Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Structure and mechanical properties of cermet Ni-Al/MSZ thick coating prepared by flame spraying technique

Saleh Mahmood M., Khemakhem Hamadi, Jassim Ismel K., Al-Saqa Read Hashim

Ochrona przed Korozją

|

2024

|

nr 1

9--14

EN

The aim of this study was to obtain a thick protective cermet coating on API 5L (carbon steel) pipes, used in the oil industry. A new method involving flame spray coating has been selected to produce thick ceramic-metal coatings of Ni-Al/MgO-ZrO2 under optimal spraying parameters. Structural properties were measured by X-ray diffraction (XRD). Morphology was determined by means of scanning electron microscopy (SEM). The elemental composition in the cermet coating was confirmed by energy dispersive spectroscopy (EDS). Deposition efficiency was found to be an important factor as demonstrated by adhesion force results obtained using the pull-out tensile test. The results show that the best spray distance is 20 cm, as it ensures good interaction between the layers, a high adhesion force value of 8.4 MPa, a uniform microstructure, low porosity, a hardness of 166.4 HV, and a coating thickness of approximately 1.85 mm. X-ray results clearly show that the cermet coating consists of numerous phases, such as tetragonal (T), monoclinic, and face center cubic (FCC). SEM images revealed that the typical particle-containing microstructures consisted of spherical shapes with elongated agglomerations. Finally, based on the results obtained, it can be concluded that flame spray coating provides a significant improvement in performance.

PL

Celem pracy było uzyskanie grubej ochronnej powłoki cermetalowej na rurach API 5L (ze stali węglowej), stosowanych w przemyśle naftowym. Wybrano nową metodę natryskiwania płomieniowego w celu wytworzenia grubych powłok ceramiczno-metalowych Ni-Al/MgO-ZrO2 przy optymalnych parametrach natryskiwania. Właściwości strukturalne zostały zmierzone za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Morfologię określono za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Skład pierwiastkowy powłoki cermetalowej ustalono, używając spektroskopii dyspersji energii (EDS). Stwierdzono, że wydajność osadzania jest ważnym czynnikiem, o czym świadczą wyniki pomiaru siły adhezji uzyskane w próbie rozciągania. Z badań wynika, że najlepsza odległość natryskiwania wynosi 20 cm – zapewniona jest wówczas dobra interakcja między warstwami, wysoka wartość siły adhezji: 8,4 MPa, jednolita mikrostruktura, niska porowatość, twardość wynosi 166,4 HV, a grubość powłoki ok. 1,85 mm. Badania rentgenowskie pozwoliły ustalić, że powłoka cermetalowa składa się z wielu faz: tetragonalnej (T), jednoskośnej i FCC. Obrazy SEM ujawniły, że typowe mikrostruktury zawierające cząstki składały się z kulistych struktur tworzących wydłużone aglomeracje. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że zastosowana metoda natryskiwania płomieniowego zapewnia znaczną poprawę właściwości ochronnych.

2

Application of regression models on the prediction of corrosion degradation of a crude oil distillation unit

Varbai Balázs, Wéber Richárd, Farkas Balázs, Danyi Péter, Krójer Antal, Locskai Roland, Bohács György, Hős Csaba

Advances in Materials Science

|

2024

|

Vol. 24, nr 1(79)

72--85

EN

The crude distillation unit is the most critical elements in the refining process. Moreover, most of the equipment in the distillation unit are made of general carbon steels. Data analysis models, machine learning techniques can predict corrosion degradation rates. We used Pearson’s correlation coefficient and multiple linear regression, to predict the impact of process parameters. Altogether, we have analysed 84 channels of technological parameters, and 22 different types of crude oils. Among the corrosion agents, the chloride content strongly affected the weight loss of coupons, where the highest coefficient was 0.68. The most influential parameter is found to be the pH value. Thus, an estimation method of the pH value is set up to predict the corrosion degradation rate. The regression correlation for estimating the pH value is 0.53 if the corrosion agents are not used, which can be improved to 0.76 if the corrosion agents are also used in the regression analysis.

