Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessment of changes in microstructure and hardness of bearing steel for operation at a high temperature caused by short-term overheating

Łęczycki Krzysztof, Gronek Sebastian

Journal of KONBiN

|

2020

|

Vol. 50, iss. 4

89--110

EN

The paper presented research results of the impact of short-term overheating of samples collected from the outer bearing ring suitable for the operation at elevated temperature installed in the turbine engine on the microstructure and hardness of the material. The samples were annealed at the following temperatures: 500, 600, 700, 800, 900 and 1000°C; and then cooled in still air. Microstructure examinations were conducted under metallographic microscope and transmission electron microscope.

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań wpływu krótkotrwałego nagrzewania próbek pobranych z pierścienia zewnętrznego łożyska przeznaczonego do pracy w podwyższonej temperaturze z silnika turbinowego na mikrostrukturę oraz twardość jego materiału. Próbki wygrzewano w temperaturach: 500, 600, 700, 800, 900 i 1000°C, następnie studzono na spokojnym powietrzu. Badania mikrostruktury przeprowadzono, wykorzystując mikroskop metalograficzny oraz transmisyjny mikroskop elektronowy.

2

The influence of surface topography on selected tribological properties of hardened 100Cr6 steel after turning

Kalisz Janusz, Toboła Daniel

Mechanik

|

2019

|

R. 92, nr 11

718--722

EN

Results of surface topography analysis and selected tribological properties of samples of 100Cr6 bearing steel after turning with variable feed are presented. The hardness of samples after heat treatment carried out in a vacuum furnace (including quenching and double tempering) was 60 ±1 HRC. The influence of turning feed on surface topography after machining as well as selected tribological properties were determined. Depending on the surface topography of samples, differences between values of friction coefficients and wear rates were about 25%. Moreover, along with the surface roughness changing, different nature of wear was found.

PL

Przedstawiono wyniki analizy topografii powierzchni oraz wybranych właściwości tribologicznych próbek ze stali łożyskowej 100Cr6 po toczeniu ze zmiennym posuwem. Twardość próbek po obróbce cieplnej, przeprowadzonej w piecu próżniowym (obejmującej hartowanie i dwukrotne odpuszczanie), wynosiła 60 ±1 HRC. Analizowano wybrane parametry chropowatości powierzchni. Określono wpływ posuwu toczenia na topografię powierzchni po obróbce, a także na wybrane właściwości tribologiczne. Różnice między wartościami współczynnika tarcia i zużycia wyniosły ok. 25% w zależności od topografii powierzchni próbek. Ponadto wraz ze zmianą chropowatości powierzchni stwierdzono różny charakter zużycia.

3

Comparative analysis of turning and traverse grinding of bearing steel parts in hardened state

Plichta J., Nadolny K., Wojcieszak S.

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2018

|

Vol. 2, No 2

89--94

EN

The article describes the results of experiments which were intended to compare the results of turning and traverse grinding of internal cylindrical surfaces of rings made of bearing steel (100Cr6) in hardened state (62±2HRC). During experimental investigations, particular attention was paid to the machining performance and roughness of the machined surface. The results of the research presented in this article confirm the advantage of the turning process over traverse grinding using grinding wheels with zone-diversified structure.

4

Analysis of the causes of corrosion on bearing steel transported by sea

Lachowicz M. M., Lachowicz M. B.

Inżynieria Materiałowa

|

2018

|

Vol. 39, nr 4

148--152

EN

The paper presents the results of tests of bearing steel grade 100Cr6, which corroded during maritime transport. As a result of the tests, it was found that the surface was subjected to temporary protection with the use of a preservative. Its presence on the surface contributed to the formation of filiform corrosion. The resulting corrosion changes are on the surface and do not propagate into the element. The microscopic image of the resulting changes also indicates the rapid progress of the filiform corrosion, which is manifested by the formation of linearly arranged corrosion micro pitting. The primary carbides present in the microstructure are cathodic precipitates in relation to the matrix and are not subject to digestion. In the forehead of the corrosion thread, an increased content of chlorine and the presence of sulphur were found in comparison to the tail of the thread.

