Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dilatometric and metallographic studies for verifying phase transformations mesoscale model

Opara J., Zalecki W.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2018

|

T. 70, nr 3

32--39

EN

The aim of the study was to perform a series of dilatometric experiments, which would be used to further verify and validate a phase transformation mesoscale model based on the cellular automata method. As a result of the study, a CCT graph for steel S355J was developed, which was the basis for further studies of phase transformation kinetics. Subsequently, the study of microstructure using light and scanning microscopy allowed for a qualitative determination of the occurrence of individual structural components in each dilatometric sample. The results of the quantitative analysis of microstructures were used to determine the average primary austenite grain size, as well as to develop a digital material representation. The studies of phase transformation kinetics were carried out using an original computer tool for quantitative dilatometric analysis. Thus, the curves of volume fraction changes of individual structural components as a function of time and temperature were obtained on the basis of data directly from the recorded dilatometric tests. The presented results of quantitative dilatometric analysis with final volume fractions of individual structural components for various cooling rates are a valuable source of data for the direct validation of the mesoscale model of phase transformations.

PL

Celem niniejszej pracy było wykonanie serii eksperymentów dylatometrycznych, które posłużą dalszej weryfikacji i walidacji mezoskalowego modelu przemian fazowych opartego na metodzie automatów komórkowych. W efekcie realizacji pracy opracowano wykres CTPc dla stali z gatunku S355J, który stanowił podstawę do dalszych badań kinetyki przemian fazowych. Kolejno wykonanie badań mikrostruktury z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej oraz skaningowej pozwoliło na jakościowe określenie występowania poszczególnych składników strukturalnych w każdej z próbek dylatometrycznych. Wyniki ilościowej analizy mikrostruktur wykorzystano do określania średniej wielkości pierwotnego ziarna austenitu, a także opracowania cyfrowej reprezentacji materiału. Badania kinetyki przemian fazowych zrealizowano za pomocą autorskiego komputerowego narzędzia do ilościowej analizy dylatogramów. Dzięki czemu uzyskano wykresy z przebiegami udziałów objętości poszczególnych składników strukturalnych w funkcji czasu oraz temperatury na podstawie danych pochodzących bezpośrednio z zarejestrowanych przebiegów dylatometrycznych. Zademonstrowane wyniki ilościowej analizy dylatometrycznej z końcowymi udziałami objętości poszczególnych składników struktury dla różnych szybkości chłodzenia stanowią cenne źródło danych do bezpośredniej walidacji mezoskalowego modelu przemian fazowych.

2

Analiza mikrostruktury stali podeutektoidalnej Co–Mo po ciągłym chłodzeniu z zakresu austenitu

Rożniata E., Dziurka R., Górecki K.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

414--418

PL

W pracy przedstawiono analizę kinetyki przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali podeutektoidalnej 37CoMo4-3. Zastosowano badania metalograficzne oraz dylatometryczne, a także pomiary twardości. Badania metalograficzne wykonano na mikroskopie świetlnym Axiovert 200 MAT firmy Carl Zeiss. Zgłady trawiono 3% nitalem w celu ujawnienia poszczególnych składników mikrostrukturalnych badanej stali. Pomiary twardości wykonano aparatem Vickersa typu HPO 250, stosując siłę obciążająca 30 kG. Badania dylatometryczne wykonano za pomocą dylatometru L78 R.I.T.A. firmy LINSEIS. Rejestrowano cyfrowo zmiany wydłużenia próbek o wymiarach Ø3×10 mm w zależności od temperatury. Otrzymane krzywe chłodzenia różniczkowano, co pozwoliło precyzyjnie określić temperaturę początku i końca poszczególnych przemian. Próbki nagrzewano z szybkością 5°C/s do temperatury austenityzowania TA = 870°C, wygrzewano przez 20 min, a następnie chłodzono z różną szybkością (w zakresie od 300°C/s do 0,1°C/s).

