Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of Deep Cryogenic Treatment Time on Micromechanical and Tribological Properties of Magnesium Alloys WE43 and WE54

Barylski Adrian, Aniołek Krzysztof

Tribologia

|

2022

|

nr 4

7--16

EN

The paper presents the effect of deep cryogenic treatment time on micromechanical and tribological properties of magnesium alloys, WE43 and WE54. The alloys were subjected to deep cryogenic treatment at a liquid nitrogen temperature (-196°C) for 2 to 48h. Tribological tests were performed in a rotational and a reciprocating linear motion, and wear trace studies were performed by profilometric and microscopic measurements. The tests indicate that deep cryogenic treatment has a favourable effect on the micromechanical, mechanical and tribological parameters of the two investigated alloys. It has also been shown that sub-zero treatment time significantly impacts the cryogenic treatment result. Among other things, there was a nearly 10% increase in hardness, Young's modulus, and a 35% reduction in tribological volumetric wear resulting from the improvement in mechanical properties, as well as a 2-fold reduction in linear wear with an increase in sub-zero treatment time relative to the material in its as-delivered state. Deep cryogenic treatment with appropriately selected sub-zero treatment time allows for improving the service life of magnesium alloys with rare earth metals.

PL

W artykule przedstawiono wpływ czasu głębokiej obróbki kriogenicznej na właściwości mikromechaniczne oraz tribologiczne stopów magnezu WE43 i WE54. Stopy poddano głębokiej obróbce kriogenicznej w temperaturze ciekłego azotu (-196°C) w czasie od 2 do 48 h. Testy tribologiczne wykonano w ruchu obrotowym oraz w ruchu posuwisto-zwrotnym liniowym. Badania śladów zużycia wykonano za pomocą pomiarów profilografometrycznych oraz mikroskopowych. Przeprowadzone testy wskazują, że głęboka obróbka kriogeniczna wpływa korzystnie na parametry mikromechaniczne, mechaniczne i tribologiczne obu badanych stopów. Wykazano również, że istotne znaczenie na efekt obróbki kriogenicznej ma czas wymrażania. Stwierdzono między innymi blisko 10% wzrost twardości modułu Younga oraz wynikające z poprawy właściwości mechanicznych – 35% ograniczenie zużycia tribologicznego objętościowego i 2-krotne obniżenie zużycia liniowego wraz ze wzrostem czasu wymrażania w stosunku do materiału w stanie dostawy. Głęboka obróbka kriogeniczna o odpowiednio dobranym czasie wymrażania pozwala na poprawę trwałości eksploatacyjnej stopów magnezu z metalami ziem rzadkich.

2

Deep Cryogenic Treatment and Tempering at Different Temperatures of HS6-5-2 High Speed Steel

Ciski A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 2

929--934

EN

The paper presents properties of HS6-5-2 high speed steel subjected to deep cryogenic treatment (DCT) and subsequent tempering at different temperatures. DCT process of HS6-5-2 steel leads to shifting of maximum hardness peak to the lower temperature and the reduction of the obtained maximum hardness by about 1 HRC. These changes in hardness may be due to the shifting of the stage of nucleation and growth of carbide phases to lower temperatures or the changes taking place in the matrix, connected with the additional transformation of the martensite proceeding during the isothermal martensitic transformation occurring at cryogenic temperatures and more extensively occurring precipitation processes, lowering the content of the carbon in the martensite, determining thereby its lower hardness.

3

Mikrostruktura i twardość wymrażanej kriogenicznie stali narzędziowej X153CrMoV12 poddanej odpuszczaniu w różnych temperaturach

Ciski A.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

nr 3

25--32

PL

Celem pracy było przeprowadzenie badań stali narzędziowej stopowej do pracy na zimno X153CrMoV12 poddanej wymrażaniu kriogenicznemu (DCT - Deep Cryogenic Treatment) oraz bezpośredniemu po wymrażaniu odpuszczaniu przy różnych temperaturach. Wyniki odniesione, zostały do właściwości stali poddanych konwencjonalnej obróbce cieplnej, tj. bezwymrażania. Uzyskana twardość wymrażanych stali narzędziowych jest ściśle związana ze zjawiskami zachodzącymi podczas podgrzewania materiału od temperatury ciekłego azotu do temperatury otoczenia oraz następnego odpuszczania. Procesy wydzieleniowe zachodzące podczas odpuszczania wymrażanej kriogenicznie stali X153CrMoV12 prowadzą do przesunięcia piku twardości wtórnej do niższych temperatur, wpływając jednocześnie na uzyskanie nieznacznie niższej maksymalnej twardości. Przedstawiony efekt wymrażania związany jest najprawdopodobniej z: (a) mniejszą zawartością austenitu szczątkowego, a więc mniejszym utwardzeniem materiału powodowanym przemianą austenitu podczas odpuszczania, (b) zachodzącymi w sposób odmienny procesami wydzieleniowymi, prowadzącymi do uzyskania większej ilości drobnodyspersyjnych wydzieleń węglików wtórnych, ze względu na zmiany dokonane w osnowie i wytworzenie dodatkowych miejsc zarodkowania dzięki rozdrobnieniu podziarna martenzytu i utworzeniu zarodków węglików poprzez atomy węgla gromadzone w klastry poprzez przemieszczające się dyslokacje.