3

Influence hot plastic deformation on the structure and properties of carbon steel of the railway wheel

Vakulenko Igor, Plitchenko Sergey, Bolotova Dariy, Asgarov Khangardash

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2023

|

z. 121

257--266

EN

The study is devoted to the explanation of the influence of hot plastic deformation on the properties of railway wheels. The shape of individual elements of the wheel provides for a different degree of hot compression, which determines the mechanism for the development of the recrystallization at austenite. With a decrease in the degree of the hot deformation, a certain proportion of grains with a low energy of linear stretching are formed in austenite. As a result, of the low mobility of such boundaries, the likelihood of preservation of part of the substructural state of the austenite increases, which should affect the formation of a colony of perlite during the cooling of the carbon steel. Against background preservation and a dependence of strength properties on the dispersion of the pearlite colony, the appearance in austenite of grain boundaries with a low energy of linear tension leads to a qualitative change in the plastic properties of railway wheel steel. The increase in plasticity of carbon steel with an increase in dispersion of the pearlite colony is due to a decrease in the effect of solid solution hardening and an increase in the role of the ferrite-cementite interface in the development processes of strain hardening carbon steel. The results obtained can be useful for improving the technology of manufacturing all-rolled railway wheels.

4

Influence structure on the plasticity of carbon steel of the railway wheel rim in operation

Vakulenko Igor Alex, Vakulenko Leonid, Bolotova Dariy, Kurt Bulent, Asgarov Hangardash, Çölova Ömer

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2022

|

z. 115

183--192

EN

When simulating the operating conditions of the rim of a railway wheel, an analysis of change in the structural state from the possible degree of plastic deformation and the heating temperature of steel near the rolling surface was carried out. The development processes of spheroidization and coalescence of cementite during heating of the cold-worked steel change its ability to strain hardening. Substructure changes during heating to temperatures of 500-550°C deformed steel are accompanied by a simultaneous decrease in its ability to strain hardening and the level of plasticity. When heated above 500-550°C, the development of ferrite recrystallization processes provides a gradual transition of the metal from substructure hardening to hardening from grain boundaries with large angles of disorientation. It is shown that regardless of the nature of the main structural element, the ability of steel to strain hardening and the level of plasticity after heating are related by a proportional relationship.

5

Joining of carbon steel AISI 1006 to aluminum alloy AA6061-T6 via friction spot joining technique

Ridha Munaf Hashim, Saad Mursal Luaibi, Abdullah Isam Tareq, Barrak Osamah Sabah, Hussein Sabah Khammass, Hussein Abbas Khammas

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2022

|

Vol. 27, no. 4

1--12

EN

This work aims to join sheets of carbon steel to aluminum alloy AA6061. A lap joint arrangement was used with a joint lap area of dimensions *25 25 mm . The joining procedure was carried out using a rotating tool of 10 mm shoulder diameter. Three process parameters, with three levels for each parameter, were selected to investigate their effects on joints quality. The parameter’s levels for each experiment were designed using the design of the experiment method (DOE). The results indicated that the two materials were joined by a mechanical interlock at an interface line, without formation of intermetallic compounds. The shear force of the joint reached an ultimate value of .4 82kN . The shear force of the joint improved by increasing plunging depth of the tool. Samples of minimum shear force value failed by a pull-outing aluminum metal from the carbon steel specimen. Samples of higher shear force value exhibited a shear mode of fracture. Increasing the rotating speed and decreasing pre-heating increased the process temperature.

6

Friction spot lap joining of aluminum alloy AA6061 to pre-holed and threaded carbon steel AISI 1006

Ibrahim H. K., Hussein S. K., Jadee K. J.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2022

|

Vol. 27, no. 1

67--77

EN

This work addresses to joining aluminum alloy AA6061 to carbon steel AISI 1006 sheets using the friction spot joining technique. The steel sheets were pre-holed and threaded with an internal M6 thread. The joining process was carried out by extruding the aluminum through the steel hole and thread using a rotating tool with friction between the tool and aluminum. Three process parameters were used: pre-heating time, rotating speed and plunging depth of the tool, with four levels for each parameter. The results indicated that the two materials joined by a micro-scale mechanical interlock at an interface line of a width ranged between 0.7 to ~ 2.5 mm. The joint’s shear force reached a minimum and maximum value of 2000 and 2500 N, respectively. The plunging depth was the most effective factor affecting the amount of the extruded aluminum and the joint’s shear force.

