Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evaluation of capabilities of the nanoindentation test in the determination of flow stress characteristics of the matrix material in porous sinters

Madej Lukasz, Legwand Adam, Setty Mohan, Mojzeszko Mateusz, Perzyński Konrad, Roskosz Stanisław, Chrapoński Jacek

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 1

art. no. e21, 2022

EN

Herein, we evaluate the nanoindentation test capabilities in the determination of flow stress characteristics of the matrix material in porous sinters. The Distaloy AB sample with 15% porosity after the sintering operation is selected as a case study for the investigation. 2D and 3D imaging techniques are employed first to highlight difficulties in identifying reliable nano hardness measurement zones for further properties evaluation. Then, nanoindentation test results are acquired with Berkovich tip pressed under various loads at different locations in the sample. Systematic indentations in the quartz sample are used as a cleaning procedure to minimize the effect of the possible build-up around the indenter tip. The representative indentation load range is selected based on the extracted material characteristics. With that, the stress–strain response of the sinter matrix material is identified. The reliability of the determined flow stress curve is confirmed with the use of conical nanoindentation measurement results and finite element simulations. Obtained results show that it is possible to calculate reliable flow stress characteristics of the matrix in the porous samples, with the assumption that experiments under various loading conditions and from various locations in the matrix are performed. It is also pointed out that various indentation loads should be used to eliminate the influence of the pile-up or scale effects that affect the overall material response.

2

Wpływ parametrów wytwarzania na własności mechaniczne i mikrostrukturę spiekanych stali Fe-Mn-C oraz Fe-Mn-Cu-C

Kulecki P., Lichańska E., Tenerowicz-Żaba M., Sułowski M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2018

|

Vol. 85, nr 4

121--124

PL

W artykule przedstawiono porównanie wyników badań własności mechanicznych oraz mikrostruktury spiekanych stali Fe-Mn-C oraz Fe-Mn-Cu-C, wytwarzanych w temperaturach 1120°C i 1250°C. Na podstawie otrzymanych rezultatów stwierdzono spadek własności plastycznych spiekanych stali zawierających Cu w stosunku do spiekanych stali Fe-Mn-C. Dodatek miedzi spowodował obniżenie wydłużenia stali wytworzonych zarówno w temperaturze 1120°C jak i dla stali wytworzonych w temperaturze 1250°C. Wyniki badań własności wytrzymałościowych badanych stali spiekanych były porównywalne. Po spiekaniu w temperaturze 1250°C, zaobserwowano wzrost gęstości oraz własności wytrzymałościowych w stosunku do stali wytworzonych w temperaturze 1120°C.

EN

The aim of the study was to evaluate the effect of processing parameters on the microstructure and mechanical properties of sintered Fe-Mn-C and Fe- Mn-Cu-C steels, processed at 1120°C and 1250°C. Measurements performed on sintered steels based on powder mixture containing copper revealed decrease in plasticity in comparison with Fe-Mn-C PM steels. Cooper addition resulted in decrease in elongation of processed PM steels. Tensile properties were comparable in all alloy variants. Increasing sintering temperature caused significant increase of tensile properties.

3

Determinanty jakości stali spiekanych dla branży samochodowej

Lisiecka B.

Zeszyty Naukowe. Quality. Production. Improvement

|

2016

|

No. 1 (4)

120--131

PL

Ciągły wzrost zapotrzebowania na elementy wykonane za pomocą metalurgii proszków związany jest ze zmianami gospodarczymi, które spowodowały, że jakość produktów stała się zasadniczym kryterium wpływającym na zainteresowanie i jednocześnie sukces danego komponentu. Poprawa jakości w dużej mierze powinna być modyfikowana już na samym początku planowania procesu technologicznego i doboru odpowiednich surowców, a także wymaga znajomości zapotrzebowania klientów. Wysokie wymagania pod względem zarządzania jakością wyrobu, jego produkcją, konkurencją i nieustannym udoskonalaniem gotowego produktu dyktuje obecnie przemysł samochodowy, gdzie stalowe części spiekane stanowią największy odsetek wyrobów. Głównym założeniem przedstawionych badań jest analiza mikrostruktury oraz własności wytrzymałościowych stali spiekanych wykorzystywanych do produkcji różnych części samochodowych.

4

Study Of Rust Preventive Characteristics Of Rust Preventive Oil From Polarization Curve Measurement

Iwashima D., Ejiri K., Nagase N., Hatekeyama M., Sunada S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

915--917

EN

Fe-Cu-C sintered steels are widely used as powder materials, because of its small volumetric shrinkage. However, Cu, which acts as cathode enhance formation of rust Fe2O3·xH2O during fabrication. To prevent formation of Fe2O3·xH2O rust preventive oils are widely used. High viscosity of those rust preventive oils decrease workability. While, low viscosity degrade rust preventive performance. Therefore, it is necessary to develop new rust preventive oils with contradictory properties of low viscosity and superior rust prevention. In this study, we developed technique to quantitatively evaluate rust prevention ability by measuring polarization curve through thin corrosive solution on Fe-Cu-C sintered steels coated with rust preventive oils. The electrochemical measurements were carried out in corrosive solution of 0.35 mass % NaCl. Using a double capillary was added dropwise to the specimen. From the experimental, it is possible to evaluate the corrosion rate quantitatively in the surface of specimen, which was coated with rust preventive oil through thin corrosive solution. From the measurement results, Corrosion rate is reduced by coating the rust preventive oil. Especially, corrosion rate of the specimen coated with oil that showed best performance indicated 10000 times better than that of without oil ones. Zn addition negative correlation between corrosion rate and period of potential oscillation.

