Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przemysłowa technologia wytwarzania blach arkuszowych z ultrawytrzymałej stali nanobainitycznej

Garbarz Bogdan, Marcisz Jarosław, Żółkiewski Krzysztof, Lubowiecki Paweł, Nowak Bogusław, Smoleń Marek, Skurczyński Marcin

Journal of Metallic Materials

|

2020

|

Vol. 72, no. 2

2--22

PL

Gatunki stali nanobainitycznych są nowym materiałem konstrukcyjnym o wytrzymałości w zakresie 1,9-2,2 GPa i jednocześnie charakteryzującym się dobrą plastycznością. Obecnie prace nad rozwojem stali nanobainitycznych w Łukasiewicz - IMŻ weszły w fazę komercjalizacji. Jednym z głównych zastosowań ultrawytrzymałych blach ze stali nanobainitycznych są systemy opancerzenia. W celu zoptymalizowania parametrów procesu produkcji blach ze stali nanobainitycznej wykonano badania mikrostruktury i pomiary właściwości mechanicznych na pośrednich etapach wytwarzania i po finalnej obróbce cieplnej. Dokonano oceny rezultatów przemysłowych operacji wytwarzania stali i blach obejmujących: wytapianie i odlewanie do wlewnic, przygotowanie wsadu do walcowania, walcowanie na gorąco, wykonanie arkuszy oraz pośrednią i finalną obróbkę cieplną. Zidentyfikowano krytyczne operacje technologiczne mogące wpływać negatywnie na jakość i właściwości użytkowe arkuszy blach. Sformułowano kierunki modyfikacji technologii, które zmniejszają lub eliminują zagrożenia pogorszenia właściwości blach.

EN

Nanobainitic steel grades are a new construction material with a strength in the range of 1.9-2.2 GPa, at the same time characterised by good plasticity. Currently, the works on the development of nanobainitic steels at Łukasiewicz - IMŻ have entered the commercialisation phase. One of the main applications of ultra-strength nanobainitic steel plates is armour systems. In order to optimise the parameters of the production process of nanobainitic steel plates, microstructure examination and measurement of mechanical properties were carried out at intermediate stages of production and after final heat treatment. The results of industrial steel and plate production operations were assessed, including smelting and casting into ingot moulds, preparation of the rolling mill charge, hot rolling, plate production as well as intermediate and final heat treatment. Critical technological operations that may adversely affect the quality and performance of plates were identified. The directions for technology modification that reduce or eliminate threats of plate deterioration were formulated.

2

Kinetyka izotermicznych przemian fazowych poniżej temperatury Ms w ultra wysokowytrzymałych stalach konstrukcyjnych

Garbarz B., Zalecki W.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2017

|

T. 69, nr 1

2--9

PL

Artykuł zawiera wyniki badań kinetyki izotermicznych przemian fazowych w zakresie temperatury bezpośrednio poniżej Ms w dwóch ultra wysokowytrzymałych stalach nanostrukturalnych. Zabieg wytrzymania izotermicznego poniżej Ms jest jednym z etapów obróbki cieplnej, prowadzącej do uzyskania struktury wielofazowej o korzystnym stosunku wytrzymałości do plastyczności. Na podstawie wyników badań dylatometrycznych stwierdzono, że zapoczątkowanie przemiany izotermicznej w obydwu badanych stalach w zakresie temperaturowym poniżej Ms ulega przesunięciu do istotnie krótszych czasów w stosunku do początku izotermicznej przemiany bainitycznej powyżej Ms. W jednej z badanych stali stwierdzono skrócenie czasu do zapoczątkowania przemiany bainitycznej w temperaturze tuż powyżej Ms (tzw. „swing-back phenomenon”). Po ochłodzeniu próbek badanych stali poniżej Ms powstają płytki (lub pakiety listew) martenzytu atermicznego, którego ułamek wzrasta w wyniku obniżania temperatury ochładzania poniżej Ms. Wytrzymywanie izotermiczne poniżej Ms powoduje przemianę części pozostałego austenitu w bainit i prawdopodobnie w martenzyt izotermiczny. Jednoznaczne rozróżnienie morfologiczne bainitu i martenzytu izotermicznego oraz identyfikacja mechanizmu przemian fazowych zachodzących w trakcie wytrzymywania izotermicznego poniżej MS, wymaga dalszych badań z zastosowaniem zaawansowanych metod dylatometrycznych i mikrostrukturalnych.