PL

W celu przeciwdziałania uszkodzeniom korozyjnym ładunków ulegających korozji w trakcie transportu poddaje się je zabezpieczeniom czasowym. Polegają one na osłabieniu agresywności środowiska, głównie przez obniżenie wilgotności względnej, zastosowanie inhibitorów lotnych czy konserwację powierzchni z wykorzystaniem smarów i olejów. Korozja nitkowa jest szczególnym rodzajem korozji lokalnej, w której zmiany korozyjne charakteryzują się specyficzną formą rozpowszechniania w postaci cienkich, płytkich i niekrzyżujących się nitek korozyjnych o znacznej długości. Klasyfikowana jest jako rodzaj korozji atmosferycznej. Atakowi tego typu korozji ulegają metale powlekane powłoką organiczną, przede wszystkim stopy aluminium oraz magnezu. Znane są jednak również przypadki, w których temu typowi korozji uległa stal. W pracy przedstawiono wyniki badań stali łożyskowej, która uległa korozji podczas transportu morskiego. Celem realizowanych badań było określenie przyczyn wystąpienia korozji.

5

Pearlitic Lamellae Spheroidisation During Austenitization and Subsequent Temperature Hold

Hauserova D., Dlouhy J., Kover M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 1

201--204

EN

Typical processing routes for bearing steels include a soft annealing stage. The purpose of this procedure is to obtain a microstructure containing globular carbides in ferritic matrix. A newly developed process called ASR (Accelerated Spheroidisation and Refinement) cuts the carbide spheroidisation times several fold, producing considerably finer globular carbides than conventional soft annealing. Finer microstructure also leads to more homogeneous and finer structure after final hardening process. The present paper explores process of the accelerated spheroidisation (ASR) in steel 100CrMnSi6-4 with initial pearlitic structure. Cementite lamellae morphology was observed in different stages of austenitization. The heat treatment was performed using induction heating in quenching dilatometer. There was analysed influence of austenitization temperature and austenitization time on spheroidisation. Hardness and carbide morphology was observed. Deep etching was used to reveal evolution of cementitic lamellae fragmentation. It is favourable process especially in induction treatment of small parts.

6

Tribological Response of Heat Treated AISI 52100 Steels Against Steel and Ceramic Counterparts

Türedi E., Yilmaz M., Senol V.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 3

222--228

EN

AISI 52100 bearing steels are commonly used in applications requiring high hardness and abrasion resistance. The bearing steels are working under dynamic loads in service conditions and their toughness properties become important. In order to provide the desired mechanical properties, various heat treatments (austenizing, quenching and tempering) are usually applied. In this study, AISI 52100 bearing steel samples were austenized at 900°C for ½ h and water quenched to room temperature. Then tempering was carried out at 795°C, 400°C and 200°C for ½ h. In order to investigate the effect of heat treatment conditions on wear behavior, dry friction tests were performed according to ASTM G99-05 Standard with a ‘ball-on-disk’ type tribometer. The samples were tested against steel and ceramic counterparts using the parameters of 100 m distance and 30 N load and 0.063 m/s rotational speed. After wear test, the surface characterization was carried out using microscopy. Wear loss values were calculated using a novel optical method on both flat and counterpart specimens.

7

Wpływ chropowatości powierzchni na mikrostrukturę i wybrane właściwości elementów stalowych hartowanych w nanofluidach

Gęstwa W., Kinal G.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

428--432

PL

W ośrodkach hartowniczych nazywanych nanofluidami zastosowanie nanocząsteczek pozwala uzyskać znaczące rozwinięcie powierzchni styku między nimi a elementami hartowanymi, co powoduje wpływ na odbiór ciepła w tych ośrodkach. Podobny efekt uzyskuje się w procesach hartowania w wyniku różnego stanu powierzchni warstwy wierzchniej. Dlatego w ramach pracy podjęto badania w zakresie wpływu rozwinięcia powierzchni na tworzoną mikrostrukturę w elementach hartowanych z wykorzystaniem nanofluidów. Zmiana mikrostruktury, zwłaszcza w warstwie wierzchniej, może wpływać na właściwości mechaniczne elementów utwardzanych. Rozwinięcie powierzchni oziębianej przez zmianę jej chropowatości pozwoli na zmianę intensyfikacji odbioru ciepła z powierzchni hartowanego elementu. Przyczyni się to również do uzyskania większej powierzchni styku między nanocząsteczkami ciała stałego a elementem hartowanym. Potwierdzenie tych założeń przeprowadzono na podstawie badań mikrostruktury, twardości oraz odporności na zużycie przez tarcie. Badania te zrealizowano na próbkach ze stali 100Cr6 o różnej chropowatości powierzchni, które poddano procesom hartowania w nanofluidach i niskiemu odpuszczaniu. Uzyskane wyniki pozwalają stwierdzić, że zmiana chropowatości powierzchni elementów hartowanych wpływa w minimalnym stopniu na zmiany strukturalne. Wpływa ona natomiast w większym stopniu na zwiększenie twardości na przekroju próbek hartowanych oraz ich odporność na zużycie przez tarcie. Można stwierdzić, że istnieje korzystna relacja między ośrodkiem hartowniczym (nanofluidem) a chropowatością, mikrostrukturą i wybranymi własnościami elementów utwardzonych ze stali stopowej. Relacja ta zwiększa zakres czynników wpływających na mikrostrukturę i właściwości elementów hartowanych wytwarzanych z stali konstrukcyjnych niestopowych i stopowych.

