sprawdzono w procesie umacniania cieplnego kształtownika górniczego V-29 i szyny kolejowej typu UIC60.

EN

This article presents technical characteristics of semi-industrial installation for accelerated cooling of steel shapes. The efficiency of the workstation was checked during the heat treatment of the mining section V-29 and the railway rail UIC60.

15

Zmodyfikowany test Hole Expansion

Molenda R., Kuziak R.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2013

|

T. 65, nr 4

60--64

PL

W artykule przedstawiono propozycję modyfikacji testu Hole Expansion w ten sposób by możliwy był pomiar wskaźnika HE na taśmach stalowych o szerokości 50mm obrabianych cieplnie w symulatorze Gleeble 3800. Zaprojektowano i wykonano oprzyrządowanie , które współpracując z maszyną wytrzymałościową Zwick Z250 umożliwia wyznaczenie wskaźnika HE na zmodyfikowanych próbkach taśm stalowych. Pomiary wskaźnika HE przeprowadzone na taśmach ze stali DP potwierdziły przydatność opracowanego testu badawczego.

EN

This article presents the proposal for modification of the Hole Expansion test so that HE index measurements are possible on steel strips of 50mm in width after heat treatment with Gleeble 3800 simulator. The tooling which can operate with Zwick Z250 testing machine to allow the determination of HE index on modified steel strip test pieces was designed and made. The HE index measurements taken on DP steel strips have confirmed the suitability of the developed research test.

16

Structure and properties of carburized surface layer in 21NiCrMnV4-3-2-2 steel after austempering

Wasiak K., Gołębiowski B., Świątnicki W. A.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

386--389

EN

This paper presents the study of the microstructure, microhardness and wear resistance of the carburized 21NiCrMnV4-3-2-2 steel, that was subject to two different thermal treatments: austempering in bainitic range and conventional quenching and low-temperature tempering. Parameters of isothermal annealing were selected on the basis of dilatometric analyses of characteristic parameters of phase transfonnations in steel before carburization and in the carburized surface layer. The temperature of isothennal annealing was selected between the Ms temperatures of the core and of the carburized surface layer. Properties of the obtained layers after austempering treatment were compared with the properties of surface layers after conventional quenching and low-temperature tempering. Test results show that the structure obtained by austempering of carburized 21NiCrMnV4-3-2-2 steel have better wear resistance when compared to the harder martensitic structure obtained during conventional heat treatment. This means that the microstructure of higher hardness does not always have a better wear resistance. The results indicate that austempering can be a competitive treatment if compared to the conventional quenching and tempering.

PL

W artykule przedstawiono badania mikrostruktury, mikrotwardości oraz odpomości na ścieranie stali 21NiCrMnV4-3-2-2 nawęglonej próżniowo, a następnie poddanej dwóm odmiennym obróbkom cieplnym: hartowaniu z wytrzymaniem izotermicznym w zakresie bainitycznym oraz konwentcjonalnemu hartowaniu z niskim odpuszczaniem. Parametry wyżarzania izotermicznego dobrano na podstawie badań dylatometrycznych, charakterystycznych parametrów przemian fazowych w stali przed nawęglaniem oraz w warstwie nawęglonej. Temperaturę przystanków izotermicznych Wybrano pomiędzy temperaturą Ms rdzenia a temperaturą Ms dla warstwy nawęglonej. Właściwości otrzymanych warstw porównano z właściwościami warstwy nawęglonej po konwencjonalnej obróbce hartowania na martenzyt i niskiego odpuszczania. Wyniki badań pokazują, że struktury uzyskane w wyniku hartowania izotermicznego nawęglonej stali 21NiCrMnV4-3-2-2 wykazują lepszą odpomość na ścieranie w porównaniu z twardszą strukturą martenzytyczną uzyskaną po konwencjonalnej obróbce cieplnej. Oznacza to, że mikrostruktura o większej twardości nie zawsze wykazuje lepszą odporność na ścieranie. Wyniki badań wskazują, że hartowanie z przystankiem izotermicznym w zakresie przemiany bainitycznej może być konkurencyjne w porównaniu z konwencjonalną obróbką hartowania i odpuszczania.

17

Carbidic bainitic and ausferritic ductile cast iron

Gumienny G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1053--1058

EN

This article presents new kinds of carbidic ductile cast iron with different microstructures of the metal matrix. This cast iron was obtained using the Inmold method nodularisation which guarantees strong refining of graphite and the metal matrix components. A different microstructure of the metal matrix of the cast iron was obtained without any thermal treatment (unwrought) by a suitable composition of alloy additives. It was shown that by adding molybdenum, chromium, nickel and copper it is possible to obtain in the cast iron metal matrix consisting of upper bainite, its mixture with lower bainite or ausferrite in the casts with the wall thickness of 3/25 mm. The process of cast iron crystallization is presented and described with the help of the thermal and derivative analysis (TDA) curves. It also shows the thermal effects from transformation of austenite in solid state.