7

Model wymiany ciepła w procesie ciągłego odlewania stali z uwzględnieniem lokalnego warunku brzegowego

Rywotycki Marcin, Hadała Beata, Malinowski Zbigniew

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2021

|

Vol. 88, nr 3-4

19--22

PL

W pracy przedstawiono obliczenia symulacyjne pola temperatury wykonane dla wlewka płaskiego ze stali węglowej. Modelowano proces ciągłego odlewania pasma o szerokości 1500 mm i wysokości 225 mm. W symulacjach numerycznych założono trzy warianty warunku brzegowego wymiany ciepła. W pierwszym wariancie współczynnik wymiany ciepła w każdej strefie chłodzenia zależał od temperatury powierzchni i gęstość strumienia wody bez uwzględnienia istnienia rolek. Drugi model warunku brzegowego definiował współczynnik wymiany ciepła wokół każdej dyszy natryskowej również bez uwzględnienia wymiany ciepła z rolkami. Ostatnim wariantem obliczeń był model, w którym uwzględniono lokalny współczynnik wymiany ciepła wynikający z zastosowanego układu chłodzenia oraz kontaktu z rolkami podtrzymującymi i ciągnącymi. Analizie poddano pole temperatury otrzymane w wyniku obliczeń dla trzech przyjętych wariantów warunków brzegowych. Warunek brzegowy, który uwzględnia ułożenie dysz oraz rolek pozwolił uzyskać bardziej nierównomierne, bliższe rzeczywistemu pole temperatury. Zastosowanie modelu najbardziej rozbudowanego pozwala z dużą dokładnością wyznaczyć pole temperatury na powierzchni krzepnącego pasma w maszynie COS.

EN

The calculations of ingot temperature field, which was made for carbon steel slabs were presented. The dimension of the ingot was 1500 mm wide and 225 mm high. In the numerical simulations, three models of the boundary condition of the heat transfer were used. In the first one, the heat transfer coefficient in the secondary cooling zones was calculated as a function of surface temperature and water jet density. In the second model the heat transfer coefficient is defined around each spray nozzle. In the first and second model contact with the rolls was neglected. The last variant of the calculations has been done for local heat transfer coefficient (model 2) and the contact with rolls was included. The simu-lation results for three models have been analysed. Model with the boundary condition, which takes into account the position of nozzles and rolls, has given the most accurate results of temperature fields in the continuous casting process. The calculations have been performed using self-developed software which uses the inverse method and FEM.

8

Insights into factors of damage of surface rolling of railway wheels during operation

Aaskerov Hangardas, Vakulenko Igor, Grischenko Nikolaji

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2019

|

z. 105

27--33

EN

The systematization results of microstructure studies of carbon steel has made it possible to explain the mechanism of formation of certain damages to the rolling surface of railway wheels during operation. The evaluation ability of metal to strain hardening was used to explain the nature of the influence compactly located non-deformable dispersed particles on the strength properties steel during cold plastic deformation. In the process of the interaction of a railway wheel with a rail, successively occurring heterogeneities in the distribution of the plastic flow metal are one of the main reasons for the formation of defects on the rolling surface of the wheel.

9

Laser forming of steel tubes

Radek Norbert, Kurp Piotr, Pietraszek Jacek

Technical Transactions

|

2019

|

Vol. 116, iss. 1

223--229

EN

The paper presents a study on microstructure and microhardness changes obtained in the spun carbon steel tube after shaping by a laser beam. The surface of a pipe was machined circumferentially using a 1500 W CO2 laser beam at various diameters (distance from the focus). As a result, plastic deformations such as convex and narrowing shape changes were observed. The conducted research, including microhardness measurements, shows that, in comparison to the unprocessed material, the microstructure was significantly changed, both in the convex and narrowed layer.