EN

Results of investigation of the kinetics of isothermal phase transformation in the temperature range directly below Ms in two grades of ultra high-strength nanostructured steels are reported in the paper. An operation of isothermal holding below Ms is one of the stages of heat treatment allowing to obtain a multiphase microstructure leading to an attractive proportion of high strength and good ductility. Basing on results of dilatometric investigation it was found that in the both steels the start of isothermal transformation below Ms was shifted to shorter times as compared with the beginning of isothermal bainitic transformation above Ms. In one of the investigated steels just above Ms temperature shortening of the time to start the bainitic transformation was detected („swing-back phenomenon”). In the specimens of the investigated steels cooled below Ms, plates (or packets of laths) of athermal martensite formed and the amount of the athermal martensite increased as the undercooling temperature decreased. Isothermal holding below Ms induces transformation of a part of remaining austenite into bainite and probably into isothermal martensite. Distinguishing unambiguously between morphologies of bainite and isothermal martensite and identification of mechanism of phase transformation during isothermal holding below Ms need further investigations to be carried out, using advanced dilatometric and microstructural methods.

3

Czy obróbka cieplna stali jest w pełni poznana?

Marciniak S.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2015

|

nr 7-8

17--21

PL

Artykuł pokazuje nowe możliwości kształtowania właściwości mechanicznych stali poprzez zastosowanie obróbki cieplnej zaprojektowanej w oparciu o wyniki badań naukowych dotyczących z jednej strony przemian fazowych zachodzących w stalach, a z drugiej – wpływu składu fazowego na właściwości. Tradycyjne obróbki cieplne nie są w stanie przełamać istotnej sprzeczności związanej z osiągnięciem jednocześnie dużej wytrzymałości i ciągliwości stali. Zaprezentowano sposoby projektowania nowych obróbek cieplnych prowadzących do wytworzenia żądanej mikrostruktury i wynikających z niej właściwości, które zmierzają do skutecznego przełamania tej sprzeczności.

EN

The article presents some new possibilities of creating the mechanical properties of steel through heat treatment. The process is designed according to the results of scientific research which, on one hand, refer to phase transformations occurring in steel and, on the other hand, to the effect of phase composition of steel on its properties. Traditional heat treatments do not lead to overcoming a significant contradiction associated with achieving both high strength and high ductility in steel. The ways of designing new heat treatment processes have been shown in this article. They lead to obtaining a desired microstructure and the properties associated with it, and therefore, they may help to effectively overcome this contradiction.

4

Technologie wytwarzania supertwardych materiałów nanostrukturalnych ze stopów żelaza oraz ich zastosowanie w pancerzach

Garbarz B., Burian W., Marcisz J., Żak A., Wiśniewski A., Żochowski P.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 3

2--33

PL

Artykuł zawiera najważniejsze rezultaty projektu pt. „Technologie wytwarzania supertwardych materiałów nanostrukturalnych ze stopów żelaza oraz ich zastosowanie w pancerzach pasywnych i pasywno-reaktywnych” UDAPOIG.01.03.01-00-042/08-05, zrealizowanego w okresie w okresie 1.02.2009 – 31.08.2013 przez Instytut Metalurgii Żelaza (lider konsorcjum) oraz Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia (członek konsorcjum). Celem projektu było opracowanie gatunków stali o strukturze nanokrystalicznej przeznaczonych do zastosowania w konstrukcji pancerzy chroniących przed przebiciem pociskami przeciwpancernymi oraz opracowanie modeli pancerzy zawierających warstwy z opracowanych gatunków stali. Do badań wytypowano trzy rodzaje materiałów: superczyste wysokowytrzymałe stale maraging, wysokowęglowe stale bainityczne o strukturze nanokrystalicznej oraz dwufazowe nanokrystaliczno – amorficzne stopy żelaza. Zaprojektowano nowy gatunek stali ultrawytrzymałej (oznaczony NANOS-BA) o składzie chemicznym 0,6%C-1,8%Si-2,0%Mn + dodatki Cr, Co, Mo, V, zapewniającym wytworzenie nanostruktury składającej się z nanolistew bezwęglikowego bainitu i austenitu resztkowego. Opracowano wytyczne do przemysłowej technologii wytwarzania blach ze stali NANOS-BA o grubości z zakresu 4÷20 mm i ich obróbki cieplnej. Po fi nalnej obróbce cieplnej właściwości mechaniczne blach NANOS-BA są następujące: Rm >1,9 GPa, R 0,2 >1,3 GPa, A5 > 14%, HV10 > 600. Zaprojektowano zmodyfikowane gatunki ultrawytrzymałych stali maraging w klasach od MS350 do MS550 i parametry niestandardowej obróbki cieplnej zwiększającej ciągliwość oraz nową stal umacnianą wydzieleniowo o obniżonej w stosunku do stali typu maraging zawartości pierwiastków stopowych, oznaczoną NANOS-3D. Opracowano skład chemiczny stopu na bazie żelaza Fe-10%Mo-3%Cr-3,2%C-1,2%B charakteryzujący się zdolnością do morfizacji przy stosunkowo małej szybkości chłodzenia ze stanu ciekłego (rzędu 102 ºC/s). Zbudowano i uruchomiono stanowisko laboratoryjne do topienia i odlewania stopów na bazie Fe w formie elementów o grubości do 5 mm wykazujących strukturę nanokrystaliczno-amorficzną. Osiągnięcie poziomu pozwalającego na uzyskanie wyrobów amorficznych o wymaganym zespole właściwości do zastosowań przemysłowych wymaga dalszych badań. Opracowano modele numeryczne do symulacji oddziaływania pocisków z pancerzem z blachy stalowej na bazie programów LS-DYNA i AUTODYN. Na podstawie wyników badań ostrzałem stwierdzono, że zdolność ochronna płytek ze stali NANOS-BA i ze stali maraging o zoptymalizowanych właściwościach jest wyższa od zdolności ochronnej płyt stalowych o najwyższych parametrach dostępnych obecnie na rynku. Oceniając właściwości mechaniczne, poziom ochrony balistycznej, koszty wytwarzania i możliwość uruchomienia produkcji w kraju, do przemysłowego wytwarzania elementów pancerzy wytypowano stal nanobainityczną NANOS-BA. Zaprojektowano konstrukcję oraz opracowano dokumentację konstrukcyjną i wykonawczą modułu pasywnego pancerza warstwowego w wersji produkcyjnej, zawierającego warstwę z opracowanej w projekcie stali NANOS-BA.

EN

The most important results of the project ”Technology of production of superhard nanostructured Fe–based alloys and their application in passive and passive-reactive armours” UDA-POIG.01.03.01-00-042/08-05, carried out in the period of 1.02.2009 – 31.08.2013 by Instytut Metalurgii Żelaza (lider of the consortium) and Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia (member of the consortium) are reported in the paper. The main goal of the project was to develop new nanostructured steel grades intended for application in armour constructions protecting against anti-tank ammunition as well as to develop armour models containing layers made of the developed steel grades. Three types of materials were chosen for investigation: ultra-clean high-strength maraging steels, high-carbon bainitic steels with nanocrystalline structure and dual-phase nanocrystalline – amorphous iron alloys. A new grade of medium alloy ultra-strength steel (named NANOS-BA) containing 0.6%C-1.8%Si-2.0%Mn + additions of Cr, Co, Mo, V allowing to form the nanostructure comprising nano-laths of carbideless bainite and retained austenite was developed. The guidelines and preliminary parameters of industrial technology for manufacturing of 4-20 mm thick plates from NANOS-BA steel were worked out. After the final heat treatment the plates characterised with the following properties: Rm >1.9 GPa, R 0.2 >1.3 GPa, A5 > 14%, HV10 > 600. Modified grades of ultra-strength maraging steels of classes from MS350 to MS550 were designed and parameters of non-standard heat treatment increasing the toughness were proposed and a new precipitation strengthened steel grade named NANOS-3D, containing lower amount of alloying elements in comparison with maraging steels was designed. A composition of iron – based alloy Fe-10%Mo-3%Cr-3.2% C-1.2%B characterised with amorphisation ability at relatively low cooling rate of about 102 ºC/s was developed. Experimental facilities for melting and casting of Fe – based alloys with nanograined – amorphous structure in the form of up to 5 mm thick components was designed and commissioned. Manufacturing of several millimetre thick metallic alloys with amorphous structure is a new method in the world and achieving the level allowing to get the products of required set of properties for industrial applications needs further research to be undertaken. Numerical models based on LS-DYNA and AUTODYN programmes to simulate the interaction between projectiles and the armour made of steel plate were developed. From analysis of the fi ring tests results it was found that the protection ability of specimens made of NANOS-BA steel and maraging steels with the optimised properties was higher than the protection ability of the steel plates with the highest currently available parameters. Based on assessment of mechanical properties, level of protection ability, manufacturing costs and possibility of starting domestic production, nanobainitic steel NANOS-BA was selected for industrial production of armour components. The construction design and technical specifications enabling industrialproduction of a module of the passive layered armour containing a NANOS-BA layer were worked out.

5

Perspektywy rozwoju technologii wytwarzania i zastosowań wyrobów z ultrawytrzymałych stali nanobainitycznych

Garbarz B.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 2

65--79

PL

Opisano i zilustrowano wynikami badań, morfologiczne cechy struktury i charakterystyki mechaniczne grupy gatunkowej stali nanobainitycznych, do której należą nanostrukturalne stale dwufazowe bainityczno-austenityczne i trójfazowe bainityczno-austenityczno-martenzytyczne. Przedstawiono wyniki badań wpływu procesów zachodzących w badanych stalach w trakcie wytwarzania, takich jak segregacja międzydendrytyczna pierwiastków stopowych powstająca w wyniku krzepnięcia, odwęglenie w wyniku wysokotemperaturowych obróbek cieplnych, skłonność do pękania w trakcie chłodzenia z zakresu trwałości austenitu - na strukturę i właściwości półwyrobów i wyrobów. Zaproponowano metody zmniejszenia niepożądanych skutków wymienionych procesów. Na podstawie dostępnych źródeł informacji przedstawiono aktualny stan komercjalizacji gatunków stali nanobainitycznych w świecie oraz działania Instytutu Metalurgii Żelaza mające na celu wdrożenie wyników zrealizowanych projektów dotyczących tej nowej klasy stali konstrukcyjnych, na tle konkurencji z obecnie stosowanymi gatunkami ultrawytrzymałymi, głównie ze stalami stopowymi ulepszanymi cieplnie.

EN

Morphological features of microstructure and mechanical characteristics of nanobainitic steel grades, comprising dual phase bainite-austenite and triple phase bainite-austenite-martensite nanostructured steels, were described and exemplified by research outputs. Results of investigation of the influence of processes occurring in the investigated steels during manufacturing - such as interdendritic segregation of alloying elements arising as the effect of solidification, decarburisation caused by high temperature heat treatments, propensity to cracking due to cooling from the austenite temperature range - on microstructure and properties of the semi-products and products were presented. Methods for reducing the adverse infl uence of the mentioned processes were proposed. Based on available information the current status of commercialisation of nanobainitic steels in the world and activities of Instytut Metalurgii Żelaza aimed at application of the results of the accomplished projects concerning this new structural steels were presented, taking into account the competition with the ultra-strength steel grades currently used, mainly with the quenched and tempered grades.

6

The Effect of Stepped Austempering on Phase Composition and Mechanical Properties of Nanostructured X37CrMoV5-1 Steel

Marciniak S., Skołek E., Świątnicki W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

517--521

EN

This paper presents the results of studies of X37CrMoV5-1 steel subjected to quenching processes with a one-step and a two-step isothermal annealing. The TEM observation revealed that steel after one-step treatment led is composed of carbide-free bainite with nanometric thickness of ferrite plates and of high volume fraction of retained austenite in form of thin layers or large blocks. In order to improve the strength parameters an attempt was made to reduce the austenite content by use of quenching with the two-step isothermal annealing. The temperature and time of each step were designed on the basis of dilatometric measurements. It was shown, that the two-step heat treatment led to increase of the bainitic ferrite content and resulted in improvement of steel's strength with no loss of steel ductility.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań stali X37CrMoV5-1 poddanej hartowaniu izotermicznemu jedno i dwu stopniowemu. Obserwacji TEM wykazały, że stal po jednostopniowym hartowaniu izotermicznym składa się z bainitu bezwęglikowego o nanometrycznej grubości płytek ferrytu poprzedzielanych cienkimi warstwami lub blokami austenitu. Wysoka plastyczność stali wynika z wysokiej zawartością fazy austenitycznej. W celu poprawy parametrów wytrzymałościowych postanowiono zmniejszyć ilość austenitu poprzez zastosowanie dwustopniowego hartowania izotermicznego. Parametry tego procesu zostały zaprojektowane na podstawie badań dylatometrycznych. Wykazano, że dwustopniowa obróbka cieplna prowadził do podwyższenia zawartości ferrytu bainitycznego i tym samym do poprawy wytrzymałości stali bez utraty plastyczności.

7

TEM & AFM - Complementary Techniques for Structural Characterization of Nanobainitic Steel

Dworecka J., Jezierska E., Rębiś J., Rożniatowski K., Świątnicki W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1591--1593

EN

The aim of this study was to analyse and to identify the phases which formed in 100CrMnSi6-4 bearing steel after the nanostructuring heat treatment. Especially designed thermal treatment parameters were applied in order to obtain a nanobainitic structure. Two different microscopic techniques were used for the precise examination of the microstructures obtained: transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM). Both analyses confirm that the examined steel has a nanocrystalline structure. However, it was discovered that the selected analysis methods affected the results of the plate thickness measurements.

PL

Celem pracy była analiza struktury i identyfikacja faz powstałych podczas procesu nanostrukturyzacji stali łożyskowej 100CrMnSi6-4. Chcąc wytworzyć strukturę nanobainityczną przeprowadzono obróbkę cieplną o specjalnie dobranych parametrach. Następnie wykonano precyzyjną analizę otrzymanej mikrostruktury wykorzystując w tym celu dwie zaawansowane techniki mikroskopowe: transmisyjną mikroskopię elektronową (TEM) oraz mikroskopię sił atomowych (AFM). Badania wykonane obiema technikami potwierdziły, że badano stal o strukturze nanobainitycznej. Wykazano też, że zależnie od zastosowanej techniki badawczej otrzymano różnice w wartościach zmierzonych grubościach elementów struktury.

8

Corrosion Resistance of The Bearing Steel 67SiMnCr6-6-4 with Nanobainitic Structure

Skołek E., Dudzińska K., Kamiński J., Świątnicki W. A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

503--509

EN

The paper describes a comparative study of the corrosion resistance of bearing steel 67SiMnCr6-6-4 after two kinds of nanostructuring treatments and two kinds of conventional quenching and tempering treatments. The nanostructuring treatment consisted of austempering with an isothermal quenching at 240°C and 300°C. The conventional heat treatment consisted on quenching and tempering at 350°C for 1 h and quenching and tempering at 550°C for 1 h. Time and temperature of tempering was chosen so that the hardness of both samples (nanostructured as well as quenched and tempered) was similar. The microstructure of steel after each heat treatment was described with the use of transmission electron microscopy (TEM). It was shown, that the austempering conducted at 240°C produced homogenous nanobainitic structure consisting of carbide-free bainite plates with nanometric thickness separated by the layers of retained austenite. The austempering at 300°C produced a sub-micrometric carbide-free bainite with retained austenite in form of layers and small blocks. The conventional heat treatments led to a tempered martensite microstructure. The corrosion resistance study was carried out in Na2SO4 acidic and neutral environment using potentiodynamic and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) methods. The corrosion resistance of nanostructured steel samples were compared to the steel samples with tempered martensite. The obtained results indicate, that the corrosion resistance of bearing steel with nanobainitic structure is similar to steel with tempered martensite in both acidic and neutral environment. This means that the high density of intercrystalline boundaries in nanobinite does not deteriorate the corrosion properties of the bearing steel.

PL

W pracy przedstawiono porównawcze badania odporności korozyjnej łożyskowej stali 67SiMnCr6-6-4 poddanej dwóm typom procesów nanostrukturyzacji oraz dwóm typom konwencjonalnych obróbek hartowania i odpuszczania. Obróbka na-nostrukturyzacji polegała na hartowaniu z przystankiem izotermicznym w temperaturze 240°C oraz 300°C. Konwencjonalna obróbka cieplna obejmowała hartowanie i odpuszczanie w temperaturze 350°C przez 1 h oraz hartowanie i odpuszczanie w temperaturze 550°C przez 1 h. Czas i temperatura odpuszczania dobrane były tak, aby twardość próbek (po nanostrukturyzacji oraz hartowaniu i odpuszczaniu) była zbliżona. Mikrostruktura stali po różnych obróbkach cieplnych określona była przy użyciu transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Wykazano, że hartowanie izotermiczne w temperaturze 240°C pozwoliło na wytworzenie jednorodnej struktury nanobainitycznej, zbudowanej z płytek bezwęglikowego bainitu, porozdzielanych warstwami austenitu szczątkowego. Podczas hartowania izotermicznego w temperaturze 300°C wytworzono bainit bezwęgli-kowy o submikronowej wielkości ziaren z austenitem szczątkowym w postaci warstw oraz niewielkich bloków. W wyniku konwencjonalnych obróbek hartowania i odpuszczania wytworzono martenzyt odpuszczony. Badania odporności korozyjnej przeprowadzono metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) oraz metodą potencjo dynamiczną, w kwaśnym oraz obojętnym środowisku Na2SO4. Odporność korozyjną stali po obróbkach nanostrukturyzacji porównano z odpornością korozyjną stali o strukturze martenzytu odpuszczonego. Otrzymane wyniki wskazują że zarówno w środowisku kwaśnym jak i obojętnym odporność korozyjna stali łożyskowej o strukturze nanokrystalicznej jest zbliżona do odporności korozyjnej tej stali o strukturze martenzytu odpuszczonego. Oznacza to, że duża gęstość granic ziaren w strukturze nanobainitu nie pogarsza odporności korozyjnej stali łożyskowej.