PL

Spiekane stale Fe-Cu-C są szeroko stosowane jako materiały proszkowe, ze względu na mały skurcz objętościowy. Jednak miedź, która zachowuje się jak katoda, wpływa na zwiększone powstawanie rdzy Fe2O3·xH2O w procesie wytwarzania stali. Aby zapobiec tworzeniu się Fe2O3·xH2O stosuje się oleje ochronne. Jednak wysoka lepkość olejów zmniejsza ich urabialność, natomiast niska lepkość zmniejsza ich właściwości ochronne. Z tych względów konieczne jest opracowanie nowego typu olejów przeciwrdzewnych charakteryzujących się zarówno niską lepkością jak i dobrymi właściwościami ochronnymi. W niniejszej pracy opracowano metodę ilościowej oceny właściwości ochronnych olejów za pomocą pomiaru krzywej polaryzacji poprzez cienką warstwę roztworu korozyjnego na spiekanych stalach Fe-Cu-C pokrytych olejami ochronnymi. Pomiary elektrochemiczne zostały przeprowadzone w roztworze korozyjnym NaCl (0,35 %wag.). Roztwór został naniesiony na próbkę za pomocą kapilary. Na podstawie wyników eksperymentalnych można ilościowo oszacować szybkość korozji zachodzącej na powierzchni próbki. Badania wykazały, że olej ochronny zmniejsza szybkość korozji. Olej dla którego otrzymano najlepsze wyniki wykazał poprawę właściwości ochronnych 10000 krotnie w porównaniu z próbkami bez oleju. Dodatkowo stwierdzono korelację pomiędzy szybkością korozji a okresem oscylacji potencjału.

5

Wpływ temperatury spiekania na mikrostrukturę i własności mechaniczne spiekanych stali stopowych wykonanych na bazie proszków Distaloy AB, Distaloy DH oraz Distaloy HP

Litwa K., Sułowski M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 7

357--363

PL

Głównym celem badań było określenie wpływu temperatury spiekania na mikrostrukturę oraz własności mechaniczne spiekanych stali o zawartości 0,4 % węgla, wykonanych na bazie proszków stopowych Distaloy AB, Distaloy DH oraz Distaloy HP. Mieszanki proszków o założonej zawartości węgla, wprowadzonego w postaci proszku grafitu C-UF, zostały przygotowane w mieszalniku Turbula w czasie 30 min. Z mieszanek proszków sprasowano wypraski zgodne z normą PN EN ISO 2740, przeznaczone do badań wytrzymałościowych. Spiekanie przeprowadzono w temperaturach 1120 i 1250 °C, w atmosferze azotu w czasie 60 min. Po spiekaniu, próbki poddano odpuszczaniu w temperaturze 200 °C w powietrzu w czasie 60 min. W celu określenia wpływu temperatury spiekania na mikrostrukturę i własności mechaniczne, badane stale poddano badaniom własności fizycznych i mechanicznych. Jak wynika z przeprowadzonych badań, zarówno mikrostruktura, jak i własności spieków, są zależne od temperatury spiekania. Uzyskane spieki charakteryzowały się strukturą martenzytyczno-bainityczną. Własności mechaniczne badanych stali (Rm = 517-891 MPa, Rg = 908-1062 MPa) w pełni korelują z mikrostrukturą spiekanych stali.

EN

The main objective of the study was to determine the influence of sintering temperature on the microstructure and mechanical properties of sintered steels, based on pre-alloyed Distaloy AB, Distaloy DH and Distaloy HP iron powders with 0.4 % carbon addition. Mixture of powders contains carbon, introduced in the form of graphite powder C-UF, have been prepared in a Turbula mixer for 30 minutes. Following the mixing, green compacts were pressed in the rigid die in accordance with PN EN ISO 2740 standard. Sintering was carried out at 1120 and 1250 °C in nitrogen atmosphere for 60 minutes. After sintering the samples were tempered at 200 °C in air for 60 minutes. In order to determine the influence of sintering temperature on the microstructure and mechanical properties of investigated steels, their physical and mechanical properties were tested. The result indicate that mechanical properties and microstructure of investigated steels depend on sintering temperature; the microstructure of investigated steels was mainly consist of martensite and bainite. Mechanical properties of steels (Rm = 517-891 MPa, Rg = 908-1062 MPa) fully confirm the results of metallographic examinations.

6

Wpływ parametrów wytwarzania na własności mechaniczne i mikrostrukturę spiekanych stali konstrukcyjnych zawierających Cr I Mo

Kulecki P., Sułowski M., Radziszewska A.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 5

240--250

PL

Celem pracy była ocena wpływu parametrów wytwarzania na mikrostrukturę oraz własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych. Badania przeprowadzono na stalach spiekanych, wykonanych na bazie komercyjnych, stopowych proszków żelaza Höganäs: Astaloy CrA (1,8 % Cr, 98,2 % Fe), Astaloy CrL (1,5 % Cr, 0,2 % Mo, 98,25 % Fe), Astaloy CrM (3 % Cr, 0,5 % Mo, 96,5 % Fe) z dodatkiem proszku grafitu C-UF. Zawartość węgla w mieszance proszków wynosiła 0,4 i 0,8 %. Mieszanki proszków prasowano jednostronnie w matrycy pod ciśnieniem 660 MPa, otrzymując kształtki zgodne z PN-EN ISO 2740. Sprasowane kształtki poddano spiekaniu w temperaturze 1120 i 1250 °C w czasie 60 min. Atmosferę spiekania stanowiła mieszanina wodoru i azotu w ilości 5 % H2 – 95 % N2. Po spiekaniu kształtki były odpuszczane w temperaturze 200 °C p rzez o kres 6 0 m in. Przeprowadzone badania własności mechanicznych wykazały, że stale, wykonane na bazie proszku stopowego Astaloy CrA, mogą stanowić alternatywę dla spieków wykonanych na bazie proszku stopowego Astaloy CrL, a ponadto spieki wytworzone w wyższej temperaturze wykazywały lepsze własności mechaniczne.