EN

The aim of the study was testing X153CrMoV!2 cold work alloyed tool steel subjected to deep cryogenic treatment (DCT) and direct tempering after DCT at different temperatures. The results were attributed to the characteristics of steel subjected to a conventional heat treatment, ie. without DCT. The resulting hardness of deep cryogenically treated tool steel is closely related to the phenomena occurring while heating-up the material, from liquid nitrogen temperature to room temperature and thefollowing tempering. Precipitation processes occurring during tempering of the deep cryogenically treated XI53CrMoV12 steel lead to shifting of maxi-mum hardness peak to the lower temperature and reduction of the obtained maximum hardness. This effect of DCT is associated most likely with: (a) a reduced content of retained austenite, and therefore lower hardening of steel caused by transformation of austenite during tempering: (b) altered precipitation processes, leading to a higher quantity of fine secondary carbides, due to changes in the matrix, refinement of martensite plates and creating of additional nucleation sites by carbon atoms gathered into clusters by mobile dislocations.

4

Obróbka podzerowa metali : najnowsze badania naukowe oraz wdrożenie przemysłowe w procesach obróbki cieplnej.

Lehmkuhl G., Tomalska J.

Piece Przemysłowe & Kotły

|

2014

|

7-8 / 9-10

8--12

PL

W artykule przedstawiono proces obróbki podzerowowej jako jedną z możliwych metod na usunięcie austenitu szczątkowego po hartowaniu w celu poprawy twardości, odporności na ścieranie i stabilności wymiarowej części. Przybliżony został również temat głębokiego wymrażania długookresowego DTC, który ma na celu poprawę własności mechanicznych oraz struktury materiału. Dodatkowo omówiono i porównano dostępne urządzenia na rynku do wymrażania w zależności od potrzeb klienta (rodzaj wsadu, zastosowanie, typ produkcji). Poruszony został również aspekt ekonomiczny dostępnych rozwiązań biorąc pod uwagę ich przeznaczenie, konstrukcję oraz koszt.

EN

In the article the process of sub-zero treatment is described as one of the possible methods of removing austenite retained in a component after quenching in order to achieve better hardness, wear resistance and dimensional stability. The article also provides an in depth discussion of the deep cryogenic treatment (DCT), which improves mechanical properties and the structure of a material. Additionally, the authors off er an overview and comparison of equipment for sub-zero treatment available on the market, taking into consideration customer needs (the type of the feed, usage, methods of production). Lastly, the article touches upon the economic aspects of these solutions depending on their purpose, structure and costs.

5

Mikrostruktura i właściwości stali HS6-5-2-5 poddanej procesowi wymrażania kriogenicznego

Ciski A.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 6

468--472

PL

W artykule przeanalizowano mikrostrukturę i substrukturę stali szybkotnącej HS6-5-2-5 poddanej konwencjonalnej obróbce cieplnej na twardość wtórną oraz obróbce cieplnej z wymrażaniem kriogenicznym (z odpuszczaniem oraz bez odpuszczania). Zakres pracy obejmował również pomiary twardości powierzchni, określenie odporności na zużycie przez tarcie w próbie 3 wałeczki-stożek, badania udarności oraz statyczne badania właściwości mechanicznych: wytrzymałości na zginanie oraz ściskanie. Praca pozwoliła na stwierdzenie, że proces wymrażania kriogenicznego stali HS6-5-2-5 spowodował kilkakrotne rozdrobnienie płytek martenzytu (rys. 1). Rozdrobnienie podziaren martenzytu przyczyniło się do równomiernego rozmieszczenia w objętości stali wydzielających się podczas odpuszczania nanowęglików. Zmiany w strukturze i substrukturze osnowy materiału oraz w sposobie wydzielania się faz umacniających w wymrażanej stali znalazły odzwierciedlenie w poprawie odporności na zużycie przez tarcie (rys. 4). W porównaniu z konwencjonalną obróbka cieplną, przeprowadzenie obróbki cieplnej z wymrażaniem kriogenicznym pozwoliło na obniżenie średniej intensywności zużycia o około 50÷70%, w zależności od zastosowanych nacisków jednostkowych. Procesy wydzieleniowe zachodzące podczas odpuszczania stali szybkotnącej nie zostają zakończone po jednokrotnym odpuszczaniu, należy się spodziewać, że wielokrotne (np. 3-krotne) odpuszczanie będzie prowadzić do dalszej poprawy odporności na zużycie przez tarcie.

