Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of hot deformation and isothermal holding temperature on retained austenite characteristics in 3-5% Mn multiphase steels

Opiela Marek, Grajcar Adam, Pakieła Wojciech

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 2

art. no. e144611

EN

The paper presents stress-strain characteristics recorded during the four-step compression of axisymmetric samples in the Gleeble thermomechanical simulator. The hot deformability of three steels with Mn concentrations of 3%, 4% and 5% was compared. The analysis of the influence of plastic deformation and Mn content on the microstructure of alloys, and in particular, on a fraction and morphological features of the retained austenite, was performed. The proportion of the retained austenite was determined by the X-ray diffraction method. It was found that the content of Mn in the range from 3% to 5% does not have a significant impact on the high-temperature resistance of the steel during compression tests, but it has a significant influence on the microstructure of the steel and the fraction of retained austenite. The optimal conditions for maximizing the proportion of retained austenite were obtained at the temperature of 400 °C, and it decreased with increasing Mn concentration in the steel. It has been shown that it is related to the redistribution of carbon from the remaining austenite fraction with an increase in the manganese content. The mechanical properties were determined on the basis of hardness measurements.

2

Wpływ wyżarzania na strukturę i własności kompozytu Al(Mg)-B2O3 wytworzonego metodą mechanicznej syntezy

Zygmunt-Kiper M., Błaż L., Sugamata M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 2

76-83

PL

W artykule opisano cechy strukturalne i własności kompozytu na osnowie stopu aluminium-magnez umocnionego dodatkiem tlenku boru, wytworzonego metodą mechanicznej syntezy składników. Badania strukturalne wykazały niewielką porowatość wyciskanego "na gorąco" materiału kompozytowego oraz silne rozdrobnienie składników strukturalnych. Nanometryczne cechy struktury przyczyniły się do uzyskania wysokiej twardości i wysokich własności mechanicznych materiału kompozytowego. Ze względu na chemiczną reaktywność składników kompozytu stwierdzono, że wyżarzanie w temperaturze 550 [stopni] C/168 godz. prowadzi lokalnie do reakcji chemicznej i tworzenia się silnie dyspersyjnych wydzieleń nowych faz, takich jak tlenki magnezu, węgliko-borki aluminium. Pomimo długotrwałego wyżarzania w wysokiej temperaturze i reakcji chemicznej między składnikami, mikrotwardość kompozytu nie uległa istotnej zmianie, utrzymując się w zakresie wartości 123-140 HV. Testy wysokotemperaturowego ściskania kompozytu Al(Mg)-B2O3 wykazały wysokie wartości naprężenia uplastyczniającego, znacznie przekraczające porównywalne wielkości dla przykładowych innych wysoko wytrzymałych materiałów na osnowie aluminium. Wadą kompozytu Al(Mg)-B2O3 jest skłonność do rozdzielania się skonsolidowanych ziaren proszku kompozytowego (pękania) podczas próby spęczania w temperaturze 20-300 [stopni]C w zastosowanym zakresie odkształcenia do [epsilon]t - 0,4. W warunkach podwyższonej temperatury odkształcania materiał wykazuje znacznie większe możliwości odkształcenia plastycznego bez zniszczenia próbki, co wskazuje na potencjalne możliwości przeróbki plastycznej kompozytu w podwyższonej temperaturze. Stwierdzone doświadczalnie utrzymanie silnie dyspersyjnej struktury kompozytu w warunkach działania wysokiej temperatury gwarantuje utrzymanie wysokich własności mechanicznych kształtowanego wyrobu.