PL

W pracy przedstawiono badania zmian mikrostruktury i mikrotwardości warstwy wierzchniej wyoblonej i przewężonej rury ze stali węglowej po laserowym kształtowaniu. Powierzchnia rury była skanowana po obwodzie wiązką lasera CO2 o mocy 1500 W przy różnych średnicach (odległościach od ogniska). W efekcie uzyskano odkształcenia plastyczne, takie jak wyoblenie i przewężenie rury. Przeprowadzone badania, w tym pomiary mikrotwardości, wykazują, że mikrostruktura uległa istotnej zmianie w stosunku do materiału rodzimego, zarówno w warstwie wyoblonej, jak i przewężonej.

10

Badania właściwości mechanicznych i mikrostruktury eksperymentalnych blach warstwowych walcowanych na gorąco

Walnik Bartłomiej, Woźniak Dariusz, Adamczyk Mariusz

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2019

|

Vol. 86, nr 10

309--314

PL

W artykule przedstawiono wyniki prób walcowania na gorąco blach warstwowych w linii do badań w skali półprzemysłowej (LPS), z zastosowaniem jednego przepustu z gniotem względnym około 40%. Próby technologiczne wykonano na blachach warstwowych, będących połączeniami stali: S235JR, S355J2, 42CrMo4 i X5CrNi18-10. Wykonano próby wytrzymałościowe na zginanie i ścinanie z uzyskanych połączeń. Badania mikrostruktury przeprowadzono przy użyciu mikroskopu świetlnego. Wyniki pracy wskazują na możliwość wytworzenia unikatowych wyrobów łączących w sobie cechy stali z gatunków S235JR, S355J2, 42CrMo4 i X5CrNi18-10 bezpośrednio w procesie walcowania na gorąco.

EN

The article presents the results of experiments of one pass rolling of layered sheets with relative reduction ~40%. The experiments were carried out in the semi industrial line to simulation of hot rolling process (LPS)on layered plates from steels: S235JR, S355J2, 42CrMo4 and X5CrNi18-10. Bending and shearing strength tests were carried out. Microstructure investigation was carried out with the use of a light microscope. The results of the work indicate the possibility of creating unique products composed of different types of steels: S235JR, S355J2, 42CrMo4 and X5CrNi18-10 in hot rolling process.

11

Assessing the condition of the material of pressure vessel after their long-lasting operation in the petrochemical industry using non-destructive acoustic methods and structural stress field analysis

Lyasota Igor, Sarniak Łukasz, Kustra Piotr

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2019

|

Vol. 63, No. 3

53--60

EN

The article discusses complex tests of an actual pressure vessel after its long-lasting operation in a petroleum distillation system. As a result of exposure to extreme conditions, the structural material of the vessel degraded and corroded significantly. The corrosion damage was identified and imaged using a Phased Array technique-based ultrasonic method. The subsequent stage of investigation involved hydraulic tests and the recording of acoustic emission signals. Stress concentration fields in damaged areas were identified using the FEM-based simulation method. The test results will be used to develop the complex methodology enabling the evaluation of the technical condition of pressure vessels used in the petrochemical industry. The above-named objective constitutes the primary goal of Programme LEADER VII, funded by the National Centre for Research and Development.

PL

Wykonano kompleksowe badania stanowiskowe rzeczywistego zbiornika ciśnieniowego poddanego wieloletniej eksploatacji w instalacji destylacji ropy naftowej. Na skutek pracy w warunkach ekstremalnych materiał elementów konstrukcji urządzenia uległ degradacji oraz zawierał liczne uszkodzenia korozyjne, które zostały zidentyfikowane i odwzorowane za pomocą szczegółowych badań metodą ultradźwiękową z wykorzystaniem techniki Phased Array. Na dalszym etapie badań wykonano próby hydrauliczne z rejestracją sygnałów emisji akustycznej. W celu określenia stref o koncentracji pola naprężeń w obszarach uszkodzeń dodatkowo wykonano symulację metodą elementów skończonych. Wyniki wykonanych badań stanowią bazę do opracowania złożonej metodyki oceny stanu technicznego urządzeń ciśnieniowych przemysłu rafineryjnego – głównego celu projektu badawczego Programu LIDER VII sfinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

12

Identification of the tensile damage of degraded carbon steel and ferritic alloy-steel by acoustic emission with in situ microscopic investigations

