Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Effect of Microalloying (Nb, V) and Interstitial (C, N) Elements on Mechanical Properties of Microalloyed Steels

Marynowski Przemysław, Hojny Marcin, Dębiński Tomasz

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 4

127--136

EN

The microalloying elements such as Nb, V are added to control the microstructure and mechanical properties of microalloyed (HSLA) steels. High chemical affinity of these elements for interstitials (N, C) results in precipitation of binary compound, nitrides and carbides and products of their mutual solubility – carbonitrides. The chemical composition of austenite, as well as the content and geometric parameters of undissolved precipitates inhibiting the growth of austenite grains is important for predicting the microstructure, and thus the mechanical properties of the material. Proper selection of the chemical composition of the steel makes it possible to achieve the required properties of the steel at the lowest possible manufacturing cost. The developed numerical model of carbonitrides precipitation process was used to simulate and predict the mechanical properties of HSLA steels. The effect of Nb and V content to change the yield strength of these steels was described. Some comparison with literature was done.

2

Modelowanie struktury i własności mechanicznych stali mikrostopowych

Adrian Henryk, Marynowski Przemysław

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2021

|

nr 1-2

61--67

PL

Własności mechaniczne stali mikrostopowych zależą od zawartości i wielkości wydzieleń węglikoazotków, które tworzą mikrododatki takich pierwiastków jak: Ti, Nb, V, wprowadzane w ilościach nieprzekraczających 0,1%. W pracy zaprezentowano program komputerowy do obliczania zawartości i wielkości wydzieleń węglikoazotku M(C,N) oraz składu chemicznego austenitu przy danej temperaturze austenityzowania na podstawie składu chemicznego stali i warunków obróbki cieplnej. Przeprowadzono analizę wpływu składu chemicznego stali na parametry powstających w warunkach izotermicznych wydzieleń węglikoazotków M(C,N) oraz na efekt umocnienia wydzieleniowego z wykorzystaniem programu komputerowego. Zaprezentowano obrazy symulowanej mikrostruktury zawierającej wydzielenia.

EN

The mechanical properties of microalloyed steels depend on the content and size of carbonitride precipitates, which form micro-additions of such elements as Ti, Nb, and V, introduced in amounts not exceeding 0.1%. The paper presents a computer programme for calculating the content and size of M(C,N) carbonitride precipitates and the chemical composition of austenite at a given austenitizing temperature based on the chemical composition of steel and heat treatment conditions. An analysis of the influence of the chemical composition of steel on the parameters of M(C,N) carbonitride precipitates formed in isothermal conditions and on the effect of precipitation strengthening with the use of the computer programme was carried out. The images of simulated microstructure containing the precipitates are presented.

3

Modelowanie wydzielania węglikoazotków w stalach mikrostopowych z wykorzystaniem metody automatów komórkowych

Marynowski P., Adrian H., Głowacki M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 4

142--145

PL

Wydzielenia węglikoazotków mikrododatków V, Nb i Ti silnie wpływają na mikrostrukturę i własności mechaniczne stali mikrostopowych. Do przewidywania własności mechanicznych stali wymagane są takie parametry wydzieleń jak zawartość (ułamek objętości) i rozmiar (średni promień cząstek). Modele matematyczne opisujące proces wydzielania pozwalają określić te parametry. Modele te opierają się na równaniach algebraicznych opisujących zarodkowanie i kinetykę wzrostu wydzieleń. Rozwój nauk informatycznych umożliwia przeprowadzanie symulacji procesów wydzieleniowych. Jednym z dostępnych narzędzi informatycznych do przeprowadzenia symulacji jest metoda automatów komórkowych. W artykule przedstawiono model automatu komórkowego do obliczania rozmieszczenia i zawartości wydzieleń węglikoazotków w stalach mikrostopowych zawierających dodatki Ti, Nb lub V.

EN

Carbonitrides precipitations of microalloying elements, V, Nb and Ti, strongly influence the microstructure and mechanical properties of high strength low alloy steels. To predict the mechanical properties of these steels parameters of precipitates such as size (mean radius) and content (volume fraction) are required. Mathematical models describing the carbonitrides precipitation process enable to calculate these parameters. The development of computer science enables simulations of precipitation process. The models are based on the algebraic equations describing the nucleation and growth kinetics of precipitates. One of the available tools to simulate the precipitation processes is the method of Cellular Automata. Cellular Automata model proves to be very efficient in modelling various phenomena in materials science. Cellular Automata model of carbonitride precipitation in microalloyed steels containing such elements as Ti, Nb or V is presented in the paper. The model predicts kinetics of precipitation as well as stereological parameters of precipitates.

