Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of hot rolling and isothermal annealing on microstructure and mechanical properties of high carbon steel

Aniołek K., Herian J., Cieśla M.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

72--74

EN

The paper presents the results of morphological shaping of pearlite and carbon-manganese steel (R 260) properties after a hot rolling process and isothermal annealing. The obtained structures of steel after isothermal annealing had pearlite colonies reduced in size, smaller interlamellar distances and smaller thickness of cementite lamellae in relation to the microstructure obtained in the hot rolling process. The lowering of the pearlitic transition-point resulted in an increase in hardness and tensile strength of the rail steel. The morphology of steel pearlite after hot rolling and thermal treatment was subjected to a quantitative evaluation by measuring the thickness of cementite lamellae and the distance between them on images from an electron scanning microscope. The findings confirm that these methods can be effectively used for shaping the pearlitic structure and properties of steel and thus, the abrasive wear resistance and operational durability of rail sections.

PL

W pracy przedstawiono wyniki kształtowania morfologii perlitu węglowomanganowej stali (R 260) w procesach walcowania na gorąco i wyżarzania izotermicznego. Otrzymane struktury po wyżarzaniu izotermicznym charakteryzowały się rozdrobnionymi koloniami perlitu, mniejszą odległością między płytkami cementytu oraz mniejszą grubością płytek w porównaniu z mikrostrukturą uzyskaną po walcowaniu na gorąco. Obniżenie temperatury przemiany perlitycznej powoduje zwiększenie twardości i wytrzymałości na rozciąganie stali szynowej. Ocenę ilościową morfologii perlitu materiału po walcowaniu na gorąco i obróbce cieplnej, polegającą na pomiarze grubości płytek oraz odległości między płytkami cementytu, wykonano na obrazach zarejestrowanych na skaningowym mikroskopie elektronowym. Otrzymane wyniki potwierdzają, że metody te mogą być skutecznie wykorzystywane do kształtowania morfologii perlitu i właściwości stali, a tym samym pozwalają uzyskać zwiększoną odporność na ścieranie i trwałość eksploatacyjną kształtowników szynowych.

2

Wpływ temperatury końca walcowania na morfologię perlitu i charakterystyki mechaniczne stali wysokowęglowej

Herian J., Kuc D., Skotnicki G.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 2

99-104

PL

Walcowane na gorąco kształtowniki szynowe ze stali wysokowęglowych stosowane są do budowy dróg kolejowych. Muszą one posiadać specyficzne właściwości, dobrą odporność na zużycie ścierne i zmęczenie. W artykule omówiono wpływ temperatury końca walcowania na morfologię perlitu i właściwości stali R260. Walcowanie kształtowników klockowych przeprowadzono na walcowni dużej, stosując temperaturę końca walcowania 930°C i 880°C. Właściwości kształtowników oceniono w próbie statycznej rozciągania, a mikrostrukturę na mikroskopie skaningowym. Do oceny ilościowej kolonii perlitu wykorzystano program komputerowy Met–Ilo v.3.5.

EN

Hot-rolled sections, high carbon rails are used in the construction of railways. They need to have specific properties, good resistance to wear and fatigue. The article discusses finish rolling temperature on the pearlite morphology and properties of the R260 steel. Rolling of block sections was conducted in a large rolling mill with finish rolling temperature of 950°C and 880°C. Properties of the sections were assessed in the static tensile test and the microstructure was examined using the scanning electron microscopy. For quantitative analysis of pearlite colonies used a computer program Met-Ilo v.3.5.

3

Odporność na zużycie ścierne, kruche pękanie i zmęczenie stali wysokowęglowej otrzymanej w różnych procesach

Aniołek K., Herian J., Cieśla M., Skotnicki G.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 1

11--14

PL

Kształtowniki szynowe ze stali perlitycznych stosowane w budowie rozjazdów i dróg kolejowych muszą posiadać odpowiednie charakterystyki mechaniczne i zmęczeniowe oraz wysoką odporność na zużycie ścierne. W pracy przedstawiono podstawy doboru parametrów dla procesu wyżarzania izotermicznego. Kształtowanie mikrostruktury stali R260 przeprowadzono w procesach walcowania na gorąco oraz podczas wyżarzania izotermicznego. Określono wpływ morfologii perlitu na odporność na kruche pękanie w płaskim stanie odkształcenia KIc,, na wysokocyklową trwałość zmęczeniową i odporność na zużycie ścierne. Wykazano, że w badanych procesach można regulować w szerokim zakresie właściwości stali zmieniając w materiale morfologię perlitu.

