Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of phase transformations in the austenite range for continuous cooling of 38CrSiMo4–2–3 steel

Różniata Edyta

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 6

128--132

EN

This article describes the kinetics of phase transformations of undercooled austenite of 38CrSiMo4–2–3 alloy steel. The tested steel is called a model alloy, whose chemical composition represents a group of steels for heat improvement. In the research part, microstructural analysis was used, dilatometric method was used and hardness was measured. For the analysis of phase transformations under continuous cooling, steel samples were austenitized at 880°C, annealed for 20 min, and then cooled at various speeds in the range of 20°C/s÷0.1°C/s. On the developed CCT diagram of 38CrSiMo4–2–3 steel, the onset of ferrite and perlite evolution was observed in the cooling range of 1°C/s and 0.1°C/s. In turn, the “nose” of bainitic transformation occurs for a cooling curve of 10°C/s. The temperature at the beginning of the martensitic transformation Ms was 350°C. The steel was characterized by rather "low" hardenability, because to obtain the martensite itself in its microstructure, the use of cooling at a rate greater than 20°C/s was required.

PL

W artykule opisano kinetykę przemian fazowych przechłodzonego austenitu konstrukcyjnej stali stopowej 38CrSiMo4–2–3. Badana stal jest tzw. stopem modelowym, który składem chemicznym reprezentuje grupę stali do ulepszania cieplnego. Finalnie opracowano wykres CTPc dla stali 38CrSiMo4–2–3.

2

Development and validation of a quantitative dilatometric analysis model of austenite decomposition into ferrite and pearlite

Opara J., Wrożyna A.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 4

24--32

EN

The quantitative dilatometric analysis model for the austenite decomposition into ferrite and pearlite during continuous cooling treatment is presented. It is based on measurements of a relative length change of a sample during the progress of phase transformations and calculations of the difference in atomic volume of present phases. The proposed model incorporates crucial effects accompanying the austenite decomposition, i.e. the carbon enrichment of the remaining austenite during ferrite formation, which causes an increase in the definite atomic volume of austenite, while formation of pearlite has a clearly different impact with the volume fractions of cementite and ferrite regulated by constant carbon composition inherited from austenite (enriched in carbon). The analysis results are compared with quantitative microstructure analysis and an excellent convergence has been found. Depicted results state a convincing confirmation that the model is correctly developed by the authors. Additionally, kinetics of phase transformations as function of normalized time were analyzed and a process of carbon enrichment of austenite was demonstrated.

PL

W niniejszej pracy zaprezentowano model ilościowej analizy dylatometrycznej dla rozpadu austenitu w ferryt i perlit podczas ciągłego chłodzenia. Rozwiązanie bazuje na pomiarach względnej zmiany długości próbki w trakcie postępu przemian fazowych oraz obliczeniach różnic objętości atomowych występujących faz. Zaproponowany model uwzględnia kluczowe zjawiska towarzyszące rozpadowi austenitu, tzn. wzbogacanie się austenitu w węgiel podczas powstawania ferrytu, które powoduje wzrost określonej objętości atomowej austenitu, podczas gdy formowanie się perlitu ma wyraźnie odmienny wpływ poprzez udziały objętościowe ferrytu i cementu, które wynikają z ustalonej zawartości węgla dziedziczonej z austenitu (wzbogaconego w węgiel). Rezultaty ilościowej analizy dylatogramów zestawiono z ilościową analizą mikrostruktur i uzyskano doskonałą zbieżność wyników. Przedstawione wyniki stanowią wyraźne potwierdzenie, iż model jest poprawnie opracowany przez autorów. Ponadto, przeprowadzono analizę kinetyk przemian fazowych w funkcji znormalizowanego czasu oraz przedstawiono proces wzbogacania austenitu w węgiel.

