Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

An Analysys of Wear and Mechanical and Tribological Properties of High-Manganese Cast Steel Hardened by Different Methods

Tryba D., Kot M., Antosz A.

Tribologia

|

2018

|

nr 4

137--142

EN

Properties of high manganese austenitic cast steel are not satisfactory; therefore, this material should be hardened. Currently, the commonly used method of hardening does not allow eliminating problems related to premature wear of railway frogs. Therefore, many studies have been carried out to find an alternative method to obtain improved wear resistance of such elements. The article presents an analysis of the mechanical and tribological properties of base and hardened, by different methods, high-manganese cast steel applied for turnouts. Tests were performed for three hardening methods: explosive, pressure-rolling, and dynamic impact. The results were compared with the properties of base material after saturation treatment. The conducted tests allowed the determination of hardness profiles of hardened surfaces, as well as the wear resistance and coefficient of friction, and the obtained results are very promising. Hardening by dynamic impact provided much better results in relation to presently used explosive hardening technology.

PL

Właściwości austenitycznego wysokomanganowego staliwa nie są zadowalające, dlatego też materiał ten należy umacniać. Obecnie powszechnie stosowana metoda umacniania nie pozwala na wyeliminowanie problemów związanych z przedwczesnym zużyciem dziobów krzyżownic. W związku z tym wykonano badania mające na celu znalezienie alternatywnej metody dającej lepsze rezultaty. W pracy przeprowadzono analizę zużycia, właściwości mechanicznych oraz tribologicznych wysokomanganowego staliwa w wyniku zastosowania różnych technik umacniania. Podczas badań zastosowano metody umacniania wybuchowego, nagniatania naporowo-tocznego oraz dynamicznego. Wyniki porównano ze sobą oraz odniesiono je do właściwości materiału nieumocnionego, po przesycaniu. Badania pozwoliły na określenie twardości powierzchni, rozkładów twardości, wskaźnika zużycia objętościowego oraz współczynnika tarcia. Otrzymane wyniki badań są obiecujące. W wyniku nagniatania dynamicznego uzyskano lepsze wyniki w stosunku do badanego materiału umacnianego wybuchowo.

2

Wpływ struktury podziarnowej na plastyczność i charakter pękania stopów FeAl

Bystrzycki J.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 4-5

160--164

PL

Niniejszy arykuł opisuje wpływ wysokiego udziału granic wąskokątowych na wydłużenie oraz charakter pękania stopów na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl o strukturze B2. W celu zwiększenia frakcji granic wąskokątowych próbki poddano umacnianiu wybuchowemu i wygrzewaniu w różnych temperaturach i czasach. Powyższa obróbka nie prowadzi do zmiany wielkości ziarna, a jedynie do fragmentacji ziarn wyjściowych przez podziarna. Z przeprowadzonych testów właściwości mechanicznych wynika, że stopy FeAl o budowie podziarnowej wykazują nawet 10-krotnie wyższe wydłużenie aniżeli ich odpowiedniki w stanie lanym. Obecność struktury podziarnowej wyraźnie poprawia plastyczność stopów FeAl. Przełom próbek FeAl o budowie podziarnowej jest transkrystaliczny o znacznie bardziej rozwiniętej powierzchni pękania w stosunku do przełomu próbek w stanie lanym. Potwierdzono wcześniejsze sugestie, że pewną poprawę plastyczności stopów na osnowie fazy FeAl można uzyskać przez kształtowanie w polikrysztale struktury podziarnowej.

EN

The present paper deals with the effect of high fraction of sum 1 low angle boundaries on the tensile ductility and fracture of polycrystalline B2 FeAl intermetallic alloys. Shock-Wave deformation and subsequent annealing at various temperatures and times was applied to increase the fraction of sum 1 boundaries. The size of original grains after processing does not undergo change from that characteristic of as-cast specimen but the grains are fragmented into fine sub-grains. Tensile tests indicate that the microstructure of FeAl alloys consisting of original grains with embedded network of sub-grains exhibits even ten fold higher elongation than its as-cast counterparts. It is, therefore, quite tempting to conclude that the presence of much finer sub-grains in the microstructure improves so substantially, ductility of iron aluminides. Fracture of FeAl specimens with embedded network of sub-grains is cleavage but more irregulars with less smooth cleavage facets as compared to coarse transgranular cleavage in as-cast specimens. The present work has confirmed the ealier suggestions that some enhancement in ductility of B2 FeAl intermetallics can be obtained by formation of subgrain structure in the volume of prior existing grains.

