Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experimental and numerical investigation on the impact resistance of high-carbon low-alloy steel

Banerjee Amborish, Prusty B. Gangadhara, Zhu Qiang

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 3

1--17

EN

Duplex high-carbon steel is widely used in ball mills in the form of grinding balls and thus subjected to impact loads during the normal operation of the mill. The influence of impact loading at different impact energies is investigated in this paper. Impact tests using a drop tower were performed in the regime of 100–150 J, and the mechanical response of the material was recorded. The deformation behaviour of the material was classified into two groups: (a) low-impact-energy regime (100–120 J) where the material bulged without fracture and (b) high-impact-energy regime (130–150 J) where the material faced catastrophic failure. An overall increase in the load-bearing capacity of the material was found with an increase in the impact energy. The energy–time curves exhibited both linear and nonlinear regions which were attributed to the nucleation and propagation of cracks. Shear bands were observed in the specimens which underwent catastrophic fracture (i.e. 130 J and above); however, significant changes in the features of shear bands were noticed with increase in the impact energy. Fracture surfaces displayed the presence of microvoids, dimples, knobby fracture and river pattern, thus indicating ductile as well as a brittle mode of failure. Transmission electron microscopy results revealed the presence of much finer nano-grains inside the shear bands as compared to the surrounding regions. Finite element simulations exhibited an increase in the shear stress with the propagation of shear bands during the ongoing deformation process.

2

Ewolucja mikrostruktury austenitu stali wysokowęglowej w warunkach fizycznej symulacji

Koczurkiewicz B.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 5

228--231

PL

Na podstawie wyników badań metalograficznych próbek po fizycznych symulacjach obróbki cieplno-plastycznej określane są zmiany mikrostruktury i identyfikowane są zjawiska usuwające umocnienie odkształceniowe w materiale. Ich znajomość umożliwia sterowanie parametrami odkształcenia i ich wpływem na zmiany mikrostruktury w stali. W artykule przedstawiono wyniki badań nad wpływem parametrów odkształcenia na zmiany mikrostruktury stali wysokowęglowej przeprowadzonych z wykorzystaniem symulatora Gleeble 3800.

EN

The hardening and increasing deformation resistance are results of plastic strain. Effects of that phenomena are observed as changes in plastic flow curves determined by plastometric tests. Determination of softening phenomena is possible using metallographic observation of samples after physical modeling. It allows to control the deformation parameters and their impact on changes in the microstructure of steel. The results of influence of the deformation parameters on austenite microstructure in high carbon steel are presented.

3

Odporność na zużycie ścierne, kruche pękanie i zmęczenie stali wysokowęglowej otrzymanej w różnych procesach

Aniołek K., Herian J., Cieśla M., Skotnicki G.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 1

11--14

PL

Kształtowniki szynowe ze stali perlitycznych stosowane w budowie rozjazdów i dróg kolejowych muszą posiadać odpowiednie charakterystyki mechaniczne i zmęczeniowe oraz wysoką odporność na zużycie ścierne. W pracy przedstawiono podstawy doboru parametrów dla procesu wyżarzania izotermicznego. Kształtowanie mikrostruktury stali R260 przeprowadzono w procesach walcowania na gorąco oraz podczas wyżarzania izotermicznego. Określono wpływ morfologii perlitu na odporność na kruche pękanie w płaskim stanie odkształcenia KIc,, na wysokocyklową trwałość zmęczeniową i odporność na zużycie ścierne. Wykazano, że w badanych procesach można regulować w szerokim zakresie właściwości stali zmieniając w materiale morfologię perlitu.

EN

Rail sections made of pearlitic steels used in the construction of turnouts and railroads must have appropriate mechanical and fatigue characteristics as well as high resistance to abrasive wear. The paper presents the basics of the selection of parameters for the isothermal annealing process. The microstructure of R260 steel was shaped in hot rolling processes and during isothermal annealing. The influence of pearlite morphology on brittle cracking resistance in a flat state of deformation KIC, high-cycle fatigue life and resistance to abrasive wear was determined. It was demonstrated that in the examined processes the properties of the steel may be controlled within a wide range by changing the morphology of pearlite in the material.

