Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Changes in Impact Strength and Abrasive Wear Resistance of Cast High Manganese Steel Due to the Formation of Primary Titanium Carbides

Tęcza G., Zapała R.

Archives of Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 18, iss. 1

119--122

EN

Cast high-manganese Hadfield steel is commonly used for machine components operating under dynamic load conditions. Their high fracture toughness and abrasive wear resistance is the result of an austenitic structure, which - while being ductile - at the same time tends to surface harden under the effect of cold work. Absence of dynamic loads (e.g. in the case of sand abrasion) causes rapid and premature wear of parts. In order to improve the abrasive wear resistance of cast high-manganese steel for operation under the conditions free from dynamic loads, primary titanium carbides are produced in this cast steel during melting process to obtain in castings, after melt solidification, the microstructure consisting of an austenitic matrix and primary carbides uniformly distributed therein. After heat treatment, the microhardness of the austenitic matrix of such cast steel is up to 580 μHV20 and the resulting carbides may reach even 4000 μHV20. The impact strength of this cast steel varies from 57 to 129 and it decreases with titanium content. Compared to common cast Hadfield steel, the abrasive wear resistance determined in Miller test is at least twice as high for the 0.4% Ti alloy and continues growing with titanium content.

2

Tribological and material utility aspects of mill rolls for cold rolling

Krawczyk J., Kokosza A., Pacyna J., Madej M.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 1

20--25

EN

In the present work, quantitative and qualitative indicators related to wear have been proposed based on the results of the research conducted on damaged mill rolls working in a modernized rolling mill, as well as the technical data related to rolling. It has been found that previously used mill rolls were worn by two main mechanisms, i.e. abrasive wear and fatigue wear. The fatigue mechanism is the main reason for the rolls being removed from further exploitation. Tribological laboratory tests were performed by means of the T05 tester (a block/ring wear testing system) with the load of 100 and 300 N applied for 2000 s. The 100Cr6 bearing steel with the hardness of 57 HRC was applied as the counter-sample. The X153CrMo12 and 70MnCrMo8-2 steels were used as the research material. The tempering temperature of 100 and 150°C were used for the X153CrMo12 steel and 100°C for 70MnCrMo8-2 steel. It has been shown that the steel characterized in a microstructure composed of primary carbides (X153CrMo12 and previously used material). The role of the primary and secondary carbide precipitations as abrasive particles has been indicated in the work. It has also been proven that increasing the tempering temperature results in an increased wear of the 70MnCrMo8-2 steel. The conducted research allows for a proper selection of the tempering temperature (100°C). This confirms the assumed concept of the proposed roll heat treatment. A verification (monitoring) of the working rolls’ wear was based on the observations of the cracks formed during their usage and the roughness measurements carried out at three locations across the width of the strip.

PL

Celem pracy była analiza zależności pomiędzy mechanizmami zużycia walców hutniczych wykonanych z dwóch gatunków stali X153CrMo12 i 70MnCrMo8-2. Analiza odnosi się do prób eksploatacyjnych walców i badań laboratoryjnych materiałów stosowanych na te walce. W walcowni zimnej stosowano walce ze stali X153Cr- Mo12 wykonane według klasycznej technologii obróbki cieplnej. Zwłaszcza w klatce wstępnej, gdzie następuje redukcja z przekroju kołowego na prostokątny, występowały bardzo częste uszkodzenia walców. Walce nie były monitorowane dla ustalenia efektywnego czasu ich pracy przed uszkodzeniem zmęczeniowym. Charakteryzowały się dużą odpornością na zużycie ścierne. Natomiast pasmowe wydzielenia węglików pierwotnych oraz siatka węglików drugorzędowych ułatwiała rozwój pęknięcia zmęczeniowego.

3

The importance of primary carbides for the tribological properties of ferrous alloys

Krawczyk J., Frocisz Ł., Kokosza A., Rożniata E., Dziurka R., Madej M.

Tribologia

|

2016

|

nr 6

69--81

EN

Among the materials used for the mill rolls, one of the main groups are materials with eutectoid primary carbides in their microstructure. The volume fraction and morphology of these carbides influent in a significant way on the tribological properties of tool materials. In the paper, the role of the primary carbides morphology on the fatigue wear of mill rolls after exploitation was presented. The role of the primary carbides morphology in the sliding wear of tool materials was also investigated. The evaluation of the sliding wear mechanism and its degree was performed by the investigation of the mill rolls surface roughness after exploitation. Whereas, the role of ledeburite cementite morphology in wear mechanism changes ware investigated by the laboratory tests. Tests were performed with the use of different loads, time, and temperature during the trials. The microcutting of counter sample material by the primary carbides from the tested samples was observed.

