Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermomechanical treatment of Ti and Ti–V microalloyed steel forgings

Opielak Marek

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 3

68--73

EN

The research results of the effect of thermomechanical treatment conditions on the microstructure and mechanical properties of the Ti and Ti–V microalloyed steels were presented. The steel forged parts studied were intended to be used in the automotive industry. The method of thermomechanical treatment and forging conditions were developed based on the analysis of precipitation kinetics of MX interstitial phases in a solid solution and the austenitizing temperature effects on the prior austenite grain size. To reveal the microstructure, the light microscopy and transmission electron microscopy techniques were used. Very high mechanical properties of the forgings along with guaranteed toughness were obtained as a result of the optimal use of grain refinement and precipitation strengthening by dispersive particles of carbides, carbonitrides and nitrides of microadditions introduced into steel. Depending on the variant of thermomechanical treatment used to the forgings, the following range of the mechanical properties, after tempering at 600°C, were obtained: YS0.2 from 696 to 850 MPa, UTS from 770 to 932 MPa, KV from 186 to 215 J, and the HBW hardness of 220÷250.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury, właściwości mechanicznych oraz hartowności stali konstrukcyjnych C–Mn o różnym stężeniu mikrododatków Ti, V i B, przeznaczonych do wytwarzania odkuwek energooszczędną metodą obróbki cieplno-plastycznej.

2

Obróbka cieplno-plastyczna wysokowytrzymałej stali konstrukcyjnej niezawierającej pierwiastków strategicznych

Garbarz B., Adamczyk M.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2018

|

nr 7-8

11--15

PL

Właściwości stopów na bazie układu Fe-C-Al umożliwiają zaprojektowanie wysokowytrzymałej stali konstrukcyjnej niezawierającej pierwiastków uznanych w Unii Europejskiej jako strategiczne (krytyczne): Nb, V, Mo. Nowa stal może stanowić alternatywę w stosunku do klasycznych gatunków HSLA.

EN

The properties of alloys based on the Fe-C-Al system enable to design a high-strength structural steel containing no elements recognised in European Union as strategic (critical): Nb, V, Mo. The new steel could be an alternative to the classical HSLA grades.

3

Obróbka cieplno-plastyczna blach grubych ze stali typu HSLA

Opiela M.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2018

|

nr 7-8

26--30

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu obróbki cieplno-plastycznej na strukturę i własności mechaniczne stali typu HSLA przeznaczonej do produkcji blach spawalnych grubych. Parametry obróbki cieplno-plastycznej dobrano na podstawie badań kinetyki rekrystalizacji austenitu wyznaczonej w próbie wieloetapowego skręcania na gorąco z szybkością odkształcenia 3 s-1 i odkształceniem H = 0,2 w kolejnych etapach. Zastosowana obróbka cieplno-plastyczna pozwala na uzyskanie drobnoziarnistej struktury austenitu podczas odkształcenia plastycznego na gorąco oraz wytwarzanie blach uzyskujących korzystny zespół własności mechanicznych i gwarantowaną odporność na pękanie po kontrolowanym chłodzeniu z temperatury końca obróbki plastycznej.

EN

The paper presents the results of the research on the influence of thermomechanical treatment on the structure and the mechanical properties of the HSLA-type steel intended for the production of weldable heavy plates. The parameters of the thermomechanical treatment were selected based on the testing of the austenite recrystallization kinetics determined in the hot multistage torsion test at the deformation rate of 3 s-1 and with the deformation H = 0,2 at the consecutive stages. The applied thermomechanical treatment allows to obtain the fine- -grained microstructure of austenite during hot-working and to produce steel plates which get an advantageous set of mechanical properties and guaranteed crack resistance after controlled cooling from the plastic deformation finish temperature and successive tempering.

4

Rola obróbki cieplno-plastycznej w kształtowaniu struktury i właściwości mechanicznych stali przeznaczonych do walcowania walcówki

Niewielski G., Kuc D., Hadasik E., Bednarczyk I., Schindler I.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2018

|

T. 29, nr 2

193--212

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów procesu walcowania na podatność do plastycznego odkształcania, właściwości mechaniczne i strukturę stali gatunku 23MnB4, 30MnB4, C45 i C70 przeznaczonych do walcowania walcówki w nowoczesnej walcowni ciągłej. Ocenę plastyczności dokonano w próbie skręcania na gorąco przy użyciu plastometru skrętnego, w zakresie temperatury walcowania walcówki od 850 do 1150oC z prędkością odkształcenia 0,1, 1 i 10 s-1. Określono zależności naprężenia uplastyczniającego od odkształcenia oraz wielkości charakteryzujące podatność takie, jak: maksymalne naprężenie uplastyczniające, wartość odkształcenia odpowiadająca maksymalnemu naprężeniu oraz odkształcenie do zniszczenia. Wielkości te uzależniono od temperatury i prędkości odkształcenia oraz od energii aktywacji i parametru Zenera–Hollomona. Na podstawie przeprowadzonych badań plastometrycznych dla stali 23MnB4, 30MnB4, C45 i C70 stwierdzono, że charakteryzują się dużą odkształcalnością – sięgającą wartości odkształcenia granicznego ɛg powyżej wartości 20 w najniższej temperaturze odkształcania – i ciągłym zwiększaniem odkształcalności ze wzrostem temperatury. Natomiast wartości maksymalnego naprężenia uplastyczniającego są zróżnicowane w zależności od gatunku badanej stali, a w większym stopniu zależy od temperatury i prędkości odkształcania. Badania dotyczące wpływu parametrów walcowania i chłodzenia na ilościowe cechy mikrostruktury perlitu i właściwości mechaniczne walcówki realizowano na modelowych walcarkach w VSB Ostrawa. Badania mikrostruktury badanych stali 23MnB4, 30MnB4, C45 i C70 po badaniach plastometrycznych oraz próbach walcowania przeprowadzono przy użyciu technik mikroskopii świetlnej i skaningowej. Dodatkowo ilościową analizę mikrostruktury stali perlitycznej wykonano z zastosowaniem nowego programu komputerowego „PILS” – Perlite Inter-Lamellar Spacing.

EN

The paper presents the tests results of influence of the rolling process parameters on the liability to plastic deformation, mechanical properties and structure of steel types 23MnB4, 30MnB4, C45 and C70 meant for rolling wire rods in a modern continuous mill. The plasticity assessment was conducted with the use of hot torsion test using torsial plastometer in rolling temperature range for the wire rod from 850 to 1150oC with deformation speed of 0.1, 1 and 10 s-1. The dependencies of yield stress to deformation were determined together with values characterising the liability such as: maximum yield stress, value of deformation equivalent to maximum stress and deformation to failure. Those values were dependent on temperature and speed of deformation as well as activation energy and Zener-Hollomon parameter. It was stated, on the basis of conducted plastometric tests of steel types 23MnB4, 30MnB4, C45 and C70 that they are characterised with big deformability reaching the value of boundary deformation ɛg above the value of 20 in the lowest deformation temperature and constant increase of deformability with the increase of temperature. However, the values of maximum yield stress vary de-pending on tested steel type and they are more dependent on temperature and speed of deformation. Tests concerning the influence of rolling parameters and cooling on the quantitative features of pearlite microstructure and mechanical properties of wire rods were conducted on model rolling mills in VSB Ostrava. Microstructure tests of steel types 23MnB4, 30MnB4, C45 and C70 after plastometric tests and rolling tests were conducted with the use of light and scanning microscopy. Additionally, quantitative analysis of microstructure of pearlitic steel was conducted with the use of new computer program “PILS” – Pearlite Inter-Lamellar Spacing.

5

A comparative research on mechanical properties of monolayer, gradient and multi-module coatings on CrN(C) base

Mydłowska K., Libralesso L., Szparaga Ł., Gilewicz A., Ratajski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2018

|

Vol. 39, nr 1

8--14

EN

Chromium has been used for decades for the production of relatively thick, hard, wear resistant coatings in a wide range of industries — including the automotive and aircraft industry. Whilst traditional hard chromium finished coatings have no known health hazards, the chemicals, used in the process of application, comprise hexavalent chromium compounds (Cr6+ ions) and chromium in this state is extremely toxic. Due to the European directive on chemicals (REACH), hard chromium coatings, produced from highly toxic and carcinogenic baths, must be replaced by “green” solutions. In certain applications, the coatings obtained by PVD method can be the alternative to hard chromium electroplating where superior wear resistance to that of hard chromium electroplate is required — especially if a thin coating is suitable. Among PVD coatings, the chrome nitride coatings have demonstrated to possess excellent wear resistance properties. In this article was presented a fragment of research on this subject, carried out as part of an international research project CORNET, whose aim was to develop technologies of anti-wear and anti-corrosion coatings as replacements for hard chromium and cadmium coatings for applications in the aerospace and automotive industries. In particular, the article contains a description of the investigation of the mechanical properties of monolayer, gradient and multi-module coatings on CrN(C) base deposited with use of the cathodic arc evaporation CAE-PVD method on nitrided steel 42CrMo4 and additionally in the case of gradient and multi-module coatings on substrates of HS6–5–2 steel. The investigation includes the adhesion analysis by scratch test and by the Rockwell C indentation test (VDI — Verein Deutscher Ingenieure indentation test) tribomechanical analysis by pin–on–disc, measurement of friction coefficient and nanoindentation tests.

PL

W związku z europejską dyrektywą dotyczącą chemikaliów (REACH) twarde powłoki chromowe, produkowane w toksycznych i rakotwórczych kąpielach, muszą być zastąpione przez rozwiązania „zielone”. W niektórych zastosowaniach, między innymi w przemyśle lotniczym, powłoki otrzymywane metodą PVD mogą być alternatywą dla powłok z twardego chromu. Wokół tego problemu zogniskowano badania, których fragment opisano w artykule. Zasadniczym celem tych badań było porównanie właściwości tribomechanicznych powłok jednowarstwowych CrN oraz wielomodułowych i gradientowych CrN/CrCN osadzanych na azotowanych podłożach ze stali 42CrMo4 oraz dodatkowo w przypadku powłok wielomodułowych i gradientowych na podłożach ze stali HS6–5–2.

6

Rozwój mikrostruktury austenitu stali typu HSLA podczas obróbki plastycznej na gorąco

Opiela M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2018

|

Vol. 85, nr 5

156--160

PL

W pracy zbadano wpływ parametrów obróbki plastycznej na gorąco na przebieg dynamicznych i statycznych procesów aktywowanych cieplnie w stali konstrukcyjnej typu HSLA (High Strength Low Alloy) zawierającej 0,17% C, 1,37% Mn oraz mikrododatki Nb, Ti, V o stężeniu – odpowiednio – 0,025%, 0,004% i 0,019%. Do wyznaczenia krzywych σ–ε oraz kinetyki rekrystalizacji austenitu odkształconego plastycznie wykorzystano symulator termomechaniczny Gleeble 3800. Próbki badano w zakresie temperatury od 900 do 1000°C z prędkością odkształcenia 3 s-1. Ujawniono strukturę austenitu pierwotnego próbek po dwuetapowym ściskaniu z wytrzymaniem izotermicznym przez czas od 0,2 do 120 s oraz wyznaczono energię aktywacji procesu odkształcenia plastycznego na gorąco badanej stali. Uzyskane wyniki badań pozwolą na opracowanie technologii blach grubych ze stali mikrostopowej typu HSLA metodą obróbki cieplno-plastycznej – walcowania ze sterowaną rekrystalizacją.

EN

The paper investigates the influence of hot-working parameters on the progression of thermally activated dynamic and static processes in HSLA (High Strength Low Alloy) constructional steel, containing 0.17% C, 1.37% Mn and microadditions of Nb, Ti, V in the amounts of 0.025 %, 0.004% and 0.019%, respectively. In order to determine the σ–ε curves and the kinetics of recrystallization of plastically deformed austenite, the Gleeble 3800 thermomechanical simulator was used. Specimens were tested in the temperature range from 900 to 1000°C, at the deformation rate of 3 s-1. Microstructure of primary austenite was revealed after two-stage compression of samples, with isothermal holding for the period of 0.2 to 120 s; the activation energy for hot working of the examined steel was determined. Obtained research results will allow to develop the technology of HSLA type microalloyed steel plates with the method of thermomechanical treatment – recrystallization controlled rolling.

7

Obróbka cieplno-plastyczna odkuwek ze stali mikrostopowych

Opiela M.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2017

|

nr 11-12

34--39

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu obróbki cieplno-plastycznej przez kucie na strukturę i własności mechaniczne nowo opracowanej stali mikrostopowej zawierającej: 0,31% C, 1,41% Mn, 0,033% Ti, 0,008% V i 0,003% B. Zastosowana obróbka cieplno- plastyczna pozwala na uzyskanie drobnoziarnistej struktury austenitu podczas odkształcenia plastycznego na gorąco oraz wytwarzanie odkuwek uzyskujących po kontrolowanym chłodzeniu z temperatury końca obróbki plastycznej i następnym wysokim odpuszczaniu korzystny zespół własności mechanicznych i gwarantowaną odporność na pękanie. Odkuwki wytworzone metodą obróbki cieplno-plastycznej poddane następnie odpuszczaniu w zakresie temperatury od 550 do 650°C wykazują: Rp0,2 – od 993 do 925 MPa, Rm – od 1061 do 978 MPa, oraz KV-40 – od 60 do 69 J.

EN

The paper presents the results of a study on the influence of thermomechanical treatment by forging on the microstructure and mechanical properties of a newly developed microalloyed steel containing 0.31% C, 1.41% Mn, 0.033% Ti, 0.008% V and 0.003% B. The applied thermomechanical treatment allows to obtain a fine- -grained microstructure of austenite during hot-working and to manufacture forged parts with an advantageous set of mechanical properties and guaranteed crack resistance after controlled cooling from the finish plastic deformation temperature and successive tempering. Forgings produced with the method of thermomechanical treatment, consecutively subjected to tempering in the temperature range 550-650°C, demonstrate the following values: YS0.2 – 993-925 MPa, UTS – 1061-978 MPa and KV-40 – 60-69 J.

8

Obróbka cieplno-plastyczna stali konstrukcyjnych zawierających 3÷4%Al umożliwiająca wytworzenie mikrostruktury lamelarnej

Adamczyk M., Garbarz B., Niżnik-Harańczyk B.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2017

|

T. 69, nr 1

10--23

PL

Artykuł zawiera wyniki badań stali konstrukcyjnych z dodatkiem stopowym glinu w ilości 3÷4%, poddanych wielowariantowej obróbce cieplno-plastycznej. Nowe stale z glinem charakteryzują się występowaniem stabilnej struktury dwufazowej austenityczno-ferrytycznej w zakresie temperatury nagrzewania do przeróbki plastycznej i przeróbki plastycznej na gorąco. Umożliwia to wytworzenie mikrostruktury lamelarnej (pasmowej). Celem badań było uzyskanie wysokich właściwości mechanicznych nowej klasy stali z dodatkiem stopowym glinu, konkurencyjnych w stosunku do właściwości obecnie wytwarzanych konstrukcyjnych wyrobów stalowych o wysokiej granicy plastyczności minimum 500 MPa, w warunkach technologicznych typowych dla średnio zaawansowanych technicznie walcowni. W wyniku zastosowania zróżnicowanych wartości parametrów obróbki cieplno-plastycznej, wytworzono lamelarne struktury charakteryzujące się wartością średniej grubości pasm mikrostruktury w zakresie od 8,6 μm do 13,3 μm. Właściwości mechaniczne eksperymentalnych stali po zastosowanych wariantach obróbki cieplno-plastycznej mieszczą się w szerokim zakresie wartości: Rm od 620 do 1080 MPa, Rp0,2 od 420 do 540 MPa oraz wydłużenie całkowite od 6 do 19%. Korzystne proporcje wytrzymałości i plastyczności uzyskano dla stali zawierających 0,30%C-1,72%Mn-3,0%Al oraz 0,28%C-1,67%Mn-2,98%Al-0,70%Si-0,49%Cr: granica plastyczności ok. 500 MPa, wytrzymałość ok. 700 MPa i wydłużenie całkowite ok. 17%.

EN

Results of investigation of structural steels alloyed with 3÷4% of aluminium subjected to multivariant thermomechanical processing are presented in the paper. The new steel grades with aluminium addition are characterised by their dual phase austenite-ferrite structure stable at temperatures of reheating and hot working. This property enables to produce laminated (banded) microstructure. The aim of the investigation was to obtain high mechanical properties of the new class of steels containing aluminium, competitive with mechanical properties of currently produced structural steel products with a high yield strength of minimum 500 MPa, using medium-advanced rolling facilities. As a result of application of different values of thermo-mechanical treatment laminated structures were produced with an average thickness of microstructural bands in the range of 8.6 μm to 13.3 μm. Mechanical properties of the experimental steels obtained after the applied variants of thermo- mechanical processing showed wide ranges of values: Rm from 620 to 1080 MPa, Rp0,2 from 420 to 540 MPa and total elongation from 6 to 19%. A favorable proportion of strength and ductility was obtained for the steels containing 0.30%C-1.72%Mn-3.0%Al and 0.28%C-1.67%Mn-2.98%Al-0.70%Si-0.49%Cr: yield strength ca. 500 MPa, tensile strength ca. 700 MPa and total elongation ca. 17%.

9

Development of microstructure and mechanical properties of forgings in the thermomechanical treatment

Opiela M.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 5

206--211

EN

The work presents research results of the influence of thermomechanical treatment via forging on microstructure and mechanical properties of newly elaborated microalloyed steel containing of 0.28% C, 1.41% Mn, 0.028% Ti, 0.027% Nb, 0.019% V and 0.003% B. The investigated steel is assigned to the production of forged elements for the automotive industry. Conditions of forging using the thermomechanical processing method were developed based on plastometric tests. Observations of the microstructures of thin foils were conducted using a TITAN80-300 FEI transmission electron microscope. The applied thermomechanical treatment allows to obtain a fine-grained microstructure of the austenite during hot-working and production of forged parts. These acquire advantageous mechanical properties and guaranteed crack resistance after controlled cooling from the end plastic deformation temperature and successive tempering. Forgings produced using the thermomechanical treatment method, consecutively subjected to tempering in a temperature range from 550 to 650°C, reveal values of YS0.2 which equal from 994 to 939 MPa, UTS from 1084 to 993 MPa, KV from 69 to 109 J, KV–40 from 55 to 83 J, and a hardness ranging from 360 to 310 HBW. The results obtained in this paper make it possible to develop an industrial technology of forgings with high mechanical properties and guaranteed crack resistance, and also at a decreased temperature, by using the thermomechanical treatment method.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i właściwości mechanicznych odkuwek ze stali z mikrododatkami Ti, Nb, V i B typu HSLA wytworzonej w kontrolowanym procesie obróbki cieplno-plastycznej, poddanej następnie wysokiemu odpuszczaniu.

10

Effects of Nb, Ti and V on recrystallization kinetics of austenite in HSLA steels

Opiela M.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 6

289--294

EN

The work presents research results of impact of Nb, Ti and V microadditions on recrystallization kinetics and microstructure of newly elaborated steels assigned for production of forged machine parts, using the method of thermomechanical treatment. The study was performed with the use of Gleeble 3800 simulator. In order to determine recrystallization kinetics of plastically deformed austenite, discontinuous compression tests of specimens were done with a given strain at the rate of 10 s–1, in a temperature range from 900 to 1100°C, with isothermal holding of samples between successive stages of deformation for 2 to 100 s. Recrystallization kinetics of plastically deformed austenite was described using the Johnson-Mehl-Avrami equation. Performed two-stages compression tests revealed that microadditions introduced into steel considerably influence the kinetics of static recrystallization. Determined time of total recrystallization of austenite, tR, in a temperature range from 1100°C to 900°C changes from 100 to 600 s and from 300 to 800 s — for the Ti–V steel and Ti–Nb–V steel, respectively. Executed hot compression tests will contribute to establishing conditions of forging with the method of thermomechanical treatment.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań oddziaływania mikrododatków Nb, Ti i V na kinetykę rekrystalizacji i strukturę nowo opracowanych stali typu HSLA przeznaczonych do wytwarzania kutych elementów maszyn metodą obróbki cieplno-plastycznej.

11

Wpływ boru na hartowność nowo opracowanych stali do wytwarzania odkuwek metodą obróbki cieplno-plastycznej

Opiela M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 2

56--66

PL

W pracy dokonano oceny skuteczności oddziaływania mikrododatku boru na polepszenie hartowności drobnoziarnistych stali konstrukcyjnych typu HSLA, przeznaczonych do wytwarzania odkuwek metodą obróbki cieplno-plastycznej, poddawanych następnie wysokiemu odpuszczaniu. Przedmiotem badań były nowo opracowane stale mikrostopowe, do których oprócz B w stężeniu 0,003% wprowadzono mikrododatek Ti w stężeniu zapewniającym pełną osłonę dla boru przed wiązaniem się tego pierwiastka w azotki BN. Ocenę hartowności badanych stali przeprowadzono na podstawie próby Jominy’ego hartowania od czoła oraz metoda analityczna, według procedury zawartej w normie ASTM 255-89, pozwalającej na wyznaczenie idealnej średnicy krytycznej uwzględniającej oddziaływanie mikrododatku boru. Uzyskane wyniki wykazały, że nowo opracowane stale charakteryzują się wysoką hartownością i mogą być przydatne do wytwarzania odkuwek o stosunkowo dużych przekrojach.

EN

The effectiveness of boron microaddition impact on improving hardenability of fine-grained HSLA type constructional steels, assigned for production of forgings with the method of thermomechanical processing, subsequently subjected to the high-temperature tempering, has been evaluated in presented work. The subject of the research were newly developed microalloyed steels, to which, in addition to B at a concentra- tion of 0.003%, Ti microaddition has been introduced at a concentration assuring complete shielding for boron not to bond into BN nitrides. Evaluation of hardenability of the investigated steels was carried out on the basis of Jominy hardening test and the analytical method, accor- ding to the procedure included in ASTM 255-89 standard, which allows determination of the ideal critical diameter, taking into account the influence of boron microaddition. Obtained results revealed that newly elaborated steels are characterized with high hardenability and can be suitable for production of forgings with relatively large sections.

12

Możliwości symulatora obróbki cieplno-plastycznej

Borek W.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2015

|

nr 9-10

82--84

PL

Dążenie do optymalizacji procesów technologicznych i produkcyjnych, jak również dobór najlepszego pod względem ekonomicznym materiału konstrukcyjnego pociąga za sobą konieczność zintensyfikowania badań w zakresie fizycznych symulacji procesów obróbki cieplnej i cieplno-plastycznej nowych materiałów inżynierskich. Osiągnięcie wszystkich kryteriów wiąże się z dostępem do najnowocześniejszych rozwiązań technologicznych, które pozwalają na wykonanie symulacji fizycznych procesów takich jak: ciągłe odlewanie, walcowanie, ściskanie, ciągnienie, kucie, wyciskanie, zgrzewanie i operacje obróbki cieplnej.

EN

The need for the optimization of technological processes and production, as well as the best selection of structural material in terms of economic considerations entails the necessity to extend research on the physical simulation of heat treatment and thermo-mechanical treatment of new engineering materials. Achieving all the criteria is associated with the availability of modern technology solutions, which allow to perform the simulations of physical processes such as: continuous casting, rolling, pressing, drawing, forging, extrusion, welding and heat treatment operations.

13

Procesy przetwórstwa zaawansowanych materiałów otrzymanych metodą metalurgii proszków

Szczepanik S., Nikiel P.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 4

290--301

PL

Przedstawiono zastosowanie połączenia metody metalurgii proszków z procesami przeróbki plastycznej do wytworzenia materiałów warstwowych, kompozytowych Al-SiCcząstki, z fazami międzymetalicznymi Fe-Al lub Ti-Al oraz z zastosowaniem obróbki cieplno-plastycznej UHC stali. Wytwarzanie wyrobów obejmowało przygotowanie mieszanki, wykonanie wyprasek w temperaturze otoczenia i ich odkształcanie na gorąco w matrycach zamkniętych lub wyciskania w warunkach izotermicznych. Otrzymano wyroby ze skokowym gradientem składu z aluminium i proszku stopowego aluminium, z fazami międzymetalicznymi Fe-Al oraz fazą TiAl. W procesie obróbki cieplno-plastycznej UHC stali dokonano przemiany martenzytu na strukturę złożoną z ferrytu i skoagulowanego cementytu.

EN

Combination of PM processing with plastic forming to manufacturing of layer materials, composites, intermetallics Fe-Al and Ti-Al and thermo-mechanical processing UHC steel are reported. Forming involved mixing of basic powders, pressing at room temperature and hot closed-die forging of the compacts in isothermal conditions. Properties of two layer products after extrusion and composites after extrusion and drawing are described. During thermo-mechanical processing of UHC steel the transformation of martensite to ferrite with small carbide particles took place.

14

Ocena struktury stali wysokomanganowych po procesach odkształcenia

Jabłońska M., Śmiglewicz A., Tomaszeska A., Horzelska K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 1

31--35

PL

Rozwój takich gałęzi przemysłu, jak przemysł motoryzacyjny czy militarny, koncentruje się w ostatnich latach na prowadzeniu prac badawczych w obszarze nowych wysokomanganowych stali z grupy AHSS. Zależnie od zawartości Mn, Al i Si stale te wykazują określoną wartość EBU, a tym samym charakterystyczny mechanizm odkształcenia, taki jak indukowana odkształceniem przemiana martenzytyczna (efekt TRIP), indukowane odkształceniem bliźniakowanie mechaniczne (efekt TWIP) oraz indukowane odkształceniem tworzenie mikropasm ścinania (efekt MBIP). W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów obróbki cieplno-plastycznej na wybrane właściwości oraz strukturę austenitycznej stali X45MnAl20-3 wykazującej efekt TWIP. Badana stal została wyprodukowana na drodze klasycznego odlewania do miedzianego krystalizatora, uzyskując wlewki o wymiarach 100×100 mm, które poddano walcowaniu w 4 przepustach na końcową grubość 12 mm i 3 mm. Temperatura końca walcowania wynosiła 950°C, a blachy po ostatnim przepuście chłodzono w powietrzu oraz wodzie. Przeprowadzono analizę struktury i właściwości mechanicznych otrzymanych blach oraz analizę wpływu parametrów odkształcenia plastycznego na strukturę badanej stali w próbach ściskania w zakresie temperatury 850°C÷1100°C. Wykazano, że badana stal ma dobre własności wytrzymałościowe oraz bardzo korzystną odkształcalność. W próbach ściskania ujawniono, że równowaga pomiędzy procesami umacniania i odbudowy struktury ustala się podczas odkształcania stopu we wszystkich temperaturach, a zmiany mikrostruktury wskazują na zachodzenie efektów charakterystycznych dla procesów dynamicznej odbudowy w trakcie odkształcania na gorąco badanej stali.

EN

The development of such industries as automotive and military focus in recent years to conduct research in the area of new highmanganese steel from a group of AHSS. Depending on the content of Mn, Al and Si these steels exhibit specific SFE value and thus the characteristic deformation mechanism such as transformation induced plasticity (TRIP effect), mechanical twinning induced plasticity (TWIP effect) and micro bands induced plasticity (effect MBIP). The paper presents the results of the influence of thermo-mechanical treatment parameters on the selected mechanical properties and changes of microstructure of austenitic high manganese TWIP steel X45MnAl20-3. The steel has been produced by conventional casting of copper crystallizer to give ingots of dimensions 100 × 100 mm and then subjected to rolling to the final thickness of 12 mm and 3 mm. Temperature end of rolling was 950°C, and the sheet was cooled in air and water. An analysis of the structure and mechanical properties of the obtained sheet was performed. Moreover the analysis of the influence of hot plastic deformation parameters on the microstructure and properties of researched steel structure during the compression tests in the range of temperature from 850°C to 1100°C was carried out. Established, that the steel has good mechanical properties and a very favorable ductility, as demonstrated by the value of elongation in a tensile test. The compression tests revealed that the balance between the processes of strengthening and rebuilding of the structure is determined during deformation the steel at all temperatures, and changes in microstructure indicate a characteristic for the dynamic recovery process phenomena disclosured.

15

Analiza struktury i właściwości dwufazowej stali austenityczno-ferrytycznej MnAl poddanej procesowi obróbki cieplno-plastycznej

Jabłońska M., Śmiglewicz A., Tomaszewska A., Horzelska K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 2

158--161

PL

Obecnie wiele ośrodków badawczo-naukowych koncentruje swoje prace w obszarze nowych wysokomanganowych stali z grupy AHSS. W pracy dokonano oceny właściwości tych stali o strukturze austenityczno-ferrytycznej po obróbce cieplno-plastycznej. Stale różniły się zawartością węgla, manganu i aluminium. Zasadniczym celem pracy było określenie najkorzystniejszych parametrów obróbki cieplnej, temperatury końca walcowania i szybkości chłodzenia w celu uzyskania relacji wytrzymałość-plastyczność. Analizę struktury przeprowadzono wykorzystując techniki mikroskopii świetlnej, a ocenę właściwości wytrzymałościowych przeprowadzono na podstawie wyników ze statycznej próby rozciągania blach.

EN

Recently many research centers focus in the area of new high manganese steel from a group of AHSS. In the paper, two grades of high-manganese steels with aluminum after a thermo-mechanical treatment were studied. Steel grades with an austenitic-ferritic structure with various contents of carbon, manganese and aluminum were selected for the studies. The main goal of the work was to define the most preferable parameters of heat treatment, rolling finish temperature and cooling rate in order to obtain the most favorable strength-ductility relation for the examined steels. The structural analysis was carried out using optical microscopy techniques. The evaluation of strength properties was carried out based on the results of static tensile test of steel sheets.

16

Wpływ odkształcenia plastycznego na postać krzywych CTPc nowo opracowanej stali mikrostopowej

Opiela M.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 4

325--331

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu odkształcenia plastycznego oraz warunków chłodzenia na mikrostrukturę i postać krzywych CTPc nowo opracowanej stali mikrostopowej. Wyznaczono krzywe przemian austenitu przechłodzonego nieodkształconego plastycznie (CTPc) oraz odkształconego plastycznie (OCTPc) stali mikrostopowej z Nb, Ti i V. Badania dylatometryczne przeprowadzono za pomocą dylatometru DIL 805A/D wyposażonego w głowicę pomiarową LVDT. Część próbek austenityzowano w temperaturze 885°C, a następnie chłodzono z tej temperatury z różnymi szybkościami od 234°C/s do 1°C/min. Natomiast w celu wyznaczenia wpływu odkształcenia plastycznego na postać krzywych CTPc próbki odkształcano w temperaturze 885°C oraz 1100°C, stosując 50% stopień gniotu, a następnie chłodzono z szybkością od 95°C/s do 1°C/min. Przeprowadzone badania wykazały, że stal ma temperaturę Ac3 = 843°C, Ac1 = 707°C oraz dość niską temperaturę Ms wynoszącą 370°C. Odkształcenie plastyczne stali w temperaturze 885°C przed rozpoczęciem przemian fazowych powoduje wyraźne przyspieszenie przemiany perlitycznej oraz słabe przesunięcie do krótszego czasu przemiany bainitycznej. Stwierdzono ponadto, że próbki odkształcone plastycznie w temperaturze 885°C przed ich kontrolowanym chłodzeniem wykazują większą twardość w porównaniu z próbkami nieodkształconymi plastycznie, chłodzonymi z tą samą szybkością. Opracowane krzywe przemian austenitu przechłodzonego badanej stali w pełni predysponują ją do wytwarzania odkuwek hartowanych bezpośrednio z temperatury końca kucia, a następnie poddawanych wysokiemu odpuszczaniu.

EN

The aim of the paper is to investigate the influence of plastic deformation and cooling conditions on the microstructure and shape of CCT-diagrams of newly-developed Nb-Ti-V microalloyed steel. The CCT-diagrams of undeformed and plastically-deformed supercooled austenite for Nb-Ti-V microalloyed steel were developed. A DIL 805A/D dilatometer with a LVDT-type measuring head was used to carry out the dilatometric test. A part of the specimens were austenitized at a temperature of 885°C and next cooled to ambient temperature at various rates from 234°C/s to 1°C/min. To investigate the influence of plastic deformation on the shape of CCT (Continuous Cooling Transformations) diagrams, another part of the specimens were 50% deformed at 885°C and 1100°C and cooled to ambient temperature at rate from 95°C/s to 1°C/min. The performed dilatometric research revealed that the steel is characterized by Ac3 = 843°C, Ac1 = 707°C and a relatively low Ms temperature equal to 370°C (Fig. 1). Plastic deformation of steel at the temperature of 885°C prior to the start of phase transformations results in distinct acceleration of pearlitic transformation and slight translation of bainitic transformation towards shorter times (Fig. 2). Additionally, it was found that samples plastically deformed at the temperature of 885°C prior to their controlled cooling demonstrated higher hardness values in respect to the hardness values of non-deformed samples cooled at the same rate. The developed curves of supercooled austenite transformations of the studied steel fully predispose it to the production of forgings quenched directly from the forging finish temperature and successively subjected to high temperature tempering.

17

Analiza mikrostruktury i właściwości stali wysokomanganowej X45MnAl20-3 z efektem TWIP kształtowanej w procesie obróbki cieplno-plastycznej

Jabłońska M., Horzelska K., Kuc D.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 6

385--389

PL

Rozwój takich gałęzi przemysłu, jak przemysł motoryzacyjny czy militarny koncentruje się w ostatnich latach na prowadzeniu prac badawczych w obszarze nowych wysokomanganowych stali z grupy AHSS. Zależnie od zawartości Mn, Al i Si stale te wykazują określoną wartość EBU, a tym samym charakterystyczny mechanizm odkształcenia, taki jak indukowana odkształceniem przemiana martenzytyczna (efekt TRIP), indukowane odkształceniem bliźniakowanie mechaniczne (efekt TWIP) oraz indukowane odkształceniem tworzenie mikropasm ścinania (efekt MBIP). W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów obróbki cieplno-plastycznej na wybrane właściwości oraz strukturę austenitycznej stali X45MnAl20-3 wykazującej efekt TWIP. Badana stal została wyprodukowana na drodze klasycznego odlewania do miedzianego krystalizatora, uzyskując wlewki o wymiarach 100×100 mm, które poddano walcowaniu w 4 przepustach na końcową grubość 12 mm i 3 mm. Temperatura końca walcowania wynosiła 950°C, a blachy po ostatnim przepuście chłodzono w powietrzu oraz wodzie. Przeprowadzono analizę struktury i właściwości mechanicznych otrzymanych blach oraz analizę wpływu parametrów odkształcenia plastycznego na strukturę badanej stali w próbach ściskania w zakresie temperatury 850°C÷1100°C. Wykazano, że badana stal ma dobre własności wytrzymałościowe oraz bardzo korzystną odkształcalność. W próbach ściskania ujawniono, że równowaga pomiędzy procesami umacniania i odbudowy struktury ustala się podczas odkształcania stopu we wszystkich temperaturach, a zmiany mikrostruktury wskazują na zachodzenie efektów charakterystycznych dla procesów dynamicznej odbudowy w trakcie odkształcania na gorąco badanej stali.

EN

The development of such industries as automotive and military focus in recent years to conduct research in the area of new highmanganese steel from a group of AHSS. Depending on the content of Mn, Al and Si these steels exhibit specific SFE value and thus the characteristic deformation mechanism such as transformation induced plasticity (TRIP effect), mechanical twinning induced plasticity (TWIP effect) and micro bands induced plasticity (effect MBIP). The paper presents the results of the influence of thermo-mechanical treatment parameters on the selected mechanical properties and changes of microstructure of austenitic high manganese TWIP steel X45MnAl20-3. The steel has been produced by conventional casting of copper crystallizer to give ingots of dimensions 100 × 100 mm and then subjected to rolling to the final thickness of 12 mm and 3 mm. Temperature end of rolling was 950°C, and the sheet was cooled in air and water. An analysis of the structure and mechanical properties of the obtained sheet was performed. Moreover the analysis of the influence of hot plastic deformation parameters on the microstructure and properties of researched steel structure during the compression tests in the range of temperature from 850°C to 1100°C was carried out. Established, that the steel has good mechanical properties and a very favorable ductility, as demonstrated by the value of elongation in a tensile test. The compression tests revealed that the balance between the processes of strengthening and rebuilding of the structure is determined during deformation the steel at all temperatures, and changes in microstructure indicate a characteristic for the dynamic recovery process phenomena disclosured.

18

Struktura i własności mechaniczne odkuwek ze stali mikrostopowej wytworzonych metodą obróbki cieplno-plastycznej

Opiela M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 8

579--583

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu obróbki cieplno-plastycznej przez kucie na strukturę i własności mechaniczne stali mikrostopowej zawierającej 0,28% C, 1,41% Mn, 0,027% Nb, 0,028% Ti, 0,019% V i 0,003% B. Zastosowana obróbka cieplno-plastyczna pozwala na uzyskanie drobnoziarnistej struktury austenitu podczas odkształcenia plastycznego stali na gorąco oraz wytwarzanie wyrobów kutych uzyskujących po kontrolowanym chłodzeniu z temperatury końca obróbki plastycznej i następnym wysokim odpuszczaniu korzystny zespół własności mechanicznych i gwarantowaną odporność na pękanie. Odkuwki wytworzone metodą obróbki cieplno-plastycznej poddane następnie odpuszczaniu w zakresie temperatury od 550 do 650 °C wykazują: Rp0,2 od 994 do 939 MPa, Rm od 1084 do 993 MPa oraz KV-40 od 77 do 83 J.