EN

Mechanical alloying and powder metallurgy procedures were used for manufacturing Al(Mg)-B2O3 composite. An aluminum powder and the addition of 7.66 wt % Mg and 5.46 wt % B2O3 powders were milled in argon atmosphere for 30 h using Attritor mill. A few percentage addition of methanol was used to protect the sintering of milled powders. Received composite powders were compressed in AA6065 can under 100 ton press. As compressed powders were vacuum degassed at 400 [degrees]C and extruded by means of KOBO method. Rods of 7 mm in diameter were extruded without preheating of the charge using extrusion ratio [lambda] = 19. Transmission electron microscopy (TEM) observations revealed a very fine grained structure of the composite. Distribution of alloying elements was practically uniform, however, the analysis of boron was unattainable at used energy dispersive X-ray analysis method (EDS). A low porosity and a heavy refined structure of the material was found to result in high hardness of the composite. The material hardness was remained within 123-140 HV in spite of the longterm annealing at 500-550 [degrees]C. TEM analyses revealed the effect of the chemical reaction between basic components of the composite, which resulted in the development of new structural components such as MgO and Al3BC fine particles. Hot compression tests at 20-500 [degrees]C were performed using constant true strain rate 5-10-3 s-1. Samples deformed at 20-300 [degrees]C were fractured because of the splitting of the composite powder granules. However, the samples deformed at higher temperature range were deformed up to et - 0.4 without the material fracture. The last statement provides promising expectation for a successful processing of the material at high enough temperature to receive desired shape of the product. Moreover, remaining of nano-sized structure of the hot deformed and/or annealed material guarantees very high mechanical properties of the product.

3

The evolution ofthe microstructure of hard magnetic FeCr30Co8 alloy subjected to plastic deformation by a complex load

Korneva A., Bieda M., Korznikova G., Sztwiertnia K., Korznikov A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 1

41-46

EN

The structural evolution of hard magnetic FeCr30Co8 alloy in the α state after deformation by upsetting and subsequent torsion was studied. The temperatures (750, 800, 850, 900 °C) and deformation rates corresponded to the condition of superplasticity of Fe-Cr-Co alloys. A gradient microstructure was formed in the sample sections, parallel to the direction of upsetting, because the torsion deformation was applied only to the bottom parts of samples. Particular analysis of microstructure by SEM/EBSD method showed that dynamic recovery with formation of subgrain microstructure took place during deformation. The deformation is also conducive to the precipitation of intermetallic δ phase in the temperature range from 750 to 850 °C. The maximum refinement of microstructure and the maximum precipitation of δ phase are observed at the temperature of deformation of 800 °C (the minimal sizes of α and δ grains are 5 and 2 μm, respectively). The refinement of the microstructure and the precipitation of phase resulted in an increase of hardness of the material.

PL

Badano zmiany mikrostruktury jednofazowego stopu α FeCr30Co8, który został odkształcony przez speczanie i następujące po nim skręcanie. Zastosowane temperatury (750, 800, 850 i 900 °C) oraz prędkości odkształcenia odpowiadały warunkom nadplastyczności stopów układu Fe-Cr-Co. Ze względu na to, że skręcanie dotyczyło tylko dolnej części próbek, w ich poprzecznych przekrojach powstała mikrostruktura o charakterze gradientowym. Jej szczegółowa analiza metodą SEM/EBSD wykazała, że w czasie odkształcenia w materiale zachodzi zdrowienie dynamiczne i tworzy się struktura podziarnowa. Intensywne odkształcenie w zakresie temperatur 750 – 850 °C sprzyjało także wydzielaniu się międzymetalicznej fazy δ. Maksymalne rozdrobnienie mikrostruktury oraz maksymalne wydzielanie się fazy δ obserwowano w temperaturze odkształcenia 800 °C (minimalny rozmiar ziarn faz α i δ wynosi odpowiednio około 5 i 2 μm). Rozdrobnienie mikrostruktury i wydzielenie fazy δ powoduje wzrost twardości materiału.

4

Mechanisms of strenght properties anomaly of Fe-Al sinters by compression tests at elevated temperature

Karczewski K., Jóźwiak S., Bojar Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2007