EN

Present work corresponds to the research on the kinetics of phase transformation of undercooled austenite and analysis of the microstructure of 37CoMo4-3 hypoeutectoid steel, imitating by its chemical composition toughening steels. The kinetics of phase transformation of undercooled austenite of investigated alloy was presented on CCT diagram (continuous cooling transformation). The paper presents metallographic examinations, as well as hardness measurements. Metallographic observations were carried out using a Carl Zeiss Axiovert 200 MAT light microscope. Polished sections were etched with a 3% nital (3% HNO3 solution in C2H5OH). Dilatometric tests were performed using L78 R.I.T.A dilatometer of LINSEIS. Using dilatometer, the changes of elongation of the samples with dimensions Ø3×10 mm as a function of temperature were registered. Obtained heating curves were used for precise determination of the critical temperatures (critical points) for the examined steels. The differentiation of obtained cooling curves allowed to precisely define the temperature of the beginning and the end of particular phase transitions and thus to draw CCT diagrams.

3

Kinetyka przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali podeutektoidalnej 37MnCo6-4

Rożniata E., Dziurka R.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 1

25--30

PL

W pracy podjęto się analizy kinetyki przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali podeutektoidalnej 37MnCo6-4. Dokonano także oceny wpływu temperatury austenityzowania TA na twardość próbek badanej stali oziębianych w wodzie. Wyznaczono najkorzystniejszą temperaturę austenityzowania, a także dokonano pomiaru wielkości ziarna byłego austenitu. Są to badania podstawowe (wstępne) dotyczące ilościowej analizy mikrogradientów składu chemicznego w wieloskładnikowych stopach żelaza z węglem. Stopy te reprezentują m.in. wielkie grupy stali do ulepszania cieplnego. W pracy przeprowadzono badania metalograficzne oraz dylatometryczne i pomiary twardości. Badania metalograficzne wykonano na mikroskopie świetlnym Axiovert 200 MAT firmy Carl Zeiss. W celu ujawnienia poszczególnych składników strukturalnych badanej stali zgłady trawiono 3% nitalem lub wodnym roztworem kwasu pikrynowego, aby ujawnić miejsca z wyraźnymi granicami ziaren byłego austenitu. Pomiary twardości wykonano sposobem Vickersa za pomocą twardościomierza typu HPO 250. Badania dylatometryczne wykonano za pomocą dylatometru L78R.I.T.A. firmy LINSEIS. Na podstawie analizy jakościowej i ilościowej stwierdzono, że badana stal podeutektoidalna 37MnCo6-4 wykazuje powolny wzrost średniej średnicy równoważnej ziarna byłego austenitu od temperatury austenityzowania 860°C, co przejawia się zmniejszeniem twardości próbek zahartowanych. Z kolei powyżej temperatury 950°C obserwuje się nagły wzrost ziarna austenitu, który w stalach konstrukcyjnych (do ulepszania cieplnego) nazywa się anormalnym rozrostem ziarna. Zastosowanie temperatury austenityzowania 840°C nie zmienia na wykresie CTPc charakteru krzywych dla przemian dyfuzyjnych (perlitycznej i ferrytycznej), a także przemiany pośredniej (bainitycznej).

EN

The paper corresponds to the research on the kinetics of phase transformation of undercooled austenite and analysis of the microstructure of hypoeutctoid steel. According to the PN-EN 10027 standard, this steel should have the 37MnCo6-4 symbol. The kinetics of phase transformation of undercooled austenite of the investigated alloy was presented on a CCT diagram (continuous cooling transformation) – Figure 7. The paper presents metallographic research (Fig. 5, 6, 9), calculation of the average diameter of the austenite grain (Tab. 2), as well as hardness measurements (Fig. 4). The austenitising temperature was assumed, in a standard way, which means higher by 30÷50°C than the Ac3 temperature for hypoeutectoid steels. The steel samples were subjected to full annealing. A sample of the tested alloy was heated to a temperature of 850°C, held for 2 hours, and then cooled at a rate of 3°C/min to 500°C and further cooled at a rate of 30°C/min to room temperature. The microstructure of the investigated material was examined by means of a light microscope, Axiovert 200 MAT. The hardness measurements were performed with a Vickers HPO250, which imposes a force equal to 10 kG and 30 kG. The dilatometric measurements were performed with a L78R.I.T.A. dilatometer. The CCT diagrams were made on the basis of dilatograms recorded for samples cooled at various rates. It was concluded that the transition start curves are C-shaped. According to the Wever and Rose classification, this is a type III chart.

