Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena skłonności do pękania gorącego stali wysokomanganowych z dodatkiem aluminium

Adamiec J., Lalik S., Niewielski G.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

396--399

PL

Nowoczesne wysokowytrzymałe gatunki stali dla motoryzacji oprócz technologiczności w wytwarzaniu, powinny minimalizować oddziaływanie na środowisko przez redukcję emisji spalin. Powoduje to konieczność obniżenia masy pojazdów samochodowych, jako jednego z głównych źródeł zanieczyszczenia atmosfery. Nowoczesne stale pozwalają połączyć lekkość z tradycyjną przewagą stali wynikającą z jej niskiej ceny i walorów ekologicznych. Dobre właściwości mechaniczne, mała gęstość oraz zdolnością do absorpcji energii sprawiają, że stal z układu Fe-Mn-Al-C jest jednym z bardziej perspektywicznych materiałów XXI wieku. Ze względu na niskie koszty materiałowe znalazła uznanie i zainteresowanie w przemyśle motoryzacyjnym. Szersze wykorzystanie tych stopów jest związane często z trudnościami w procesach ich wytwarzania i przetwarzania, w tym procesów spawania. Doświadczenia z tymi stalami wykazały, że oczekiwany zestaw właściwości jest możliwy do uzyskania przez kombinację alternatywnych mechanizmów odkształcenia plastycznego, jak np. bliźniakowanie (efekt TWIP), indukowana odkształceniem przemiana martenzytyczna (efekt TRIP), czy plastyczność wywołana ścinaniem pasm austenitu (TRIPLEX efekt SIP). W pracy przedstawiono wyniki badań skłonności do pękania gorącego dwóch gatunków stali wysokomanganowych z efektem umocnienia typu TWIP I TRIP zawierających 3,1 i 5,3% aluminium oraz 17,3% i 23,9% manganu, w warunkach wymuszonego odkształcenia. Dla określenia podatności analizowanych stali do pękania gorącego w procesie spawania wykonano technologiczną próbę Transvarestraint oraz badania metalograficzne. Badania skłonności do pękania gorącego stali wysokomanganowych z dodatkiem aluminium przeznaczonych dla przemysłu motoryzacyjnego w warunkach wymuszonego odkształcenia, które modeluje próba Transvarestraint, wskazują, że stal X20MnAl18-3 o zawartości około 17% manganu i 3% aluminium jest odporna na pękanie gorące podczas przetopienia w warunkach wymuszonego odkształcenia, natomiast stal X55MnAl25-5 o większej zawartości manganu (ok. 24%) i aluminium (5,5%) jest skłonna do pękania gorącego w zakresie od temperatury solidusu do 0,7 temperatury topnienia. Pękanie w tym zakresie jest związane z małą plastycznością i wytrzymałością obszarów międzykrystalicznych w strukturze przetopienia, co jest związane z segregacją pierwiastków w tych obszarach oraz związanymi z procesem spawania odkształceniami całego złącza spawanego. Powstałe w trakcie badań pęknięcia gorące mogą być również wynikiem obecności znacznej liczby wad sieci krystalicznej i dążenia układu do stabilności energetycznej.

EN

Modern high-strength types of steel for motorisation should, apart from producibility in manufacturing, minimise the influence on the environment by reducing exhaust fumes emission. It creates the necessity of lowering the weight of car vehicles as one of the main sources of atmosphere pollution. Modern steel types enable to join the lightness with traditional advantages of steel which are low price and ecological qualities. High mechanical properties, low density and ability to absorb energy cause that steel type from Fe-Mn-Al-C set is one of more perspective materials of 21 st century. Due to low material costs it deserved appreciation and interest from automotive industry. Wider use of these alloys is often connected with difficulties in their manufacturing processes, including the welding processes. Experience with those steels has shown that expected set of properties is possible to achieve by a combination of alternative mechanisms of plastic deformation, such as twinning (TWIP effect), strain induced martensite transformation (TRIP effect) or plasticity caused by austenite band shearing (TRIPLEX effect SIP). The paper presents tests results of the susceptibility to hot cracking of two types of high manganese steel with the consolidation effect of TWIP and TRIP which included 3.1 and 5.3% of aluminium and 17.3% and 23.9% of manganese in conditions of extorted strain. In order to determine the susceptibility of analysed steel to hot cracking in welding process a technological Transvarestraint test and metallographic tests were conducted. Tests of susceptibility to hot cracking of high manganese steel types with aluminium addition for the use in automotive industry, in conditions of extorted strain, which is modelled by Transvarestraint test show, that steel X20MnAl18-3 with 17% of manganese and 3% of aluminium is resistant to hot cracking during weld penetration in conditions of extorted strain whereas the steel X55MnAl25-5 with higher content of manganese (about 24%) and aluminium (5.5%) is susceptible to hot cracking in temperature range from solidus to 0.7 of melting point temperature Cracking in this range is connected with low plasticity and strength of intercrystalline areas in weld penetration structure which is connected with segregation of the chemical elements in those are and deformations connected with welding process of the whole welded joint. Hot cracks which were created during tests may also be the result of the presence of large amount of defects of crystal system and the drive of the system to reaching energetic stability.