3

Analiza mikrostruktury stali podeutektoidalnej Co–Mo po ciągłym chłodzeniu z zakresu austenitu

Rożniata E., Dziurka R., Górecki K.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

414--418

PL

W pracy przedstawiono analizę kinetyki przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali podeutektoidalnej 37CoMo4-3. Zastosowano badania metalograficzne oraz dylatometryczne, a także pomiary twardości. Badania metalograficzne wykonano na mikroskopie świetlnym Axiovert 200 MAT firmy Carl Zeiss. Zgłady trawiono 3% nitalem w celu ujawnienia poszczególnych składników mikrostrukturalnych badanej stali. Pomiary twardości wykonano aparatem Vickersa typu HPO 250, stosując siłę obciążająca 30 kG. Badania dylatometryczne wykonano za pomocą dylatometru L78 R.I.T.A. firmy LINSEIS. Rejestrowano cyfrowo zmiany wydłużenia próbek o wymiarach Ø3×10 mm w zależności od temperatury. Otrzymane krzywe chłodzenia różniczkowano, co pozwoliło precyzyjnie określić temperaturę początku i końca poszczególnych przemian. Próbki nagrzewano z szybkością 5°C/s do temperatury austenityzowania TA = 870°C, wygrzewano przez 20 min, a następnie chłodzono z różną szybkością (w zakresie od 300°C/s do 0,1°C/s).

EN

Present work corresponds to the research on the kinetics of phase transformation of undercooled austenite and analysis of the microstructure of 37CoMo4-3 hypoeutectoid steel, imitating by its chemical composition toughening steels. The kinetics of phase transformation of undercooled austenite of investigated alloy was presented on CCT diagram (continuous cooling transformation). The paper presents metallographic examinations, as well as hardness measurements. Metallographic observations were carried out using a Carl Zeiss Axiovert 200 MAT light microscope. Polished sections were etched with a 3% nital (3% HNO3 solution in C2H5OH). Dilatometric tests were performed using L78 R.I.T.A dilatometer of LINSEIS. Using dilatometer, the changes of elongation of the samples with dimensions Ø3×10 mm as a function of temperature were registered. Obtained heating curves were used for precise determination of the critical temperatures (critical points) for the examined steels. The differentiation of obtained cooling curves allowed to precisely define the temperature of the beginning and the end of particular phase transitions and thus to draw CCT diagrams.

4

The Phase Transformations in Hypoeutectoid Steels Mn-Cr-Ni

Rożniata E., Dziurka R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

497--502

EN

The results of a microstructure and hardness investigations of the hypoeutectoid steels Mn-Cr-Ni, imitating by its chemical composition toughening steels, are presented in the paper. The analysis of the kinetics of phase transformations of undercooled austenite of steels containing different amounts of alloying elements in their chemical composition, constitutes the aim of investigations. Metallographic examinations were carried out on a Axiovert 200 MAT light microscope. Sections were etched with a 3% HNO3 solution in C2H5OH. Dilatometric tests were performed using L78 R.I.T.A dilatometer. Using dilatometer the changes of elongation (Δl) of the samples with dimensions Ø 3×10 mm as a function of temperature (T) were registered. Obtained heating curves were used to precisely determine the critical temperatures (critical points) for the tested steels, while the differentiation of obtained cooling curves allowed to precisely define the temperatures of the beginning and the end of particular transition to draw CCT diagrams. Four CCT diagrams worked out for the tested hypoeutectoid steels (for quenching of steel) are - in the majority of steels - separated by the undercooled austenitic range and are of the letter „C” shape. However, for steels with Mn and Ni the separation of diffusive transformations from the bainitic transformation by the stable austenitic range is not observed. Hardenability of four investigated hypoeutectoid steels is similar, but still not high. To obtain martensite in the microstructure of these steels, it is necessary to apply the cooling rate higher than 25°C/s. The exception constitutes the Mn - Ni steel, in which only cooling with the rate higher than 50°C/s allows to achieve the martensitic microstructure and to avoid diffusive transformations (pearlitic and ferritic).

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań mikrostruktury, twardości stali podeutektoidalnych Mn-Cr-Ni imitujących składem chemicznym stale do ulepszania cieplnego. Celem badań jest analiza kinetyki przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali różniących się zawartością pierwiastków stopowych w składzie chemicznym. Badania metalograficzne wykonano na mikroskopie świetlnym Axiovert 200 MAT. Zgłady wytrawiono 3% nitalem (3% roztwór HNO3 w C2H5OH. ). Badania dylatometryczne wykonano przy użyciu dylatometru L78 R.I.T.A. Za pomocą dylatometru rejestrowano zmiany wydłużenia (Δl) próbek o wymiarach Ø 3×10 mm w funkcji temperatury (T). Otrzymane krzywe nagrzewania posłużyły do precyzyjnego wyznaczenia temperatur krytycznych (punktów przełomowych) dla badanych stali. Z kolei, otrzymane krzywe chłodzenia różniczkowano, co pozwoliło precyzyjnie określić temperatury początków i końców poszczególnych przemian dla wykonania wykresów CTPc. Opracowane cztery wykresy CTPc dla badanych stali podeutektoidalnych (do ulepszania cieplnego) są w większości rozdzielone zakresem trwałości przechłodzonego i mają kształt litery „C”. Jednak dla stali z Mn i Ni nie obserwuje się rozdzielenia przemian dyfuzyjnych od przemiany bainitycznej zakresem stabilnego austenitu. Hartowność czterech badanych stali podeutektoidalnych jest zbliżona do siebie, ale nadal niewielka. Dla uzyskania samego martenzytu w mikrostrukturze badanych stali, niezbędne jest zastosowanie szybkości chłodzenia większej niż 25°C/s. Wyjątek stanowi stal Mn-Ni, gdzie jej hartowność jest znikoma, ponieważ dopiero chłodzenie z szybkością większą niż 50°C/s pozwoli uzyskać mikrostrukturę martenzytyczną i uniknąć przemian dyfuzyjnych (perlitycznej i ferrytycznej).

5

Kinetyka przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali podeutektoidalnej 37MnCo6-4

Rożniata E., Dziurka R.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 1

25--30

PL

W pracy podjęto się analizy kinetyki przemian fazowych przechłodzonego austenitu stali podeutektoidalnej 37MnCo6-4. Dokonano także oceny wpływu temperatury austenityzowania TA na twardość próbek badanej stali oziębianych w wodzie. Wyznaczono najkorzystniejszą temperaturę austenityzowania, a także dokonano pomiaru wielkości ziarna byłego austenitu. Są to badania podstawowe (wstępne) dotyczące ilościowej analizy mikrogradientów składu chemicznego w wieloskładnikowych stopach żelaza z węglem. Stopy te reprezentują m.in. wielkie grupy stali do ulepszania cieplnego. W pracy przeprowadzono badania metalograficzne oraz dylatometryczne i pomiary twardości. Badania metalograficzne wykonano na mikroskopie świetlnym Axiovert 200 MAT firmy Carl Zeiss. W celu ujawnienia poszczególnych składników strukturalnych badanej stali zgłady trawiono 3% nitalem lub wodnym roztworem kwasu pikrynowego, aby ujawnić miejsca z wyraźnymi granicami ziaren byłego austenitu. Pomiary twardości wykonano sposobem Vickersa za pomocą twardościomierza typu HPO 250. Badania dylatometryczne wykonano za pomocą dylatometru L78R.I.T.A. firmy LINSEIS. Na podstawie analizy jakościowej i ilościowej stwierdzono, że badana stal podeutektoidalna 37MnCo6-4 wykazuje powolny wzrost średniej średnicy równoważnej ziarna byłego austenitu od temperatury austenityzowania 860°C, co przejawia się zmniejszeniem twardości próbek zahartowanych. Z kolei powyżej temperatury 950°C obserwuje się nagły wzrost ziarna austenitu, który w stalach konstrukcyjnych (do ulepszania cieplnego) nazywa się anormalnym rozrostem ziarna. Zastosowanie temperatury austenityzowania 840°C nie zmienia na wykresie CTPc charakteru krzywych dla przemian dyfuzyjnych (perlitycznej i ferrytycznej), a także przemiany pośredniej (bainitycznej).