Lyasota Igor, Kozub Barbara, Gawlik Józef

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 1

274--285

EN

The paper presents results obtained from the destructive laboratory investigation conducted on materials from pressure vessels after long-term operation in the refinery industry. Tested materials contained structural defects, which arose from improper heat treatment during steel plate manufacturing. Detailed metallographic and chemical composition tests and static tensile tests were conducted. Next, complex tensile tests were conducted with simultaneous acoustic emission (AE) monitoring while observing microstructural changes by light microscopy. From the laboratory tests, the correlations between the AE signal parameters and material microstructural damage during the tensile tests were developed. The results will be used as a basis of new algorithms for the structural condition assessment of in-service pressure equipment.

13

Structure and properties of the steel railway wheel disc after forced cooling

Vakulenko I., Grischenko N., Vakulenko L., Efremenko V., Proiydak S., Perkov O.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2018

|

z. 98

173--180

EN

The technological use of accelerated cooling makes it possible to improve the carbon steel properties of the all-rolled railway wheel disc. The properties’ complex depends on the temperature of the accelerated cooling termination. This is determined by the ratio of the carbon atoms emitted from the supersaturated solid solution to the crystal structure defects and dispersion strengthening from carbide phase particles. If the cooling stops at a temperature above 350°C, the decline rate of the strength properties increases. This is caused by the excessive softening effect of the solid solution breakdown and cementite spheroidization during the processes of dispersion hardening.

14

Model wymiany ciepła w procesie ciągłego odlewania stali z uwzględnieniem lokalnego warunku brzegowego

Rywotycki M., Hadała B., Malinowski Z.

Przegląd Mechaniczny

|

2018

|

nr 3

40--43

PL

W pracy przedstawiono obliczenia symulacyjne pola temperatury wykonane dla wlewka płaskiego ze stali węglowej. Modelowano proces ciągłego odlewania pasma o szerokości 1500 mm i wysokości 225 mm. W symulacjach numerycznych założono trzy warianty warunku brzegowego wymiany ciepła. W pierwszym wariancie współczynnik wymiany ciepła w każdej strefie chłodzenia zależał od temperatury powierzchni i gęstości strumienia wody bez uwzględnienia istnienia rolek. Drugi model warunku brzegowego definiował współczynnik wymiany ciepła wokół każdej dyszy natryskowej również bez uwzględnienia wymiany ciepła z rolkami. Ostatnim wariantem obliczeń był model, w którym uwzględniono lokalny współczynnik wymiany ciepła wynikający z zastosowanego układu chłodzenia oraz kontaktu z rolkami podtrzymującymi i ciągnącymi. Analizie poddano pole temperatury otrzymane w wyniku obliczeń dla trzech przyjętych wariantów warunków brzegowych. Warunek brzegowy, który uwzględnia ułożenie dysz oraz rolek, pozwolił uzyskać bardziej nierównomierne, bliższe rzeczywistemu pole temperatury.

EN

The calculations of ingot temperature field, which was made for carbon steel slabs were presented. The dimension of the ingot was 1500 mm wide and 225 mm high. In the numerical simulations, three models of the boundary condition of the heat transfer were used. In the first one, the heat transfer coefficient in the secondary cooling zones was calculated as a function of surface temperature and water jet density. In the second model the heat transfer coefficient is defined around each spray nozzle. In the first and second model contact with the rolls was neglected. The last variant of the calculations has been done for local heat transfer coefficient (model 2) and the contact with rolls was included. The simulation results for three models have been analysed. Model with the boundary condition, which takes into account the position of nozzles and rolls, has given the most accurate results of temperature fields in the continuous casting process.