4

Continuous cooling transformation (CCT) and continuous heating transformation (CHT) diagrams for the new bainitic steel

Pacyna J.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

341--345

EN

The kinetics of transformations of undercooled austenite of the new bainitic steel was determined, in the hereby paper, as the CCT diagrams (Fig. 1 and 3). Investigations were performed for two values of austenitising temperature, it means: Ac3 + 50°C = 890°C and 950°C. The bainitic character of the new steel and its high hardenability was conﬁrmed, as well as the fact that an increase of the austenitising temperature to 950°C did not inﬂuence signiﬁcantly the kinetics of transformation of this steel austenite. The selected cooling processes courses were illustrated by photographs of microstructures of the tested steel samples (Fig. 2 and 4). The kinetics ofphase transformations of samples quenched from 890 and 950°C into bainite with a rate of 1100°C/h (0.305°C/s) was determined at their heating, in a form of the CHT diagrams (Fig. 5 and 8). The retained austenite start and ﬁnish temperature, as well as temperature of cementite M3C and carbides (MC type) precipitations were detennined by analysing differential curves of the numerically recorded dilatograms. The method of interpretation of differential curves was also shown. The dilatation effect (shrinkage) originated by carbides e precipitation was not found in the recorded dilatograms of tempering the investigated bainitic steel. None essential differences in the phase transformation kinetics at tempering the tested steel - after its previous quenching into bainite from 890 and 950°C - were found.

PL

W pracy określono kinetykę przemian przechłodzonego austenitu nowej stali bainitycznej W formie wykresów CTPc (rys. 1 i 3). Badania wykonano dla dwóch wartości temperatury austenityzowania, tj AC3 + 50°C = 890°C oraz 950°C. Potwierdzono bainityczny charakter nowej stali, jej wielką hartowność, jak również to, że wzrost temperatury austenityzowania do 950°C nie wpływa istotnie na zmianę kinetyki przemiany austenitu tej stali. Wybrane przebiegi chłodzenia próbek zilustrowano fotograﬁami ich mikrostruktury (rys. 2 i 4). Dla próbek zahartowanych z 890 i 950°C na bainit z szybkością 1100°C/h (0,305°C/s) określono, W postaci wykresów CTPcO kinetykę przemian fazowych przy ich nagrzewaniu (rys. 5 i 8). Wartości temperatury początków i końców przemiany austenitu szczątkowego, wydzielania cementytu M3C i węglików typu MC określono, analizując krzywe różniczkowe zarejestrowanych cyfrowo dylatogramów. Pokazano też sposób interpretacji krzywych różniczkowych. Na zarejestrowanych dylatogramach odpuszczania badanej stali bainitycznej nie stwierdzono efektu dylatacyjnego (skurczu) od wydzielania węglików e. Nie stwierdzono też istotnych różnic w kinetyce przemian fazowych przy odpuszczaniu badanej stali po jej uprzednim zahartowaniu na bainit z 890 i 950°C.