EN

In the quenching mediums named nanofluids the use of nanoparticles let obtained the significant development of the area contact between them and hardened elements, what has influence on the warmth receipt in these mediums. The similar effect gets in the result of the different surface condition of the surface layer in the hardened processes. That is why investigations were undertaken within the framework of this work in the range of influence of the surface development on the created microstructure in hardened elements with utilization of nanofluids. The microstructure changes can influence the mechanical proprieties of hardened elements, particularly in the top layer. The development of the surface cooled will permit by the change of her roughness to make the change of intensification of warmth receipt from the surface of hardened element. This will also contribute to the possibility of the creation of larger area contact between the nanoparticles solid body and the hardened element. The verification was conducted these assumptions in the support about investigations: microstructure, hardness and abrasive wear resistances. These investigations were realized on samples created from 100Cr6 steel about the different surface roughness, which subject the hardened processes in nanofluides and low-temperature tempering. The obtained results let the state, which the change of surface roughness of the hardened elements influences on the minimum degree of structural changes. It influences the larger degree on the increase of hardness on the section of hardened samples and their abrasive wear resistance. The research permitted state, which the profitable correlation exists between the quenching mediums (nanofluides) and roughness, microstructure and the chosen properties of hardened elements of alloy steel. This correlation increases the range of factors influencing the microstructure and proprieties of the hardened elements created of unalloyed or alloy constructional steels.

8

TEM & AFM - Complementary Techniques for Structural Characterization of Nanobainitic Steel

Dworecka J., Jezierska E., Rębiś J., Rożniatowski K., Świątnicki W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1591--1593

EN

The aim of this study was to analyse and to identify the phases which formed in 100CrMnSi6-4 bearing steel after the nanostructuring heat treatment. Especially designed thermal treatment parameters were applied in order to obtain a nanobainitic structure. Two different microscopic techniques were used for the precise examination of the microstructures obtained: transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM). Both analyses confirm that the examined steel has a nanocrystalline structure. However, it was discovered that the selected analysis methods affected the results of the plate thickness measurements.

PL

Celem pracy była analiza struktury i identyfikacja faz powstałych podczas procesu nanostrukturyzacji stali łożyskowej 100CrMnSi6-4. Chcąc wytworzyć strukturę nanobainityczną przeprowadzono obróbkę cieplną o specjalnie dobranych parametrach. Następnie wykonano precyzyjną analizę otrzymanej mikrostruktury wykorzystując w tym celu dwie zaawansowane techniki mikroskopowe: transmisyjną mikroskopię elektronową (TEM) oraz mikroskopię sił atomowych (AFM). Badania wykonane obiema technikami potwierdziły, że badano stal o strukturze nanobainitycznej. Wykazano też, że zależnie od zastosowanej techniki badawczej otrzymano różnice w wartościach zmierzonych grubościach elementów struktury.

9

Mechanical Spectroscopy of Bearing Steel

Lu X., Li W., Lu X., Jin M., Min N., Jin X.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

2085--2091

EN

This study presents mechanical spectroscopy of bearing steel subjected to different heat treatments. A non-thermally activated maximum, P1, was found at 130°C, in quenched martensitic samples, which were austenitized at 1050°C and 860°C, and presented twin martensite microstructures. It is suggested that the mechanism of the P1 maximum, observed on the low-temperature side of Snoek-Köster peak, is related to the change of defect configurations in twinned martensite assisted with high mobility of the solute carbon atoms under an external harmonic stress field applied during mechanical loss measurements.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań spektroskopii mechanicznej stali łożyskowej poddanej różnej obróbce cieplnej. W hartowanych martenzytycznych próbkach, które były austenityzowane w 1050°C i 860°C, i posiadały bliźniaczą mikrostrukturę martenzytu, występuje nietermicznie aktywowane maksimum P1 przy 130°C. Sugeruje się, że mechanizm maksimum P1, które występuje na niskotemperaturowym zboczu piku Snoek-Köstera, związane jest ze zmianą konfiguracji defektów w bliźniaczym martenzycie, przy wysokiej ruchliwości atomów węgla. Maksimum P1 ujawnia się pod wpływem działania harmonicznie zmiennego zewnętrznego pola naprężeń przyłożonego do próbki w trakcie badań metodą spektroskopii mechanicznej.

10

Corrosion Resistance of The Bearing Steel 67SiMnCr6-6-4 with Nanobainitic Structure

Skołek E., Dudzińska K., Kamiński J., Świątnicki W. A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

503--509

EN

The paper describes a comparative study of the corrosion resistance of bearing steel 67SiMnCr6-6-4 after two kinds of nanostructuring treatments and two kinds of conventional quenching and tempering treatments. The nanostructuring treatment consisted of austempering with an isothermal quenching at 240°C and 300°C. The conventional heat treatment consisted on quenching and tempering at 350°C for 1 h and quenching and tempering at 550°C for 1 h. Time and temperature of tempering was chosen so that the hardness of both samples (nanostructured as well as quenched and tempered) was similar. The microstructure of steel after each heat treatment was described with the use of transmission electron microscopy (TEM). It was shown, that the austempering conducted at 240°C produced homogenous nanobainitic structure consisting of carbide-free bainite plates with nanometric thickness separated by the layers of retained austenite. The austempering at 300°C produced a sub-micrometric carbide-free bainite with retained austenite in form of layers and small blocks. The conventional heat treatments led to a tempered martensite microstructure. The corrosion resistance study was carried out in Na2SO4 acidic and neutral environment using potentiodynamic and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) methods. The corrosion resistance of nanostructured steel samples were compared to the steel samples with tempered martensite. The obtained results indicate, that the corrosion resistance of bearing steel with nanobainitic structure is similar to steel with tempered martensite in both acidic and neutral environment. This means that the high density of intercrystalline boundaries in nanobinite does not deteriorate the corrosion properties of the bearing steel.

PL

W pracy przedstawiono porównawcze badania odporności korozyjnej łożyskowej stali 67SiMnCr6-6-4 poddanej dwóm typom procesów nanostrukturyzacji oraz dwóm typom konwencjonalnych obróbek hartowania i odpuszczania. Obróbka na-nostrukturyzacji polegała na hartowaniu z przystankiem izotermicznym w temperaturze 240°C oraz 300°C. Konwencjonalna obróbka cieplna obejmowała hartowanie i odpuszczanie w temperaturze 350°C przez 1 h oraz hartowanie i odpuszczanie w temperaturze 550°C przez 1 h. Czas i temperatura odpuszczania dobrane były tak, aby twardość próbek (po nanostrukturyzacji oraz hartowaniu i odpuszczaniu) była zbliżona. Mikrostruktura stali po różnych obróbkach cieplnych określona była przy użyciu transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Wykazano, że hartowanie izotermiczne w temperaturze 240°C pozwoliło na wytworzenie jednorodnej struktury nanobainitycznej, zbudowanej z płytek bezwęglikowego bainitu, porozdzielanych warstwami austenitu szczątkowego. Podczas hartowania izotermicznego w temperaturze 300°C wytworzono bainit bezwęgli-kowy o submikronowej wielkości ziaren z austenitem szczątkowym w postaci warstw oraz niewielkich bloków. W wyniku konwencjonalnych obróbek hartowania i odpuszczania wytworzono martenzyt odpuszczony. Badania odporności korozyjnej przeprowadzono metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) oraz metodą potencjo dynamiczną, w kwaśnym oraz obojętnym środowisku Na2SO4. Odporność korozyjną stali po obróbkach nanostrukturyzacji porównano z odpornością korozyjną stali o strukturze martenzytu odpuszczonego. Otrzymane wyniki wskazują że zarówno w środowisku kwaśnym jak i obojętnym odporność korozyjna stali łożyskowej o strukturze nanokrystalicznej jest zbliżona do odporności korozyjnej tej stali o strukturze martenzytu odpuszczonego. Oznacza to, że duża gęstość granic ziaren w strukturze nanobainitu nie pogarsza odporności korozyjnej stali łożyskowej.

11

Innowacyjna metoda teksturowania laserowego bieżni wałeczkowych łożysk tocznych stosowanych w pojazdach szynowych

Napadłek W., Chrzanowski W., Woźniak A.

Logistyka

|

2014

|

nr 3

4561--4569

PL

W artykule przedstawiono metodykę i wyniki badań teksturowania laserowego warstwy wierzchniej stali łożyskowej 100CrMnSi6-4, stosowanej m.in. do produkcji wielkogabarytowych, wałeczkowych łożysk tocznych stosowanych w tzw. „maźnicach” pojazdów szynowych. Obróbkę laserową warstwy wierzchniej stali przeprowadzono na stanowisku z wykorzystaniem laserów: nanosekundowego Yd:YAG o długości fali promieniowania laserowego λ=1070 nm, oraz pikusekundowego TruMicro z serii 5000 o długości fali promieniowania laserowego λ=343 nm. Zastosowanie ablacyjnej mikroobróbki laserowej z wykorzystaniem laserów o impulsie nano- i pikosekundowym w newralgicznych strefach łożyska tocznego, głównie warstwy wierzchniej pary trącej wałeczek – bieżnia łożyska, miało na celu wytworzenie odpowiedniej tekstury powierzchni, zawierającej mikrozasobniki smarne w kształcie półczasz kulistych. Stosując różne parametry ablacyjnej mikroobróbki laserowej (gęstość mocy, częstotliwość repetycji, ilość impulsów w tą samą strefę, stopień przykrycia powierzchni mikrozasobnikami), uzyskano bardzo interesującą stereometrię powierzchni technologicznej warstwy wierzchniej stali 100CrMnSi6-4. Posiadała ona charakterystyczne mikrozasobniki czynnika smarnego, bardzo istotne w procesach tribologicznych pary ciernej wałeczek – bieżnia łożyska. Stosując laser o impulsie nanosekundowym z tzw. „ablacją z efektem termicznym” uzyskiwano wokół mikrozasobników charakterystyczną mikrowypływkę, którą należy usunąć np. poprzez szlifowanie lub polerowanie. Dzięki zastosowaniu lasera o impulsie pikosekundowym występowała tzw. „zimna ablacja”, dzięki czemu wokół mikrozasobników nie powstawała mikrowypływka. Przedstawione w artykule wyniki badań teksturowania laserowego stali 100CrMnSi6-4 są wynikami wstępnymi, pilotażowymi do dalszych badań zasadniczych. Do pozytywów uzyskanych wyników należy zaliczyć: wysoką powtarzalność procesu teksturowania, regularny kształt geometryczny wytworzonych mikrozasobników, łatwość sterowania procesem. W najlepszym wariancie technologicznym badań wstępnych uzyskano mikrozasobniki oleju o średnicy ok. 100 ÷ 140 μm oraz głębokości od 0,6 ÷ 4,5 μm, co stanowi obiecujący wynik.

EN

The article presents the methodology and results of the laser texturing of the surface layer of bearing steel 100CrMnSi6-4, used e.g. for the production of large-scale roller bearings used in the so-called "axle boxes" of rail vehicles. The laser treatment of the surface layer of steel was conducted using: nanosecond laser Yd: YAG with laser wavelength λ=1070 nm, and the second peak laser TruMicro from 5000 series of the laser wavelength λ = 343 nm. The use of ablative laser micromachining using lasers with nanosecond and 4569 picosecond pulse in sensitive areas of rolling bearings, mostly the surface layer of friction pair of roller - bearing race, was intended to produce a suitable surface texture containing oil microcontainers in the shape of half-spherical bowls. Applying various parameters of the ablative laser micromachining (power density, repetition rate, number of pulses in the same zone, the coverage area of microcontainers), obtained a very interesting surface stereometry on the technological surface layer of the 100CrMnSi6-4 steel. It had the characteristic microcontainers of the lubricant, which are very important in the tribological processes of frictional pairs of roller - bearing race. Applying nanosecond pulse laser with the so-called "thermal ablation effect" achieved characteristic micro-extrusions around micro-containers that should be removed, for example by grinding or polishing. By using the laser with picosecond pulse occurred so-called "cold ablation", so that micro-extrusions cannot be produced around micro-containers. The results of the laser texturing of the 100CrMnSi6-4 steel, presented in this article are the preliminary and pilot for further research essential. To the positive of obtained results should be included: high reproducibility of the process of texturing, regular geometric shape of micro-containers, ease of process control. In the best technological variant of preliminary tests, were obtained oil micro-containers with a diameter of about 100 to 140 microns and a depth of 0.6 to 4.5 microns, which is an encouraging result.

12

Analiza numeryczna wpływu mikrozasobnika smarnego na rozkład naprężeń stykowych skojarzenia wałeczek-bieżnia łożyska tocznego stosowanego w pojazdach szynowych

Bogdanowicz Z., Napadłek W., Kosiuczenko K.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

2123--2132

PL

W niniejszej pracy opisano pewien etap badań związanych z przeprowadzeniem modyfikacji warstwy 2132 wierzchniej stali łożyskowej 1000CrMnSi6-4 na skutek zastosowania ablacyjnej mikroobróbki laserowej dla zmiany jej makro- i mikrogeometrii. Zmiany polegały na wytworzeniu mikrozasobników smarowych. W pracy analizowano wpływ ablacyjnego teksturowania laserowego na ich kształt i stereometrię powierzchni. Szczególnej analizie poddano zmiany rozkładów naprężeń powierzchni kontaktowych wałeczkowego łożyska tocznego, przeprowadzonej metodą elementów skończonych MES. Badania symulacyjne rozkładu naprężeń wokół mikrozasobników przeprowadzono w warunkach ruchu quasistatycznego. Badania numeryczne MES zostały przeprowadzone w programie LS-Dyna. Wyniki badań i analizy numerycznej powinny pozwolić na optymalizację geometrii pojedynczych zasobników i ich rozmieszczenia na bieżni pierścienia.

EN

In this study describes certain stage of research related to the performance of the modification of the surface layer of bearing steel 1000CrMnSi6-4 a result of the ablation laser micromachining for changing its macro-and micro-geometry. The changes included the formation of lubricating microcontainers. The study analyzed the impact of ablative laser texturing of their shape and stereochemistry surface. Special analysis was subjected changing of stress distribution contact surfaces of roller bearings, carried out by finite element method MES. Simulation studies of stress distribution around microcontainers performed under quasistatic motion. MES numerical studies were carried out in the LS-Dyna program. The test results and numerical analysis should allow to optimize the geometry of the individual containers and their location on the ring track.

13

The Application of Neural Networks for Studying Phase Transformation by the Method of Acoustic Emission in Bearing Steel

Woźniak T. Z., Ranachowski Z., Ranachowski P., Ozgowicz W., Trafarski A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1705--1712

EN

The research was carried out on steel 100CrMnSi6-4 under isothermal austempering resulting in forming the duplex structure: martensitic and bainitic. The kinetics of transformation was controlled by the acoustic emission method. Complex phase transformations caused by segregation and carbide banding occur at the low-temperature heat treatment of bearing steel. At the temperature close to Ms, a certain temperature range occurs where an effect of the first product of prior athermal martensite on the bainitic transformation can be observed. In the registered signal about 15 million various events were registered. There were considered three types of acoustic emission events (of high, medium and low energy), with relatively wide sections and with different spectral characteristics. It was found that the method of acoustic emission complemented by the application of neural networks is a sensitive tool to identify the kinetics of bainitic transformation and to show the interaction between martensitic and bainitic transformations.

PL

Badania realizowano na stali 100CrMnSi6-4 poddanej hartowaniu izotermicznemu, prowadzacemu do utworzenia struktury duplex: martenzytyczno-bainitycznej. Kinetykę przemian kontrolowano metodą emisji akustycznej. Przy niskotemperaturowej obróbce cieplnej stali łożyskowej występują złożone przemiany fazowe spowodowane segregacją i pasmowością węglików. W temperaturze zbliżonej do Ms, występuje pewien zakres temperatury, gdzie zaznacza się oddziaływanie wcześniejszego produktu przemiany martenzytycznej na przemianę bainityczną. W zarejestrowanym sygnale zarejestrowano około 15 milionów różnych zdarzeń. Uwzgledniono trzy rodzaje zdarzeń emisji akustycznej (o wysokiej, średniej i niskiej energii) o względnie szerokich przedziałach, o różnej charakterystyce widmowej. Stwierdzono, że metoda emisji akustycznej uzupełniona o zastosowanie sieci neuronowych jest czułym narzędziem do identyfikacji kinetyki przemiany bainitycznej oraz oddziaływania przemiany martenzytycznej na przemianę bainityczną.

