Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Identification of temperature and hardness distribution during dual frequency induction hardening of gear wheels

Barglik J.

Archives of Electrical Engineering

|

2018

|

Vol. 67, nr 4

913--923

EN

Induction surface hardening means the hardening of a thin zone of the material only, while its core remains soft. The paper deals with the modelling of the Consecutive Dual Frequency Induction Hardening (CDFIH) of gear wheels and its validation. For gear wheels with modulus m smaller than 6 mm a contour profile of hardness distribution could be obtained. The investigated gear wheel is heated first by a medium frequency inductor to the temperature approximately equal to the modified lower temperature Ac1m. It means beginning of the austenite transformation. Then the gear wheel is heated by the high frequency inductor to the hardening temperature making it possible to complete the austenite transformation and immediately cooled. In order to design the process it is necessary to identify modified critical temperatures and to obtain expected temperature distribution within the whole tooth.

2

Kinetyka przemian przechłodzonego austenitu stali 13MnSi6-5 typu TRIP chłodzonej z zakresu temperatur krytycznych

Kokosza A., Pacyna J., Dziurka R.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 5

324--328

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kinetyki przemian fazowych przechłodzonego austenitu podczas ciągłego chłodzenia stali 13MnSi6-5 typu TRIP. W badaniach tych zastosowano niekonwencjonalną temperaturę wyżarzania w zakresie temperatur krytycznych, od której oziębiano badaną stal. Była ona tylko o 10°C wyższa od temperatury, przy której w badanej stali rozpoczyna się przemiana perlitu w austenit (Ac1s), ale niższa o ok. 60°C od powszechnie zalecanej dla stali typu TRIP temperatury wyżarzania w zakresie dwufazowym, w którym współistnieje austenit i ferryt (Ac1f÷Ac3). Na podstawie analizy dylatometrycznej i metalograficznej dla badanej stali opracowano wykres czas–temperatura–przemiana przy chłodzeniu ciągłym (CTPc), który ilustruje kinetykę przemian fazowych przechłodzonego austenitu w badanej stali. Stwierdzono, że stal 13MnSi6-5 po oziębianiu od 750°C (Ac1s + 10°C) cechuje się niewielką hartownością. Hartowność ta okazała się jednak większa niż po oziębianiu od zalecanej temperatury (810°C). Zaobserwowano również, że przemiana martenzytyczna podczas chłodzenia od tak niskiej temperatury przebiega w dwóch etapach. Obserwacje te mogą wskazywać na tworzenie się w trakcie wygrzewania w 750°C dwóch rodzajów austenitu, różniących się zawartością węgla. Pierwszy z nich (wysokowęglowy) tworzy się z perlitu, natomiast austenit niskowęglowy może powstawać w rezultacie przebiegającej równocześnie przemiany ferrytu w austenit. Zasugerowano, że zastosowanie przedstawionego w pracy sposobu wyżarzania badanej stali typu TRIP może przyczynić się do zwiększenia udziału austenitu szczątkowego w jej mikrostrukturze, a przez to do poprawy jej właściwości mechanicznych.

EN

Comprehensive studies of the phase transformations kinetics of overcooled austenite in the 3MnSi6-5 TRIP steel during continuous cooling were carried out in order to draw the continuous cooling Time–Temperature–Transformation (CCT) diagram. The unconventional annealing temperature within the intercritical temperatures range was applied in these studies. It was only 10°C higher than the temperature at which the pearlite to austenite transformation — in the investigated steel — starts (Ac1s), but lower by approximately 60°C than the commonly recommended for TRIP steels annealing temperature at which austenite and ferrite coexist (Ac1f÷Ac3). It was found that the 13MnSi6-5 steel after cooling from 750°C (Ac1s + 10°C) was characterised by a low hardenability. However, this hardenability was higher than the one after cooling from the recommended temperature (810°C). It was also observed that the martensitic transformation during cooling from such a low temperature proceeds in two stages. These observations may indicate that two types of austenite, with a different carbon content, are formed during annealing at 750°C. The first of them (high carbon) is formed from pearlite, while the low carbon austenite may be formed as a result of the transformation of ferrite to austenite occurring simultaneously. It seems that the application of the annealing type presented in the paper, can contribute to increasing the volume fraction of the retained austenite in the microstructure of the investigated steel and hence to improve its mechanical properties.