EN

Rail sections made of pearlitic steels used in the construction of turnouts and railroads must have appropriate mechanical and fatigue characteristics as well as high resistance to abrasive wear. The paper presents the basics of the selection of parameters for the isothermal annealing process. The microstructure of R260 steel was shaped in hot rolling processes and during isothermal annealing. The influence of pearlite morphology on brittle cracking resistance in a flat state of deformation KIC, high-cycle fatigue life and resistance to abrasive wear was determined. It was demonstrated that in the examined processes the properties of the steel may be controlled within a wide range by changing the morphology of pearlite in the material.

4

Ilościowa charakterystyka mikrostruktury i właściwości kształtowników szynowych wytworzonych w różnych procesach

Skotnicki G., Cieśla M., Herian J., Kuc D.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 8

585--589

PL

Zróżnicowanie mikrostruktury i właściwości kształtowników szynowych ze stali R260 uzyskano w procesie walcowania oraz w procesie wyżarzania izotermicznego. W procesach analizowano wpływ temperatury końca walcowania kształtowników (880 i 930°C) oraz temperatury przemiany perlitycznej (480 do 620°C) podczas obróbki cieplnej na mikrostrukturę stali. Właściwości stali o różnej morfologii perlitu oceniono w próbie statycznej rozciągania. Badania mikrostruktury przeprowadzono na mikroskopie skaningowym. Do oceny ilościowej kolonii perlitu wykorzystano program komputerowy „Met–Ilo v.3.5”. W badaniach analizowano zmiany płaskiego pola powierzchni kolonii perlitu i odległości między płytkami cementytu oraz ich rozkłady w zależności od parametrów procesu. Stwierdzono, że właściwości stali są zależne od odległości między płytkami cementytu i średniej średnicy kolonii perlitu. Rozkład średniej średnicy kolonii perlitu jest zbliżony do rozkładu normalnego. Materiał po wyżarzaniu izotermicznym w temperaturze 550°C posiadał dużą jednorodność kolonii perlitu, mniejszą wykazały materiały z pozostałych wariantów procesu.

EN

Diverse microstructures and properties or rail sections made of the R260 steel were obtained through rolling and in the isothermal annealing process. In the processes, the influence of the sections’ rolling finish temperature (880 and 930°C) on the steel microstructure was analysed, and so was the temperature of pearlitic transition (from 480 to 620°C) during thermal treatment. The properties of steels with varied pearlite morphologies were assessed in a static tensile test. Examination of the microstructure was performed using a scanning microscope. For a quantitative analysis of pearlite colonies, the “MET-Ilo v.3.5” computer program was used. As part of the research, changes were analysed in the flat area of pearlite colonies, the interlamellar distances in cementite and their distributions depending on the process parameters. It was found that the properties of the steel depend both on the interlamellar distance in cementite and the average diameter of the pearlitic colony. Distribution of the average diameter of a pearlitic colony is similar to normal distribution. The material after isothermal annealing at a temperature of 550°C showed high homogeneity of pearlitic colonies, while the materials from the other process variants showed lower homogeneity.

5

Modelling of structure and properties of pearlitic steel and abrasive wear of the turnout frog in the cyclic loading conditions

Herian J., Aniołek K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2011

|

Vol. 49, nr 1

71--81

EN

Purpose: Analysis of pearlite morphology changes as a result of hot rolling process and isothermal annealing. Design/methodology/approach: Physical modelling of isothermal annealing for a transition point of 520-620°C was carried out using a Gleeble simulator. A scanning electron microscope was used for a quantitative evaluation of the microstructure. In numerical estimations there were marked distributions of the loads and then distributions of the contact stresses and the strains in places of contact wheel-switch components. Tests of resistance to abrasive wear were carried out at the Amsler stand. Findings: The obtained test results confirm that these methods can be effectively used in shaping the pearlitic structure and properties of the steel. Practical implications: In physical modelling of tests of resistance to abrasive wear for the steel grade R260 after hot rolling and isothermal annealing it has been proved that this feature is a function of the steel structure and properties in the given operation conditions. The resistance to abrasive wear of steel R260 with a pearlitic structure and different pearlite morphology decreases with the increase of load and slide. From conducted numerical calculations result that the biggest dynamic load is in the moment of a drive of a wheel set on a frog of the turnout. The value of the vertical force depends on speed and mass of the railway vehicle. Originality/value: An advantageous pearlitic morphology of steel (block sections) with interlamellar distance in the order of 0.12-0.13 μm, ensuring hardness of about 340-350 HB, is facilitated by a hot rolling process combined with isothermal annealing.