EN

The object of the study was to evaluate the effect of production parameters on the microstructure and mechanical properties of Cr and Cr-Mo PM steels. The measurements were performed on sintered steels made from commercial Höganäs prealloyed powders: Astaloy CrA, Astaloy CrL and Astaloy CrM with carbon, which was added in the form of graphite powder grade C-UF. Following the mixing in Turbula mixer for 30 minutes, green compacts were single pressed at 660 MPa according to PN-EN ISO 2740. Sintering was carried out in a laboratory horizontal furnace at 1120 and 1250 °C for 60 minutes, in hydrogen-nitrogen atmosphere consists of 5 % of hydrogen. After sintering, the sintered samples were tempered at 200 °C for 60 minutes in air. Following the mechanical tests it can be assumed that steel based on Astaloy CrA pre-alloyed powder could be an alternative material for steels based on Astaloy CrL powder and also steels made in higher temperature revealed better mechanical properties.

7

Obróbka cieplna spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowych

Cygan S., Sułowski M., Ciesielka M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 3

127--134

PL

Celem prezentowanych badań było określenie wpływu sposobu chłodzenia oraz zastosowanej obróbki cieplnej na własności spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowych o zawartości Fe, 3 % Mn, 1,5 % Cr, 0,2 % Mo i 0,7 % C. Mieszankę proszków przygotowano na bazie stopowego proszku żelaza Astaloy CrL (Fe, 1,5 % Cr, 0,2 % Mo), proszku żelazomanganu Elkem (Fe, 89,3 % Mn, 1,18 % C) oraz proszku grafitu C-UF. Spiekanie przeprowadzono w temperaturze 1250 °C, w czasie 60 min. Jako atmosferę spiekania zastosowano w pierwszym wariancie mieszaninę wodoru i azotu (5%H2-95%N2), a w drugim powietrze z dodatkiem żelazomanganu. Po spiekaniu kształtki chłodzono w chłodnicy pieca lub w wodzie (temperatura 20 °C). Następnie spieki poddano odpuszczaniu w powietrzu w temperaturze 200 lub 450 °C w czasie 60 lub 180 min. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że spieki otrzymane w atmosferze powietrza z dodatkiem żelazomanganu charakteryzują się lepszymi własnościami niż otrzymane w atmosferze 5%H2-95%N2. Ponadto stwierdzono, że chłodzenie w wodzie bezpośrednio z temperatury spiekania ma negatywny wpływ na własności wytrzymałościowe badanej stali. W wyniku przeprowadzonych prac wykazano, że wyższa temperatura odpuszczania przyczynia się do wzrostu własności wytrzymałościowych spieków, a czas odpuszczania nie ma wpływu na własności tych stali.

EN

In the present work the effect of type and cooling rate and the post-sintering heat treatment on the microstructure and mechanical properties of Astaloy CrL-based steel was investigated. Powder mixture was prepared based on Höganäs Astaloy CrL powder (1.5 % Cr, 0.2 % Mo), low-carbon Elkem ferromanganese (89.3 % Mn, 1.18 % C) and graphite powder grade C-UF. Following the pressing in the rigid die at 660 MPa, sintering in the mixture of 5%H2-95%N2 or in air (with a ferromanganese lumps) at 1250 °C for 60 minutes was carried out. After sintering, samples were tempered at 200 or 450 °C for 60 and 180 minutes. On the base of investigations was shown, that for steels sintered in air higher mechanical properties were recorded as compared to the properties of steels produced in the nitrogen/hydrogen mixture. What is more, cooling from sintering temperature in water has a negative influence on the strength properties of investigated steel. Following the research was shown, that increasing the tempering temperature strength properties of Astaloy CrL — based steel increased. Also the negligible effect of tempering time on the properties of steels was shown.

8

Wpływ obróbki cieplno-plastycznej na mikrostrukturę spiekanej stali Fe-0,85Mo-0,6Si-1,4C