3

Modeling of the surface induction hardening process

Barglik J., Wieczorek T., Smalcerz A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 2

1--4

PL

Omówiono zagadnienie modelowania matematycznego hartowania indukcyjnego powierzchniowego. Model ogólny uwzględnia sprzężenie pola elektromagnetycznego, temperaturowego, naprężeń cieplnych i zjawisk metalurgicznych. Badaniom poddano koło zębate wykonane ze stali 50CrMo4. . Omówiono wyniki obliczeń i pomiarów rozkładu temperatury po nagrzewaniu indukcyjnym.

EN

Mathematical modeling of induction surface hardening was described. The general model takes into consideration coupled electromagnetic, temperature, heat stress and metallurgical fields. As an illustrative example a gear wheel made from steel 50Cr Mo4 was taken. Results of computations and measurements of temeperature distribution after induction heating were discussed.

4

Kształtowanie mikrostruktury niskowęglowej stali typu TRIP podczas wyżarzania w zakresie temperatur krytycznych

Kokosza A.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 1

19--24

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad tworzeniem się austenitu w mikrostrukturze stali 13MnSi6-5 (tab. 1) podczas wyżarzania w zakresie temperatur krytycznych. Określono również wpływ temperatury takiego wyżarzania na udział austenitu szczątkowego, jaki pozostaje w mikrostrukturze badanej stali po zahartowaniu. Na podstawie wyników badań dylatometrycznych (rys. 2) stwierdzono, że przemiana perlit → austenit w badanej stali przebiega nie w stałej temperaturze określanej jako Ac1, lecz w pewnym, możliwym do określenia jej zakresie, którego granice wyznaczają wartości Ac1s i Ac1f (tab. 2). Badania metalograficzne potwierdziły, że mikrostruktura stali 13MnSi6-5 po wyżarzaniu w tym zakresie temperatury składa się z ferrytu struktury wyjściowej oraz perlitu i austenitu (rys. 3). Metodą rentgenowskiej ilościowej analizy fazowej wykazano, że najwięcej austenitu szczątkowego pozostało w tych próbkach z badanej stali, które przed zahartowaniem były wyżarzane w najniższej temperaturze z zakresu Ac1s÷Ac1f. Podwyższenie temperatury wyżarzania do zakresu dwufazowego α + γ było przyczyną zmniejszania się udziału austenitu szczątkowego w próbkach badanej stali aż do ok.2,3% obj. Mogło to oznaczać, że podczas wyżarzania w temperaturze 740 lub 750°C najprawdopodobniej miało miejsce silne wzbogacanie w węgiel tworzącego się austenitu. Podczas oziębiania austenit taki cechował się zwiększoną stabilnością i niską temperaturą Ms, dzięki czemu po zahartowaniu w mikrostrukturze stali 13MnSi6-5 było możliwe zachowanie nawet ok. 8,5% obj. austenitu szczątkowego. Określone na podstawie wykonanych badań zależności (rys. 4, 5) potwierdziły, że największe zmiany w mikrostrukturze badanej stali miały miejsce podczas jej wyżarzania w najniższej temperaturze z zakresu Ac1s÷Ac1f. Stwierdzono, że podczas wyżarzania w tym zakresie temperatury austenit tworzy się również z ferrytu. Mogło to być przyczyną zmniejszenia zawartości węgla w tworzącym się austenicie i spadku udziału austenitu szczątkowego w mikrostrukturze stali 13MnSi6-5 po jej zahartowaniu od temperatury wyższej od 750°C. Na podstawie uzyskanych wyników zasugerowano możliwość modyfikacji technologii obróbki cieplnej stali o podobnym składzie chemicznym.

