Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Model numeryczny zjawisk hartowania stali narzędziowej do pracy na gorąco

Kulawik A., Wróbel J., Bokota A.

Modelowanie Inżynierskie

|

2017

|

T. 33, nr 64

38--46

PL

W pracy przedstawiono kompleksowy model hartowania stali narzędziowej do pracy na gorąco. Pola temperatury otrzymuje się z rozwiązania metodą elementów skończonych zagadnienia przewodzenia ciepła. Model szacowania udziałów faz oparto na wykresach ciągłego nagrzewania i ciągłego chłodzenia (CTPa i CTPc). Udział fazy powstałej podczas ciągłego nagrzewania lub chłodzenia (austenit, perlit lub bainit) wyznacza się równaniem Johnsona-Mehla i Avramiego (JMA). Obliczanie udziału tworzącego się martenzytu realizowane jest zmodyfikowanym równaniem Koistinena i Marburgera (KM). W modelu zjawisk mechanicznych uwzględniono odkształcenia cieplne, strukturalne, plastyczne oraz odkształcenia indukowane przemianami fazowymi. Wielkości termofizyczne występujące w zagadnieniu termosprężysto-plastyczności uzależniono od temperatury i składu fazowego. Założono, że materiał charakteryzuje się wzmocnieniem izotropowym.

EN

In the paper the complex quenching model of the hot-work tool steel is presented. The temperature fields are determined based on the solving of the heat transfer equation using the finite element method. Model of estimation of phase fractions is based on the continuous heating diagram (CHT) and continuous cooling diagram (CCT). Phase fractions which occur during the continuous heating and cooling (austenite, pearlite or bainite) are described by Johnson-Mehl-Avrami (JMA) formula. To determine of the formed martensite the modified Koistinen-Marburger (KM) equation is used. In the model of mechanical phenomena the thermal, structural, plastic strains transformation induced plasticity are taken into account. Thermophysical properties occurring in the thermo-elastic-plasticity model depended on the temperature and phase composition of the material. It was assumed that the material is characterized by isotropic hardening.

2

Wpływ zmęczenia cieplnego na udarność stali narzędziowej do pracy na gorąco Orvar Supreme

Lulkiewicz J., Pachutko B., Gąsiorkiewicz M., Szkudelski S., Garczyński Z., Ziółkiewicz S.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2015

|

T. 26, nr 1

21--32

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań zmęczenia cieplnego stali do pracy na gorąco Orvar Supreme (odpowiednik stali WCLV) na stanowisku badawczym zaprojektowanym w Instytucie Obróbki Plastycznej. Stanowisko składało się głównie z następujących elementów: nagrzewnicy indukcyjnej, układu chłodzenia i pirometrów. Pęknięcia cieplne wytworzono na próbkach prostopadłościennych, które wymiarami były zbliżone do standardowych próbek udarnościowych, ale nie miały karbu. Cykle nagrzewania próbki prowadzono w temperaturze wynoszącej: 500°C, 600°C i 650°C. Liczba cykli wynosiła 1 tysiąc i 5 tysięcy. Nieniszczące pomiary łącznej długości pęknięć cieplnych na krawędzi próbki wykonano za pomocą tomografu komputerowego w Instytucie Odlewnictwa w Krakowie. Próbę udarności sposobem Charpy’ego wykonano w temperaturze wynoszącej: 500°C, 600°C i 650°C na próbkach poddanych 1 tysiącowi oraz 5 tysiącom cykli nagrzewania. W badaniach stosowano młot wahadłowy o początkowej energii uderzenia wynoszącej 300 J. Przeprowadzono pomiary głębokości pęknięć na przekrojach próbek, po wykonaniu prób udarności oraz przeanalizowano wyniki otrzymanych badań. Badania te wykonano na próbkach poddanych cyklicznemu nagrzewaniu w temperaturze 600°C i 650°C. W wyniku cyklicznego nagrzewania próbek do temperatury 500°C przy 5 tysiącach cykli nie stwierdzono pęknięć cieplnych. Nagrzanie próbek poddanych cyklicznemu zmęczeniu cieplnemu w temperaturze 500°C i 650°C spowodowało zwiększenie energii uderzenia w porównaniu do próbek ulepszonych cieplnie. W temperaturze 600°C wystąpił efekt zwiększenia twardości, co skutkowało zmniejszeniem energii uderzenia potrzebnej na złamanie próbki udarnościowej. Najdłuższe pęknięcia otrzymano na próbkach poddanych 5 tysiącom cykli nagrzewania w temperaturze wynoszącej 650°C.