PL

Wśród materiałów stosowanych na walce hutnicze są takie, które w swojej mikrostrukturze zawierają również węgliki powstające w wyniku przemiany eutektycznej. Ponieważ powstają one z cieczy, nazywane są węglikami pierwszorzędowymi. Ilość oraz kształt tych węglików może istotnie wpływać na własności tribologiczne takich narzędzi. W pracy przedstawiono rolę morfologii węglików pierwotnych w zużyciu zmęczeniowym na przykładach walców hutniczych po eksploatacji. Przedstawiono również rolę węglików pierwotnych w zużyciu ściernym. Ocenę zużycia ściernego wykonano na podstawie wpływu czasu eksploatacji na chropowatość powierzchni walców pracujących w walcowni zimnej płaskowników. Natomiast rolę morfologii cementytu ledeburytycznego w zużyciu ściernym badano w warunkach testów laboratoryjnych przy stosowaniu zmiennych obciążeń pary trącej oraz temperatury pracy. Wykazano mechanizm mikroskrawania przez odsłonięte węgliki pierwszorzędowe (jako „mikroostrza”) materiału przeciwpróbki.

4

Microstructure of Cast High-Manganese Steel Containing Titanium

Tęcza G., Garbacz-Klempka A.

Archives of Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 16, iss. 4

163--168

EN

Widely used in the power and mining industry, cast Hadfield steel is resistant to wear, but only when operating under impact loads. Components made from this alloy exposed to the effect of abrasion under load-free conditions are known to suffer rapid and premature wear. To increase the abrasion resistance of cast high-manganese steel under the conditions where no dynamic loads are operating, primary titanium carbides are formed in the process of cast steel melting, to obtain in the alloy after solidification and heat treatment, the microstructure composed of very hard primary carbides uniformly distributed in the austenitic matrix of a hardness superior to the hardness of common cast Hadfield steel. Hard titanium carbides ultimately improve the wear resistance of components operating under shear conditions. The measured microhardness of the as-cast matrix in samples tested was observed to increase with the increasing content of titanium and was 380 HV0.02 for the content of 0.4%, 410 HV0.02 for the content of 1.5% and 510 HV0.02 for the content of 2 and 2.5%. After solution heat treatment, the microhardness of the matrix was 460÷480 HV0.02 for melts T2, T3 and T6, and 580 HV0.02 for melt T4, and was higher than the values obtained in common cast Hadfield steel (370 HV0.02 in as-cast state and 340÷370 HV0.02 after solution heat treatment). The measured microhardness of alloyed cementite was 1030÷1270 HV0.02; the microhardness of carbides reached even 2650÷4000 HV0.02.

5

Tools cast from the steel of composite structure

Głownia J., Tęcza G., Asłanowicz M., Ościłowski A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 3

803--808

EN

Hardness, microstructure and abrasive wear resistance of cast high-manganese steel (cast Hadfield steel) were compared with the cast steel of the same austenitic matrix but having vanadium carbides uniformly distributed within its entire volume. The chemical composition of the cast steel was chosen in such a way as to produce a composite structure after the alloy solidification. A similar hardness of the matrix was obtained with carbides evenly distributed in it, while abrasive wear resistance doubled its value. Using the investment casting process, working elements of teeth for the excavators and mechanical coal miners were cast.

PL

Porównano twardości, mikrostrukturę oraz odporność na ścieranie wysokomanganowego staliwa (Hadfielda) ze staliwem o identycznej osnowie austenitycznej, wewnątrz której rozmieszczone są węgliki wanadu. Skład chemiczny tego staliwa dobrano tak, aby po zakrzepnięciu stopu uzyskać strukture kompozytu. Uzyskano podobną twardość osnowy, równomierne rozmieszczenie węglików i dwukrotny wzrost odporności na ścieranie. Wykorzystując metodę wytapianych modeli, odlano robocze elementy zębów do koparek lub kombajnów górniczych.