EN

The paper presents the results of research on the austenite formation in the microstructure of 13MnSi6-5 steel (Tab. 1) during annealing in the critical temperature range. The effect of annealing temperature on the volume fraction of the retained austenite remaining in the microstructure of the investigated steel after water quenching was also determined. Based on the results of dilatometric analysis (Fig. 2) it was shown that the austenite → pearlite transformation in the investigated steel does not occur at a constant temperature, which is referred to as Ac1, but in a certain, possible to determine, range which is bounded by Ac1s and Ac1f values (Tab. 2). The metallographic investigation confirmed that the microstructure of the 13MnSi6-5 steel, after annealing in such a temperature range consists of untransformed ferrite, pearlite and austenite (Fig. 3). Quantitative X-ray phase analysis demonstrated that most of the retained austenite remained in the investigated steel samples which were annealed at the lowest temperature in the Ac1s÷Ac1f range before quenching. Surprisingly, it was found that an annealing temperature increasing into the two-phase (α + γ) range, resulted in a reduction of the volume fraction of retained austenite to about 2.3% vol. This could mean that during annealing at 740 or 750°C, there most likely was significant enrichment in carbon of the formed austenite. Such austenite had an increased stability and low Ms temperature and therefore after water quenching, it was possible to maintain about 8.5% vol. retained austenite. The relationships, determined on the basis of the conducted studies (Fig. 4, 5), confirmed that the biggest changes in the microstructure of the 13MnSi6- 5 steel occurred during annealing at the lowest temperature in the Acs1÷Ac1f range. It was also found that during annealing in such a temperature range, the austenite is formed of ferrite simultaneously. This could be the reason for the decrease the carbon content in the formed austenite and consequently the decrease in the volume fraction of retained austenite in the microstructure of the investigated steel after quenching from temperatures higher than 750°C. Based on the obtained results, the possibility of modifying heat treatment technology for TRIP steels with a similar chemical composition was suggested.

5

Formation of Medium Carbon TRIP Steel Microstructure During Annealing in the Intercritical Temperature Range

Kokosza A., Pacyna J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1017--1022

EN

The paper presents the results of research conducted on austenite formation in the microstructure of 41MnSi6-5 TRIP steel during annealing in the intercritical temperature range. The influence of the annealing temperature on the volume fraction of retained austenite in the microstructure of the investigated steel after water quenching was also determined. Based on the results of a dilatometric analysis and metallographic investigation it was noted that the pearlite-to-austenite transformation does not occur at a constant temperature, which is referred to as Ac1, but rather within some, possible to determine, temperature range which is bounded by the values Ac1s and Ac1f. Moreover, through X-ray analysis, it was stated that the largest amount of retained austenite remained in the samples which were annealed at the lowest temperatures in the Ac1s and Ac1f range prior to quenching. Increasing the annealing temperature to a two-phase a+g (ferrite + austenite) range, resulted in a decrease of the volume fraction of retained austenite. It was also found that during annealing in Ac1s and Ac1f temperature range, austenite is also formed from ferrite simultaneously. This could be the reason for the decrease the carbon content in the formed austenite and consequently the decrease in the volume fraction of retained austenite in the microstructure of the investigated steel, which was quenched after having reached temperatures higher than Ac1s + 30°C.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad tworzeniem się austenitu w mikrostrukturze stali 41MnSi6-5 typu TRIP podczas wyżarzania w zakresie temperatur krytycznych. Określono również wpływ temperatury takiego wyżarzania na udział objętościowy austenitu szczątkowego, jaki pozostaje w mikrostrukturze badanej stali po zahartowaniu od takich temperatur. Na podstawie wyników analizy dylatometrycznej oraz badań metalograficznych stwierdzono, że w badanej stali przemiana perlit – austenit nie przebiega w stałej temperaturze określanej jako Ac1s lecz w pewnym, możliwym do określenia jej zakresie, którego granice wyznaczają wartości Ac1s and Ac1f. Ponadto, metodą analizy rentgenowskiej wykazano, że najwięcej austenitu szczątkowego pozostawało w tych próbkach z badanej stali, które przed zahartowaniem były wyżarzane przy najniższej temperaturze z zakresu Ac1s and Ac1f. Podwyższenie temperatury wyżarzania do zakresu dwufazowego a+g (ferryt+ austenit) było przyczyną zmniejszenia udziału austenitu szczątkowego. Stwierdzono, że podczas wyżarzania w zakresie temperatur Ac1s and Ac1f tworzy się również z ferrytu. Mogło to być przyczyną zmniejszenia zawartości węgla w tworzącym się austenicie i spadku udziału austenitu szczątkowego w mikrostrukturze badanej stali po jej zahartowaniu od temperatur wyższych od Ac1s + 30°C.