|

Vol. 52, iss. 2

361-366

EN

The results of uniaxial compression test of Fe-Al sinters at a strain rate of 2x10-3 s-1 was presented in this paper. Compression tests were performed at room temperature and at elevated temperature in the range of 200 to 800°C in air. Sinters were obtained by liquid phase sintering resulted in production of FeAl intermetallic matrix with uniformly spaced Al.2O3 dispersoid located at the grain boundaries of the intermetallic matrix. Typical stress-strain curves were obtained from compression tests. Thus, the yield strength, compression strength and ductility were determined. The anomalous compression strength peak was observed at temperatures in the range of 300–700°C which was accompanied by a gradual (over 500°C) increase in ductility and gradual (over 400°C) decrease in compressive yield strength. An assumption was made, that the reason for this anomaly was competitive interaction between thermaly activated phenomena, recovery material, and work hardening (dominating up to 700°C) of sinters during deformation. Comparison of the yield strength data with deformation data at different temperatures showed that sinters have optimal values of these parameters at temperatures in the range of 400–600°C.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań spieków Fe-Al poddanych statycznej próbie ściskania w warunkach jednoosiowego obciążenia z szybkością odkształcenia 2x10-3 s-1, w temperaturze pokojowej oraz w temperaturze z przedziału 200 do 800°C, w atmosferze powietrza. Badane próbki otrzymano metodą spiekania z udziałem fazy ciekłej, co pozwoliło na uzyskanie struktury składającej się z intermetalicznej osnowy FeAl i drobnych tlenków Al2O3 rozmieszczonych równomiernie po granicach ziaren osnowy. Na podstawie otrzymanych krzywych ściskania wyznaczono wartości: Rc0.2, Rc i Ac, obserwując w zakresie temperatur 300–700°C anomalny wzrost doraźnej wytrzymałości na ściskanie, któremu towarzyszy stopniowy (powyżej 500°C – intensywny) wzrost plastyczności i stopniowe (od 400°C) obniżanie granicy plastyczności. Wysunięto hipotezę, że przyczyną obserwowanego zachowania jest konkurencyjne oddziaływanie zjawisk aktywowanych cieplnie uplastyczniających materiał i umocnienia odkształceniowego (dominujacego aż do 700°C) materiału spieków podczas ściskania. Porównanie zmiany wytrzymałości doraźnej na ściskanie Rc i umownej granicy plastyczności Rc0.2 w zależności od temperatury odkształcenia wykazało, iż szczególnie korzystny przedział temperaturowy potencjalnego zastosowania badanych spieków występuje w zakresie 400–600°C, zapewniając maksymalny poziom wartości Rc ok. 1100 MPa, przy korzystnym poziomie Rc0.2 wynoszącym powyżej 500 MPa i skróceniu względnym do chwili wystąpienia pierwszych pęknięć wynoszącym 7–12%.

5

Influence of temperature and strain rate on the microstructure and flow stress of iron aluminides

Łyszkowski R., Bystrzycki J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2007

|

Vol. 52, iss. 2

347-350

EN

Iron aluminide alloys are promising advanced structural materials for high temperature applications. They offer a combination of such properties as excellent corrosion and wear resistance, lower density and cost advantage over the Fe-Cr or Fe-Cr-Ni stainless steels. The subject matter of this work focuses on studying characteristics of hot deformation of iron aluminides by using a compression test in the temperature range 600-1100°C and the true strain rate range 0.001-100 s-1. The flow stress has been found to be strongly dependent on the temperature as well as on the strain rate. At strain rates higher than about 10 s-1 or temperatures lower than 800°C, the materials exhibited flow softening type of stress-strain curves, while at lower strain rates and temperatures higher than 800°C, the flow curves were of steady-state type. At lower strain rates (<1 s-1) and higher temperatures (>800°C) the material undergoes dynamic recrystallization to produce a fine-grained microstructure.

PL

Stopy żelazo-aluminium (tzw. aluminidki żelazowe) należą do perspektywicznych zaawansowanych materiałów konstrukcyjnych do pracy w wysokich temperaturach. Oferują one kombinacje takich właściwosci, jak: doskonała odporność na korozję i zużycie ścierne, mała gęstość i niższe koszty materiałowe w porównaniu do stali Fe-Cr lub Fe-Cr-Ni. W niniejszej pracy badano charakterystyki odkształcenia plastycznego na gorąco stopów Fe-Al w próbie ściskania w zakresie temperatury 600-1100°C i szybkości odkształcenia 0.001-100 s-1. Stwierdzono, że naprężenie płynięcia plastycznego silnie zależy od temperatury i szybkości odkształcenia. Przy szybkości odkształcenia powyżej 10 s-1 i w temperaturze poniżej 800°C, na krzywej naprężenie – odkształcenie wystepuje spadek naprężenia płynięcia (mięknięcie). Natomiast przy niższych szybkościach odkształcenia i w temperaturach powyżej 800°C, krzywe płynięcia mają charakter krzywych typu ustalonego. Przy małych szybkościach odkształcenia (<1 s-1) i wysokich temperaturach (>800°C) materiał podlega rekrystalizacji dynamicznej tworząc mikrostrukturę drobnoziarnistą.