6

Microstructure of hypereutectic Fe-C-V alloys

Kawalec M.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 2

55-60

EN

The study shows the results of examinations of the microstructure of the in-volume-solidifying Fe-C-V alloys containing carbon in a range of 1.53-3.09% and vanadium in a range of 14.73-15.71%. All the examined alloys were hypereutectic alloys as proved by the cooling curves, relevant calculations (Sc) and examinations under the microscope. It has been confirmed that the primary carbides of vanadium are crystallising in the form of non-faceted dendrites, acting as a substrate for the growing fibres of vanadium eutectic. The content of primary carbides in the microstructure depends on the content of carbon and vanadium in the alloy. During the conducted research an attempt was also made to determine the content of primary and eutectic carbides and to establish a relationship between carbon and vanadium content in the alloy and the content of primary carbides. In Fe-C-V alloys, besides primary carbides, also a fibrous eutectic composed of ferrite and vanadium carbides of the VC1-x type crystallises. To conduct the previously planned examinations, a series of melts with a variable carbon and vanadium content was carried out under argon atmosphere in a Balzers vacuum furnace. Specimens were examined under an optical microscope, but to investigate in more detail the geometry of individual phases, they were deep etched with aqua regia and examined by scanning electron microscopy. In the investigated alloys, the chemical composition of the crystallised phases was determined by EDS microanalysis.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury stopów Fe-C-V, o zawartości węgla w zakresie 1.53-3.09% i wanadu w zakresie 14.73-15.71%, krystalizujących w sposób objętościowy. Wszystkie badane stopy są stopami nadeutektycznymi, co potwierdziły krzywe stygnięcia, odpowiednie obliczenia (Sc) oraz obserwacje mikroskopowe. Potwierdzono, że pierwotne węgliki wanadu krystalizują w postaci dendrytów nieścianowych, na których wzrastają włókna eutektyki wanadowej. Udział węglików pierwotnych w mikrostrukturze jest zależny od zawartości węgla i wanadu w stopie. W pracy określono także udział węglików pierwotnych i eutektycznych oraz wyznaczono zależność pomiędzy zawartością węgla i wanadu w stopie a udziałem węglików pierwotnych. Oprócz węglików pierwotnych w stopach Fe-C-V krystalizuje eutektyka włóknista składająca się z ferrytu i węglików wanadu typu VC1-x. W celu wykonania założonych badań przeprowadzono serię wytopów o zmiennej zawartości węgla i wanadu w piecu próżniowym typu Balzers w atmosferze argonu. Próbki obserwowano za pomocą mikroskopu optycznego, a w celu bardziej szczegółowego zbadania geometrii poszczególnych faz trawiono je głęboko wodą królewską i obserwowano za pomocą mikroskopu skaningowego. W badanych stopach przeprowadzono również pomiary składu chemicznego wykrystalizowanych faz metodą punktowej mikroanalizy EDS.

7

Wpływ węglików pierwotnych na inicjację mikropęknięć w stali szybkotnącej

Wodecki J.

Modelowanie Inżynierskie

|

2008

|

T. 5, nr 36

307-312

PL

Poddano analizie oddziaływanie inkluzji na lokalną koncentrację naprężeń w p.askim stanie odkszta.ce., w mikrostrukturze stali szybkotnącej HS6-5-2. Metodę analityczną, w skali mezo, wyznaczono wartości naprężenia na powierzchni rozdziału węglików pierwotnych i osnowy. Wykazano oddziaływanie kształtu węglików na wartości naprężeń powierzchniowych. Porównano krytyczne wartości naprężenia ściskającego i rozciągającego, inicjujących mikropęknięcia w węglikach, z właściwościami wytrzymałościowymi stali szybkotnącej.

EN

The influence of inclusions on the local concentration of stresses in plane strain state in microstructure of high speed steel HS6-5-2 was analyzed. Using analytical method, in mesoscale level, the values of stresses on the separation surface of primary carbides and matrix were calculated. The influence of the shape of carbides on the magnitude of surface tension was shown. The critical values of stresses causing microcracks in carbides in case of compression and tension were compared with strength characteristics of high speed steel.

8

Wpływ gęstości mocy promieniowania laserowego na strukturę i własności lanej stali szybkotnącej.

Przybyłowicz K., Depczyński W., Konieczny M.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

353-355

PL

W praktyce przemysłowej są stosowane narzędzia odlewane ze stali szybkotnącej. Ich żywotność znacznie jednak ustępuje narzędziom ze stali przerobionej plastycznie, nie mówiąc już o wytwarzanych metodą metalurgii proszków. Poprawę struktury stali lanej można osiągnąć przez obróbkę laserową. Dużą gęstość mocy wiązki jest w stanie nie tylko stopić stal, ale i rozpuścić pierwotne węgliki, których duża wielkość jest głównie odpowiedzialna za niską żywotność lanej stali. Badaniu poddano próbki ze stali SW18, które nagrzewano za pomocą lasera CO2 o mocy maksymalnej 6kW. Stopniowe zwiększanie gęstości mocy promieniowania pozwalało na powiększanie objętości stopionej stali i stopnia rozpuszczenia węglików, ale jednocześnie powodowało przy krzepnięciu powstanie gruboziarnistej struktury. Dla jej rozdrobnienia stosowano powtórne nagrzewanie laserem impulsowym. Przeprowadzono badania strukturalne, mikroanalizę, badania mikrotwardości i odporności na ścieranie.

EN

In industry practice there are applied the cast tools made of high-speed steel. their durability is however much less than those made of plasticaly deformed or sintered steels. The improvement of the structure of cast steel is possible by laser treatment. High power density of the beam is able not only melt the steel but also dissolve the primary carbides. Their low dispersion is the chief reason of little durability of cast steel. Specimens of SW18 steel grade were heated by means of CO2 laser with various power densities. This affected the increase of volume of the melted zone and the extent of carbides dissolution but also at the solidification the coarsening of dendritic structure. To refine it re-heating by pulsed laser has been applied. The structural and microprobe analyses, microhardness and wear tests of the specimens were carried out.