EN

The paper corresponds to the research on the kinetics of phase transformation of undercooled austenite and analysis of the microstructure of hypoeutctoid steel. According to the PN-EN 10027 standard, this steel should have the 37MnCo6-4 symbol. The kinetics of phase transformation of undercooled austenite of the investigated alloy was presented on a CCT diagram (continuous cooling transformation) – Figure 7. The paper presents metallographic research (Fig. 5, 6, 9), calculation of the average diameter of the austenite grain (Tab. 2), as well as hardness measurements (Fig. 4). The austenitising temperature was assumed, in a standard way, which means higher by 30÷50°C than the Ac3 temperature for hypoeutectoid steels. The steel samples were subjected to full annealing. A sample of the tested alloy was heated to a temperature of 850°C, held for 2 hours, and then cooled at a rate of 3°C/min to 500°C and further cooled at a rate of 30°C/min to room temperature. The microstructure of the investigated material was examined by means of a light microscope, Axiovert 200 MAT. The hardness measurements were performed with a Vickers HPO250, which imposes a force equal to 10 kG and 30 kG. The dilatometric measurements were performed with a L78R.I.T.A. dilatometer. The CCT diagrams were made on the basis of dilatograms recorded for samples cooled at various rates. It was concluded that the transition start curves are C-shaped. According to the Wever and Rose classification, this is a type III chart.

6

Designing and controlling the microstructure of 37MnNiMo6-4-3 hypoeutectoid steel after continuous cooling

Rożniata E.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 58, nr 1

24--30

EN

Purpose: Present work corresponds to the research on the kinetic of phase transformation of undercooled austenite of 37MnNiMo6-4-3 hypoeutctoid steel. The kinetic of phase transformation of under cooled austenite of investigated alloy was presented on CCT diagram (continuous cooling transformation). Also the methodology of a dilatometric samples preparation and the method of the critical points determination were described. Design/methodology/approach: The austenitising temperature was defined in a standard way i. e. 30-50°C higher than Ac3 temperature for hypoeutectoid steels. The technology of full annealing was proposed for the iron based alloy. The CCT diagram was made on the grounds of dilatograms recorded for samples cooled with various rates. The microstructure of each dilatometric sample was photographed after its cooling to the room temperature and the sample hardness was measured. Also EDS analysis was performed using scanning microscope. Findings: The test material has been hypoeutectoid steel. These steels represent a groups of alloy steels for quenching and tempering. The microstructure of test 37MnNiMo6-4-3 hypoeutectoid steel on CCT diagram changes depending on the cooling rate. Research limitations/implications: The new hypoeutectoid steel and new CCT diagram. Practical implications: The paper contains a description of one from a group of iron based model alloys with 0.35-0.40% carbon content. According to PN-EN 10027 standard this steel should have a symbol 37MnNiMo6-4-3. Originality/value: The new hypoeutectoid steel (Mn-Ni-Mo iron based model alloy).

7

The microstructures and Energy Dispersive Spectroscopy analysis of a hypoeutectoid steels with 1% Cr