6

Phase transformation during hot deformation of 0.16% C steel

Nowotnik A., Błaż L., Siwecki T., Sieniawski J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 2

187-192

EN

Effect of hot deformation process and transformation Austenite(A)→ Ferrite(F) and Austenite → Pearlite(P) on a carbon steel (0.158%C) microstructure was studied. Hot compression test at constant strain rate were performed during controlled cooling of the sample within the temperature range related to the start and finish of these phase transformations. Attention was paid to structural effects of dynamic precipitation and resulted morphology of structural components dependent on expected localization of phase transformation. It was shown that the flow localization during hot deformation and preferred growth of the pearlite colonies at shear bands was very limited. The most characteristic feature of the microstructure observed for hot deformed samples was the development of carbides that nucleated along elongated ferrite grains.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu odkształcania wysokotemperaturowego i przemiany Austenit(A) → Ferryt(F) oraz Austenit → Perlit(P) na mikrostrukture stali węglowej (0.158%C). Przeprowadzono próby ściskania w warunkach kontrolowanego chłodzenia ze stałą prędkością odkształcania. Odkształcenia realizowano w czasie przejścia przez temperaturowy zakres przemiany fazowej. Uwagę szczególną zwrócono na obserwację mikrostruktury i morfologię składników fazowych mogących potwierdzić proces niejednorodnego wydzielania związanego z lokalizacją przemiany. Wykazano, że w warunkach dynamicznych nieciągła przemiana stali praktycznie nie charakteryzuje się skłonnością do lokalizacji spowodowanej niejednorodnością odkształcenia. Najistotniejszą cechą mikrostruktury stali po odkształceniu w zakresie przemiany jest wydzielanie węglików na granicach odkształconych ziarn ferrytu.

7

Właściwości mechaniczne kompozytów in situ na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al wzmacnianych cząstkami TiC i TiB2

Fraś E., Janas A., Kurtyka P., Hyjek P., Wierzbiński S.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 5

810-815

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy charakterystyk mechanicznych wysokotemperaturowego odkształcania {sigma-eepsilon) kompozytów in situ na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al wzmacnianej cząsteczkami TiC oraz TiB2, których udział objętościowy wynosił 5 i 10%. Ustalono zakresy temperatury i prędkości odkształcania odpowiednie dla plastycznego kształtowania kompozytów, a także określono wybrane własności wytrzymałościowe kompozytu w podwyższonych temperaturach. Wykonano próby tribologiczne na aparaturze Millera oceniając wpływ czasu ścierania na względny ubytek masy osnowy i kompozytów, a także na zmianę prędkości ścierania.

EN

The study gives the results of mechanical tests carried out to determine the characteristics of high-temperature deformation (sigma-epsilon) of composites in situ based on intermetallic phase Ni3Al reinforced with particles of TiC and TiB2, the volume content of which is 5 and 10 %. Basing on these results, the temperature ranges and strain rates were established within which the composites undergo plastic deformation; someselected mechanical properties of composites at high temperatures were determined as well. Tribological tests were conducted on Miller apparatus, evaluating the effect of abrasion time on a relative loss of matrix weight, on overall composite loss of weight, and on change of abrasion wear rate.

8

Odkształcalność w podwyższonej temperaturze krystalizowanych kierunkowo stopów na osnowie fazy Ni3Al.