5

Zastosowanie badań in situ i metod obliczeniowych do opisu kinetyki przemian fazowych w nowych gatunkach wysokowęglowych stali bainitycznych

Burian W., Garbarz B., Szade J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2010

|

T. 62, nr 1

129-135

PL

W wyniku badań stali o strukturze bainitycznej prowadzonych w ostatnich kilku latach za pomocą zaawansowanych metod fizycznych i symulacji numerycznych ustalono, że nanokrystaliczny typ bainitu powstający w wysokowęglowych stalach średniostopowych, charakteryzuje się wyjątkowo korzystnym połączeniem parametrów wytrzymałościowych i plastycznych. W procesie wytwarzania określonego typu struktury, prowadzącego do uzyskania założonych właściwości mechanicznych, istotną rolę odgrywa znajomość kinetyki przemian fazowych zachodzących w tych stalach w procesie obróbki cieplnej. W celu zbadania kinetyki przemian fazowych i procesów wydzieleniowych w wysokowęglowych stalach bainitycznych zastosowano metodę pomiaru z wykorzystaniem spektroskopii fotoemisyjnej, umożliwiającą badanie zachodzących zmian w czasie rzeczywistym. W artykule przedstawiono również wyniki obliczeń termodynamicznych oraz ich korelacje z otrzymanymi wynikami doświadczalnymi. Przedstawione wyniki badań zostaną wykorzystane do opracowania technologii wytwarzania wyrobów z wysokowęglowej stali bainitycznej o strukturze nanokrystalicznej.

EN

The results of bainitic steel investigations by means of advanced experimental and computational methods shown that nanocrystalline bainite in high carbon steels reveals extraordinary combination of strength and toughness. The knowledge of phase transitions kinetics during heat treatment is crucial to obtain the steel of required parameters. In order to investigate the phase transition kinetics and precipitation processes in high carbon bainitic steels the photo-electron spectrometer was used, which allows to perform measurements during heat treatment in real time. The results of thermodynamics calculation are also presented and compared to the experimental data. Presented results will be used in development of manufacturing technology of products from nanocrystalline high carbon bainitic steel.

6

Kinetics of phase transformations of undercooled austenite in tool steels of a different chromium content

Krawczyk J., Pacyna J., Bała P., Skrzypek T., Kokosza A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

247-251

PL

Kinetykę przemian fazowych przechłodzonego austenitu dwóch stali narzędziowych o rożnej zawartości chromu przedstawiono w formie wykresów CTPc. Badania wykonano na dwóch stalach narzędziowych o zawartości chromu 2,06% i 2,98%. Przy zbliżonej zawartości węgla (ok. 0,8%) i pozostałych pierwiastków stopowych. Optymalną temperaturę austenityzowania określono na podstawie badań dylatometrycznych, metalograficznych i pomiarów twardości. Stwierdzono, iż w badanych stalach zwiększenie zawartości chromu wpływa na wydłużenie czasu do rozpoczęcia przemiany perlitycznej, natomiast pozostaje bez wyraźnego wpływu na początek przemiany bainitycznej i temperaturę M S.

EN

The kinetics of phase transformations of undercooled austenite in two tool steels of a different chromium content is presented in the form of CCT diagrams. Investigations were performed for two tool steels containing 2.06% and 2.98% of chromium. A carbon content was app. 0.8% and the remaining alloying elements were the same in both steels. The optimal austenitizing temperature was determined on the bases of dilatometric and metallographic investigations and hardening tests. It was found, that the chromium content leads to the increase of time to the start of the pearlitic transformation while it does not influence the beginning of the bainitic transformation and M S temperature.

7

Kinetics of phase transformations of undercooled austenite in 18CrNiMo7-6 steel applied for toothed wheels

Krawczyk J., Bała P., Pawłowski B.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 3 spec.

29--34

EN

Toothed wheels constitute essential part of the steel structural elements market. The most often hypereutectoid structural steels for carburizing are used for toothed wheels. The final producers of toothed wheels are not demanding regarding a microstructure, provided that the determined requirements will be fulfilled (e.g. metallurgical purity determined by ultrasounds). Therefore delivered forgings can be in an annealed or quenched state. This results from the situation that the final heat treatment or heat-chemical one is being done at one of the last stages of the toothed wheel production. An essential factor allowing to develop the proper heat treatment is the knowledge of the kinetics of phase transformations of undercooled austenite and its relating to technological conditions, being at the producer disposal, as well as to forging dimensions. Such investigations should be carried out on real melts used for forgings for toothed wheels production together with an analysis of microstructure changes on the forging cross-section. They should be based on calculation methods determining the distribution of cooling rates on its cross-section in dependence of an applied cooling medium. The mentioned above problems in relation to 18CrNiMo7-6 steel - are elucidated in this paper. The aim of the investigations was the description of the kinetics of phase transformations of undercooled austenite in this steel. The CCT diagram was constructed for the austenitizing temperature determined on the basis of phase transformations temperatures (the so-called critical points).