4

Ilościowa charakterystyka mikrostruktury i właściwości kształtowników szynowych wytworzonych w różnych procesach

Skotnicki G., Cieśla M., Herian J., Kuc D.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 8

585--589

PL

Zróżnicowanie mikrostruktury i właściwości kształtowników szynowych ze stali R260 uzyskano w procesie walcowania oraz w procesie wyżarzania izotermicznego. W procesach analizowano wpływ temperatury końca walcowania kształtowników (880 i 930°C) oraz temperatury przemiany perlitycznej (480 do 620°C) podczas obróbki cieplnej na mikrostrukturę stali. Właściwości stali o różnej morfologii perlitu oceniono w próbie statycznej rozciągania. Badania mikrostruktury przeprowadzono na mikroskopie skaningowym. Do oceny ilościowej kolonii perlitu wykorzystano program komputerowy „Met–Ilo v.3.5”. W badaniach analizowano zmiany płaskiego pola powierzchni kolonii perlitu i odległości między płytkami cementytu oraz ich rozkłady w zależności od parametrów procesu. Stwierdzono, że właściwości stali są zależne od odległości między płytkami cementytu i średniej średnicy kolonii perlitu. Rozkład średniej średnicy kolonii perlitu jest zbliżony do rozkładu normalnego. Materiał po wyżarzaniu izotermicznym w temperaturze 550°C posiadał dużą jednorodność kolonii perlitu, mniejszą wykazały materiały z pozostałych wariantów procesu.

EN

Diverse microstructures and properties or rail sections made of the R260 steel were obtained through rolling and in the isothermal annealing process. In the processes, the influence of the sections’ rolling finish temperature (880 and 930°C) on the steel microstructure was analysed, and so was the temperature of pearlitic transition (from 480 to 620°C) during thermal treatment. The properties of steels with varied pearlite morphologies were assessed in a static tensile test. Examination of the microstructure was performed using a scanning microscope. For a quantitative analysis of pearlite colonies, the “MET-Ilo v.3.5” computer program was used. As part of the research, changes were analysed in the flat area of pearlite colonies, the interlamellar distances in cementite and their distributions depending on the process parameters. It was found that the properties of the steel depend both on the interlamellar distance in cementite and the average diameter of the pearlitic colony. Distribution of the average diameter of a pearlitic colony is similar to normal distribution. The material after isothermal annealing at a temperature of 550°C showed high homogeneity of pearlitic colonies, while the materials from the other process variants showed lower homogeneity.

5

Weldability of carbon steel processed by multiple plastic deformation

Ochodek V., Boxan P.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2014

|

Vol. 69, nr 2

88--93

EN

Purpose: The paper is focused on experimental verification of weldability of high-carbon steel C55E processed by the SPD DRECE (Dual Rolling Equal Channel Extrusion) process. Design/methodology/approach: A test of basic mechanical properties, metallographic examination and an analysis of residual stresses were performed on these joints. Findings: Acquired results show that the choice of an appropriate technology and the optimization of welding parameters allow to achieve solid welds even in the case of materials rather difficult to weld. The optimized welding process does not significantly degrade the properties acquired by SPD. Research limitations/implications: Mastering a proper coupling technology, welding materials after plastic deformation in particular, is one of key parameters for a successful application of given materials in technical practice. Within experimental works, test welded joints were made from the C55E steel with the use of 141-GTAW pulse welding technologies. Originality/value: The methods of intensive plastic deformation SPD (Severe Plastic Deformation) belong to a group of very attractive means of increasing utility properties of metallic materials (strength and structural characteristics).

6

Charakterystyki mechaniczne i zmęczeniowe stali stosowanej na rozjazdy oraz drogi kolejowe. Cz. 2

Herian J., Aniołek K.

Infrastruktura Transportu

|

2013

|

nr 5

18--21

PL

Kształtowniki szynowe ze stali wysokowęglowych stosowane w budowie rozjazdów i dróg kolejowych muszą posiadać wysokie właściwości mechaniczne i zmęczeniowe oraz dobrą odporność na zużycie ścierne.