14

Nanobainitic Structure Recognition and Characterization Using Transmission Electron Microscopy

Jezierska E., Dworecka J., Rożniatowski K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1633--1636

EN

Various transmission electron microscopy techniques were used for recognition of different kinds of bainitic structures in 100CrMnSi6-4 bearing steel. Upper and lower bainite are morphologically different, so it is possible to distinguish between them without problem. For new nanobainitic structure, there is still controversy. In studied bearing steel the bainitic ferrite surrounding the retained austenite ribbon has a high density of dislocations. Significant fragmentations of these phases occur, bainitic ferrite is divided to subgrains and austenitic ribbons are curved due to stress accommodation.

PL

W celu rozpoznania i scharakteryzowania poszczególnych morfologii bainitycznych w stali łożyskowej 100CrMnSi6-4 zastosowano różne techniki transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Rozpoznawanie bainitu górnego i dolnego nie nastręcza problemu, ze względu na ich zróżnicowane morfologie. W przypadku bezwęglikowego nanobainitu, ciagle jeszcze wiele jest kontrowersji. W badanej stali łożyskowej ferryt bainityczny otaczający wstęgi austenitu szczątkowego cechuje się dużą gęstością dyslokacji. Obydwie fazy wykazują znaczną fragmentacje; ferryt bainityczny podzielony jest na podziarna a wstążki austenitu ulegaja wygięciu w wyniku akomodacji naprężeń.

15

Effect of Heating Rate on Accelerated Carbide Spheroidisation (ASR) in 100CrMnSi6-4 Bearing Steel

Hauserova D., Dlouhy J., Novy Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1199--1203

EN

Typical processing routes for bearing steels include a soft annealing stage, the purpose of which is to obtain a microstructure containing globular carbides in ferritic matrix. A newly developed process called ASR cuts the carbide spheroidisation times several fold, producing considerably finer globular carbides than conventional soft annealing. The present paper explores the effect of the heating rate and temperature on the accelerated carbide spheroidisation process and on the resulting hardness. Accelerated spheroidisation was achieved by thermal cycling for several minutes around various temperatures close to the transformation temperature at various heating rates applied by induction heating.

PL

Proces obróbki stali łożyskowych obejmuje wyżarzanie zmiękczajace, którego celem jest uzyskanie mikrostruktury zawierającej kuliste węgliki w osnowie ferrytycznej. Nowo opracowana obróbka zwana ASR polega na wielokrotnym przerywaniu procesu sferoidyzacji, co prowadzi do wytworzenia węglików kulistych o znacznie mniejszych rozmiarach w porównaniu do tych, jakie powstają w konwencjonalnym procesie wyżarzania zmiękczającego. Niniejsza praca analizuje wpływ szybkości grzania i temperatury na proces przyspieszonej sferoidyzacji węglików i na uzyskana twardość. Przyspieszona sferoidyzacje węglików uzyskano dzięki zastosowaniu cyklicznych zmian temperatury trwających kilka minut wokół określonych temperatur bliskich temperaturze przemiany za pomocą grzania indukcyjnego z różnymi prędkościami.

16

Characterization of Nanobainitic Structure Obtained in 100CrMnSi6-4 Steel after Industrial Heat Treatment

Dworecka J., Jezierska E., Rożniatowski K., Świątnicki W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1637--1640

EN

The aim of the work was to produce a nanobainitic structure in the commercial bearing steel - 100CrMnSi6-4 and to characterize its structure and mechanical properties. In order to produce this structure the austempering heat treatment was performed, with parameters that have been selected on the basis of dilatometric measurements of phase transformation kinetics in steel. The heat treatment process was performed in laboratory as well as in industrial furnaces. The obtained structure was characterized using transmission electron microscopy. In order to investigate the effect of the microstructure parameters on the material’s mechanical properties, the hardness, impact strength and static tensile tests have been conducted.

PL

W niniejszej pracy podjęto próbę wytworzenia struktury nanobainitycznej w handlowej stali łożyskowej - 100CrMnSi6-4. W celu wytworzenia tej struktury przeprowadzono proces hartowania z przystankiem izotermicznym, którego parametry zostały określone w oparciu o badania dylatometryczne. Warto podkreslić, że proces ten przeprowadzono w piecach przemysłowych. Uzyskaną strukturę nanobainitu scharakteryzowano za pomocąa transmisyjnego mikroskopu elektronowego. W celu zbadania wpływu wytworzonej mikrostruktury na właściwości mechaniczne przeprowadzono badania twardości, udarności i statyczną próbę rozciągania.