Nikiel P.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 11

638--643

PL

Przedstawiono wyniki badań zmian mikrostruktury spiekanej stali Fe-0,85Mo-0,6Si-1,4C w wyniku obróbki cieplno-plastycznej. Materiał do badań wytworzono metodą metalurgii proszków poprzez prasowanie na zimno i spiekanie z udziałem fazy ciekłej. Otrzymano materiał o gęstości rzeczywistej około 7,6 g/cm3. W zależności od warunków chłodzenia po spiekaniu otrzymano materiał o mikrostrukturze złożonej z ferrytu, perlitu i cementytu a po hartowaniu izotermicznym — martenzytu. Badania plastometryczne przeprowadzone zostały na plastomerze Gleeble HDS-V40 i plastomerze-dylatometrze Bähr MDS 830 w Institut für Metallformung, TU Bergakademie Freiberg. Odkształcenie zrealizowano w przez spęczanie próbek walcowych. Próbki odkształcono przy założonych parametrach: temperatura wynosiła 700 lub 775 °C i prędkość odkształcenia 0,001 s–1. Temperatura badań odpowiadała temperaturze początku i końca przemiany austenitycznej. Opracowano krzywe płynięcia materiału w postaci zależności σ-ε. Szczegółowej analizie poddano zależności pomiędzy mikrostrukturą materiału wyjściowego, parametrami odkształcenia a otrzymaną mikrostrukturą po odkształceniu. Przeprowadzone badania pozwoliły na opracowanie jakościowych zmian w mikrostrukturze odkształcanych próbek. Istotne zmiany stwierdzono w mikrostrukturze materiałów odkształcanych w temperaturze 775 °C, szczególnie w materiale wyjściowym o mikrostrukturze martenzytycznej. W materiale tym po odkształceniu otrzymano mikrostrukturę złożoną z ferrytu ze sferoidalnym cementytem.

EN

Fe-0.85Mo-0.6Si-1.4C steel preforms were manufactured by cold pressing the powder mixture and liquid phase sintering at 1295 °C to give a density of ~ 7.6 g/cm3. Furnace cooling resulted in microstructure comprising pearlite, ferrite and cementite, quenching produced martensite. Compression tests of cylindrical samples were carried out on a Gleeble HDS-V40 and a Bähr MDS 830 machines at Institut für Metallformung, TU Bergakademie Freiberg. Specimens were deformed at a strain rate of 0.001 s–1 at 700 or 775 °C; these temperatures correspond to austenitization start and end. Stress-strain diagrams and microstructural changes are presented. The relationships between initial microstructure, deformation parameters and microstructure after deformation were investigated. Particularly significant was the transformation of the martensitic material to ferrite and spheroidal cementite resulting from deformation at 775 °C.

9

Własności spiekanych stali Mn-Cr-Mo o niskiej zawartości węgla

Lichańska E., Sułowski M., Ciesielka M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 9

514-520

PL

Celem badań było określenie wpływu parametrów wytwarzania, a w szczególności składu chemicznego mieszanki proszków, na strukturę i własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych o podwyższonej zawartości węgla. Proszkami wyjściowymi były komercyjne, stopowe proszki żelaza produkcji szwedzkich zakładów Hoganas: Astaloy CrL (1,5 % Cr, 0,2 % Mo, 98,25 % Fe), Astaloy CrM (3 % Cr, 0,5 % Mo, 96,5 % Fe) oraz proszek grafitu C-UF. Nośnikiem manganu był proszek żelazomanganu niskowęglowego (77 % Mn, 1,3 % C). Założona zawartość węgla w mieszance proszków wynosiła 0,2 %. Z mieszanek proszków o składzie Fe-3%Mn-1,5%Cr-0,2%Mo-0,2%C oraz Fe-3%Mn-3%Cr-0,5%Mo-0,2%C, metodą prasowania jednostronnego w sztywnej matrycy, wykonane zostały wypraski prostopadłościenne o wymiarach 5 × 10 × 55 oraz wypraski zgodne z PN-EN ISO 2740, pod ciśnieniem odpowiednio 820 i 660 MPa. Miało to na celu uzyskanie przez wypraski zbliżonej gęstości. Sprasowane kształtki poddano spiekaniu w temperaturze 1120 [stopni]C, w czasie 60 min. Szybkość nagrzewania do temperatury spiekania wynosiła 75 [stopni]C/min. Atmosferę spiekania stanowiła mieszanka wodoru i azotu o składzie 5%H2-95%N2 lub powietrze. Po spiekaniu kształtki chłodzone były z szybkością 65 [stopni]C/min, a po osiągnięciu temperatury pokojowej zostały ponownie nagrzane do temperatury 200 [stopni]C i wytrzymane w tej temperaturze przez 60 min. W celu określenia wpływu parametrów wytwarzania na strukturę i własności mechaniczne, spieczone kształtki poddane zostały badaniom mechanicznym oraz metalograficznym. Na podstawie uzyskanych wyników badań można stwierdzić, że na własności spieków w dużej mierze miał wpływ skład chemiczny mieszanki proszków oraz atmosfera spiekania. Nie stwierdzono znaczącego wpływu pozostałych parametrów wytwarzania na badane własności spieków. W zależności od użytego proszku stopowego spieki charakteryzowały się strukturą ferrytyczno-bainityczną (Alstaloy CrL) lub bainityczno-ferrytyczno-perlityczną (Astaloy CrM).

EN

In this paper the effect of processing parameters, especially chemical composition of sintering atmosphere, on the structure and mechanical properties of sintered structural steels with higher carbon content was investigated. The base powders were commercial prealloyed Astaloy CrL and Astaloy CrM iron powders, produced by Hoganas, Sweden. The manganese was added in the form of low-carbon ferromanganese (77 % Mn, 1,3 % C). The Mn and C concentration in powder mixture was 3 % and 0.2 %, respectively. Following the pressing in steel rigid dies, sintering of compacts, both rectangular 5 × 10 × 55 mm and pressed according to PN-EN ISO 2740, was carried out in horizontal furnace at 1120 [degrees]C for 60 minutes. Heating and cooling rates were 75 [degrees]C/min and 65 [degrees]C/min, respectively. As sintering atmosphere, the mixture of 5%H2-95%N2 was used. The process was also carried out in air. After sintering, samples were reheated up to 200 [degrees]C and hold in this temperature for 60 minutes. Following sintering, mechanical tests (UTS, TRS, toughness) and microstructural investigations were carried out. From the mechanical investigation can be found, that mechanical properties of sintered steels are strongly dependent on the chemical composition of the powder mixture and the sintering atmosphere. There was no significant effect of other technological parameters on the properties of sintered steels. Depending on the used alloy powder, structures of PM steels were characterized by ferrite-bainite (for Alstaloy CrL powder) or bainite-ferrite-perlite (for Alstaloy CrM powder).