2

Evaluation of Susceptibility to Hot Cracking of WE43 Magnesium Alloy Welds in Transvarestraint Test

Ścibisz B., Adamiec J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 1

131-141

EN

In castings of magnesium alloys defects or inconsistencies often appear (like casting misrun, porosities and cracks) particularly in the huge dimensional castings. Such defects are mended with the use of padding and welding. The welding techniąues can be applied by using weld materiał consisting of magnesium alloy, as well as for regeneration of alloys after excessive wear. Nevertheless, the number of the repaired castings, which were permitted for use, is not satisfactory for a profitable production. The main reasons for wear are the cracks appearing during welding in brittleness high-temperature rangę. This work in combination with industrial tests of casting welding shows that the causes of high-temperature brittleness are the partial tears of the structure and the hot cracks of both the castings and the welded and padded joints. Such phenomena should be treated as irreversible failures caused by the process of crystallisation that is in the area of co-existence of the solid and liąuid structural constituent. The assessment of the resistance to hot fractures was conducted on the basis of the transvarestriant trial. The transvarestriant trial consists of changing the strain during welding. It was stated that the rangę of the high-temperature brittleness is very broad, which significantly limits the application of the welding techniąues to join or mend the elements madę of alloy WE43. The brittleness is caused mainly by metallurgical factors, i.e., precipitation of inter-metal phases from the solid solution.

PL

W odlewnictwie stopów magnezu często występują wady oraz niezgodności odlewnicze (np.: niedolewy, porowatość oraz pęknięcia), szczególnie przy odlewaniu elementów wielkogabarytowych. Takie wadą są naprawiane poprzez napawanie oraz spawanie. Technologie te można zastosować zarówno do naprawy nowych odlewów, jak i do regeneracji nadmiernie zużytych elementów. Niemniej jednak liczba naprawionych odlewów, które zostały dopuszczone do użytku nie jest satysfakcjonująca dla opłacalnej produkcji. Główną przyczyna zużycia są pęknięcia powstające podczas spawania w zakresie kruchości wysokotemperaturowej. Niniejsza praca, w połączeniu z próbami technologicznymi spawanych odlewów pokazuje, że przyczyną pęknięć w zakresie kruchości wysokotemperaturowej jest częściowe rozerwanie struktury i pęknięcia gorące w odlewach oraz złączach spawanych i napawanych. Takie zjawisko powinno być traktowane jako nieodwracalne uszkodzenie spowodowane procesem krystalizacji obszarów współistnienia fazy stałej i ciekłej. Do oceny odporności na pękanie gorące wykorzystano próbę transvarestraint. Polega ona na zmianie odkształcenia podczas spawania. Stwierdzone zostało, że szerokość zakresu kruchości wysokotemperaturowej jest bardzo duża, co znacząco ogranicza zastosowanie technik spawalniczych do łączenia oraz naprawy elementów wykonanych ze stopu magnezu WE43. Kruchość jest spowodowana gównie przez czynniki metalurgiczne, np.: wydzielanie się fazy międzymetalicznej z roztworu stałego.

3

Evaluation of susceptibility of the ZRE1 alloy to hot cracking in conditions of forced strain

Adamiec J.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 1 spec.

345--350

EN

Nowadays, magnesium alloys are used for casting into sand moulds of huge dimensional castings, high-pressure castings and precise casings. In castings of magnesium alloys defects or inconsistencies often appear (like casting misrun, porosities and cracks) particularly in the huge dimensional castings. Such defects are mended with the use of padding and welding. The welding techniques can be applied by using weld material consisting of magnesium alloy, as well as for regeneration of alloys after excessive wear. Nevertheless, the number of the repaired castings, which were permitted for use, is not satisfactory for a profitable production. The main reasons for wear are the cracks appearing during welding in brittleness high-temperature range. This work in combination with industrial tests of casting welding show that the causes of high-temperature brittleness are the partial tears of the structure and the hot cracks of both the castings and the welded and padded joints. Such phenomena should be treated as irreversible failures caused by the process of crystallisation that is in the area of co-existence of the solid and liquid structural constituent. The assessment of the resistance to hot fractures was conducted on the basis of the transvarestriant trial. The transvarestriant trial consists in changing of strain during welding It was stated that the range of the high-temperature brittleness is very broad, which significantly limits the application of the welding techniques to join or mend the elements made of alloy ZRE-1. The brittleness is caused mainly by metallurgical factors, i.e., precipitation of inter-metal phases from the solid solution.