15

Wpływ stanu strukturalnego na skutki obróbki laserowej stali o różnym składzie chemicznym. Cz. 1, Stale węglowe

Berkowski L.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2018

|

T. 29, nr 2

127--138

PL

Obróbka laserowa, zwłaszcza hartowanie laserowe, wykorzystuje dużą energię promieniowania laserowego do grzania niewielkich powierzchni obrabianego materiału oraz jego przewodność cieplną, celem uzyskania szybkiego ochłodzenia podgrzanego obszaru. Specyficzne warunki i efekty stosowania obróbki sprawiają, że technologia stała się w wielu przypadkach bardzo atrakcyjna. W niniejszym opracowaniu podjęto próbę oceny wpływu stanu strukturalnego stali, związanego ze składem chemicznym, na skutki obróbki laserowej. W pierwszej części oceniono stale węglowe w różnej zawartości węgla i obrabianych w miarę ustalonych warunkach; badania przeprowadzono na jednym urządzeniu (laser technologiczny CO2 firmy TRUMPF), przy zmieniającej się prędkości przesuwania się wiązki światła lasera – 16, 24, 32 i 64 mm/s. Metodą pomiaru twardości HV0,1 wyznaczono parametry warstwy (głębokość i szerokość na głębokości 0,3 mm), przeprowadzono obserwację struktury stali E04j, 15, 35, 45, 55, N7E i N8E z pomocą mikroskopu świetlnego. Spodziewano się określić wpływ zawartości węgla w stali oraz wpływ intensywności grzania wiązką światła lasera na strukturę i właściwości warstwy zahartowanej z przetopieniem stali węglowej, także po tradycyjnym odpuszczaniu. Badania wykazały, że wzrost zawartości węgla w stalach węglowych w przedziale 0,04–0,70% C (stale E04J, 15, 35, 55 i N7E) powoduje wzrost twardości po hartowaniu laserowym – odpowiednio – od 314 HV0,1 do 1054 HV0,1 (po odpuszczaniu twardość została proporcjonalnie obniżona), lecz nie wpływa istotnie na tzw. parametry warstwy (głębokość i szerokość na głębokości 0,03 mm). Wpływa natomiast na jej kształt: stosunek głębokości do szerokości warstwy, który dla stali E04J, 45 i N8E wynosił odpowiednio – 1,16; 0,97 i 0,69. Zawartość węgla wpłynęła również na charakter nieciągłości, w strefie zahartowanej po przetopieniu; w stalach o mniejszej zawartości C pojawiły się pęcherze, o większej – szczeliny. Badania wykazały ponadto, że zwiększenie prędkości przemieszczania się wiązki światła lasera powoduje zmniejszenie głębokości zahartowanej warstwy.

EN

Laser treatment, particularly laser hardening, utilizes the high energy of laser radiation to heat small surfaces of the treated material as well as the material’s thermal conductivity in order to achieve rapid cooling of the heated area. Specific conditions and effects of applying such treatment have made this technology attractive in many cases. This paper undertakes to assess the influence of the structural state of steel related to chemical composition on the effects of laser treatment. The first part contains an assessment of carbon steel with varying carbon content, treated under relatively stable conditions; tests were performed on one machine (technological CO2 laser from TRUMPF), at a changing laser beam travel speed – 16, 24, 32 and 64 mm/s. The method of HV0.1 hardness measurement was used to determine the layer’s parameters (depth and width at 0.3 mm depth), and observations of the structure of E04J, 15, 35, 45, 55, N7E and N8E steels were conducted under a light microscope. It was expected to determine the influence of carbon content in steel and the influence of laser beam heating intensity on the structure and properties of the layer hardened with melting of carbon steel, including after traditional tempering. Tests showed that increasing carbon content in carbon steels within the range of 0.04–0.70% C (E04J, 15, 35, 55 and N7E steels) increases hardness after laser hardening – respectively – by 314 HV0.1 to 1054 HV0.1 (after tempering, hardness was reduced proportionally), however it does not have a significant impact on the so-called layer parameters (depth and width at 0.03 mm depth). It does, however, affect its shape; the layer’s depth to width ratio was, respectively for E04J, 45 and N8E steels – 1.16; 0.97 and 0.69. Carbon content also affected the nature of discontinuities in the hardened zone after melting; bubbles appeared in steels with lower C content, and crevices in steels with higher C content. Tests also revealed that increasing laser beam travel speed reduces the depth of the hardened layer.