Rożniata E.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1253--1259

EN

The results of a microstructure, Energy Dispersive Spectroscopy analysis and hardness investigations of the hypoeutectoid steels with 1% Cr, imitating by its chemical composition toughening steels, are presented in the paper. Dilatometric tests were performed using L78R.I.T.A dilatometer of the German company LINSEIS. Using dilatometer the changes of elongation (Δl) of the samples with dimensions φ 3X10mm as a function of temperature (T) were registered. Obtained heating curves were used to precisely determine the critical temperatures (critical points) for the tested steels, while the differentiation of obtained cooling curves allowed to precisely define the temperatures of the beginning and the end of particular transition to draw two CCT diagrams. The analysis of the chemical composition of the phases present in the studied steels for different cooling rates were performed using an electron microprobe (X-ray microanalyzer). In this study a point, linear and a fixed area analysis techniques were used. After placing the samples tested steels in the chamber and the achievement of appropriate vacuum, spots for analysis were identified and the EDS analysis (Energy Dispersive Spectroscopy) was performed. EDS analyzes were performed using Nova NanoSEM 450 scanning electron transmission microscope. Developed CCT diagrams in accordance with the Rose and Wever classification are of type IV, which means that the diffusional transformations are separated by a stability range of the undercooled austenite and have the shape of the letter ”C”. The hardenability of tested steels is similar, but molybdenum acts much more effectively than nickel. Molybdenum occupies the I-st place among the effectiveness of alloying elements for the steels designed for low tempering, where the ”background” of other elements is weak. For both tested hypoeutectoid steels an EDS analysis revealed the precipitation of alloyed cementite at the grain boundaries. Chromium, as a ferrite creative element, quite strongly diffuses into the grain boundaries. It is visible with the change of chromium distribution along pearlite/ferrite grains boundaries.

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań mikrostruktury, analizy EDS i twardości stali podeutektoidalnych z 1% Cr imitujących składem chemicznym stale do ulepszania cieplnego. Badania dylatometryczne wykonano przy użyciu dylatometru L78R.I.T.A niemieckiej firmy LlNSElS. Za pomocą dyla- tometru rejestrowano zmiany wydłużenia (Al) próbek o wymiarach φ3X10mm w funkcji temperatury (T). Otrzymane krzywe nagrzewania posłużyły do precyzyjnego wyznaczenia temperatur krytycznych (punktów przełomowych) dla badanych stali. Natomiast otrzymane krzywe chłodzenia różniczkowano, co pozwoliło precyzyjnie określić temperatury początków i końców poszczególnych przemian dla wykonania dwóch wykresów CTPc. Analizę składu chemicznego występujących faz w badanych stalach dla różnych szybkości chłodzenia wykonano przy użyciu mikrosondy elektronowej (mikroanalizator rentgenowski). W niniejszej pracy wykorzystano technikę analizy punktowej, liniowej oraz w obszarze o ustalonym polu. Po umieszczeniu próbek z badanych stali w komorze i osiągnięciu odpowiedniej próżni, wyszukano miejsca i dokonano analizy techniką EDS (Energy Dispersive Spectroscopy). Analizy EDS dokonano przy użyciu skaningowego mikroskopu transmisyjnego typu Nova NanoS EM 450. Opracowane wykresy CTPc zgodnie z klasyfikacją Wever’a i Rose’go są typu IV, co oznacza, że przemiany dyfuzyjne są rozdzielone zakresem trwałości przechłodzonego austenitu i mają kształt litery „C". Hartowność badanych stali jest zbliżona, jednak molibden działa zdecydowanie skuteczniej niż nikiel. Molibden zajmuje I-sze miejsce wśród skuteczności pierwiastków stopowych dla stali do niskiego odpuszczania, gdzie „tło" pierwiastków jest słabe. Dla obu badanych stali podeutektoidalnych analiza EDS wykazała wydzielanie się cementy tu stopowego na granicach ziaren. Chrom, jako pierwiastek terrytotwórczy dość silnie dyfunduje do granic ziaren. Widocznie jest to przy zmianie rozkładu chromu na graniach ziaren perlit/ferryt.