3

Analiza ilościowa błędów ułożenia i mikrobliźniaków w wybuchowo umacnianym staliwie Hadfielda

Stradomski Z.

Archiwum Nauki o Materiałach

|

2001

|

T. 22, nr 1

69-84

PL

W artykule przedstawiono założenia metodyczne oraz wyniki wybranych elementów substruktury związanych z wybuchowym umacnianiem staliwa Hadfielda. Wstępne umacnianie staliwa Hadfielda energią detonacji jest alternatywną technologią zwiększania własności użytkowych elementów wykonywanych tradycyjnie z tego materiału, w których poziom nacisków roboczych nie gwarantuje wystarczająco silnego umocnienia w czasie eksploatacji. Materiał badań stanowiły płyty staliwne o grubości 30 mm, umacniane energią wybuchu cienkowarstwowych ładunków plastycznego materiału wybuchowego HARDEX-70, o prędkości detonacji 7200 m/s. Umacnianie przeprowadzono falą skośną przez zdetonowanie bezpośrednio na powierzchni płyt (jedno-, dwu- lub trzykrotnie) materiału wybuchowego o grubości 2 mm, 3 mm i 4 mm. Korzystając z techniki cienkich folii stwierdzono znaczny, w stosunku do wyjściowego stanu przesyconego, wzrost gęstości dyslokacji, obecność licznych błędów ułożenia oraz mikrobliźniaków. Wiąże się to z niską, określoną na około 13 mJ/metr kwadratowy, energią błędu ułożenia, prowadzącą do tworzenia równomiernej struktury dyslokacyjnej, oraz sprzyjającą dysocjacji dyslokacji całkowitych i tworzeniu licznych błędów ułożenia. Równomierny rozkład BU i ich niewielka grubość, związana z impulsowym, mikrosekundowym czasem eksplozji, nie upoważnia do traktowania ich jako heksagonalnej fazy epsilon. W wybuchowym umacnianiu staliwa Hadfielda mechanizm bliźniakowania ze względu na bardzo niewielki ich udział jest jedynie dopełniający. W badaniach ilościowych błędów ułożenia oraz mikrobliźniaków zastosowano mało znane metody oparte na badaniach rentgenowskich, wyzyskujące charakterystyczne zmiany kątowych położeń odbić dyfrakcyjnych oraz asymetrię pików dyfrakcyjnych. W przypadku metody "nakładania pików" wykazano bardzo silny wpływ czynników metodycznych na uzyskane wyniki.

EN

The paper presents methodical assumptions and experimental results for selected crystal substructure elements occuring in Hadfield cast steel strengthened by the explosion method. Initial strengthening of Hadfield cast steel by means of explosion energy constitutes an alternative technology of increasing the functional properties of elements traditionally made of this material, for which the level of working pressures is not satisfactory for self-strengthening of the material during its exploitation. Cast steel plates 30 mm thick served as the investigated material, strengthened by detonation of flat charges of HARDEX-70 plastic explosive at a rate of 7200 m/s. The strengthening effect was produced by the angle shock caused by single, double, or triple detonation of the 2 mm, 3 mm, and 4 mm thick charges of explosive directly on the material surface. The thin foil technique made it possible to find a significant increase in the dislocation density, in comparison with the initial superaturated state and also confirmed the presence of numerous stacking faults and microtwins. This can be attributed to a very low (about 13 mJ/square metre) stacking fault energy, which leads to the creation of the uniform dislocation structure. It also promotes dissociation of perfect dislocations and creation of multiple stacking faults. The uniform distribution of SF and their rather small thickness caused by a very short time of explosion (impulse of microsecond order) does not allow us to treat them as the hexagonal epsilon-phase. In the explosion-strengthening of Hadfield cast steel the mechanism of twinning is only the additional one, due to a rather small quantity of twins. For quantitative analyses of stacking faults and microtwins less known X-ray methods were used, based on measuring characteristic changes of angle position of diffraction reflections and asymmetry of peaks in diffraction lines. In the case of the "peak superimposing" method, a strong influence of methodic factors on the obtained results was observed.

4

Wpływ temperatury na własności tribologiczne metastabilnego austenitu staliwa Hadfielda umocnionego wybuchowo.