10

Własności mechaniczne i mikrostruktura spiekanych stali Mn-Cr-Mo o podwyższonej zawartości węgla

Chudzik E., Sułowski M., Ciesielka M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 6

326-332

PL

Celem badań było określenie wpływu parametrów wytwarzania, a w szczególności składu chemicznego mieszanki proszków i atmosfery spiekania, na mikrostrukturę i własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych o podwyższonej zawartości węgla. Proszkami wyjściowymi były komercyjne, stopowe proszki żelaza produkcji szwedzkich zakładów Hoganas: Astaloy CrL (1,5 % Cr, 0,2 % Mo, 98,25 % Fe), Astaloy CrM (3 % Cr, 0,5 % Mo, 96,5 % Fe) oraz proszek grafitu C-UF. Nośnikiem manganu był proszek żelazomanganu niskowęglowego (77 % Mn, 1,3 % C). Założona zawartość węgla w mieszance proszków wynosiła 0,8 %. Z mieszanek proszków o składzie Fe-3%Mn-1,5%Cr-0,2%Mo-0,8%C oraz Fe-3%Mn-3%Cr-0,5%Mo-0,8%C, metodą prasowania jednostronnego w sztywnej matrycy, wykonane zostały wypraski prostopadłościenne o wymiarach 5 × 10 × 55 oraz wypraski zgodne z PN-EN ISO 2740, pod ciśnieniem odpowiednio 820 MPa i 660 MPa. Miało to na celu uzyskanie przez wypraski zbliżonej gęstości. Sprasowane kształtki poddano spiekaniu w temperaturze 1120 [stopni]C, w czasie 60 min. Szybkość nagrzewania do temperatury spiekania wynosiła 75 [stopni]C/min. Atmosferę spiekania stanowiła mieszanka wodoru i azotu o składzie 5%H2-95%N2 lub powietrze. Po spiekaniu kształtki chłodzone były z szybkością 65 [stopni]C/min, a po osiągnięciu temperatury pokojowej zostały ponownie nagrzane do temperatury 200 [stopni]C i wytrzymane w tej temperaturze przez okres 60 min. W celu określenia wpływu parametrów wytwarzania na strukturę i własności mechaniczne, spieczone kształtki poddane zostały badaniom mechanicznym oraz metalograficznym. Na podstawie uzyskanych wyników badań można stwierdzić, że zastosowanie zabiegu odpuszczania w temperaturze 200 [stopni]C, niezależnie od atmosfery spiekania, przyczyniło się do wzrostu własności wytrzymałościowych badanych spiekanych stali. Jak wykazały badania, wyższymi własnościami mechanicznymi charakteryzowały się stale spiekane w atmosferze o składzie 5%H2-95%N2, wykonane na bazie proszku stopowego Astaloy CrL — Rm = 581 MPa, A = 0,75 %, Rg = 1111 MPa, a mikrostruktura badanych stali składała się głównie z bainitu i/lub martenzytu.

EN

In this paper the effect of processing parameters, especially chemical composition of powder mixture and sintering atmosphere, on the microstructure and mechanical properties of sintered structural steels with higher carbon content was investigated. The base powders were commercial pre-alloyed Astaloy CrL and Astaloy CrM iron powders, produced by Hoganas, Sweden. The manganese was added in the form of low-carbon ferromanganese (77 % Mn, 1,3 % C). The Mn and C concentration in powder mixture was 3 % and 0.8 %, respectively. Following the pressing in steel rigid dies, sintering of compacts, both rectangular 5 × 10 × 55 mm and pressed according to PN-EN I SO 2 740, w as carried out in horizontal furnace at 1120 [degrees]C for 60 minutes. Heating and cooling rates were 75 [degrees]C/min and 65 [degrees]C/min., respectively. As sintering atmosphere, the mixture of 5%H2-95%N2 was used. The process was also carried out in air. After sintering, samples were re-heated up to 200 [degrees]C and hold in this temperature for 60 minutes. Following sintering, mechanical tests (UTS, TRS, toughness) and microstructural investigations were carried out. From the mechanical investigation can be found, that mechanical properties of tempered steels based on both pre-alloyed powders were higher than those obtained without tempering at 200 [degrees]C. In this case there was no effect of chemical composition of sintering atmospheres on mechanical properties of sintered steels. The results of mechanical investigations showed, the higher mechanical properties were obtained for steel based on prealloyed Astaloy CrL iron powder, after sintering in 5%H2-95%N2 atmosphere. Tensile strength was up to 581 MPa, elongation— up to 0.75 % and bend strength up to 1111 MPa.

11

Mikrostruktura i własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych chromowych i chromowo-molibdenowych

Kulecki P., Sułowski M., Ciesielka M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 5

266-272

PL

Celem badań było określenie wpływu parametrów wytwarzania, a w szczególności składu chemicznego mieszanki proszków, na mikrostrukturę i własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych. Proszkami wyjściowymi były komercyjne, stopowe proszki żelaza produkcji szwedzkich zakładów Höganäs: Astaloy CrA (1,8 % Cr, 98,2 %Fe), Astaloy CrL (1,5 % Cr, 0,2 % Mo, 98,25 % Fe), Astaloy CrM (3 % Cr, 0,5 % Mo, 96,5 % Fe) oraz proszek grafitu C-UF. Zawartość węgla w mieszance proszków wynosiła 0,4 % i 0,8 %. Z mieszanek proszków, metodą prasowania jednostronnego w sztywnej matrycy pod ciśnieniem 660 MPa, wykonano kształtki zgodne z PN-EN ISO 2740, które następnie spiekano w temperaturze 1120 [stopni]C, w czasie 60 min. Atmosferę spiekania stanowiła mieszanina wodoru i azotu w ilości 5%H2-95%N2. Po spiekaniu kształtki zostały ponownie nagrzane do temperatury 200 [stopni]C i wytrzymane w tej temperaturze przez okres 60 min. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że stale wykonane na bazie proszku stopowego Astaloy CrA, z uwagi na swoje własności mechaniczne (Rm = 406 MPa, Rg = 823 MPa, A = 4,3 %), mogą stanowić alternatywę dla spieków wykonanych na bazie proszku stopowego Astaloy CrL (Rm = 431 MPa, Rg = 971 MPa, A = 3,94 %).

EN

In this paper the effect of processing variables, especially chemical composition of powder mixture, on the microstructure and mechanical properties of Cr and Cr-Mo PM steels was investigated. Commercial Höganäs pre-alloyed powders — Astaloy CrA, Astaloy CrL and Astaloy CrM — were used for preparing the powder mixture. The carbon was added in the form of graphite powder grade C-UF, delivered by Höganäs. Following the mixing in Turbula mixer for 30 minutes, green compacts were single pressed at 660 MPa according to PN-EN ISO 2740. Sintering was carried out in a laboratory horizontal furnace at 1120 [degrees]C for 60 minutes, in hydrogen-nitrogen atmosphere consisting of 5 % H2 and 95 % N2. The heating and cooling rates were 75 [degrees]C/min and 60 [degrees]C/min, respectively. After sintering, the sintered samples were tempered at 200 [degrees]C for 60 minutes in air. Following the mechanical tests it can be assumed that steel based on Astaloy CrA pre-alloyed powder (UTS = 406 MPa, TRS = 823 MPa, A = 4,3 %) could be an alternative material for steels based on Astaloy CrL powder (UTS = 431 MPa, TRS = 971 MPa, A = 3,94 %).

12

Application of the strain energy density parameter for estimation of multiaxial fatigue life of sintered steels with stress concentrators

Łagoda T., Sonsino C. M., Ogonowski P.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2009

|

Vol. 47 nr 1

161-175

EN

This paper presents fatigue test results of a Fe-Cu sintered alloy (1.5% Cu) and three types of Fe-Cu-Ni sintered alloys (2% Cu, 2.5% Ni). Fe-Cu-Ni sintered alloys were produced under different compaction pressures and sintering temperatures. Round specimens with fillet notches were subjected to a constant amplitude pure bending, pure torsion and a combined in-phase and out-of-phase ( = 90.) bending with torsion. All results have been described by the criterion of the strain energy density parameter on the critical plane. It was assumed that the fatigue life is influenced by a linear combination of normal and strain energy density parameters with the coefficients that refer to the calculated plane. In particular, it allowed one to compute fatigue lives sufficiently comparable to the experimental ones.

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań zmęczeniowych spieku Fe-Cu o zawartości 1.5% miedzi oraz trzech rodzajów spieku Fe-Cu-Ni o zawartości 2% miedzi i 2.5% niklu. Do badań zastosowano próbki okrągłe z koncentratorami naprężeń w postaci odsadzenia. Zakres badań obejmował stałoampitudowe zginanie, skręcanie oraz kombinacje proporcjonalnego i nieproporcjonalnego zginania ze skręcaniem. Wyniki badań eksperymentalnych zostały opisane przy zastosowaniu kryterium parametru energetycznego, opartego na koncepcji płaszczyzny krytycznej. Trwałość zmęczeniowa została wyznaczona na podstawie liniowej kombinacji parametru gęstości energii odkształceń normalnych oraz stycznych z pewnymi współczynnikami w przyjętej płaszczyźnie krytycznej. W większości przypadków otrzymano zadowalającą zgodność trwałości obliczeniowych z eksperymentalnymi.

13

Wpływ rodzaju proszku żelaza na mikrostrukturę, twardość i zmiany wymiarowe spieków Fe-3%Mn-0,8%C

Faryj K.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2008

|

R. 53, nr 6

380-386

PL

W artykule przedstawiono badania dotyczące wpływu rodzaju proszku żelaza na mikrostrukturę, twardość oraz zmiany wymiarowe spieków żelazo-mangan-węgiel. Do najważniejszych czynników, które wpływają na własności materiałów spiekanych należą między innymi: temperatura spiekania, zastosowana atmosfera ochronna, szybkość i sposób chłodzenia po spiekaniu. Mikrostruktura gotowego wyrobu, spieczonego w określonych warunkach, jest ściśle związana z tymi parametrami. Twardość badanego materiału natomiast, jest odzwierciedleniem obecności określonych składników mikrostruktury w spieczonym materiale. W przypadku produkcji wielkoseryjnej bardzo istotnym aspektem wytwarzania elementów na drodze metalurgii proszków jest ich powtarzalność. Dlatego ważne jest osiągnięcie jak najlepszej stabilności wymiarowej gotowych wyrobów.

