Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Archives of Metallurgy and Materials

2 2008

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: fracture probability

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Microstructure and mechanical properties of Fe-2.2Mn-1.5Cr-0.2Mo-0.3C steel sintered at 1120°C and 1250°C

Dudek P., Ciaś A.

Archives of Metallurgy and Materials

2008

Vol. 53, iss. 3

809-816

In an attempt to study the sinterability of a potential high-strength ferrous alloy Fe-2.2Mn-1.5Cr-0.2Mo-0.3C (AGH2.2-1.5), compacts, based on HSganas Astaloy Cr-L (Fe-1.5Cr- 0.2Mo) water atomised pre-alloyed iron powder, were prepared. Low-carbon ferro-manganese of weight % composition 77Mn-1.3C-0.2O-balance Fe and CU-F graphite were admixed. The samples were sintered at 1120 and 1250°C in a laboratory tubę furnaces in nitrogen or 95% nitrogen 5% hydrogen atmospheres with dew points better than -70°C and cooled at cooling ratę lOKmin-1. Generally resultant microstructures were homogeneous and consisted of bainite and martensite; they were characterised by the absence of oxide networks. Sintered densities were in the rangę of 6.8-7.0 g/cm3. Mechanical properties were measured in the as-sintered condition, giving good combination of strength and ductility. Mean fracture strengths of the specimens were 730 MPa in tension and 1170 MPa in bending. The fracture data were analysed using Weibull statistics. This method is often used when evaluating the mechanical properties of "flaw-sensitive", primarily sintered, materials. By using the Weibull probabilistic relations the resulting variability in the data can be ąuantified. Weibull moduli, m, were generally in the rangę 8-13 for tensile strength and 11-15 for transverse rupture strength.

W celu zbadania procesu spiekania potencjalnie wysokowytrzymałego stopu żelaza wykonano wypraski, których podstawowym składnikiem był rozpylany, stopowy proszek żelaza Hoganas Astaloy Cr-L (Fe-l.5Cr-0.2Mo). Do proszku tego domieszano proszek niskowęglowego żelazomanganu o składzie 77Mn-l,3C-0,2O (% masowe) - reszta Fe oraz proszek grafitu gatunku C-UF. Wypraski spiekano w temperaturze 1120°C i 1250°C, w laboratoryjnym piecu rurowym, w atmosferze azotu oraz w atmosferze złożonej w 95% z azotu i w 5% z wodoru, o punkcie rosy poniżej -70°C, po czym próbki chłodzono z prędkością lOKmin-1. Badane materiały charakteryzowały się jednorodną mikrostrukturą, składającą się z bainitu i martenzytu oraz cechowały się brakiem siatki tlenków. Własności mechaniczne stopu badano bezpośrednio po spiekaniu. Stop ten ulegał przemianie w strukturę bainityczno-martenzytyczną o dobrej kombinacji wytrzymałości i ciągliwości. Próbki po spiekaniu charakteryzowały się gęstościami od 6,8 g/cm3 do 7,0 g/cm3. Posiadały one średnią wytrzymałości na rozciąganie 730 MPa oraz wytrzymałość na zginanie 1170 MPa. Wyniki badań wytrzymałościowych poddano analizie przy użyciu statystyki Weibulla. Metoda ta jest często stosowana, gdy ocenia się własności wytrzymałościowe materiałów czułych na obecność wad - głównie materiałów spiekanych. Użycie probabilistycznych zależności Weibulla umożliwiło ilościowy opis zmienności uzyskanych wyników badań. Moduły Weibulla, m, obliczone na podstawie wyników badań wytrzymałości próbek uzyskanych w statycznej próbie rozciągania, mieściły się w przedziale od 8 do 13 oraz od 11 do 15 - w przypadku wyników uzyskanych w oparciu o i badanie wytrzymałości na zginanie trójpunktowe.

Mechanical properties of Fe-3Mn-0.8C sintered steel based on sponge and atomised iron powders; Comparison and probabilistic failure prediction

Faryj K., Ciaś A.