16

Wpływ dyspersji perlitu w stali węglowej na procesy zmęczeniowe

Vakulenko I., Proydak S., Kawałek A., Vakulenko L.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2018

|

T. 29, nr 3

243--252

PL

W stali węglowej o strukturze perlitycznej charakterystyczny jest wpływ grubości płytek ferrytu w perlicie na rozwój procesów zmęczeniowych. Poza znaną zależnością wytrzymałości zmęczeniowej od dyspersji kolonii perlitycznych, stwierdzono także istnienie korelacji pomiędzy pojawieniem się zaburzeń w monotonicznym przebiegu krzywej zmęczeniowej. Z analizy przebiegów wykresów zmęczeniowych wynika, że jednocześnie ze spadkiem dyspersji perlitu występuje przesunięcie punktu pojawienia się odchyleń w obszarze granicznej wytrzymałości zmęczeniowej, a co za tym idzie, spadek amplitudy cyklu. Po przekształceniu zależności analitycznej, opisującej przebieg krzywej zmęczeniowej, otrzymano zależność współczynnika kątowego stycznej od jej położenia na określonym punkcie krzywej. Jeśli zwiększenie grubości płytek ferrytu w perlicie dla małej liczby cykli zmęczeniowych jest zależnością odwrotnie proporcjonalną, to dla dużej liczby cykli uzyskuje się określoną zależność z przeciwnym znakiem. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że wartość współczynnika kątowego stycznej może być wielkością charakterystyczną, co umożliwia wyznaczenie ograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej w warunkach zróżnicowanego cyklicznego obciążania metalu.

EN

An example of carbon steel with perlite structure is the character of the effect of thickness ferrite layer of perlite on the development of fatigue processes. In addition to the known dependence of the strength of fatigue on the dispersion of the perlite colony, in addition, a correlation connection was found between the appearance of violations on the monotonous course of the curve. An analysis of the appearance of the curves of fatigue determined that, when the perlite dispersion decreases simultaneously with the shift of the moment of occurrence of the anomaly in the region of increasing the limited endurance during fatigue, there is a decrease in the throw of magnitude amplitude of the cycle. After converting the analytic dependence, which determines the course of the fatigue curve, we obtained the relation for the angular coefficient of the tangent at a definite point of the curve. If for area of the low cycle fatigue an increase in the thickness of the ferrite layer of perlite is accompanied by an inversely proportional relation, then for regions with high cyclic fatigue, an opposite sign-dependence is obtained. On the basis of the analysis of obtained results, it was determined that the magnitude of the angular coefficient of the tangent can be proposed as a characteristic, which allows to estimate the resource of limited endurance under conditions of different degrees of cyclic overload of the metal.

17

Materiały stosowane do wyrobu śrub i nakrętek - cz. II: Łączniki ze stali innych niż nierdzewne

Gremza G.

Fastener : rynek elementów złącznych

|

2018

|

nr 1

41--45

PL

W artykule omówiono właściwości stali nierdzewnych stosowanych do produkcji zestawów śrubowych i charakterystyki użytkowe tych zestawów. W niniejszej części przedstawiono właściwości i zakres stosowania śrub i nakrętek ze stali innych niż nierdzewne. Do odrębnego artykułu pozostawiono omówienie różnego rodzaju łączników z metali nieżelaznych i z tworzyw sztucznych.

18

Emisja akustyczna w zastosowaniu do oceny stanu materiału urządzeń ciśnieniowych poddanych długotrwałej eksploatacji w instalacjach przemysłu rafineryjnego

Lyasota I., Sarniak Ł., Kustra P.

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2018

|

nr 4

38--42

PL

W ramach artykułu zostały wykonane kompleksowe badania stanowiskowe rzeczywistego zbiornika ciśnieniowego polegające na próbie hydraulicznej z rejestracją sygnałów emisji akustycznej. Badane urządzenie było eksploatowane od ponad 40 lat jako część instalacji destylacji ropy naftowej. Materiał płaszcza zbiornika zawierał liczne uszkodzenia korozyjne, które zostały zidentyfikowane oraz odwzorowane za pomocą szczegółowych badań metodą ultradźwiękową z wykorzystaniem techniki Phased Array. Dodatkowo materiał niektórych blach płaszcza charakteryzował się gruboziarnistą ferrytyczno-perlityczną mikrostrukturą, wynikającą z nieprawidłowej obróbki cieplnej na etapie wytwarzania urządzenia. W celu określenia pola naprężeń w płaszczu zbiornika wykonano szczegółowy model numeryczny uwzględniający ww. uszkodzenia. Wyniki wykonanych badań stanowią bazę do opracowania złożonej metodyki oceny stanu technicznego urządzeń ciśnieniowych przemysłu rafineryjnego – głównego celu projektu badawczego Programu LIDER VII sfinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