7

Związki pomiędzy mikrostrukturą i właściwościami stali wysokowęglowej a parametrami procesu walcowania i wyżarzania izotermicznego

Herian J., Aniołek K., Cieśla M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 8

539--544

PL

Wytwarzane metodą walcownia na gorąco kształtowniki szynowe, klockowe i iglicowe ze stali wysokowęglowych stosowane są w budowie rozjazdów i dróg kolejowych. Z uwagi na warunki eksploatacyjne, w jakich pracują, muszą posiadać wysokie właściwości mechaniczne, dobrą odporność na zużycie ścierne i zmęczeniowe. Okres trwałości użytkowania tych wyrobów można regulować przez kształtowanie morfologii perlitu i właściwości stali w procesie walcowania lub w połączonym procesie walcowania i wyżarzania izotermicznego. Właściwy dobór parametrów procesu pozwala otrzymać strukturę perlityczną stali o różnej morfologii. Obliczona odległość między płytkami cementytu po wyżarzaniu izotermicznym jest ponad dwukrotnie mniejsza niż po walcowaniu na gorąco. Uzyskane właściwości stali są korzystniejsze w przypadku mikrostruktury o drobniejszych koloniach perlitu i mniejszej odległości między płytkami cementytu.

EN

Hot-rolled rail, block and switch point sections made of high-carbon steel are used in the construction of turnouts and railroads. Due to the operating conditions in which they used, such sections must have good mechanical properties and be highly resistant to abrasive and fatigue wear. The service life of these products can be adjusted by shaping the morphology of pearlite and steel properties during rolling in a combined rolling and isothermal annealing process. A proper choice of process parameters made it possible to obtain a pearlitic steel structure with varied morphology. The calculated interlamellar distance in cementite after isothermal annealing was more than two times smaller than after hot rolling. The obtained properties of the steel are more advantageous in the case of a microstructure with finer pearlite colonies and a smaller interlamellar distance in cementite.

8

Kształtowanie mikrostruktury stali wysokowęglowej R260 oraz jej oddziaływanie na charakterystyki pękania

Cieśla M., Herian J., Aniołek K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 8

522--525

PL

Mikrostrukturę o różnej morfologii perlitu uzyskano w procesie walcowania na gorąco kształtownika klockowego KL60 oraz podczas wyżarzania izotermicznego. Materiał walcowany posiadał odległość między płytkami cementytu 0,29 mm, a po wyżarzaniu była ona czterokrotnie mniejsza. Wykazano, że właściwości materiału zależne są od morfologii perlitu. Im większa dyspersja perlitu, tym wyższe własności wytrzymałościowe i plastyczne. Obliczony współczynnik odporności na kruche pękanie materiału wyżarzanego dla badanych temperatur (+20 °C i –20 °C) był wyższy o około 20% w stosunku do odpowiednich wartości dla materiału walcowanego na gorąco. W próbie udarności praca łamania wyznaczona na próbkach Measnagera z materiału wyżarzanego dla temperatury badania od −60 °C do 100 °C była dwukrotnie większa niż dla materiału walcowanego.

XX

The microstructure with a varied pearlite morphology was obtained via hot rolling of a block section KL60 and through isothermal annealing. The rolled material had a pearlitic microstructure with cementite interlamellar distance of 0.29 mm. This distance in the annealed material was four times smaller. It was shown in the paper that the material properties depend on the morphology of pearlite. The greater the pearlite dispersion, the higher the strength and plastic properties. The calculated coefficient of brittle cracking resistance of the annealed material for the investigated temperatures of +20 °C and –20 °C was higher by approximately 20% in comparison with the corresponding values for the hot-rolled material. In an impact test, the fracturing work determined based on the Measnager’s specimens from the annealed material for the test temperature from −60 °C to 100 °C was two times higher than for the rolled material. These favourable properties were obtained owing to the size reduction of pearlite colonies and a reduced cementite interlamellar distance.

9

Problemy regeneracyjnego napawania stali średnio- i wysokowęglowych

Kuzniecow V. D., Popowicz P. W.