6

The influence of continuous heating rate on the austenite formation in the medium carbon TRIP steel

Kokosza A., Pacyna J., Bała P., Dziurka R.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2013

|

Vol. 62, nr 1

22--27

EN

Purpose: The purpose of the hereby work was to determine the influence of heating rate on the austenite formation range and to draw the time-temperature-austenitizing diagram at continuous heating for TRIP 41MnSi6-5 steel. Design/methodology/approach: The dilatometric analysis was applied as the basic investigation method. Samples of the tested steel were heated to 1100°C with various heating rates. Changes in the relative elongation (ΔL) were recorded as a temperature function (T), during heating. On the basis of analysing such dependencies, for each heating rate the critical temperatures were determined. Findings: It was found, that during heating of the 41MnSi6-5 steel the austenite formation starts at the higher temperature the faster is the heating. It was observed, that directly before the start of the austenite formation, an unidentified (in the presented here investigations) transformation occurs in the investigated steel, causing its volume increase. Research limitations/implications: The performed investigations indicate that during heating of elements of small thickness or cross-sections - within the critical temperature range - the method of their heating to the required temperature becomes very important. At short heating times incorrectly selected the heating conditions can be the reason of significant errors of the heat treatment. Practical implications: The developed diagram: time-temperature-austenitizing, at a continuous heating (CHT), can be a useful tool supporting the proper selection of heating parameters within the critical temperature range. Originality/value: The dependence of the heating rate and the temperature range, in which austenite is formed in the tested 41MnSi6-5 steel, was found. It was observed that heating of the investigated steel with rates lower than 1°C/s has an insignificant influence on the temperature range within which the austenite formation occurs.

7

Critical points of hypoeutectoid steel - prediction of the pearlite dissolution finish temperature Ac1f

Pawłowski B.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2011

|

Vol. 49, nr 2

331--337

EN

Purpose: of this work is to present possibility of calculation of pearlite dissolution finish temperature during heating of hypoeutoctoid steels. Design/methodology/approach: The presented multiple linear regression equations for calculating the Ac1f temperature are based on experimental data set containing chemical composition and values of critical temperatures obtained by use of the dilatometric technique at the own laboratory only. Findings: The elaborated multiple linear regression equations for calculating the critical temperatures are an alternative to dilatometric examinations to obtain data necessary for proper heat treatment conditions planning. Research limitations/implications: All presented equations for calculating pearlite dissolution finish temperature are limited by range of mass concentrations of elements which is a consequence of limited data set used for elaboration of these equations. The obtained relationships do not concern other factors influencing Aclf temperature such as heating rate, grain size and interlamellar spacing of pearlite. Practical implications: Broadening the knowledge on the chemical composition influence on the critical temperatures, which will help in designing heat treatment conditions, especially of the Dual Phase steels. Originality/value: An attempt was made to find out a multiple linear regression formula between chemical composition and the pearlite dissolution finish temperature of hypoeutectoid steels.

8

Analiza temperatur krytycznych oraz zmian twardości i mikrostruktury stopu Ti6Al4V przy chłodzeniu z zakresu dwufazowego alfa+Beta i jednofazowego Beta

Dąbrowski R.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 10

708-716

PL

W artykule metodami dylatometryczną i metalograficzną określono temperatury początku i końca przemiany fazowej alfa + Beta - Beta przy nagrzewaniu stopu Ti6Al4V ze stanu wyżarzonego. Dokonano również analizy zmian zachodzących w jego mikrostrukturze przy chłodzeniu z zakresu dwufazowego alfa + Beta i jednofazowego Beta. W mikrostrukturze stopu oziębianego w wodzie od temperatury powyżej 970 stopni Celsjusza (z zakresu jednofazowego Beta) obserwuje się drobne, iglaste wydzielenia fazy martenzytycznej (prawdopodobnie alfa') oraz znaczny rozrost ziaren byłej fazy Beta. Uzyskane wyniki badań wstępnych stopu Ti6Al4V stanowią podstawę do interpretacji przemian fazowych zachodzących podczas jego odpuszczania. Kinetykę przemian fazowych przy odpuszczaniu zamierza się bowiem badać w przyszłości za pomocą oryginalnych wykresów CTPc stopni (czas--temperatura-przemiana przy nagrzewaniu ciągłym ze stanu zahartowanego), wprowadzonych już do literatury światowej, ale tylko dla stopów na osnowie żelaza.