EN

The paper presents results obtained from the complex destructive tests with acoustic emission recording on real pressure vessel after long-term operation in the refinery industry. The vessel has been operated in the refinery industry for 45 years. A lot of corrosion damages were present on the inner surface of the vessel shell as a result of long-term operation. The material’s microstructure of some shell plates was coarse-grained, which arose from improper heat treatment during plates manufacturing. The investigations, presented in this paper, were realized within the project of LIDER VII Program financed by the National Centre for Research and Development of Poland.

19

Zastosowanie spektrometrii mas jonów wtórnych z analizatorem czasu przelotu (TOF-SIMS) do badań odporności korozyjnej warstw konwersyjnych wytworzonych działaniem chromu(III) na powłoki cynkowe na stali węglowej

Rogowski J., Socha M., Socha A.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 11

2317--2323

PL

Metodą spektrometrii mas jonów wtórnych z analizatorem czasu przelotu (TOF-SIMS) zanalizowano skład chemiczny warstw konwersyjnych wytworzonych na próbkach stali węglowej pokrytych warstwą cynku. Odporność badanych warstw na korozję wyznaczono na podstawie krzywych polaryzacyjnych, pomiaru ich impedancji oraz z wykorzystaniem komory solnej. Stwierdzono, że w procesie pasywacji zachodzi reakcja między związkami chromu a cynkiem, prowadząca do zmiany składu chemicznego powierzchni, w tym utworzenia mieszanych tlenków ZnCrxOy. Wykazano korelacje szybkości korozji wyznaczonej metodą elektrochemiczną oraz w komorze solnej z zawartością jonów fluorkowych w warstwie pasywnej oraz rezystancją warstwy porowatej.

EN

Samples of C steel coated with a 8 μm thick layer of Zn were treated with HNO₃ soln. and then passivated in com. Cr(III) salt solns. to produce conversion layers. Corrosion resistance of the layers was detd. on basis of polarization curves, impedance measurements and salt chamber tests. The chem. compn. of the layers was analyzed by using TOF-SIMS. The Cr compds. reacting with Zn during passivation resulted in formation of mixed ZnCrxOy oxides. Furthermore, the corrosion rate detd. by electrochem. methods and saline chamber test depended on the content of F ions in the passive layer.

20

Behavior of triplex steel containing different aluminum content

Masoud M. I., Tashkandi M., Al-Jarrah J., Farahat A. I. Z.

Advances in Materials Science

|

2017

|

Vol. 17, nr 1(51)

34--43

EN

Medium-carbon alloy steels containing different aluminum contents were hot forged by 95% reduction at 1200°C followed by air cooling. Optical and scanning electron microscopes were used to investigate the morphologies of the different phases present. An austentizing process followed by water quenching (after hot forging) was carried out to obtain different hardness values. The intensity of the different planes was investigated using X-ray diffraction. The mechanical properties were characterized using tensile and hardness tests. Optical and scanning electron micrographs revealed a great effect of aluminum content on the steel properties. A matrix of bainite and pearlite and traces of ferrite was revealed for hot forged steel type 1 containing 1% Al. Steel type 2 containing 2% Al showed a matrix of pearlite and ferrite with the absence of bainite. The hardness increased with increasing the temperature to a maximum value then decreased for steel containing 1 and 2% aluminum. After austentizing at 925°C, the maximum hardness of 649Hv was recorded for hot forged steel type 2 of 2% aluminum, while steel type 1 of 1% aluminum showed a maximum hardness of 531Hv after austentizing at 1000°C. Thus, the maximum hardness of hot forged steels decreased with increasing aluminum content. In addition, the maximum tensile and yield strength were decreased by increasing the aluminum content in the steel. The changes in microstructure and mechanical properties of these steels could be explained by the effect of aluminum as a ferrite forming element.