PL

W arty kule przedstawiono nowe rodzaje żeliwa sferoidalnego z węglikami o różnej mikrostrukturze osnowy metalowej. Żeliwo to otrzymano stosując sferoidyzację metodą Inmold. zapewniającą dużą liczbę kulek grafitu i rozdrobnienie składników osnowy metalowej. Różną mikrostrukturę osnowy metalowej żeliwa otrzymywano bez stosowania obróbki cieplnej (w stanie surowym) poprzez odpowiednią kombinację ilościową dodatków stopowych. Wykazano, że dodatek molibdenu, chromu, niklu i miedzi w żeliwie sferoidalnym pozwala uzyskać osnowę metalową złożoną z bainitu górnego, jego mieszaniny z dolnym lub ausferrytu w odlewach o grubości ściany 3-25 mm. Proces krystalizacji żeliwa przedstawiono i opisano za pomocą krzywych analizy termicznej i derywacyjnej (ATD). Pokazano efekty cieplne od przemiany austenitu w stanie stałym.

18

New bainitic steels for forgings

Keul C., Wirths V., Bleck W.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2012

|

Vol. 12, no. 2

119--125

EN

Steels with a bainitic microstructure offer great possibilities for highly stressed forged components. The variety of different bainitic morphologies requests for an aligned thermal treatment after forging in order to achieve the maximum performance. In dependence of the alloying concept and heat treatment bainite is composed of different microstructural components like the ferritic primary phase and the secondary phase, which consists of either carbides, martensite and/or austenite. Different combinations of mechanical properties can thereby be adjusted in these steels, dependent on the arrangement of the primary and secondary phase. Three steels have been investigated, which contain approximately 0.22% C, 1.5% Si, 1.5% Mn, 0.08% Mo, 0.003% B and 0.01 Ti. Their chromium contents vary between 0% for grade 1 and 1.3% for grades 2 and 3. The niobium content varies between 0% for grades 1 and 2 and 0.03% for grade 3. The Si addition is utilized to suppress the carbide formation, so a carbide free bainitic microstructure is expected to form, whereas Mo and B are employed in order to promote the bainite formation. The bainitic microstructure of these steels can be formed either after isothermal phase transformation or after continuous cooling. These two process routes lead to different results with regard to the mechanical properties, especially the Y/T-ratio. While after isothermal transformation the low chromium containing grade 1 exhibits a higher Y/T-ratio than grades 2 and 3, this fact is turned around for the case of the bainite formation after continuous cooling. In the latter case the high chromium containing steel exhibits both higher yield and tensile strength. These differences in mechanical properties can be correlated to characteristic features of the primary and secondary phases of the bainitic microstructures. The specific role of chromium is explained by its effect on the phase transformation kinetics.

19

Właściwości stali średniowęglowych po hartowaniu bainitycznym

Popławski M., Piasecki A.

Inżynieria Powierzchni

|

2011

|

nr 2

17-21

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych stali konstrukcyjnych z podwyższoną zawartością krzemu. W badaniach wykorzystano krzemowe stale sprężynowe: 50HS, 60S2 i 60SG, zahartowane izotermicznie na bainit oraz stal 35SG zahartowaną na bainit z obszaru międzykrytycznego. Równolegle wykonano próbki referencyjne ulepszone cieplnie na podobną twardość. Stwierdzono, że wartości pracy łamania wyznaczone w próbie udarności metodą Charpy’ego współgrają z wartościami całkowitej pracy zginania z próby statycznego zginania. Struktury bainityczne stali 50HS i 60SG wykazują średnio o 45% lepszą udarność zarówno w próbie statycznej jak i dynamicznej niż po ulepszaniu cieplnym. W stali 35SG o względnie mniejszej zwartości węgla, obecność ferrytu blokowego po hartowaniu bainitycznym z obszaru międzykrytycznego spowodowała uzyskanie struktury o dużej wrażliwości na działanie ostrych karbów i małej wartości energii propagacji pęknięcia. W stali 60S2 o zawężonym polu międzykrytycznym, hartowanej na bainit z temperatury powyżej Ac3 i z obszaru międzykrytycznego, wpływ na wartość całkowitej pracy zginania ma przede wszystkim rodzaj karbu.

EN

The study presents the results of research on mechanical properties of construction steels with enhanced silicon content. In the research there were used silicon spring steels: 50HS, 60S2 and 60SG, austempered to bainite and 35SG steel austempered from the intercritical range. Simultaneously, reference samples, quenched and tempered to the similar hardness, were produced. It has been proved that the values of the energy absorbed in breaking defined during the impact strength test with the Charpy’s method correspond with the values of total work of bending from the static bending test. The structures of austempered 50HS and 60SG steels exhibit, on average, 45 per cent better impact strength both in static and dynamic tests than after quenching and tempering. In 35SG steel, of relatively lower carbon content, the presence of blocky ferrite after austempering from intercritical range provoked obtaining the structure of a considerable susceptibility to sharp notches operation and low value of crack propagation energy. In 60S2 steel of narrowed intercritical range, austempered from the temperature above Ac3 and from the intercritical range, it is the type of the notch that influences the value of total work of bending.

20

TDA method application to austenite transformation in nodular cast iron with carbides assessment

Gumienny G.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 3

159-166

EN

In this paper the possibility of TDA method using to austenite transformation in nodular cast iron with carbides assessment is presented. Studies were conducted on cast iron with about 2% molybdenum and 0,70% to 4,50% nickel. On diagrams, where TDA curves are presented, on time axis a logarithmic scale was applied. It has not been used up to now. It was found, that during cooling and crystallization of cast iron in TDA probe, on the derivative curve there is a slight thermal effect from austenite to upper bainite or martensite transformation. Depending on nickel concentration austenite upper bainite transformation start temperature changed (Bus), while MS temperature was independent of it. An influence of nickel on eutectic transformation temperature in nodular cast iron with carbides was determined too.