EN

The work presents research results of the influence of thermo-mechanical treatment via forging on microstructure and mechanical properties of newly elaborated microalloyed steel containing of 0.28% C, 1.41% Mn, 0.028% Ti, 0.019% V and 0.003% B. Applied thermo-mechanical treatment allows obtaining fine-grained microstructure of austenite during hot-working and production of forged parts, which acquire advantageous set of mechanical properties and guaranteed crack resistance after controlled cooling from finishing plastic deformation temperature and successive tempering. Forgings produced with the method of thermo-mechanical treatment, consecutively subjected to tempering in the temperature range from 550 to 650 °C, reveal the values of YS0.2 equal from 994 to 939 MPa, UTS from 1084 to 993 MPa and KV -40 from 77 to 83 J.

19

Opracowanie zaleceń technologicznych do walcowania blach w LPS na podstawie wyników z symulacji numerycznych i fizycznych

Hetmańczyk M., Niewielski G., Kuc D., Hadasik E.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2012

|

T. 64, nr 1

95-103

PL

W niniejszym referacie przedstawiono zalecenia technologiczne do walcowania blach i prętów w LPS w oparciu o wyniki z symulacji numerycznych i fizycznych, badań dylatometrycznych oraz obliczeń własnych w programie "TTSteel" do symulacji obróbki cieplnej prowadzonych dla trzech wytypowanych gatunków stali. Wyniki symulacji dla walcowania z zastosowaniem zbijacza zgorzeliny wskazują na nadmierny spadek temperatury na powierzchni wsadu. Proponowany kontrolowany sposób chłodzenia dla uzyskania struktury końcowej polega na zastosowaniu różnych kombinacji odkształcenia plastycznego, szybkości chłodzenia, czasowego wytrzymania w stałej temperaturze i końcowego dochładzania po zakończeniu procesu obróbki cieplno-plastycznej. Zakłada się również możliwość wprowadzenia obróbki cieplnej w miejsce tych wariantów, w których istnieje niebezpieczeństwo nadmiernych naprężeń i odkształceń.

EN

The paper presents technological recommendations for rolling metal sheets and rods in the LPS line based on results of numerical and physical simulations, dilatometric tests and calculations using "TTSteel" program for simulation of heat treatment conducted for three selected types of steel. The results of simulation with use of the descaler show the excessive drop in temperature on the charge surface. The suggested controlled way of cooling to achieve the final structure is based on the application of various combinations of plastic deformations, cooling rates and holding up at a stable temperature followed by the final sub-cooling after the completion of thermal-mechanical working. It is also assumed that heat treatment operations may be introduced instead of the options where there is a danger of introduction of too large stresses and strains.

20

Opracowanie technologicznych podstaw wytwarzania blach grubych wysokowytrzymałych do zastosowań w niskich temperaturach

Gawor J., Woźniak D.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2012

|

T. 64, nr 3

27-35

PL

Decydujący wpływ na poziom właściwości mechanicznych stali wywierają parametry przeróbki cieplno-plastycznej i szybkości chłodzenia po przeróbce. Właściwości stali mogą się istotnie zmieniać w zależności od wielkości odkształcenia w końcowych przepustach, temperatury końca walcowania oraz szybkości chłodzenia po walcowaniu. Celem badań było opracowanie półprzemysłowej technologii wytwarzania blach grubych wysokowytrzymałych ze stali niskowęglowych konstrukcyjnych przeznaczonych do zastosowań w obniżonych temperaturach. Wytypowano składy chemiczne stali, określono wstępne parametry procesu i przeprowadzono próby walcowania blach z obróbką cieplno-plastyczną i regulowanym chłodzeniem bezpośrednio po walcowaniu w module B Linii do Półprzemysłowej Symulacji Wytwarzania Metali i Stopów (LPS) budowanej w Instytucie Metalurgii Żelaza. Walcowano stale niskowęglowe o zróżnicowanej zawartości C, Mn i mikrododatków Nb, Ti, V o wartości równoważnika węgla w zakresie 0,36 do 0,50. Wykonano badania właściwości mechanicznych, udarności KV w zakresie temperatur od 20 do -60o C i mikrostruktury. Założoną do osiągnięcia wartość udarności KVmin = 27 J w temperaturze badania -60 C uzyskano dla blach o grubości 6÷7,5 mm. Mikrostruktura tych blach jest drobnoziarnista ferrytyczno-perlityczno-bainityczna, a ich właściwości spełniają wymagania dla kategorii S420ML i S460ML.

EN

The decisive effect on mechanical properties of steel is exerted by the parameters of thermo-mechanical treatment and rate of cooling after treatment. Steel properties can significantly vary depending on the volume of strain in final passes, end-of-rolling temperature and rate of cooling after rolling. The purpose of the research was to develop the semi-industrial technology for manufacturing of high-strength metal plates from low-carbon constructional steels for applications at reduced temperatures. Chemical compositions of steels were selected, initial process parameters were determined and testing of plate rolling with thermo-mechanical treatment and controlled cooling immediately after rolling in module B of the semi-industrial line for simulation of manufacturing metal and alloy products (LPS) being built in the Institute for Ferrous Metallurgy was carried out. Low-carbon steels with diverse content of C, Mn and micro-additions of Nb, Ti, V with carbon equivalent varying between 0.36 and 0.50 were rolled. The investigations of mechanical properties, impact resistance KV within the temperature range from 20 to -60° C and microstructure were carried out. The assumed impact resistance KVmin = 27 J at test temperature of -60° C was obtained for metal plates 6÷7.5 mm thick. These plates have fi ne-grained ferritic-pearlitic-bainitic microstructure and their properties meet the requirements for S420ML and S460ML category.