EN

The main purpose of this work was to investigate correlation between the microstructure, hardness and dimensional changes of sintered Fe-3%Mn-0.8%C manganese steel. Sintered manganese steels made of three different types of iron powder (sponge iron powder grade NC100.24 and atomised iron powders grades ABC100.30 and ASC100.29; table 1) with carbon and ferromanganese additions were prepared. Specimens were sintered in hydrogen atmosphere at two temperatures 1120 degrees of Celsius and 1250 degrees of Celsius. The factors that contribute to the microstructure (Fig. 1, 2), hardness (table 5) and dimensional changes (table 3, 4) of sintered manganese steels like sintering temperature, sintering atmosphere and type of iron powder are showed.

14

Analiza procesu kucia matrycowego odkuwek osiowosymetrycznych ze spiekanej stali

Szczepanik S., Wiśniewski B.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2007

|

R. 52, nr 7

427-433

PL

W artykule przedstawiono analizę kucia w matrycach zamkniętych spiekanych stali otrzymanych na osnowie proszku Distaloy DC-1. Przeprowadzono badania na materiałach modelowych i na spiekanych stalach, które uzupełniono symulacją komputerową płynięcia materiału. W próbach na materiałach modelowych uzyskano jakościowy opis płynięcia materiału. W wyniku przeprowadzonych badań wyznaczono doświadczalnie parametry narzędzi, przy których może być uzyskany jakościo-wo dobry wyrób ze spiekanej stal.

EN

The work presents the analysis of close-die forging of preforms from PM steel on the basis of Distaloy DC-1 powder. Research on plasticine and lead and on PM preforms made from sintered steel with 0.6% C graphite content as well numerical simulation of the flow of these materials was carried out. During physical modelling the qualitative information about the flow of materials was obtained. As a result, the punch projection parameters with which products of good quality can be obtained were established.

15

Osiągnięcia w zakresie kucia matrycowego wyprasek z kompozytów na osnowie stopu aluminium Al-Cu-Si z udziałem fazy ciekłej oraz spiekanych stali niskostopowych

Szczepanik S., Wiśniewski B., Skrzypek T.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2006

|

Vol. 73, nr 4

163-170

PL

W pracy podano wyniki badań przetwórstwa materiałów kompozytowych i spiekanej stali w procesach kucia. Wypraski kompozytów na osnowie stopu Al8,84%Cu6,33%Si0,65%Mg, umocnionych cząstkami SiC w ilości 2 i 5 % obj. odkształcono w matrycach zamkniętych w stanie stałym w temperaturze 500 stopni C i z udziałem fazy ciekłej w temperaturach 510 i 530 stopni C, uzyskując wyroby o gęstościach względnych do 0,99 dla kompozytu o zawartości 2 % obj. SiC i do 0,986 dla kompozytu o zawartości 5 % obj. SiC. Określono dla tych materiałów własności mechaniczne: twardość, wytrzymałóść na zginanie oraz opracowano krzywe umocnienia w stanie po kuciu i po obórbce cieplnej. Dla spiekanej stali na osnowie proszku Distaloy DC o zawartości 0,6 % C(grafit) opracowano wykres CTPc. Stal ta ma dobrą hartowność i podatność do odkształcania plastycznego. Własności po kuciu spiekanej stali silnie zależą od temperatury odkształcania oraz warunków chłodzenia. Wytrzymłałość po odkształceniu w temperaturze 1100 stopni C jest znacznie większa niż tej stali po spiekaniu poddanej takim samym zabiegom obróbki cieplnej.

EN

The paper presents the results of the research on manufacturing of composite materials and sintered steel closed die forging. preforms from composities based on Al8.84%Cu6.33%SiO.65%Mg and reinforced with 2 and 5 vol. % of SiC particles were close-die forged in solid state at 500 degree Celsius and with the liquid phase content at 510 and 530 degree Celsius. The obtained products had their relative density up ro 0.99 for the composites with 2 vol. % of SiC and up to 0.986 for the compacts with 5 vol. % SiC. The examination of the mechanical properties of the products covered: hardness, bending strength and stress - strain curves after forging and after forging and heat treatment. The CCT -diagram for sintered steel on basis Distaloy DC powder with content of 0.6% C(graphite) was elaborated. This steel has good hardenabilty and formability. The mechanical properties depend strongly on forging temperature and cooling conditions. Tensile and bending strength after forming of sintered steel at 1100 degree Celsius are better than for the sintered steel after the same heat treatment conditions.

16

Wpływ warunków chłodzenia po odkształceniu w zakresie austenitycznym niskostopowej stali spiekanej o zawartości 0,4 % węgla na strukturę i własności

Wiśniewski B., Szczepanik S.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2005

|

R. 50, nr 10-11

629-634

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływ sposobu chłodzenia po kuciu w temperaturze 940 °C spiekanej stali na osnowie proszku Distaloy DC-1. Jako warianty chłodzenia zastosowano oziębianie w wodzie, oleju oraz chłodzenie na powietrzu lub w piasku. Określono własności spiekanej stali po procesie spiekania, jej własności po hartowaniu w wodzie i odpuszczaniu temperaturze: 250, 350 i 550 °C oraz po kuciu w zadanej temperaturze i bezpośrednio chłodzeniu w wodzie, oleju, na powietrzu i w piasku. Kuta spiekana stal po hartowaniu została odpuszczana w zadanych temperaturach. W wyniku badań otrzymano materiały konstrukcyjne o dobrych własnościach w połączonych procesach kucia i obróbki cieplnej.