EN

This paper presents the critical temperatures of alpha + Beta - Beta phase transformation during heating in previously annealed Ti6Al4V alloy which have been evaluated both by dilatometric and metallographic methods. Also, changes in alloy's microstructure taking place during cooling down from two-phase (alpha + Beta) and one phase (Beta) ranges have been analysed. In the microstructure of the alloy cooled down from temperature higher then 970 degrees of Celsius (one-phase range) in water, the very fine, needle-like precipitates (alpha' probably) are observed as well as unnormal grain growth of former Beta phase. Obtained results of this initial research can be used for the interpretation of phase transformation occurred in Ti6Al4V alloy during tempering. In future, the kinetics of the phase transformation during tempering will be investigated by original CHT (Continuous--Heating-Transformation) charts, which are already known and applied for iron-base alloys only.

9

Wpływ wanadu i niklu na współczynniki rozszerzalności liniowej i temperatury krytyczne stopów modelowych stali konstrukcyjnych

Dąbrowski R., Pacyna J

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2008

|

Vol. 75, nr 12

713-718

PL

W artykule dokonano ilościowej oceny wpływu pierwiastków stopowych wanadu i niklu na współczynniki rozszerzalności liniowej stali konstrukcyjnych. Badania wykonano metodą dylatometryczną na stopach modelowych charakteryzujących się zmiennym stężeniem wanadu lub niklu oraz stałym stężeniem węgla i pozostałych pierwiastków stopowych. Ponadto, oceniono wpływ wymienionych pierwiastków na temperatury krytyczne przemian fazowych zachodzących przy nagrzewaniu (Ac1p, Ac1k, Ac3). Uzyskane wyniki badań mają duże znaczenie poznawcze oraz będą mogły służyć w przyszłości do projektowania składów chemicznych nowych stali narażonych np. na zmęczenie cieplne.

EN

In this paper the quantitative evaluation of the effect of vanadium and nickel alloying elements on the linear expansion of constructional steels is presented. Investigations were carried out on the model alloys characterized by variable content of vanadium or nickel and fixed content of carbon and other alloying elements. The effect of these elements on the critical temperatures of the steel’s phase transformations taking place during heating (Ac1s , Ac1f , Ac3 ) was also analyzed. Obtained results are of much significance and they can be used in the future during designing the chemical compositions of new constructional steels exposed to thermal fatigue damage.

10

Wpływ wanadu na tworzenie się austenitu w stalach o słabym i silnym tle innych pierwiastków stopowych

Dąbrowski R., Pacyna J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2005

|

Vol. 72, nr 6

325-328

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu wanadu na tworzenie się austenitu w stalach o stałym stężeniu węgla oraz słabym i silnym "tle" innych pierwiastków stopowych. Oceny wpływu wanadu na tworzenie się austenitu dokonano opierając się na pomiarze temperatur Ac1 , Acllt i Ac 3 metodą dylatometryczną oraz obliczeniową za pomocą wzorów empirycznych. Wykazano, że wanad w zakresie stężeń 0,14-H0,77% W stopach o słabym "tle" nie wpływa na temperaturę Aclp, podnosi o 5°C temperaturę Aclk i o 15 °C temperaturę Ac3. Natomiast w stopach o silnym "tle" wanad dodawany w tych samych ilościach podnosi temperaturę Ac3 o 30 °C.

EN

In this paper the effect of vanadium on austenite formation in steels of constant carbon content and low and high content of the other alloying elements as a background is described. Estimation of the effect on the austenite formation was obtained on the base of the measurements of Aclp, Aclk and Ac3 temperatures using dilatometric method and empirical formulas. It was found that within the range of 0.14 - 0.77% vanadium coctent in alloys of low background does not affect theAclp temperature, increases theAclk temperature only by5°C, however this addition increases the Ac 3 temperature up to 15°C. In the case of alloys of high background the same addition of vanadium increases the Ac 3 temperature by 30 °C.