Wierzbiński S., Czeppe T.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 1

28-32

PL

Zbadano wpływ dodatków stopowych na odkształcalność i ewolucję struktury w kierunkowo krystalizowanych stopach na osnowie fazy Ni3Al. Dodatek do związku międzymetalicznego Ni3Al takich pierwiastków, jak chrom (8 % at.) i żelazo (2 % at.) względnie chrom (5 % at.) i tytan (5 % at.) umożliwiał plastyczne formowanie stopów NiAlCrFe oraz NiAlCrTi w ograniczonym zakresie temperatur i prędkości odkształcania. Sekwencje zmian strukturalnych w kierunkowo krystalizowanych stopach o strukturze NiAlCrFe-płytkowej i NiAlCrTi-dendrytycznej skorelowano z charakterystykami mechanicznymi (sigma-epsilon) wysokotemperaturowego odkształcania, uzyskanymi w testach ściskania. Zidentyfikowano dwa zakresy umocnienia na krzywych naprężenie-odkształcenie, które opisano równaniem Hollomona sigma=K epsilon do potęgi n-tej. Przeprowadzono na wybranych próbkach obserwacje mikrostruktury na różnych poziomach odkształcenia, jak również określono skład chemiczny i fazowy poszczególnych elementów struktury. Typowa struktura w stanie po krystalizacji kierunkowej zawierała dobrze uporządkowane, rozmieszczone w równych odstępach płytki lub dendryty, które ulegały stopniowej degradacji w procesie wysokotemperaturowego odkształcania. Wysoka wytrzymałość stopów w zakresie temperatur 800-900 K dla stopu NiAlCrFe oraz 1100-1200 K dla stopu NiAlCrTi przesądza o przydatności tych stopów na elementy maszyn pracujące w podwyższonych temperaturach.

EN

The influence of chromium, iron and titanium additions on the deformability and structure evolution of directionally solidified Ni3Al alloys was investigated. The addition of such elements like chromium (8 at. %) and iron (2 at. %) or chromium (5 at. %) and titanium (5 at. %) to the Ni3Al intermetallic compound enables plastic deformation of the alloys within a limited range of temperatures and strain rates. The sequences of structural changes of directionally solidified alloys with NiAlCrFe-lamellar and NiAlCrTi-dendritic structures have been correlated with mechanical characteristics (sigma-epsilon) investigated in high temperature compression tests. Two ranges of work hardening have been identified on the stress-strain curves described by the Hollomon equation sigma=K epsilon to the power n. Microstructural observation at different strain levels as well as analysis of the chemical and phase compositions of the particular components of structure were carried out for selected samples. The typical microstructure of as-grown alloys consisted of well-aligned and equally spaced lamellae or dendrites which undergo gradual degradation during high temperature deformation. The high strength of the alloys at the range of temperatures 800-900 K for the NiAlCrFe alloy and 1100-1200 K for the NiAlCrTi alloy is promising in terms of their application prospects for elements of instruments designed for use in high temperatures.

9

Odkształcalność kompozytów na osnowie stopów aluminium wzmacnianych cząstkami węglika krzemu. Cz. II Charakterystyki mechaniczne wysokotemperaturowego odkształcania kompozytu AA6061/SiC(p).

Kurtyka P.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2000

|

R. 45, nr 3

178-186

PL

Przedstawiono wyniki analizy charakterystyk mechanicznych wysokotemperaturowego odkształcania (sigma-epsilon) kompozytu na osnowie stopu aluminium AA6061 (PA45) zbrojonego cząsteczkami SiC o wielkości 1 i 8 mikrometrów. Na podstawie wyników badań ustalono zakresy temperatur i prędkości odkształcania, w których istnieje możliwość plastycznego kształtowania kompozytu, a także określono wybrane własności wytrzymałościowe kompozytu w podwyższonych temperaturach. Analizowano również współdziałanie mechanizmu umocnienia odkształceniowego i wydzieleniowego z procesami odnowy strukturalnej, w tym głównie zdrowienia i rekrystalizacji dynamicznej.

EN

The authors present the results of the analysis of mechanical characteristics of high-temperature strain (sigma-epsilon) of the aluminium alloy based composite AA6061(PA45), reinforced with 1 and 8 micrometres particles of SiC. The range of temperature, the deformation-velocities at which exists the ability of plastic formation of the composite and some selected thermal strength-qualities of the composite, at elevated temperatures, have been defined. The cooperation of the mechanism of deformation-reinforcement and structural restoration, chiefly that of recovery, and dynamic recrystallization have been analysed too.