8

Kinetyka przemian fazowych przy nagrzewaniu ze stanu zahartowanego nowej stali narzędziowej do pracy na gorąco

Bała P., Pacyna J.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 1

15-17

PL

W pracy określono kinetykę przemian fazowych przy nagrzewaniu ciągłym (odpuszczaniu) ze stanu zahartowanego w formie dwóch wykresów CTPC° (Czas - Temperatura - Przemiana) dla nowej stali narzędziowej do pracy na gorąco. W dylatometrze DT1000 rejestrowano przemiany przy nagrzewaniu próbek uprzednio zahartowanych od dwóch różnych temperatur. Pokazano różnice w kinetyce przemian zachodzących w próbkach wymrożonych i niewymrożonych ze szczególnym uwzględnieniem wpływu różnicy w udziale austenitu szczątkowego.

EN

The kinetics of phase transformations during continuous heating (tempering) from quenched state by means of the CHT (continuous Heating Transformation) diagram for new hot-work tool steel was presented. The DTI000 high resolution dilatometer was used for the investigation. The samples were austenitized at two different temperatures. The differences in phase transformations at heating of subquenched and no subquenched samples were shown. The special consideration was given to the retained austenite transformation.

9

Phase transformation kinetics and the stresses in hardened and carbonized cylindrical elements

Woelke J., Zielnica J.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2002

|

nr 18

463-468

EN

Numerical calculations of the kinetics phase transformatom are presented for infinite length carbon steel cylinder of raddius 0.0085m. The cylinder has been carbonized to the depth of 0.002m from the extremal surface, and hartened in an oil bath. The theoretical considerations are supperted on the .Sjostroma model [4], Ericsson AND .Hildenwall model [1], and Inoue Raniecki [2], In the analysis, heat transfer coefficient, specific heat, thermal diffusion into versus volumetric dilatation, and actual temperamre are taken into cosideration.

PL

Na przykładzie nieskończenie długiego cylindra o promieniu 0.0085m, wykonanego ze zwykłej stali węglowej nawęglanej na głębokość 0.002m od brzegu, przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych analizy termokinetyki przemian fazowych. Cylinder poddano hartowaniu w oleju. Rozważania oparto na teorii Sjostroma [4] modelu Ericssona Hildenwalla [1] i teorii T.Inoue B. Ranieckiego [2]. W analizie uwzględniono zmianę współczynnika przewodności ciepła, ciepła właściwego, współczynnika cieplnej dyfuzji, w zależności od udziałów objętościowych i aktualnej temperatury.

10

Kinetics of phase transformations in Ni-P alloys upon heating

Ziewiec K., Kędzierski Z., Morgiel J.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2002

|

Vol. 28, no. 2

157-166

EN

Nickel-phosphorus alloys Ni93P7, Ni87P13, Ni81P19 and Ni79P21, were prepared by electroless plating process. For each of the chemical compositions structural disorder parameter was calculated and the alloys were studied by mean of temperature resistivity change method. Kinetic parameters of spherulitic growth process were calculated. The spherulitic structure was studied by means of transmission electron microscope.

PL

Przygotowano bezprądowo osadzane stopy niklowo-fosforowe o następujących składach: Ni93P7, Ni87P13. Ni81P19 i Ni79P21. Dla każdego z tych składów oszacowano parametr nieuporządkowania strukturalnego i stopy były badane za pomocą metody temperaturowych zmian oporu. Obliczono parametry kinetyki procesu wzrostu sferulitów. Badano strukturę sferulitów za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego.