Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of Tempering Temperature on the Abrasive Wear of High-Strength, Martensitic Boron Steel Hardox Extreme

Zemlik Martyna, Konat Łukasz, Grygier Dominika

Tribologia

|

2023

|

nr 1

99--108

EN

The article discusses the microstructural and wear aspects of high-strength, martensitic boron steel Hardox Extreme. It is characterised by a hardness well in excess of 600 HBW and a static tensile strength Rm over 2000 MPa, which provides high resistance under abrasive wear conditions. However, such high mechanical properties reduce the steel's ductility parameters, including impact strength, elongation and area reduction. Examples of components exposed to abrasive wear, including ploughshares, cultivator teeth, excavator buckets or chutes, also require satisfactory resistance to impact wear. Subjecting Hardox Extreme steel to tempering treatments can enhance its performance characteristics by increasing its plastic properties while maintaining satisfactory mechanical indices. Therefore, it was decided to study the tribological properties of Hardox Extreme steel after stress-relieving and low-temperature tempering treatments. In the course of the work carried out, it was shown that with a reduction in hardness from 644 HBW to 508 HBW, it is possible to achieve satisfactory wear indices. The value of the coefficient of relative abrasion resistance kb is equal to 1.36–1.12, respectively, for the as-delivered condition and after tempering treatments at 250°C.

PL

W artykule omówione zostały aspekty mikrostrukturalne i zużyciowe wysokowytrzymałej, martenzytycznej stali z borem Hardox Extreme. Charakteryzuje się ona twardością znacznie przekraczającą wartość 600 HBW i wytrzymałością na statyczne rozciąganie Rm powyżej 2000 MPa, co zapewnia wysoką odporność w warunkach zużycia ściernego. Jednakże tak wysokie własności mechaniczne powodują obniżenie parametrów plastycznych stali, uwzgledniających udarność, wydłużenie i przewężenie. Przykładowe elementy narażone na zużycie ścierne, w tym lemiesze pługa, zęby kultywatora, łyżki koparek czy zsuwnie kosza czerpakowego wymagają także zadowalającej odporności na ścieranie udarowe. Poddanie stali Hardox Extreme zabiegom odpuszczania może wpłynąć na zwiększenie jej cech użytkowych poprzez podwyższenie właściwości plastycznych przy jednoczesnym zachowaniu zadowalających wskaźników mechanicznych. W związku z powyższym zdecydowano się zbadać własności tribologiczne stali Hardox Extreme po przeprowadzeniu za biegów odprężania i niskiego odpuszczania. W toku przeprowadzonych prac wykazano, że przy obniżeniu twardości z 644 HBW do 508 HBW możliwe jest uzyskanie zadowalającej odporności na zużycie ścierne. Wartość współczynnika względnej odporności na zużycie kb wynosi 1,36–1,12, odpowiednio dla stanu dostarczenia i po przeprowadzeniu zabiegów odpuszczania w temperaturze 250°C.

2

Zrobotyzowane spawanie metodą TIG stali DOCOL 1200M

Górka Jacek

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2021

|

nr 5-6

56--60

PL

W pracy przedstawiono strukturę i własności złączy doczołowych spawanych metodą TIG stali DOCOL 1200M o grubości 1,8 mm. Stal DOCOL 1200M o strukturze martenzytycznej przeznaczona jest głównie do wytwarzania zderzaków samochodowych, belek bocznych oraz innych elementów zapewniających bezpieczeństwo użytkowników pojazdów mechanicznych.

EN

The paper presents the structure and properties of butt joints of the TIG- -welded 1.8 mm thick DOCOL 1200M steel. The DOCOL 1200M martensitic steel is mainly designed for the manufacture of car bumpers, side beams and other elements ensuring safety for the users of motor vehicles.

3

Influence of Heat Treatment and Nickel Content on the Properties of the GX4CrNi13-4 Steel

Kaňa V., Krutiš V., Bořil P., Záděra A., Rimko M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2021

|

Vol. 66, iss. 1

37--41

EN

For the EN GX4CrNi13-4 martensitic stainless steel, research was conducted to investigate the impact of the quenching intensity and the content of nickel on the mechanical properties and amount of retained austenite. It was found that the amount of retained austenite significantly increases with growing nickel concentration. On the other hand, the cooling rate at quenching makes a difference only if the cooling is intensive, then amount of retained austenite decrease. A higher nickel content improves the mechanical properties. With more intensive cooling, the tensile strength decreases while the yield strength increases. The ductility is not significantly affected by the cooling intensity.

4

Analiza wybranych właściwości materiałów stosowanych na instrumentarium chirurgiczne

Chrobak Aleksandara, Łagan Sylwia

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2020

|

z. 19

5--11

PL

Celem niniejszej pracy była analiza porównawcza wybranych właściwości materiałów metalicznych wykorzystywanych na narzędzia chirurgiczne. Przeprowadzono badania określające odporność na korozję (metodą grawimetryczną), zwilżalność powierzchni (metodą kropli siedzącej) oraz analizę swobodnej energii powierzchniowej z wykorzystaniem dwóch modeli analitycznych: Owensa-Wendta oraz van Ossa-Chauhury-Gooda. W wyniku badań wskazano właściwości stali austenitycznej i martenzytycznej determinujące dobór materiału do produkcji instrumentarium chirurgicznego.

EN

The aim of this work was comparative analysis of selected properties of metallic materials used for surgical instruments. The studies have been conducted to determine the corrosion resistance (gravimetric method), surface wettability (sitting drop method) and free surface energy analysis using two analytical models: Owens-Wendt’s and van Oss-Chauhury-Good’s. As a result, the properties of austenitic and martensitic steel determining the choice of material for the production of surgical instruments have been indicated.

5

Welding mobile platforms elements made of AHSS steel in view of new requirements in civil engineering and transport

Węgrzyn Tomasz, Jurek Adam, Wszołek Łukasz, Stanik Zbigniew

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2019

|

z. 103

209--218

EN

The developing automotive industry has prompted an increase in the demand for new welding technologies in civil engineering and transport that reduce the mass of mobile platforms mounted on vehicles and increase their operational range at the same time. The AHSS steels are the materials most commonly adapted for the production of motor vehicles due to their high tensile strength. Nonetheless, the joints created with their use are less strong from the native material. This article examined whether the application of micro-jet cooling would alter the mechanical properties of the welds. Based on the performed tests, joints with better quality that passed positively in the hardness and tensile strength evaluations were obtained. The presented research proves that the use of additional elements in the welding process significantly affects the quality of the obtained welds and brings satisfactory results with a greater repeatability than before.

6

Welding of mobile elevating work platforms

Silva Abilio, Szczucka-Lasota Bożena, Węgrzyn Tomasz, Jurek Adam

Welding Technology Review

|

2019

|

R. 91, nr 6

15--20

EN

The demand for new welding technologies in civil engineering and transport is increasing. An example of this is the tendency to increase the operating range of a mobile platform mounted on motor vehicles while maintaining the weight of the vehicle. The most commonly used material in the production of mobile platforms are AHSS steels due to their high tensile strength at the level of 1400 MPa. However, the joints created with their use are characterized by much lower strength than the native material. In this article, the most appropriate parameters for welding elements of a mobile platform from difficult-to-use steel AHSS were selected.

PL

Wzrasta zapotrzebowanie na powstawanie nowych technologii spawalniczych w inżynierii lądowej i w transporcie. Przykładem tego może być tendencja zwiększenia zasięgu operacyjnego podestu ruchomego montowanych w pojazdach samochodowych przy jednoczesnym zachowaniu masy pojazdu. Ostatnio stosowanym materiałem w produkcji podestów ruchomych są stale AHSS z uwagi na ich dużą wytrzymałość na rozciąganie na poziomie 1400 MPa. Powstałe przy ich wykorzystaniu złącza cechują się jednak dużo niższą wytrzymałością od materiału rodzimego. W niniejszym artykule opisano proces doboru parametrów do spawania elementów podestu ruchomego z trudnospawalnej stali AHSS w celu osiągnięcia połączeń spawanych o wytrzymałości na poziomie 700 MPa lub wyższej.

7

Microstructural aspects of long-term ageing of martensitic 9% Cr steel with and without boron addition

Golański Grzegorz, Merda Agata, Klimaszewska Klaudia

Journal of Metallic Materials

|

2019

|

Vol. 71, no. 1

27--33

EN

The study covered 9% Cr martensitic steels - X10CrMoVNb9-1 (P91) and X13CrMoCoVNbNB9-2-1 (PB2) after long-term ageing at the temperature of 620°C and soaking time up to 50,000 hours. The microstructural investigations of the tested steels were carried out using a TITAN 80-300 transmission electron microscope. The analysis of the changes in the microstructure included the identification of precipitates and computer image analysis: the measurement of dislocation density and mean diameter of the precipitates. The tests showed that the analysed steels still retained the lath martensitic microstructure, but also the processes of matrix softening were observed. The microstructure of the examined steels also showed numerous precipitates with various morphologies. The micro-addition of boron in the PB2 steel, compared with the P91 steel, influenced the retardation of the microstructure degradation processes through the limitation of the growth of M23C6 precipitates and Laves phase. This resulted in a slowdown in the processes of recovery and polygonisation of the matrix of the tested steel.

PL

Badaniu poddano martenzytyczne stale typu 9% Cr - X10CrMoVNb9-1 (P91) oraz X13CrMoCoVNbNB9-2-1 (PB2) po długotrwałym starzeniu w temperaturze 620°C i czasie wygrzewania do 50 000 godzin. Badania mikrostrukturalne badanych stali przeprowadzono za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego TITAN 80–300. Analiza zmian w mikrostrukturze obejmowała identyfikację wydzieleń oraz komputerową analizę obrazu: pomiar gęstości dyslokacji i średniej średnicy wydzieleń. Przeprowadzone badania wykazały, że analizowane stale posiadały nadal zachowaną listwową mikrostrukturę martenzytyczną, ale także obserwowano procesy mięknięcia osnowy. W mikrostrukturze badanych stali widoczne były również liczne wydzielenia o różnej morfologii. Mikrododatek boru w stali PB2 w porównaniu do stali P91 wpłynął na spowolnienie procesów degradacji mikrostruktury poprzez ograniczenie wzrostu wydzieleń M23C6 i fazy Lavesa. Wpłynęło to na spowolnienie procesów zdrowienia i poligonizacji osnowy badanej stali.

8

Optymalizowanie struktury i właściwości mechanicznych stali martenzytycznych przeznaczonych na wielkogabarytowe pierścienie

Pachutko B., Lulkiewicz J., Surma M., Ziółkiewicz S., Kajpust S.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2018

|

T. 29, nr 4

315--330

PL

Duże zapotrzebowanie na odkuwki w postaci pierścieni dla różnych gałęzi przemysłu wymaga stosowania nowoczesnych stali martenzytycznych o właściwościach mechanicznych dostosowanych do konkretnego zastosowania. Aby sprostać wymaganiom rynku, powstała koncepcja projektu niskoodpadowej technologii kształtowania wielkogabarytowych pierścieni ze stali X20Cr13 i X10CrMoVNb9-1 o profilowanych pobocznicach. Liderem projektu jest firma Zarmen FPA. Jednym z etapów tego projektu jest opracowanie technologii obróbki cieplnej pierścieni. Wykonano badania mikrostruktury i właściwości mechanicznych (wg norm PN-EN ISO 6892-1:2016-09, PN-EN ISO 148-1:2017-02 i PN-EN ISO 6507-1:2007) na próbkach pobranych z odkuwek kutych swobodnie przy temperaturze 1110±20°C z redukcją wysokości materiału wsadowego 50% oraz obrobionych cieplnie w 2 wariantach: hartowanie stali X20Cr13 z temperatury 1020±10°C w oleju oraz odpuszczanie przy temperaturze 600°C i 700°C, hartowanie stali X10CrMoVNb9-1 z temperatury 1050±10°C w oleju oraz odpuszczanie przy temperaturze 650°C i 700°C. Materiałem wsadowym były wałki ϕ40x60 mm. Wykonano też badania porównawcze na próbkach pobranych z wałków w stanie dostawy hutniczej i poddanych obróbce cieplnej w tych samych warunkach co odkuwki. Wskaźniki Rp0,2 i Rm, zgodne z założeniami, otrzymano dla obu stali po odpuszczaniu próbek pobranych z odkuwek przy temperaturze 700°C, wynoszące odpowiednio: 660 MPa i 844 MPa dla stali X20Cr13 oraz 764 MPa i 893 MPa dla stali X10CrMoVNb9-1. Wydłużenie próbek z obu stali wyniosło 21%, a praca łamania KV2: 25 J dla stali X20Cr13 i 38 J dla stali X10CrMoVNb9-1. Planowana jest weryfikacja właściwości mechanicznych uzyskanych na próbkach pobranych z kutych wałków oraz z eksperymentalnie walcowanych pierścieni.

EN

The large demand for forgings in the form of rings for various branches of industry requires the application of modern martensitic steels with mechanical properties adapted to the specific application. To meet the requirements of the market, the first concept of low-waste forming technology for large-size rings made of X20Cr13 and X10CrMoVNb9-1 steel, with profiled side surfaces, was created. The leader of the project is Zarmen FPA. One of the stages of this project is the development of ring heat treatment technology. Tests of microstructure and mechanical properties (according to standards PN-EN ISO 68921:2016-09, PN-EN ISO 148-1:2017-02 and PN-EN ISO 6507-1:2007) were performed on samples collected from flat-die forgings at temperature 1110±20°C with 50% height reduction of the stock material and heat treatment in 2 variants: hardening of X20Cr13 steel from temperature 1020±10°C in oil and tempering at temperature 600°C and 700°C, hardening of X10CrMoVNb9-1 steel from temperature 1050±10°C in oil and tempering at temperature 650°C and 700°C. The stock material was ϕ40x60 mm shafts. Comparative tests were also performed on samples collected from shafts in the state as delivered from the mill and subjected to heat treatment under the same conditions as forgings. Indicators Rp0.2 and Rm, according to assumptions, were obtained for both steels after tempering of samples collected from forgings at temperature 700°C, and were equal to, respectively: 660 MPa and 844 MPa for X20Cr13 steel and 764 MPa and 893 MPa for X10CrMoVNb9-1 steel. Elongation of samples for both steels was 21%, and energy absorbed during fracture KV2: 25 J for X20Cr13 steel and 38 J for X10CrMoVNb9-1 steel. It is planned to verify mechanical properties obtained in samples collected from forged shafts and from experimentally rolled rings.

9

Parameter's optimization of surface plastic deformation corrosion-resistant steel by computer simulation

Lasitsa A. M., Churankin V. G., Derkach V. V.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 4

991--997

EN

The knurling of corrosion-resistant steel 95X18 (the nearest analog is AISI 440B, AISI 440C, AISI A756, DIN-1.4125, SUS440C, Z100CD17) simulation with finite element method is investigated in the paper. Diagram stresses, strains and displacement are calculated by using CAE system SolidWorks. Dependence of strengthening area on processing tools geometry and loaded force are investigated. We proposed the algorithm of knurling parameters optimization by using a computer simulation. The correlation between simulation and experimental data was found.

10

Assessment of uncertainty of determination of parameters of Jiles-Atherton model of hysteresis loops of isotropic materials

Szewczyk R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 11

162--165

EN

Recently developed methods of optimization-based determination of Jiles-Atherton model enable practical application of this model for technical purposes. However, uncertainty of determination of these parameters was not investigated before. This paper presents the results of investigation on assessment of uncertainty of determination of parameters of Jiles-Atherton model for high permeability Mn-Zn ferrite as well as for 3H13martensitic steel. It was indicated, that uncertainty of determination of parameters varies for different parameters and may exceed 100%. This information should be considered during solid state physics – oriented analyses based on the Jiles-Atherton model.

PL

Metody określania parametrów modelu Jilesa-Athertona na drodze optymalizacji wieloparametrycznej są aktualnie intensywnie rozwijane, ze względu na możliwość praktycznego zastosowania tego modelu w technice. Jednak do tej pory nie przedstawiono wyników badań niepewności parametrów modelu wyznaczonych w ten sposób. W referacie przedstawiono wyniki badań niepewności wyznaczenia parametrów modelu Jilesa-Athertona dla pętli histerezy magnetycznej wysokoprzenikalnościowego ferrytu manganowo-cynkowego oraz stali martenzytycznej 3H13. Wykazano, ze niepewność wyznaczenia poszczególnych parametrów jest znacząco zróżnicowana i może, w niektórych przypadkach, przekroczyć 100%. Powinno to być brane pod uwagę w przypadku wykorzystania modelu Jilesa-Athertona do ilościowej analizy procesów magnesowania na potrzeby badań z zakresu fizyki ciała stałego.

11

Analysis of the applicability of high strength steel of YS = 1300 MPa in the marine industry

Czechowski M., Mniecznikowska A.

Journal of KONES

|

2016

|

Vol. 23, No. 3

79--84

EN

The paper shows the results of non-destructive and destructive tests carried out on high strength martensitic steel – Weldox 1300. It is used for the construction of crane lorries, mining equipment and submarines. During testing a test joint of the following dimensions was used: length – 600 mm, width – 300 mm, and thickness – 9.5 mm. Welding was executed using flux-cored wire Union x90. The results obtained in the following tests were analysed: nondestructive tests, tensile and bend test, impact test, hardness test, and macrotexture test. Non-destructive testing: visual, magnetic particle and ultrasonic inspections showed no irregularities. The material met the acceptance requirements. The results of the tensile test of the examined steel amounted to 1047 MPa on average. The samples were broken in the weld. During root bend and tensile test the specimen was bent up to the 180° angle during which no welding discontinuities were observed. During face bend and tensile test, the sample was bent to the angle of approx. 40°– visible cracks. Rupture of the sample in the weld and cracks created when bending are due to the reduced flow stress of the additional material against the tested steel. Energy of the impact test for specimens notched in the weld was 37.9 [J], and for specimens notched in the heat affected zone was 41.5 [J]. The average hardness of the specimen was determined at the level of 317 HV. Macroscopic testing did not show any delamination or welding discontinuations. In addition, strength tests of the base material were carried out. The results were compared with the product certificate provided by the steel manufacturer. The paper presents the results of tests, which can be used during factory production control of high strength steel.

12

Wear of working part of surgical drills

Gwoździk M.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2016

|

Y. 113, iss. 3-M

99--104

EN

The paper presents the results ofstudies onthe topography of surgical borers flank after their operation. The studies were carried out on borers made of X39Cr13 martensitic steel, which was subject to heat and surface (plasma nitriding) treatment. Test drilling was performed in beef bones, which were fixed in a vice to ensure appropriate stability, a borer 6 mm in diameter and 160 mm long was used. The studies on the topography of flank comprised studies on roughness, which were carried out by means of a profilographometer designed for 2D and 3D studies on the surface by means of a contact method. The studies were carried out for borers of flank formed by successive drilling cycles.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań topografii powierzchni przyłożenia wierteł chirurgicznych po eksploatacji. Badania przeprowadzono na wiertłach ze stali martenzytycznej X39Cr13, które poddano obróbce cieplnej oraz powierzchniowej (azotowanie jarzeniowe). Testowe wiercenia wykonywano w kościach wołowych, które mocowano w imadle, w celu zachowania odpowiedniej stabilności, użyto wierteł o średnicy 6 mm i długości 160 mm. W ramach badań topografii powierzchni przyłożenia przeprowadzono badania chropowatości, które realizowano z zastosowaniem profilografometru przeznaczonego do badań 2D i 3D powierzchni metodą stykową. Badania przeprowadzono dla wierteł o powierzchni przyłożenia ukształtowanej poprzez kolejne cykle wiercenia.

13

Spawalne martenzytyczne stale żarowytrzymałe nowej generacji

Zeman M., Błacha S.

Przegląd Spawalnictwa

|

2014

|

R. 86, nr 4

51--61

PL

W artykule przedstawiono konieczność obniżenia emisji zanieczyszczeń do atmosfery zgodnie z wymaganiami dyrektywy 2001/80/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Europy. Podano podstawowe charakterystyki wybranych stali martenzytycznych nowej generacji, przeznaczonych na odpowiedzialne elementy kotłów energetycznych, tj. stali P92, E911, VM12- SHC i PB2. Ocenę spawalności powyższych stali wykonano na podstawie wykresów przemian austenitu dla warunków spawalniczych CTPc-S, badań wpływu cykli cieplnych spawania na właściwości mechaniczne oraz badań skłonności do tworzenia pęknięć. W oparciu o analizę literatury podano podstawowe warunki spawania omawianych stali, scharakteryzowano stosowane materiały dodatkowe i właściwości złączy spawanych. Ponadto zwrócono uwagę na bezwzględną konieczność stosowania obróbki cieplnej połączeń spawanych tych stali.

EN

In the paper there are presented general characteristics of high temperature and creep-resisting steelswhich are intended for apply in the power industry i.e. T/P92, E911, VM12- SHC and PB2. Each of the aforesaid steels possess martensitic microstructure. The weldability of the these steels is discussed on the basis of CCT diagrams of austenite transformation in welding conditions, results of mechanical properties tests and investigation of tendency to form various types of cracking. The paper also contains information about technological recommendations on welding and heat treatment of joints.

14

Influence of the welding process on martensitic high strength steel

Hanus P., Konecny M.

Production Engineering Archives

|

2014

|

Vol. 3, No. 2

31--34

EN

The subject of the study is martensitic 22MnB5 steels, which are used in the automotive industry. The main purpose of the performed analyses is a study of strength differences in heat affected zones of the spot welding. For the needs of the strength decrease assessment, the critical layer of the heat affected area was experimentally simulated. The aim of the work is to determine the most suitable methodology for evaluating the local changes of the elastic-plastic material response. The aim of this work is to determine the optimal methods for the determination of the yield strength and to find a firming trend in these zones.

15

Topografia i grubość warstw węglowych wytworzonych na stali martenzytycznej przeznaczonej na narzędzia chirurgiczne

Kiel-Jamrozik M., Basiaga M., Szewczenko J., Paszenda Z., Jaglarz J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 12

317-319

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących topografii i grubości warstw węglowych, które były wytworzone na powierzchni stali martenzytycznej przeznaczonej na narzędzia chirurgiczne. Modyfikacja powierzchni stali obejmowała zabiegi: bębnowania, pasywacji chemicznej oraz naniesienie diamentopodobnej warstwy węglowej metodami rozpylania magnetronowego i rozkładu węglowodorów w plazmie wzbudzonej w polu wysokiej częstotliwości. Grubość warstw węglowych określono z wykorzystaniem spektroskopii elipsometrycznej.

EN

The paper presents results of studies on topography and thickness of carbon layers which were produced on martensitic steel used for surgical tools. Modification of the steel surface was consisted of several procedures: barreling, chemical passivation and carbon layer application by magnetron sputtering method and decomposition of hydrocarbons in the plasma induced in the high-frequency field. Thickness of carbon layers was determined by ellipsometric spectroscopy.

16

Badania XPS powierzchni stali martenzytycznej 4H13 po magnetoelektropolerowaniu

Rokosz K., Hryniewicz T., Raaen S.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2012

|

R. 13, nr 5

421-428

PL

Artykuł jest kontynuacją pracy opisującej wyniki badań XPS stali martenzytycznej 4H13 po standardowym elektrochemicznym polerowaniu bez mieszania [1]. Autorzy prezentują skład chemiczny warstwy wierzchniej po polerowaniu elektrochemicznym w polu magnetycznym. Wykonane badania uwidoczniają różnice warstw wierzchnich otrzymanych standardową metodą elektrochemicznego polerowania oraz metodą magnetoelektropolerowania.

EN

The article is a continuation of the work covering the XPS results of 4H13 martensitic steel after electrochemical polishing without mixing [1]. The authors present the chemical composition of the surface layer after electrochemical polishing in a magnetic field. The results show comparison of surface layers obtained by standard electrochemical polishing and magnetoelectropolishing.

17

Rola złożonego azotku Cr(V, Nb)N - fazy Z w wysokochromowych stalach martenzytycznych

Golański G., Kępa J.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 6

917-922

PL

W pracy na podstawie danych literaturowych i badań własnych przedstawiono wpływ wydzielania złożonego azotku Cr(V, Nb)N - fazy Z na właściwości mechaniczne wysokochromowych, martenzytycznych stali zawierających 9÷12% Cr. Wydzielenia fazy Z powstają w czasie eksploatacji w wyniku przemiany lub/i rozpuszczenia się wydzieleń typu MX. Zanik drobnodyspersyjnych azotków, węglikoazotków bogatych w wanad i niob skutkuje pojawieniem się cząstek fazy Z. Objawia się to gwałtownym spadkiem wytrzymałości na pełzanie stali 12% Cr. Pokazano, że pierwiastkiem stymulującym wydzielanie fazy Z jest chrom, a ponadto niezbędnymi pierwiastkami do tworzenia tej fazy są niob lub tan- tal oraz azot. Optymalną temperaturą wydzielania fazy Z w stalach zawierających 9÷12% Cr jest temperatura 650°C. W żarowytrzymałych stalach o zawartości 9% Cr wpływ wydzieleń fazy Z jest niewielki i nie skutkuje tak drastycznym spadkiem wytrzymałości na pełzanie jak w przypadku stali zawierającej 12% Cr. Perspektywą wykorzystania fazy Z jest eksperymentalna stal zawierająca 12% Cr umacniana wydzieleniami tej fazy, co prawdopodobnie umożliwi opracowanie stali mogącej pracować w temperaturze powyżej 600°C.

EN

The paper presents the influence of precipitation of the complex nitride Cr(V, Nb)N - Z phase on the mechanical properties of high-chromium martensitic steels with 9÷12% Cr, based on the literature data and an independent study. Precipitations of the Z phase occur during use as a result of the transformation or/and dissolution of precipitates of the MX type. The disappearance of fine-dispersion nitrides, carbonitrides rich in vanadium and niobium results in the appearance of Z phase particles. It is revealed by a rapid decrease in the creep strength of 12% Cr steel. It has been shown that the element stimulating the precipitation of the Z phase is chromium, and the elements necessary for the formation of this phase are niobium or tantalum and nitrogen. The optimum temperature for Z phase precipitation in steels with 9÷12% Cr is the temperature of 650°C. In high-temperature creep resisting steels with 9% Cr the influence of Z phase precipitates is slight and does not cause such a drastic decrease in creep strength as in the case of steel containing 12% Cr. The prospect for using the Z phase lies in experimental steel with 12% Cr strengthened with the precipitates of this phase, which will probably make it possible to develop a steel that could operate at temperature above 600°C.

18

Numerical and experimental analyses of drills used in osteosynthesis

Basiaga M., Paszenda Z., Szewczenko J., Kaczmarek M.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2011

|

Vol. 13, no. 4

29-36

EN

This paper presents the results of numerical analysis and experimental studies of the process of bone drilling using drills applied in osteosynthesis procedures. In the studies, two surgical drills with a diameter d = 4.5 mm and varying in drill point geometry 2k were used. Thermal analysis based on FEM allowed determining the distribution of temperatures generated in the bone as a function of rotational speed of the drill. The results indicate that both drill point geometry and rotational speed of the drill have influence on temperatures generated in bone tissue. Additionally, the range was determined for possible values of rotational speed, which does not initiate the process of thermal necrosis of bone. The experimental studies of the process of drilling in a femur model showed the impact of drill point geometry on the values describing the cutting process. It was concluded that the highest values of torques and axial forces during cutting occur in the tools with angle 2k2 = 120 (degrees).

19

Wpływ obróbki cieplnej na strukturę, właściwości mechaniczne i odporność korozyjną stali martenzytycznej X5CrNiCuNb16-4

Bielanik J., Kołodziej B.

Problemy Eksploatacji

|

2010

|

nr 2

93-100

PL

Podczas grzania i chłodzenia stali martenzytycznych zachodzą przemiany fazowe umożliwiające kształtowanie ich struktury i właściwości użytkowych. Znajomość temperatury przemian: (α'→ γ)p, (α' → γ)k, MS, i Mf, a także wpływu procesów cieplnych na skład fazowy i strukturę stali stanowi podstawę przy opracowywaniu technologii wytwarzania części maszyn. Celem badań było wyznaczenie temperatury przemian zachodzących podczas grzania i chłodzenia stali martenzytycznej X5CrNiCuNb16-4 oraz określenie wpływu parametrów grzania na jej skład fazowy, właściwości mechaniczne i odporność korozyjną. W zależności od temperatury grzania zmienia się udział austenitu w strukturze w zakresie 30-50%, granica plastyczności R0,2 w przedziale 680-1120 MPa, udarność KU2 od 15 do 180 J oraz znacząca skłonność do korozji ogólnej w roztworach kwasu siarkowego i korozji wżerowej w roztworach zawierających chlorki.

EN

The heat treatment applied in the process of the production of machine parts from X5CrNiCuNb16-4 martensitic steel can significantly alter structure, phase composition, mechanical proprieties, and the corrosion resistance of articles. The heating of steel in a hardening state to a temperature 450°C results in consolidation causing an increase in the yield point from 750 to 1120 MPa, and it decreases the KU2 impact strength from 84 to 15 J. Raising the temperature to 550°C decreases the austenite by 40% to 30% in the structure of the steel, and the yield point diminishes to 1000 MPa, and the KU2 impact strength increases to 83 J. In relation to the hardening state, the tempered steel at 550°C shows a significant increase in the yield point, which accompanies a decrease in general corrosion resistance. The tempering of X5CrNiCuNb16-4 martensitic steel at 650°C increases structural austenite to about 50%, lowering the R0,2 yield point to 680 MPa and significantly changes its vulnerability to general corrosion in sulphuric acid solutions, and to pitting corrosion in chloride solutions.

20

Wpływ różnych obróbek cieplnych i cieplno-powierzchniowych na odporność korozyjną stali martenzytycznej w środowisku fizjologicznym

Gwoździk M., Nitkiewicz Z., Bala H., Tokarz A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

984-986

PL

W pracy zamieszczono wyniki badań odporności na korozję stali X39Cr13 z gatunku stali martenzytycznych. Badania zostały wykonane na próbkach stali w stanie dostawy, po obróbce cieplnej (hartowanie+odpuszczanie), powierzchniowej (azotowanie jarzeniowe) oraz po zabiegu sterylizacji. Badania odporności na korozję ogólną i lokalną wykonano w środowisku fizjologicznego płynu Tyrode'a, wykorzystując technikę krzywych polaryzacji oraz pomiar zmian potencjału korozyjnego badanych próbek w funkcji czasu ekspozycji w roztworze korozyjnym. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że zabieg azotowania uodpornia stal na korozję lokalną: przebicie warstwy pasywnej (inicjacja wżerów) pojawia się wyłącznie dla materiału w stanie dostawy i po zabiegach cieplnych. W przypadku azotowania korozja wżerowa nie występuje. Azotowanie katalizuje natomiast proces roztwarzania transpasywnego stali.

EN

The paper comprises research under corrosion resistance of X39Cr13 steel classified as a martensitic steel. The tests were carried out for steel: as-received, after heat treatment, after surface treatment (plasma nitriding) and after sterilization. The general and local corrosion resistance tests were carried out in physiological Tyrode solution environment using potentiokinetic polarization technique and corrosion potential changes versus time of exposure in a corrosion solution. It has been found that the nitriding makes steel resistant to local corrosion: passive layer breakdown (pits initiation) occurs only for as-delivered material and after heat treatments. In the case of nitriding the pitting corrosion does not occur. On the other hand, nitriding is prone to acceleration of steel transpassive dissolution.