6

Zużycie tribologiczne kształtowników szynowych ze stali o różnej morfologii perlitu w rozjazdach kolejowych

Herian J., Aniołek K.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 1

44-49

PL

W artykule scharakteryzowano perlityczne stale szynowe stosowane w budowie dróg kolejowych. Przedstawiono konstrukcje i wymagania stawiane rozjazdom kolejowym. W pomiarach eksploatacyjnych określono zużycie na powierzchni tocznej dzioba krzyżownicy rozjazdu kolejowego, które przedstawiono w trzech przekrojach od czoła dzioba za pomocą profilomierza laserowego. Wykazano występowanie nierównomierności zużycia profilu powierzchni tocznej na długości dzioba krzyżownicy. Omówiono wpływ parametrów procesu wyżarzania izotermicznego na morfologię perlitu i właściwości stali R260. Strukturę perlityczną o zróżnicowanej morfologii perlitu uzyskano podczas fizycznego modelowania wyżarzania izotermicznego na symulatorze Gleeble 3800. Badania mikrostruktury wykonano na skaningowym mikroskopie elektronowym HITACHI S-3400N. Po obróbce cieplnej stwierdzono występowanie mikrostruktury perlitycznej o koloniach perlitu drobniejszych w stosunku do kolonii po walcowaniu na gorąco. Wykazano, że obniżenie temperatury wytrzymania izotermicznego wpływa na zmniejszenie odległości międzypłytkowej w stali perlitycznej. Na podstawie otrzymanych wyników opracowano zależności pomiędzy odpornością na zużycie ścierne a morfologią perlitu dla warunków eksploatacyjnych występujących w rozjazdach kolejowych. Przeprowadzone badania po twierdziły, że wytrzymałość na rozciąganie jest zależna liniowo od temperatury wyżarzania izotermicznego i zwiększa się ze zmniejszeniem odległości między płytkami cementytu. Badania odporności na zużycie przez tarcie wykonano dla stali o różnej morfologii perlitu na stanowisku Amslera w warunkach tarcia toczno-ślizgowego. Wykazano, że zużycie materiału jest zależne od parametrów eksploatacyjnych oraz odległości między płytkami cementytu. Odporność na zużycie stali R260 o różnej morfologii perlitu rośnie, gdy maleje odległość między płytkami cementytu oraz zmniejsza się ze wzrostem obciążenia i poślizgu.

EN

The article presents the characteristics of pearlite rail steels used in the construction of railways. The text shows constructions and requirements set to the switches. The tribological wear on the rolling surface of an actual frog point of the switch was determined in the operational measurements. These measurements were presented in three sections from the front of the actual frog point using a laser profile measurement gauge. It has been shown that there are some irregularities of the rolling surface section wear on the length of the actual frog point. The article discusses the influence of isothermal annealing process parameters on the pearlite morphology and properties of the R260 steel. The pearlite structure with a diverse pearlite morphology was obtained in the physical modelling of the isothermal annealing on the 3800 Gleeble Simulator. Tests of microstructure were carried out on the HITACHI S-3400N scanning electron microscope. After the heat treatment, the existence of the pearlite microstructure with pearlite colonies was identified. They were smaller in relation to colonies after the hot rolling process. It was shown that the reduction of isothermal holding temperature influences the decrease of the interlamellar distance in the pearlite steel. On the basis of the received results, the dependences between the resistance to the wear and the pearlite morphology for operational conditions occurring in the switches were estimated. The examination of mechanical properties evaluation confirmed, that the tensile strength is dependent lineally on the isothermal annealing temperature and increases as the interlamellar distance in cementite decreases. The resistance to the wear tests were conducted for steel with a different morphology of pearlite on the Amsler stand in conditions of rolling-sliding frictions. It was shown that the material wear depends on the operational parameters, as well as on the interlamellar distance. The resistance to the wear of R260 steel with a different pearlite morphology increases, when the interlamellar distance in cementite decreases and decreases as the load and slip increase.