EN

The paper presents the results of investigation of thermal fatigue of Orvar Supreme steel (equivalent of WCLV steel) on a test stand designed by the Metal Forming Institute. The stand consisted of the following main elements: induction heater, cooling system of pyrometers. Thermal cracks have been made on rectangular samples with the dimensions close to those of standard impact test pieces but without notch. The heating cycles of the sample have been performed at the temperature of 500oC, 600oC, and 650oC. The number of cycles was 1 thousand and 5 thousand. Non-destructive measurements of the total length of thermal cracks on the sample edge have been performed by means of a computer tomograph by the Institute of Casting in Cracow. Charpy impact test has been performed at the temperature of 500oC, 600oC and 650oC on samples subjected to a thousand and 5 thousand heating cycles. In the tests, Charpy pendulum machine with initial impact energy of 300 J has been used. The crack depths have been measured on the cross sections of samples after impact tests and the test results have been analysed. The tests have been performed on samples subjected to cyclic heating at the temperature of 600oC and 650oC. As a result of the cyclic heating of the samples up to the temperature of 500oC, at 5 thousand cycles, thermal cracks have not been found. Heating has caused increase of the impact energy as compared to toughened samples. At the temperature of 600oC, the effect of hardness increase has taken place, which has resulted in reduction of the energy necessary to break the impact test piece. The longest cracks have been obtained on the samples subjected to 5 thousand heating cycles at 650oC.

3

The Numerical Analysis of the Phenomena of Superficial Hardening of the Hot-Work Tool Steel Elements

Bokota A., Kulawik A., Szymczyk R., Wróbel J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2763--2772

EN

In the paper the complex model of hardening of the hot-work tool steel is presented. Model of estimation of phase fractions and their kinetics is based on the continuous heating diagram (CHT) and cooling diagram (CCT). Phase fractions which occur during the continuous heating and cooling (austenite, pearlite or bainite) are described by Johnson-Mehl (JM) formula. To determine of the formed martensite the modified Koistinen-Marburger (KM) equation is used. Model takes into account the thermal, structural, plastic strains and transformation plasticity. To calculate the plastic strains the Huber-Mises plasticity condition with isotopic hardening is used. Whereas to determine transformations induced plasticity the Leblond model is applied. The numerical analysis of phase compositions and residual stresses in the hot-work steel (W360) element is considered.

PL

W pracy przedstawiono kompleksowy model hartowania stali narzędziowej do pracy na gorąco. Model szacowania ułamków faz oraz ich kinetyki oparto na wykresach ciągłego nagrzewania (CTPA) oraz chłodzenia (CTPc). Ułamki faz powstałych podczas ciągłego nagrzewania i chłodzenia (austenit, perlit lub bainit) wyznaczane są równaniem Johnsona- Mehla. Do określenia tworzącego się martenzytu wykorzystano zmodyfikowane równanie Koistinena i Marburgera. W modelu uwzględniono odkształcenia cieplne, strukturalne, plastyczne oraz odkształcenia transformacyjne. Do wyznaczania odkształceń plastycznych zastosowano warunek plastyczności Hubera-Misesa ze wzmocnieniem izotropowym, natomiast do wyznaczenia odkształceń transformacyjnych wykorzystano model Leblonda. Dokonano analizy numerycznej składu fazowego oraz naprężeń hartowniczych w elementach wykonanych ze stali narzędziowej do pracy na gorąco (W360).

4

Premature cracking of dies for aluminium alloy die-casting

Pawłowski P., Bała P., Tokarski T., Krawczyk J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1275--1279

EN

Two identical dies for aluminium alloy die-casting failed prematurely because of a number of parallel cracks on the working surface. These cracks were of a mechanical nature related to incorrect microstructural banding orientation of the die core and related to improper heat treatment. The microstructural banding orientation was determined by metallographic examination of the specimens, which were cut from the dies along the three axes of the coordinate system. Scanning electron microscopy (SEM) examination of the fracture surfaces and along the crack path (including energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis) indicated that the root cause of the premature cracking of the dies was improper heat treatment (quenching and tempering conditions). Additionally, resistance to fracture of the investigated specimens, as measured by the Charpy V-notch test, was five times lower than that required for the desired hardness.

PL

Dwie identyczne matryce do ciśnieniowego odlewania stopów aluminium zostały przedwcześnie wycofane z eksploatacji z powodu wystąpienia na ich powierzchniach roboczych szeregu równoległych pęknięć. Kierunek propagacji pęknięć pokrywał się z kierunkiem pasmowości mikrostrukturalnej a samo tworzenie się pęknięć było skutkiem niewłaściwej obróbki cieplnej matryc. Stwierdzono nieprawidłową orientację geometryczną matrycy względem kierunku włókien struktury pierwotnej. Badania przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego z wykorzystaniem techniki EDS wykazały, że przyczyną powstawania pęknięć matryc była nieprawidłową przeprowadzona obróbki cieplna matryc.