Stradomski Z.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

390-393

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań tribologicznych staliwa Hadfielda poddanego zabiegom umacniania wybuchowego, a następnie starzonego w temperaturach 150 i 410 stopni Celsjusza. Materiał do badań stanowiły płyty staliwne o grubości 30 mm umacniane cienkowarstwowymi ładunkami materiału HARDEX-70 o prędkości detonacji 7200 m/s. Umocnienie przeprowadzono przez zdetonowanie bezpośrednio na powierzchni płyt jedno, dwu lub trzykrotnie materiału o grubości 3 mm. Dokonane pomiary twardości wskazują na 72-78% wzrost w stosunku do stanu przesyconego. Ocenę odporności na ścieranie przeprowadzono na testerze T-05 pracującym w układzie 'rolka-klocek' przy obciążeniu 50 N. Wyniki badań potwierdzają bardzo wysoką efektywność zabiegu umacniania, które w zależności od krotności eksplozji są 7-15 razy wyższe niż dla stanu wyjściowego (przesyconego). Ze względu na dyslokacyjny charakter mechanizmu umocnienia, zabiegi starzenia przeprowadzone w 150 stopniach Celsjusza/794 h i 410 stopniach Celsjusza/286h wywołują bardzo silne obniżenie własności tribologicznych staliwa, które są odpowiednio 4 i 12-krotnie niższe od wartości stanu umocnionego wybuchem.

EN

The paper presents the results of tribological tests of Hadfield cast steel subjected to the explosion pre-strengthening and then to ageing at temperatures of 150 or 410 degrees centigrade. The examined material has been in the form of cast steel plates 30 mm thick, pre-strengthened with flat charges of the Hardex-70 explosive of a detonation rate of 7200 m/s. The strengthening has been done by the single, double or triple detonation of the 3 mm thick charges of the explosive placed directly on the cast steel surfaces. The hardness change exhibits 72-78% increase of its value as compared with the supersaturated state. The assessment of the abrasive wear resistance has been performed by means of the T-05 device operating in the 'roller-block' system under the load of 50 N. The test results confirm the very high efectiveness of the strengthening operation, the values of the investigated properties being 7-15 times higher as compared with the initial (supersaturated) state, depending on the multiplicity of the explosion repeating. Because of the dislocational character of the strengthening mechanism, the ageing process performed at 150 degrees centigrade for 794 hours, and at 410 degrees centigrade for 286 hours, results in rapid decreasing of the tribological properties of the cast steel, their values being now by 4 and 12 times lower, respectively, than for the explosion-strengthened state of material.

5

Rola dyslokacji w mechaniźmie umacniania staliwa Hadfielda.

Stradomski Z., Morgiel J., Olszewski J.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

398-401

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań mikrostrukturalnych staliwa Hadfielda (L120G13 wg PN) wstępnie umocnionego metodą wybuchową, która ze względów technicznych, ekonomicznych czy organizacyjnych stanowi atrakcyjną alternatywę obróbki powierzchniowej tworzyw metalicznych. Prezentowane wyniki uzyskano drogą ilościowej i jakościowej analizy cienkich folii pobranych z różnych głębokości od umacnianej powierzchni staliwa, poddanego zabiegom jedno lub trzykrotnej eksplozji trzymilimetrowego ładunku. Wysokie, rzędu 18 GPa ciśnienie, wywołuje głębokie zmiany w strukturze dyslokacyjnej, austenitycznej osnowy. Podstawą umacniania się struktury staliwa Hadfielda w czasie eksplozji jest kilku lub kilkunastokrotny w stosunku do stanu przesyconego wzrost gęstości dyslokacji oraz powstanie pasm dyslokacyjnych, złożonych z krótkich, gęsto splątanych dyslokacji. Mechanizmy odkształcania plastycznego to znaczy linie poślizgu i mikrobliźniaki mają zdecydowanie drugorzędne znaczenie . Metodą rezonansu jądrowego wykazano również, że eksplozja nie wywołuje zmian w redystrybucji atomów węgla w najbliższym otoczeniu atomów Fe oraz brak transformacji austenitu w martenzyt alfa czy heksagonalną fazę epsilon.

EN

The paper presents the results of microstructural examination of Hadfield cast steel (L120G13 according to Polish Standards) strengthened by the explosion method, which is an attractive alternative of the surface treatment of metal materials regarding its technological, economic and organizational aspects. The presented results have been obtained by means of qualitative and quantitative analysis of thin foils taken at different distances from the material surface being strengthened by single, double, or triple detonation of the 3 mm thick charges of explosive. The high pressure, order of 18 GPa, causes significant changes in dislocation structure of the austenite matrix. The strengthening of Hadfield cast steel during explosion is based on the increase of the dislocation density by several times as related to the supersaturated state and on the creation of dislocation bands consisting of short, densely tangled dislocations. Plastic deformation mechanisms, i.e. slip lines and micro-twins, are definitively of minor importance. It has been also proved by means of the nuclear resonance method that an explosion does not cause changes in distribution of carbon atoms in the nearest neighbourhood of Fe atoms and that austenite is not transformed into the alpha-martensite or the hexagonal epsilon-phase.