Przegląd Spawalnictwa

|

2011

|

R. 83, nr 10

4-7

PL

Rozpatrzono zagadnienia odporności na zużycie w warunkach tarcia metal-metal warstw napawanych na podłoże wysokowęglowe. Wykazano, ze korelacja między twardością i odpornością na zużycie występuje nie we wszystkich stalach węglowych i austenitycznych materiałów. Stwierdzono, że materiały austenityczne pod względem odporności na zużycie przewyższają węglowe i są bardziej odpowiednie przy regeneracji powierzchni tarcia także pod względem technologii.

EN

The technological peculiarities of restoration high carbon materials by hard-facing are marked. The comparative tests of the resistance wear in conditions under friction metal on metal are given. It is shown, that austenitic compositions are more preferable for restoration of high carbon materials.

10

The influence of the multipass drawing process in clasical and hydrodynamic dies on residual stresses of high carbon steel wires

Suliga M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

939-944

EN

n the paper the influence of the multipass drawing process on residual stresses of high carbon steel wires has been assessed. The drawing process of φ5.5 mm wires to the final wire of φ1.6 mm was conducted in 11 passes, in industrial conditions, by means of a modern Koch multi-die drawing machine. The drawing speed in the last passes was 10 m/s. The experimental measure of residual stresses in wires drawn in classical and hydrodynamic dies by Sachs-Linicus method has been done. On the basis of numerical analyses of the wire drawing process, the distributions of longitudinal residual stresses on the cross section of wires, temperatures and redundant strain have been determined. The investigations have shown the essential influence of the multipass drawing process in hydrodynamic dies on residual stresses of high carbon steel wires. In the case of the wires drawn with hydrodynamic dies, in comparison to the wires drawn in classical dies, the 30% decrease of longitudinal residual stresses have been noted. It has been shown that the decrease of residual stresses in wires drawn in hydrodynamic dies is connected with a lower redundant strain by 14.7%. In addition, the application of hydrodynamic dies in the multipass drawing process leads to significant decreasing of temperature of the wire surface (in the last pass above 500 °C). Undoubtedly, the large increase of temperature in the sub-layer of wires drawn in classical die caused the rise of internal stresses related to the thermal expansion of steel. In consequence, it caused the increase of residual stresses.

PL

W pracy określono wpływ wielostopniowego procesu ciągnienia na naprężenia własne w drutach ze stali wysokowęglowej. Proces ciągnienia drutów o średnicy 5,5 mm na średnicę końcową 1,60 mm zrealizowano w 11 ciągach, w warunkach przemysłowych, na nowoczesnej ciągarce wielostopniowej Kocha. Prędkość ciągnienia na ostatnim ciągu wynosiła 10 m/s. Naprężenia własne w drutach po procesie ciągnienia w ciągadłach klasycznych i hydrodynamicznych wyznaczono w oparciu o badania doświadczalne wykorzystując metodę Sachsa-Linicusa. Natomiast w oparciu o analizę teoretyczną procesu ciągnienia określono rozkłady wzdłużnych naprężeń własnych na przekroju drutów, temperaturę, odkształcenia postaciowe i intensywność odkształcenia. Wykazano, że stosowanie w procesie wielostopniowego ciągnienia drutów wysokowęglowych ciągadeł hydrodynamicznych przyczynią się do znaczącego spadku wzdłużnych naprężeń własnych. Dla drutów ciągnionych w ciągadłach hydrodynamicznych, w stosunku do drutów ciągnionych w ciągadłach klasycznych, odnotowano spadek o około 30% wzdłużnych naprężeń własnych I rodzaju. Spadek naprężeń własnych w drutach ciągnionych w ciągadłach hydrodynamicznych należy wiązać z występowaniem dla tego wariantu mniejszych o 14,7% odkształceń postaciowych. Ponadto zastosowanie ciągadeł hydrodynamicznych w procesie wielostopniowego ciągnienia prowadzi do zasadniczego spadku temperatury drutu na jego powierzchni (w ostatnim ciągu o ponad 500 C). Znaczący wzrost temperatury w warstwie przypowierzchniowej drutów ciągnionych klasycznie przyczynił się do powstania naprężeń wewnętrznych związanych z rozszerzalnoącią cieplna\ą stali, co w konsekwencji spowodowało wzrost naprężeń własnych.