5

Analiza dylatometryczna przemian fazowych podczas odpuszczania stali 56NiCrMo7

Dąbrowski R., Dziurka R.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 10

748--752

PL

W artykule zaprezentowano oryginalny wykres CTPc° (czas – temperatura – przemiana) dla przemian zachodzących podczas odpuszczania stali narzędziowej do pracy na gorąco w gatunku 56NiCrMo7. Wykres wykonano dla wybranej temperatury austenityzowania równej 830 °C. Uzyskane wyniki zilustrowano za pomocą dylatogramu chłodzenia stali od 830 °C oraz dylatogramów nagrzewania ze stanu zahartowanego (odpuszczania) wraz z ich interpretacją. Na dylatogramach nagrzewania stwierdzono dwa wyraźne efekty dylatacyjne ujemne: pierwszy − pochodzący najprawdopodobniej od wydzielania węglika ε oraz drugi – związany z wydzielaniem cementytu stopowego (M3C). Ponadto, zarejestrowano wyraźny efekt dylatacyjny dodatni związany z przemianą austenitu szczątkowego. Nie zaobserwowano natomiast efektu dylatacyjnego dodatniego pochodzącego od niezależnego zarodkowania węglików typu MC. Uzyskane wyniki badań pozwolą zmodyfikować technologię odpuszczania narzędzi wykonanych z badanej stali.

EN

In this paper the original CHT diagram (Continuous - Heating - Transformation) during tempering of 56NiCrMo7 hot-work tool steel was presented. The diagram was prepared for the chosen austenitizing temperature (830 °C). To present the way of interpretation of the results, dilatograms of cooling the sample as well heating the samples from as-quenched state were studied. Two negative dilatation effects were found on the dilatograms of heating: first - related most probably to the precipitations of ε carbide and second – related to the precipitations of alloyed cementite (M3C). Moreover, the positive dilatation effect related to the transformation of the retained austenite was registered. The positive dilatations effect related to independent nucleation of the carbides of MC type was not observed. Obtained results will let work out the detailed technology of tempering of tools made of the investigated steel.

6

Kinetyka przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali 56NiCrMo7 w warunkach izotermicznych

Dąbrowski R., Pacyna J., Dziurka R.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2011

|

Vol. 78, nr 3

248-253

PL

W artykule przedstawiono wykres CTPi (czas - temperatura - przemiana przy chłodzeniu izotermicznym) stali narzędziowej do pracy na gorąco gatunku 56NiCrMo7. Wykres sporządzono dla wybranej temperatury austenityzowania równej 820 °C. Dla zilustrowania uzyskanych wyników zamieszczono dylatogramy w układzie dL/Lo = f(t), (gdzie: dL - zmiana długości próbki, Lo - długość początkowa, t - czas) wraz z krzywymi różniczkowymi dL/Lo/dt = f(t), na których wyznaczano czas do rozpoczęcia i zakończenia przemian austenitu w mikrostruktury dyfuzyjne i pośrednie. Ponadto, dokonano analizy zmian twardości i mikrostruktury próbek badanej stali po izotermicznym wytrzymywaniu i następnym chłodzeniu do temperatury pokojowej.

EN

In this paper the TTT diagram (Time-Temperature-Transformation upon isothermal cooling) of the hot-working tool steel grade 56NiCrMo7 is presented. The diagram has been obtained for austenitizing temperature of 820 °C. In order to illustrate the received results, the dilatometric curves L/Lo = f(t), (where : L/Lo - relative length change of the sample, t - time) and first derivative curves L/Lo/t = f(t), showing the start and finish times of the austenite transformations into different types of pearlitic and bainitic microstructures are shown presented. In addition, the microstructure analyses and hardness measurements were carried out.

7

Zmiany mikrostruktury i twardości stali 56NiCrMo7 w zakresie temperatur austenityzowania 700÷1000 °C

Dąbrowski R., Dziurka R.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 6

290-296

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wstępnych stali narzędziowej gatunku 56NiCrMo7 do pracy na gorąco. Obejmowały one ocenę punktów przełomowych oraz mikrostruktury w stanie wyżarzonym. Dokonano również analizy zmian twardości oraz zmian zachodzących w mikrostrukturze stali w wyniku zmiany temperatury austenityzowania. Uzyskane wyniki badań stanowią przyczynek do wykonania oryginalnych wykresów CTPc° służących do analizy kinetyki przemian fazowych, zachodzących podczas odpuszczania tej stali uprzednio zahartowanej od wybranej temperatury austenityzowania.