EN

The paper presents results of the research on influence of cooling ratio after forging of PM steel based on Distaloy DC-1 powder on the structure and mechanical properties. The properties of PM steel were examined after sintering and after sintering and quenching in water and tempering at 250, 350, 550 °C for 1 has well after forging in given temperature and cooling in water, oil, air and in sand. Forged steel after quenching was tempered in the same temperature as a sinter. The constructive materials with good mechanical properties were obtained by hot forging and heat treatment from one heating before forming,

17

Wpływ warunków nanoszenia na własności i wymiar fraktalny topografii powierzchni dwuwarstwowych powłok PVD na spiekanej stali szybkotnącej

Kwaśny W., Dobrzański L.A.

Mechanik

|

2005

|

R. 78, nr 4

328-333

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów nanoszenia na strukturę, skład chemiczny i fazowy, teksturę, grubość, mikrotwardość oraz wymiar fraktalny topografii powierzchni dwuwarstwowych powłok Ti+TiN, Ti+Ti(C,N), Ti+TiC uzyskanych przez rozpylanie magnetronowe PVD na podłożu ze spiekanej stali szybkotnącej P 6-5-3-8.

18

Symulacja komputerowa naprężeń własnych w przeciwzużyciowych powłokach PVD na spiekanej stali szybkotnącej

Dobrzański L. A., Śliwa A., Kwaśny W.

Mechanik

|

2005

|

R. 78, nr 4

333-337

PL

Przedstawiono zastosowanie metody elementów skończonych do wyznaczania naprężeń własnych w powłokach Ti+TiN, uzyskanych w magnetronowym procesie PVD na spiekanej stali szybkotnącej typu ASP 30, uwzględniająć warunki ich nanoszenia.

EN

Presented is application of finite elements method for determination of internal stress status in Ti+TiN coatings obtained by use of magnetron PVD process on sintered ASP 30 type high speed steel, with the process conditions taken into consideration.

19

Wytwarzanie stali spiekanych o strukturze nanometrycznej

Krztoń H., Kolesnikov D., Molenda R., Wojtas J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2004

|

T. 56, nr 4

48-51

PL

Celem pracy było otrzyamnie nanometrycznych spieków z proszków stali. Przeprowadzono badania dla dwóch gatunków stali oraz różnych obiektów przenoszących ciśnienie. Proszki wytworzono metodą mechanicznego stopowania, a następnie skonsolidowano metodą izostatycznego prasowania na gorąco, wykorzystując ośrodek gazowy, ciekły oraz stały.

EN

The aim of this paper was to obtain the nanometric sinters from steel powders. Tests for two grades of steel and different pressure transfer media were conducted. The powders were produced by mechanical alloying method and then consolidated by hot isostatic pressing (HIP) method using a gaseous, liquid and solid medium.

20

The improvement in fatigue characteristic of sintered steel by vacuum carburizing

Widanka K.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2003

|

Vol. 3, no 1

33-38

EN

The P/M low-alloy steel with sintered density of 7.0 g/cm3 was surface hardened by means of vacuum carburizing method. The fatigue strength of steel in case-hardened and sintered state was determined. Fatigue tests were conducted in the axial loading mode (R = –1, f = 25 Hz) on unnotched specimens. Comparing the S–N curves obtained for case-hardened and sintered specimens, the influence of vacuum carburizing on fatigue limit of examined steel was estimated.

PL

Przedstawiono sposób poprawienia charakterystyki zmęczeniowej niskowęglowej i nisko-stopowej stali spiekanej o gęstości 7,0 g/cm3. Poprawę wytrzymałości zmęczeniowej na rozciąganie–ściskanie osiągnięto dzięki zastosowaniu nawęglania próżniowego połączonego z hartowaniem i niskim odpuszczaniem. Proces nawęglania według tak dobranych parametrów, aby otrzymać założone parametry warstwy wierzchniej, prowadzono w laboratoryjnym piecu próżniowym (Seco/Warwick) typu V3/2. Wykorzystano tu własne oprogramowanie do sterowania i kontroli przebiegu procesu. Próby zmęczeniowe przeprowadzano na pulsatorze hydraulicznym MTS 810 w warunkach wahadłowego rozciągania–ściskania (R= -1, f = 25 Hz) próbek płaskich bez karbu o kształcie i wymiarach zgodnych z normą PN-86/H-04937. Wyniki prób na próbkach w stanie spiekanym i utwardzonym powierzchniowo przedstawiono w postaci krzywych Wöhlera na wykresie w skali półlogarytmicznej i wyznaczono wartości wytrzymałości na zmęczenie materiału w stanie spiekanym i obrobionym. Porównując otrzymane wartości, stwierdzono, że w wyniku zastosowania wspomnianej obróbki nastąpił 100-procentowy wzrost wytrzymałości zmęczeniowej z 80 MPa dla stanu spiekanego do 160 MPa dla stanu utwardzonego powierzchniowo. Uzyskany rezultat wskazuje na bardzo korzystny wpływ tej metody nawęglania próżniowego na poprawę charakterystyki zmęczeniowej badanej stali i jednocześnie potwierdza celowość jej stosowania – także ze względu na inne jej zalety szczególnie istotne w przypadku porowatości otwartej [1]–[3] – do stalowych wyrobów spiekanych.