7

Badania eksploatacyjne zużycia ściernego krzyżownic podwójnych rozjazdów krzyżowych

Aniołek K., Herian J., Sułkowski R.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 2

53-56

PL

Scharakteryzowano konstrukcje i wymagania stawiane rozjazdom kolejowym. Określono zużycie ścierne na powierzchni tocznej dzioba krzyżownicy rozjazdu krzyżowego i jego zarysu w trzech przekrojach od czoła dzioba za pomocą profilomierza laserowego. Omówiono podstawowe własności kształtowników klockowych walcowanych na gorąco oraz wyniki ilościowego opisu mikrostruktury perlitycznej stosując nową metodykę pomiaru odległości międzypłytkowej.

EN

There was described railway crossovers construction and conditions which are them made. It was marked an abrasive wear on the rolling surface of an actual frog point of the scissors crossover and its profile in three sections from the front of the actual frog point using a laser profile measurement gauge. There were presented basic features of block rolled sections as well as results of quantity description of a pearlite microstructure using a new metod of an interplate distance measurement.

8

The structure and properties of steel with different pearlite morphology and its resistance to abrasive wear

Herian J., Aniołek K.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2008

|

Vol. 31, nr 2

83-86

EN

Purpose: The analyse of pearlite morphology changes as a result of hot rolling process and isothermal annealing. Design/methodology/approach: Physical modelling of isothermal annealing for a transition point of 520-620°C was carried out using a Gleeble simulator. A scanning electron microscope was used for a quantitative evaluation of the microstructure. Findings: The obtained test results confirm that these methods can be effectively used in shaping the pearlitic structure and properties of the steel. During numerical simulation of a ride of a rail-vehicle through a switch, the load acting on a block section being part of the vehicle structure was determined. The load values were used in simulation of the resistance to abrasive wear, which was carried out in physical simulation. Practical implications: In physical modelling of tests of resistance to abrasive wear for the steel grade R260 after hot rolling and isothermal annealing it has been proved that this feature is a function of the steel structure and properties in the given operation conditions (load and slide magnitude). Abrasive wear of the rail steel is the more intensive, the larger the load at a constant slide is. Originality/value: An advantageous pearlitic morphology of steel (block sections) with interlamellar distance in the order of 0.12-0.13 μm, ensuring hardness of about 340-350 HB, is facilitated by a hot rolling process combined with isothermal annealing.

9

Wybrane aspekty kształtowania mikrostruktury stali szynowej oraz jej wpływ na odporność na zużycie ścierne

Herian J., Aniołek K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2007

|

Vol. 74, nr 5

251-255

PL

Przeprowadzono ocenę jakości walcowanych kształtowników klockowych ze stali gat. R260, które stosowane są w rozjazdach kolejowych. Przedstawiono związki pomiędzy odpornością na zużycie ścierne a morfologią perlitu i warunkami eksploatacyjnymi dla perlitycznej stali szynowej. ocenę ilościową morfologii perlitu przeprowadzono dla stanu stali po gorącym walcowaniu i po fizycznym modelowaniu proces wyżarzania izotermicznego. Stwierdzono, że w badanych procesach można uzyskiwać strukturę perlityczną o znacząco zróżnicowanej morfologii. Badania odporności na ścieranie w zależności od czynników eksploatacyjnych określono dla stanu po gorącym walcowaniu. Wykazano, że ze wzrostem obciążenia i poślizgu następuje zużycie ścierne stali.

EN

There was estimated a quality of block rolled sections from steel of R260 grade, which are used in turnouts. It was presented a dependence of resistance to abrasive wear of pearlite rail steel from pearlite morphology and exploational conditions. The quantity evaluation of pearlite morphology was realized for steel state after hot rolling and after a manual modelling of isothermal annealing process. It was stated that in research processes it can be obtain the pearlite structure with a significantly diversified morphology. Research of the resistance to abrasion in dependence of exploational factors were defined for state after hot rolling. It was proved that with a growth of load and spin follow an intensive abrasive wear of steel.