11

The influence of the high drawing speed on mechanical-technological properties of high carbon steel wires

Suliga M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 3

823-828

EN

In this work the influence of the drawing speed on mechanical-technological properties of high carbon steel wires has been assessed. The drawing process of φ5.5 mm wires to the final wire of φ1.6 mm was conducted in 11 passes, in industrial conditions, by means of a modern Koch multi-die drawing machine. The drawing speeds in the last passes were: 5, 10, 15 and 20 m/s. For φ1.6 mm wires the investigation of mechanical-technological properties has been carried out, in which yield strength, tensile strength, uniform and total elongation, reduction of area, the number of twists and the number of bends were determined. On the basis of numerical analyses wire drawing process, the influence of the drawing speed on effective strain has been determined. The investigations have shown the essential influence of high drawing speed on mechanical-technological properties of high carbon steel wires. In the case of the wires drawn with speed 20 m/s the increase by 15% their strength properties and the decrease of plasticity properties about 25% have been noted. It has been shown that the increase of strength properties in wires drawn with high drawing speed is related to the occurrence in their bigger effective strain. The data of investigations prove the negative influence of high drawing speed on technological properties. The wires drawn with 20 m/s do not comply with the internal standard connected with torsional strength of wire, and despite having high strength properties, they cannot be used as the material for ropes, tyre cords or springs. The obtained data investigation can be applied in wire industry while implementing the new technologies of high speed drawing process of high carbon steel wires.

PL

W pracy określono wpływ dużej prędkości ciągnienia na własności mechaniczno-technologiczne drutów ze stali wysokowęglowej. Proces ciągnienia drutów o średnicy 5,5 mm na średnicę końcową 1,60 mm zrealizowano w 11 ciągach, w warunkach przemysłowych, na nowoczesnej ciągarce wielostopniowej Kocha. Prędkości ciągnienia na ostatnim ciągu wynosiły odpowiednio: 5, 10, 15 i 20 m/s. Dla drutów φ1,60 mm przeprowadzono badania własności mechaniczno-technologicznych, w których określono umowną granicę plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie równomierne i całkowite, przewężenie, liczba skręceń i liczbę zgięć. Natomiast w oparciu o analizę teoretyczną procesu ciągnienia określono wpływ prędkości ciągnienia na intensywność odkształcenia. Przeprowadzone badania wykazały istotny wpływ dużej prędkości ciągnienia na własności mechaniczno-technologiczne drutów wysokowęglowych. Dla drutów ciągnionych z prędkością 20 m/s odnotowano wzrost o 15% ich własności wytrzymałościowych oraz spadek własności plastycznych o 25%. Stwierdzono, że wzrost własności wytrzymałościowych w drutach ciągnionych z dużymi prędkościami związany jest z ich większą intensywnością odkształcenia. Uzyskane wyniki badań świadczą o negatywnym wpływie dużej prędkości ciągnienia na własności technologiczne drutów. Druty ciągnione z prędkością 20 m/s nie spełniają norm branżowych dotyczących wytrzymałości drutu na skręcenie, co mimo ich wysokich własności wytrzymałościowych dyskwalifikuje je jako materiał na liny, kord, sprężyny. Uzyskane wyniki badań mogą być wykorzystane w przemyśle ciągarskim przy wdrażaniu nowych technologii szybkościowego ciągnienia drutów ze stali wysokowęglowych.

12

Proekologiczna technologia wytwarzania drutów ze stali wysokowęglowych

Burdek M., Ciepliński J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

1999

|

T. 51, z. 2

39-42

PL

W artykule omówiono nowy sposób wytwarzania drutów na liny. Ze względu na szkodliwość ołowiu zaproponowano zastąpienie procesu patentowania przez obróbkę cieplno-plastyczną. Stwierdzono, że nowa technologia daje możliwości wytwarzania drutu o własnościach wytrzymałościowych zbliżonych do uzyskiwanych przez patentowanie.

EN

New method for manufacture of high carbon steel wires for ropes was developed. Owing to the toxicity of lead, patenting in a lead bath was replaced with a thermo-mechanical treatment. Mechanical properties of wires produced by means of the new method are comparble to those obtained in patented wires.