EN

Results of preliminary research of a hot-work tool steel, grade 56NiCrMo7, are presented in this paper. The investigations have been focused on measurements of the steel’s critical temperatures and on microstructural analysis after softening annealing. The effect of austenitizing temperature on hardness and development of microstructure also was investigated. On the basis of the obtained results an original CHT (Continuous–Heating–Transformations) diagram will be developed, which can be used for analysis of phase transformations taking place during tempering of previously quenched steel.

8

Kinetyka przemian fazowych przy nagrzewaniu ze stanu zahartowanego stali 56NiCrMo7

Dąbrowski R., Dziurka R.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 10

589-593

PL

W pracy przedstawiono oryginalny wykres CTPcO (czas – temperatura – przemiana) przy nagrzewaniu ciągłym ze stanu zahartowanego (odpuszczaniu), stali narzędziowej do pracy na gorąco w gatunku 56NiCrMo7. Wykres sporządzono dla wybranej temperatury austenityzowania równej 860 °C. Dla zilustrowania uzyskanych wyników zamieszczono dylatogram chłodzenia stali od 860 °C oraz dylatogramy nagrzewania ze stanu zahartowanego wraz z ich interpretacją. Na dylatogramach nagrzewania stwierdzono dwa wyraźne efekty dylatacyjne ujemne: pierwszy – pochodzący najprawdopodobniej od wydzielania węglika . oraz drugi – związany z wydzielaniem cementytu stopowego (M3C). Ponadto, zarejestrowano wyraźny efekt dylatacyjny dodatni związany z przemianą austenitu szczątkowego. Nie zaobserwowano natomiast efektu dylatacyjnego dodatniego pochodzącego od niezależnego zarodkowania węglików typu MC. Uzyskane wyniki badań pozwolą w przyszłości zmodyfikować technologię odpuszczania narzędzi wykonanych z badanej stali.

EN

In this paper the original CHT diagram (Continuous Heating Transformation) during heating from as-quenched state) of 56NiCrMo7 hot-work tool steel was presented. The diagram was prepared for the chosen austenitizing temperature 860 °C. To present the way of interpretation of the results, dilatograms of cooling the sample as well heating the samples from as-quenched state were studied. Two negative dilatationes effects were found on the dilatograms of heating: first – related most probably to the precipitations of ĺ carbide and second – related to the recipitations of alloyed cementite (M3C). Moreover, the positive dilatation effect related to the transformation of the retained austenite was registered. The positive dilatations effect related to cendependent nucleation of the carbides of MC type was not observed. Obtained results will let work out the detailed technology of tools tempering made of the investigated steel.

9

Stal narzędziowa 47CrMoWVTiCeZrl6-26-8 do pracy na gorąco

Dobrzański L. A., Mazurkiewicz J., Hajduczek E.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2005

|

Vol. 72, nr 3

182--187

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę wieloskładnikowej stali 47CrMoWVTiCeZrl 6-26-8 przeznaczonej na narzędzia do pracy na gorąco. Stwierdzono, że badana stal po hartowaniu i odpuszczaniu ma strukturę martenzytu listwowego, częściowo zbliźniaczonego, z udziałem węglików stopowych typu MC i M 2 C 3 nierozpuszczonych w roztworze stałym, a także dyspersyjnych węglików typu M4C 3 oraz M7C3 odpowiedzialnych za efekt twardości wtórnej w czasie odpuszczania. Największe wartości wytrzymałości na rozciąganie, udarności i twardości uzyskuje badana stal po zahartowaniu z temperatury 1120°C i odpuszczaniu w 540 °C, natomiast maksymalną odporność na zmęczenie cieplne - po zahartowaniu i odpuszczaniu w 600 °C.

EN

The paperpresents characteristics ofthe multi-component hot-work tool steel ofthe 47CrMoWVTiCeZrl6-26-8 type. It has beenfound out that the investigated steel after ąuenching and tempering has the lath martensite structure, partially twinned, with alloy carbides ofthe MC andM2C3 type, undissohed in the solid solution, and also ofthe dispersive carbides ofthe M4C3 and M7C3 responsible for the secondary hardness effect during tempering. The highest values of the ultimate tensile strength, impact strength, and hardness are attained by the investigated steel after ąuenching at the temperaturę of 1120 °C and tempering at 540 °C, whereas the max,imum thermal fatigue resistance — after quenching and tempering at 600 °C.