9

Nanobainitic Structure Recognition and Characterization Using Transmission Electron Microscopy

Jezierska E., Dworecka J., Rożniatowski K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1633--1636

EN

Various transmission electron microscopy techniques were used for recognition of different kinds of bainitic structures in 100CrMnSi6-4 bearing steel. Upper and lower bainite are morphologically different, so it is possible to distinguish between them without problem. For new nanobainitic structure, there is still controversy. In studied bearing steel the bainitic ferrite surrounding the retained austenite ribbon has a high density of dislocations. Significant fragmentations of these phases occur, bainitic ferrite is divided to subgrains and austenitic ribbons are curved due to stress accommodation.

PL

W celu rozpoznania i scharakteryzowania poszczególnych morfologii bainitycznych w stali łożyskowej 100CrMnSi6-4 zastosowano różne techniki transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Rozpoznawanie bainitu górnego i dolnego nie nastręcza problemu, ze względu na ich zróżnicowane morfologie. W przypadku bezwęglikowego nanobainitu, ciagle jeszcze wiele jest kontrowersji. W badanej stali łożyskowej ferryt bainityczny otaczający wstęgi austenitu szczątkowego cechuje się dużą gęstością dyslokacji. Obydwie fazy wykazują znaczną fragmentacje; ferryt bainityczny podzielony jest na podziarna a wstążki austenitu ulegaja wygięciu w wyniku akomodacji naprężeń.

10

Microstructure and Properties of Surface Layer of Carburized 38CrAlMo6-10 Steel Subjected to Nanostructurization by a Heat Treatment Process

Wasiluk K., Skołek E., Świątnicki W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1685--1690

EN

The aim of the study was to produce and characterize a nanobainitic microstructure in surface layers of carburized 38CrAlMo6-10 structural steel. Steel contained 1.% Al and 0.3% Si - elements hindering the cementite precipitation, which was considered to be adequate for obtaining a carbide free bainite. Steel samples were subjected to two different vacuum carburizing processes in order to obtain two different contents of carbon in surface layer. To produce a nanobainitic microstructure a heat treatment consisting of austempering at temperature slightly higher than the martensite start temperature (Ms) of the layer was applied after each carburization process. It was found, that the obtained microstructure of carburized layer depends strongly on carbon content. In steel with surface layer containing lower carbon content a nanobainitic microstructure with carbon-enriched residual austenite was formed. In case of surface layer containing higher carbon content the ultra-fine grained lower bainite was obtained.

PL

Celem pracy było wytworzenie w nawęglonej warstwie wierzchniej stali 38CrAlMo6-10 mikrostruktury nanobainitu. Stal ta zawiera dodatek 1,31% Al+Si - pierwiastków hamujących wydzielanie węglików, który został uznany za wystarczający by umożliwić powstanie nanobainitu. Próbki poddano dwóm procesom nawęglania do dwóch różnych zawartości węgla w warstwie wierzchniej. Zastosowana obróbka cieplna nanobainityzacji obejmowała hartowanie izotermiczne w temperaturach nieco wyższych niż Ms warstwy. Uzyskane wyniki pozwalają stwierdzić, że mikrostruktura warstwy wierzchniej po bainityzacji zależy silnie od zawartości węgla. W przypadku jednej warstwy uzyskano nanometrycznej wielkości listwy bainitu z filmem wzbogaconego w węgiel austenitu resztkowego, w drugiej mikrostrukturę ultra drobnoziarnistego bainitu dolnego.