Archives of Metallurgy and Materials

2008

Vol. 53, iss. 3

817-826

This paper presents a systematic approach to study the effect of manufacturing variables on the mechanical properties of sintered Fe-3Mn-0.8C steel. Tensile and 3 point bending tests have been performed on specimens madę of three different iron powders with variations of sintering conditions. Ferro-manganese and graphite powders were admixed to Hoganas sponge, NC100 24, and water atomised, ABC 100.30 and ASC 100.29, iron powders - to produce three variants of Fe-3Mn-0.8C mixtures. The powders were pressed into specimens at 660 MPa, sintered in semi-closed containers for 1 h in dry nitrogen or hydrogen at 1120 or 1250°C, and cooled at 64°C/min. Green and sintered densities were expectedly highest for ABC 100.30 powder at ~7.1 g/cm3. They were >0.2 g/cm3 higher than for the sponge powder based specimens. Similarly, Young's modulus in the former materiał attained ~130 GPa, being ~117 GPa in the latter. Yield strengths were higher for the atomised powder based alloys and for 1250°C and nitrogen sintering. Tensile and bend strengths were somewhat higher for specimens sintered in nitrogen and, generally by ~10%, higher for specimens pressed from sponge iron powder, resulting in ~730 MPa tensile strength for sintering in nitrogen at 1250°C. The strongest ABC 100.30 powder based specimens attained tensile strength ~650 MPa. The higher plasticity of the sponge powder based steel and hence strengths are associated with the increased surface area available to the Mn vapour for alloying. This ensures also cleaner, morę cohesive prior powder particie boundaries, the favoured microcracking paths. The study of fracture stress is based on a statistical strength theory suggested by Weibull. lt enables fracture probability to be calculated as a function of applied stress. The paper shows that Weibull distribution is morę applicable to the strength evaluation and failure statistics of PM steels than the morę commonly used normal distribution.

W artykule zaprezentowano systematyczne badania wpływu warunków wytwarzania na własności mechaniczne spiekanych stali Fe-3%Mn-0,8%C. Badania wytrzymałości na rozciąganie i zginanie trójpunktowe przeprowadzono przy użyciu próbek spiekanych w różnych warunkach, wykonanych z trzech różnych proszków żelaza. W celu otrzymania próbek Fe-3%Mn-0,8%C, do redukowanego, gąbczastego proszku żelaza gatunku Hoganas NC 100.24, oraz do rozpylanych proszków żelaza gatunków Hoganas ABC 100.30 i ASC 100.29, wprowadzono mangan w ilości 3%, w postaci proszku żelazomanganu niskowęglowego, oraz grafit w ilości 0,8%. Z proszków sprasowano pod ciśnieniem 660 MPa próbki, które poddano następnie spiekaniu w półhermetycznym pojemniku, w czasie 1 h, w suchym azocie lub wodorze, w temperaturze 1120 lub 1250°C; próbki chłodzono z prędkością 64<,C/min. Zgodnie z oczekiwaniami, gęstość tak wyprasek, jak i spiekanych stali była najwyższa w przypadku próbek wytworzonych z proszku ABC 100.30 i wynosiła ~7.1 g/cm3. Była ona o ponad 0,2 g/cm3 wyższa, niż gęstość spieków wykonanych z proszku gąbczastego. Podobnie moduł Younga, który osiągał w przypadku pierwszej stali ~130 GPa, podczas gdy w przypadku drugiej ~117GPa. Wartości umownej granicy plastyczności były wyższe w przypadku spieków otrzymanych z rozpylanego proszku żelaza - oraz dla próbek spieczonych w azocie - i próbek spieczonych w temperaturze 1250°C. Wytrzymałość na rozciąganie i zginanie trójpunktowe próbek spieczonych w azocie była wyższa, średnio o ~10%, niż próbek otrzymanych z gąbczastego proszku żelaza, osiągając ~730 MPa w przypadku wytrzymałości na rozciąganie próbek spieczonych w azocie, w temperaturze 1250°C, podczas gdy najmocniejsze próbki wykonane z proszku ABC 100.30 osiągały ~650 MPa. Wyższa plastyczność stali wykonanej z proszku gąbczastego i wyższe jej wytrzymałości związana jest z powiększoną, dostępną dla par manganu, powierzchnią cząstek proszku, co ułatwia wnikanie do nich tego pierwiastka stopowego. Zapewnia to także czyste, bardziej spoiste pierwotne granice cząstek proszku, będące zazwyczaj uprzywilejowanymi ścieżkami mikropęknięć. Badania wytrzymałości oparto na teorii statystycznej zaproponowanej przez Weibulla. Umożliwia ona obliczenie prawdopodobieństwa powstania przełomu w funkcji występującego naprężenia. W artykule wykazano, że do szacowania wytrzymałości stali wytworzonych techniką metalurgii proszków - i do statystycznego opisu tej wytrzymałości -rozkład Weibulla jest bardziej odpowiedni niż, stosowany powszechnie, rozkład normalny.