8

Analysis of the microstructure of 37MnMo6-3 hypoeutectoid steel

Rożniata E., Dziurka R.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2012

|

Vol. 58, nr 2

125--129

EN

Purpose: Present work corresponds to the research on the analysis of the microstructure of 37MnMo6-3 hypoeutectoid steel. Own research concerns the analysis of the influence of austenitizing temperature on the hardness of the 37MnMo6-3 hypoeutectoid test steel, and on the grain size of former austenite. The paper presents metallographic research, measurements of the average diameter of austenite grain, as well as hardness measurements. Design/methodology/approach: The austenitising temperature was defined in a standard way i.e. 30-50°C higher than Ac3 temperature for model alloy. A technique of full annealing was proposed for the model alloy. Metallographic examinations were performed on a Carl Zeiss light microscope Axiovert 200 MAT. Hardness measurements was performed with a Vickers apparatus of HPO 250 type, which imposes a force equal to 30 kG. Findings: Material for investigations was 37MnMo6-3 steel delivered in as-cast condition after casting in the Faculty of Foundry Engineering of AGH University of Science and Technology in Cracow then reforged in INTECH-MET S.C. in Gliwice. Research limitations/implications: The new Mn-Mo iron based model alloy. Practical implications: The paper contains a description of one from a group of iron based model alloys with 0.35-0.40% carbon content. According to PN-EN 10027 standard this steel should have a symbol 38MnNi6-4.

9

Some factors influencing the determination of eutectoid transformation start and finish temperatures in hypoeutectoid steels

Pawłowski B., Bała P., Krawczyk J.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2009

|

Vol. 35, no. 2

121-128

EN

This paper presents problems related to the proper determination of the eutectoid transformation start and finish temperatures in steels during heating. Information from references indicate an essential influence of interlamellar spacing in pearlite on the formation of the dilatation effect related to the eutectoid transformation finish, on dilatometric curves. It was revealed, in this paper, that the appearance of the dilatation effect related to the eutectoid transformation finish in hypoeutectoid steels or its lack in the heating dilatograms depends on the resolution ability of the applied dilatometer.

PL

W artykule przedstawiono problemy związane z prawidłowym określeniem temperatur początku i końca przemiany eutektoidalnej w stalach podczas nagrzewania. Doniesienia literaturowe wskazują na istotny wpływ odległości międzypłytkowej w perlicie na powstawanie efektu dylatacyjnego związanego z zakończeniem przemiany eutektoidalnej na krzywych dylatometrycznych. W niniejszej pracy wykazano, że wystąpienie lub nie na dylatogramie nagrzewania efektu dylatacyjnego od końca przemiany eutektoidalnej w stalach podeutektoidalnych związane jest również ze zdolnością rozdzielczą użytego dylatometru.

10

Wpływ szybkości chłodzenia i wielkości ziarna austenitu na kinetykę przemiany stali podeutektoidalnej

Wierszyłłowski I., Popławski M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2000

|

Z. 72

299-305

PL

Do symulacji komputerowej wpływu wielkości ziarna austenitu i szybkości chłodzenia, na przemianę perlityczną i bainityczną, wykorzystano teorię prawdziwej przemiany izotermicznej (TPPI). Symulacje wykazały że: - równania typu Zenera-Hillerta (Z-H), stosowane we wcześniejszych pracach, mogą być zastosowane do opisu wpływu wielkości ziarna na kinetykę przemian fazowych; - przypuszczalny wpływ wielkości ziarna austenitu na czas przemiany jest większy dla końcowych niż dla poczatkowych etapów przemiany, wpływ ten jest dla przemiany bainitycznej większy niż dla przemiany perlitycznej; - wydłużenie czasu austenityzowania, zwiększenie wielkości ziarna i zmniejszenie szybkości chłodzenia prowadzi do wydłużenia czasów przemiany. Przeprowadzone eksperymenty potwierdziły (w ograniczonym zakresie) wyniki symulacji komputerowej dotyczące wpływu wielkości ziarna na czasy przemiany. Badania będą kontynuowane.

EN

Computer simulation of the grain size influence on the kinetics of pearlitic and bainitic transformations of austenite, performed with help of the true isothermal transformation theory (TITT) have shown: - Zener-Hillert (Z-H) type equations, applied to description of the transformation kinetics in earlier works can be used to description of the austenite grain size influence on the transformation kinetics; - Supposed influence the austenite grain size on the transformation time is more significant for the end of transformation than for the beginning, for the bainitic transformation that influence is more significant than for pearlitic one; - The increase of the austenitizing time, grain size and decrease the cooling rate leads to increase of the transformation times. Experiments confirmed (in limited range) computer simulations results concerning the influence of the austenite grain size on the transformation times. These studies will be continued.