EN

In article the microstructure and substructure of HS6-5-2-5 high speed steel subjected to a conventional heat treatment for secondary hardness and to the heat treatment involving the deep cryogenic treatment (with or without subsequent tempering) is analyzed. The work covered the surface hardness measurements, resistance to frictional wear test in a three rollers-cone system, impact test and the static mechanical properties tests: bending strength test and compressive strength test. The work allowed to conclude that the deep cryogenic treatment process of steel HS6-5-2-5 caused the considerable refinement of substructure of martensite plates (Fig. 1). The refinement of the martensite subgrain size contributed to the uniform distribution of the precipitated during tempering the nanocarbides in volume of steel. These changes in the structure and substructure of the steel matrix and the manner of precipitation of strengthening phases in deep cryogenically treated steel were reflected in improved resistance to wear by friction (Fig. 4). In comparison with conventional heat treatment, conducting the deep cryogenic treatment allowed to reduce the average intensity of wear by around 50÷70%, depending on the applied unit pressure. Precipitation processes occurring during tempering of HS6-5-2-5 high-speed steel are not finished after a single tempering, it is expected that multiple (eg. 3-fold) tempering will lead to further improvement of resistance to wear.

6

Wpływ głębokiego wymrażania długookresowego na właściwości ochronne azotowanej stali X153CrMoV12

Kapuścińska A., Wach P., Ciski A., Burdyńska S.

Ochrona przed Korozją

|

2012

|

nr 11

499-501

PL

Celem pracy jest zbadanie wpływu głębokiego wymrażania długookresowego (DCT) na odporność korozyjną azotowanej stali narzędziowej. Na stali X153CrMoV12 wytworzono warstwę azotowaną, składającą się ze strefy dyfuzyjnej o grubości około 110 mikrometrów i warstwy przypowierzchniowych azotków żelaza o grubości około 15-17 mikrometrów. Proces DCT nie spowodował istotnych zmian w grubości lub twardości strefy dyfuzyjnej lub przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza. Wymrożenie warstwy azotowanej spowodowało jednakże homogenizację warstwy przypowierzchniowej. Głębokie wymrażanie długookresowe stali azotowanej spowodowało wzrost właściwości ochronnych materiału zarówno w środowisku siarczanowym jak i chlorkowym.

EN

The aim of the paper is to present the properties of nitrided layers subjected to deep cryogenic treatment (DCT) and the impact of this process on the corrosion resistance of nitrided tool steel. On X153CrMoV12 steel the nitrided layer was formed, consisting of a diffusion zone with a thickness of about 110 microns and the subsurface layer of iron nitrides with a thickness of about 15-17 microns. DCT process didn't cause any significant change in the thickness or hardness of the subsurface layer of iron nitrides and diffusion zone. However, DCT caused homogenization of the superficial layer, DCT of nitrided steel increased the protective properties of the material in sulphate and chloride solution.

7

Właściwości stali szybkotnącej HS6-5-2 poddanej głębokiemu wymrażaniu

Babul T., Ciski A., Jeleńkowski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2011

|

nr 2

12-16

PL

Głębokie wymrażanie długookresowe jest procesem obróbki cieplnej, polegającym na długotrwałym wytrzymaniu wsadu w temperaturze w zakresie od -175 do -196 °C, stosowanym głównie w celu podwyższenia trwałości narzędzi skrawających. Celem niniejszej pracy było przebadanie podstawowych właściwości wymrożonej stali szybkotnącej HS6-5-2, takich jak twardość, odporność na zużycie, udarność oraz wytrzymałość na zginanie. Analizowano również mikrostrukturę przy użyciu mikroskopu skaningowego. Badania pozwoliły na stwierdzenie, że proces wymrażania i następującego po nim odpuszczania pozwala na znaczny wzrost wytrzymałości i odporności na zużycie stali szybkotnącej. Poprawa właściwości jest związana z kontynuowaniem przemiany przechłodzonego austenitu w temperaturze poniżej temperatury otoczenia, rozdrobnieniem substruktury płytek martenzytu i obecnością w nim wydzieleń dyspersyjnych węglików.

EN

Deep cryogenic treatment (DCT) is a heat treating process of the load which is hold quite long at temperature within the range of -175 to -196 °C. It is applied mainly for enhancing the service life of cutting tools. The aim of this work was to investigate the properties of deep cryogenically treated HS6-5-2 high speed steel. Basic properties, such as hardness, resistance to wear, impact strength and bending strength, were measured and evaluated. Imaging of the microstructure of specimens was performed with SEM microscope. Research work allowed concluding that DCT followed by tempering leads to significant enhancement of toughness and wear resistance of high speed steel. Improvement of properties of steel is connected with continuation of transformation of over-cooled austenite, refinement of substructure of the martensite plates and presence of precipitations of fine carbides.

8

Technologie zwiększające trwałość narzędzi stosowane w Centrum Obróbki Cieplnej IMP

Babul T., Ciski A., Obuchowicz Z., Kowalski S.

Inżynieria Powierzchni

|

2010

|

Nr 4

6-11

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań stali szybkotnących po wybranych obróbkach cieplnych i cieplno-chemicznych. Badania przeprowadzono na próbkach ze stali szybkotnącej HS6-5-2 (dawniej SW7M) i stali szybkotnącej proszkowej HS6-5-3-8 (ASP2030). W badaniach zastosowano technologie azotowania i tlenoazotowania oraz głębokiego wymrażania w temperaturach od -175°C do -196°C. Wykonano następujące warianty obróbki: hartowanie + dwukrotne odpuszczanie, hartowanie + dwukrotne odpuszczanie + azotowanie lub tlenoazotowanie, hartowanie + wymrażanie + odpuszczanie + azotowanie lub tlenoazotowanie, Hartowanie + odpuszczanie + azotowanie lub tlenoazotowanie + wymrażanie + odpuszczanie. Wykonano pomiary twardości i badania zużycia przez tarcie. Uzyskano wzrosty twardości powierzchni w wariantach z obróbkami cieplno-chemicznymi i wymrażaniem, w porównaniu do klasycznej obróbki cieplnej (wariant pierwszy). W badaniach zużycia przez tarcie próbek zastosowano metodę 3 wałeczki-stożek. Uzyskano znaczne zmniejszenie zużycia w wariantach z obróbkami cieplno-chemicznymi i wymrażaniem.

EN

This paper describes tests of heat and thermo-chemical treatments, which purposes are to improve durability of tools manufactured from high speed steels. Tests were performed on samples from high speed steel HS6-5-2 (former SW7M) and high speed PM steel HS6-5-3-8 (ASP2030). The following technologies were applied for research: nitriding, oxynitriding and deep cryogenic treatment at temperatures from -175°C to -196°C. The following test variants were carried out: quenching + double tempering, quenching + double tempering + nitriding or oxynitriding, quenching + deep cryogenic treatment + tempering + nitriding or oxynitriding, quenching + tempering + nitriding or oxynitriding + deep cryogenic treatment + tempering. The tests of hardness and friction wear were made. The increase in surface hardness for variants with thermo-chemical treatments and deep cryogenic treatment was achieved, in comparison with conventional heat treatment (first variant). Friction wear tests were performed with the method “3 rollers-cone”. Significant decrease of wear for variants with thermo-chemical treatments and deep cryogenic treatment was achieved.

9

Połączenie nawęglania i wymrażania w obróbce stali chromowo-niklowo-molibdenowej

Ciski A., Babul T., Pokorska I.

Inżynieria Powierzchni

|

2010

|

Nr 2

30-37

PL

W publikacji przedstawiono wybrane wyniki badań właściwości stali chromowo-niklowo-molibdenowej poddanej łączonym procesom nawęglania i wymrażania, zarówno w odmianie krótkookresowej, jak i głębokiej-długookresowej (wymrażanie kriogeniczne). Próbki ze stali 18CrNiMo7-6 poddano nawęglaniu przy różnych stężeniach węgla w warstwie oraz następnemu wymrażaniu w temperaturze -80 0C lub -180 0C. Badania obejmowały obserwacje metalograficzne przy użyciu mikroskopu świetlnego, pomiary zawartości austenitu szczątkowego w strefie przypowierzchniowej, pomiary twardości powierzchni i na przekroju warstwy, pomiary stanu i wartości naprężeń własnych, przeprowadzenie próby zużycia w układzie 3 wałeczki-stożek, wyznaczenie udarności przy użyciu młota Charpy'ego oraz określenie wytrzymałości zmęczeniowej w próbie giętno-obrotowej.

EN

Selected test results of properties of chromium-nickel-molybdenum steel after implementation of combined processes of carburizing and sub-zero treatment are presented in the paper. Both treatments have been done in short-term and long-term variants (deep cryogenic treatment). Specimens made of 18CrNiMo7-6 have been carburized with two various carbon surface concentrations and next sub-zero treated at temperatures -80 0C or -180 0C. Performed tests have been done including: metallographic observations, residual austenite content in sub-surface zone measurements, surface and cross-section hardness measurements, determination of values and states of internal stresses, evaluation of value of wear (3 rolls-cone method), measurement of impact strength with Charpy u-notch test and determination of rotating bending fatigue strength.