6

Badania wpływu wybuchowego umacniania na własności warstwy wierzchniej stali 33H3MF jarzeniowo azotowanej.

Rudnicki J., Fleszar A., Wierzchoń T., Maranda A., Nowaczewski J.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

394-397

PL

W pracy badano wpływ wybuchowego umacniania stali 33H3MF, realizowanego przez oddziaływanie produktów detonacji lub uderzenie metalową płytką napędzoną produktami detonacji plastycznego materiału wybuchowego na mikrotwardość oraz na grubość warstw azotowanych nanoszonych w procesie azotowania jarzeniowego. Na umacnianych wybuchowo powierzchniach wytwarzano warstwy azotowane ze strefą związków i warstwy dyfuzyjne, a także warstwy z braunitem. Przeprowadzono badania odporności korozyjnej otrzymanych warstw azotowanych w porównaniu z powierzchnią nie umacnianą, lub nie umacnianą i azotowaną. Badane warstwy miały wyższą odporność korozyjną niż materiał wyjściowy, lecz ustępowały pod tym względem warstwom azotowanym bez obciążenia wybuchowego. Wykonano pomiary udarności badanej stali przed i po umocnieniu wybuchowym, a także po azotowaniu jarzeniowym. Stwierdzono, że umocnienie wybuchowe i późniejsze azotowanie podwyższają udarność, a więc jest to oddziaływanie korzystne. Świadczy to również o tym, że zmiany twardości i struktury badanych próbek, obejmują jedynie warstwy o grubościach od 0.1 mm do 1.5 mm, nie oddziaływują z wykonanym na nich karbem i dlatego nie wpływają na charakter pękania próbki.

EN

The study was concerned with the effect of explosion hardening of 33H3MF steel, realized by the impact of the detonation products or of a metallic plate driven by the detonation of an explosive plastic material, upon the microhardness and thickness of the nitrided layers formed during a glow discharge assisted nitriding process. Nitrided layers containing a compound zone, diffusion layers and layers with a braunite content were formed on explosion-hardened steel surfaces. The corrosion resistance of the nitrided layers thus obtained was compared with that of the layers formed on non-hardened surfaces and non-hardened and nitrided surfaces. The layers examined have a higher corrosion resistance than the starting material, but lower than the nitrided layers formed without the explosive load. The impact strength of the steel samples was examined before and after the explosion hardening and also after glow discharge assisted nitriding. It has been found that the explosion hardening followed by nitriding increases the impact strength, which is an advantageous effect. This also gives evidence that the changes in the hardness and structure of the samples examined, which are only observed in the layers whose thickness falls between 0.1 and 1.5 mm, do not affect the notch present on the sample surface and thus have no influence upon the character of the sample fracture.

7

Badania stali 38HMJ po wybuchowym umacnianiu i azotowaniu.

Nowaczewski J., Maranda A., Kawałek A., Rudnicki J.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

439-443

PL

W pracy scharakteryzowano układy wybuchowe stosowane do umacniania wybuchowego stali 38HMJ, w celu zwiększenia grubości warstwy azotowanej metodą gazową. Przedstawiono wyniki pomiarów rozkładów mikrotwardości na przekrojach próbek po różnych wariantach umacniania wybuchowego. Pokazano zdjęcia mikrostruktury badanej stali azotowanej metodą 'nitreg' bez obciążania wybuchowego i po obciążeniu wybuchowym. Określono wpływ wybuchowego umacniania na rodzaj i grubość warstwy azotowanej metodą 'nitreg'.

EN

The paper describes the explosive systems used for the explosion-hardening of 38HMJ steel aimed to increase the thickness of the nitrided layers produced by the gas method. The results of the measurements of the microhardness distributions over the sample cross-sections after explosion-hardening effected in various variants are discussed. Photographs of the microstructure of the steel examined after it has been subjected to nitriding by the 'nitreg' method with and without explosive loading are shown. The effect of explosive hardening on the kind and thickness of the layer nitrided using the 'nitreg' method was determined.