17

Carbide spheroidisation in 100CrMnSi6-4 bearing steel by controlled rolling

Dlouhy J., Hauserova D., Novy Z.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2014

|

Vol. 68, nr 2

87--92

EN

Purpose: This article describes influence of thermomechanical treatment parameters on microstructure and mechanical properties of 100CrMnSi6-4 bearing steel. Design/methodology/approach: Steel properties after accelerated carbide spheroidisation enables machining and cold forming as well as after conventional soft annealing. Apparently, structure after accelerated carbide spheroidisation is significantly finer than after long duration soft annealing – in terms of carbide particles and grain size. That enhances steel hardness and homogeneity of the structure in final state after hardening. Findings: Presented experiment deals with accelerated carbide spheroidisation of 100CrMnSi6-4 bearing steel during final stage of hot rolling. Main purpose is to achieve microstructure consisting of globular carbides and ferritic matrix directly after hot forming. Research limitations/implications: The combination of a suitable forming temperature, an appropriate amount of deformation and a possible reheating lead to globular carbide formation during austenite decomposition instead of cementite lamellae. Originality/value: Experiment results are promising for quenching and tempering in comparison with structure after conventional soft annealing with coarser. Finer ASR structure retains finer austenite grain at quenching temperature and higher dispersion strengthening.

18

Influence of parameters GTAW remelting process on the tribological properties of the 100Cr6 bearing steel

Bochnowski W.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 3

43-46

EN

In this work, the influence of parameters gas tungsten arc welding on the surface properties of a 100Cr6 steel was studied. Four different the current intensity has been used to remelting surface of the steel. Results of the effect of the current intensity arc electric on the microhardness, friction coefficient and wear intensity 100Cr6 steel was presented. Wear mechanisms were investigated by optical and scanning electron microscopy. Tribological test showed that the remelting with current intensity to 60A surface of the 100Cr6 leads to reduction of wear intensity in comparison to the conventional heat treatment. If treatment was made with current arc intensity - 80 A and more the wear intensity increased. During tribology tests two kinds wear material were distinguished: abrasive wear and adhesive wear.

19

Influence of loading type on the shape of fatigue lifetime curve

Bokuvka O., Novy F., Mintach R., Cincala M.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2010

|

Vol. 15, no 2

321-328

EN

The paper is devoted to an experimental examination of the influence of loading type on the shape of fatigue lifetime curve of the high-carbon-chromium bearing steel (100Cr6). The push-pull and rotating bending loading tests (R=-1) were used with the aim to obtain experimental data in the region from [...] cycles to [...] cycles. The shape of fatigue lifetime curve of 100Cr6 bearing steel depends on the loading type. The S-N curve obtained using rotating bending consists of two parts corresponding to surface and subsurface fatigue crack initiation, resulting in a stepwise S-N curve. In this case, the typical stepwise S-N relationship clearly indicates that the mechanism of fatigue crack initiation transfers from the surface to subsurface with decreasing the applied stress level. On the other hand, the S-N curves obtained at push-pull loading revealed a continuous downward slope without any indication for a plateau region and subsurface fatigue crack initiation occurs in the whole range of amplitudes. This fact has to be taken in consideration while selecting a structural material.

20

The influence of the arc plasma treatment on the structure and microhardness 100Cr6 bearing steel

Bochnowski W.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 2

19--22

EN

The effect of arc plasma treatment on structure and microhardness of 100Cr6 steel was investigated. Four different the current intensity has been used to remelting surface of the steel. SEM and LM microscopes have been used to evaluate microstructure of remelted zone (RZ). In the remelting zone (RZ) were obtained characteristic for rapid crystallization process the dendritic cell structure. Inside the dendritic cells in dependency to current intensity of arc, the martensite or bainite and retained austenite was observed. On the boundaries of the dendritic cells as a result of segregation of C and Cr the alloyed cementite is formed. The cooling rate of the remelted zone is higher than the cooling rate obtained in the classical heat treatment. The maximum hardness 840 HV0,1 was measured in material after treatment with a smaller current intensity of arc plasma – 60A. Increases of the current intensity of arc plasma from 60 A to 110 A (for fixed speed rate of source) lead to increases the depth of the remelted zone from 1,5 to 2,3 mm.