4

The nitrogen content effect on carbonitride coagulation in 40Cr8 steel with micro-additions V and V + Al

Głowacz E., Adrian H, Osuch W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

607--611

EN

The work examines the effect of nitrogen and micro-additions V and V+Al on the austenite grain size and the coagulation of carbonitride precipitates in 40Cr8 steel. The analyzed materials underwent heat treatment consisting in holding the material at 1200ºC for 1h, which was next exposed to furnace cooling down to 820ºC and maintained at this temperature for 20hrs, and subsequently quenched in water. With the application of electron microscopy, the microstructure and the formed carbonitride precipitates were examined. The SigmaScanPro software was used to perform the quantitative metallographic analysis of the precipitates. The study demonstrated that increase in the content of nitrogen inhibits the coagulation rate of carbonitrides, whereas aluminium favours the tendency for coagulation and efficiently inhibits the austenite grain growth.

PL

W pracy badano wpływ azotu i mikrododatków V, V+Al na wielkość ziarna austenitu oraz koagulacje wydzieleń węglikoazotku w stali 40Cr8. Próbki z badanych wytopów poddano obróbce cieplnej polegającej na wygrzewaniu przy temperaturze 1200ºC przez czas 1h, następnym chłodzeniem z piecem do temperatury 820ºC i wytrzymaniu przy tej temperaturze przez czas 20h oraz chłodzeniu w wodzie. Przy wykorzystaniu mikroskopii elektronowej badano mikrostrukturę oraz powstałe wydzielenia węglikoazotku. Za pomocą programu SigmaScan Pro przeprowadzono ilościową analizę metalograficzną wydzieleń. Badania wykazały, że wzrost zawartości azotu hamuje szybkość koagulacji węglikoazotku, podczas gdy aluminium sprzyja skłonności do koagulacji i skutecznie hamuje rozrost ziarn austenitu.

5

Zastosowanie tomografii elektronowej do przestrzennego obrazowania mikro- i nanocząstek w stopach metali

Kruk A., Dubiel B., Osuch W., Cempura G., Czyrska-Filemonowicz A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 2

86-93

PL

Obrazy obserwowane w transmisyjnym mikroskopie elektronowym (TEM) są dwuwymiarowymi (2D) projekcjami trójwymiarowych (3D) obiektów. Wobec tego informacje o badanym obiekcie, jego kształcie, są niekompletne i mogą czasami prowadzić do niedokładnych, a nawet błędnych wniosków. Tomografia elektronowa może być użytecznym narzędziem do rozwiązania tego problemu. Technika ta pozwala uzyskać modele 3D badanych obiektów na podstawie serii zarejestrowanych obrazów 2D w szerokim zakresie pochylania próbki wokół stałej osi obrotu. Dla tomografii elektronowej materiałów metalicznych zastosowanie techniki obrazowania, jaką jest technika jasnego pola (BF), jest mało przydatne z uwagi na silne efekty dyfrakcyjne i niemonotoniczne zmiany kontrastu podczas pochylania próbki w trakcie rejestracji serii obrazów tomograficznych. Zastosowanie techniki HAADF-STEM pozwala na zminimalizowanie wpływu wymienionych wcześniej czynników na obraz 2D. Detektor HAADF tworzy obraz na podstawie zarejestrowanych elektronów rozproszonych pod kątami większymi niż kąty Bragga. Zmierzona intensywność sygnału jest wprost proporcjonalna do Z2, ponadto kontrast obrazu zmienia się monotonicznie ze zmianą grubości preparatu. W pracy przedstawiono zastosowanie tomografii elektronowej, wykorzystując serię obrazów 2D wykonanych metodą HAADF-STEM do przestrzennego obrazowania (3D) wydzieleń Ti(C, N) w stali i cząstek tlenkowych w stopach ODS. Analizowano morfologię cząstek, ich skład chemiczny, tj. stosunek Y do Al w wydzieleniach tlenkowych. Uzyskane wyniki w przypadku wydzieleń tlenkowych w stopie ODS wskazują na zależność kształtu wydzieleń od składu chemicznego. W pracy przedstawiono wykorzystanie metody filtrowania strat energii elektronów (EFTEM) do rejestracji serii obrazów tomograficznych map rozmieszczenia pierwiastków i zastosowanie tych obrazów do wizualizacji 3D koherentnych wydzieleń w nadstopie IN718. Przedstawione wyniki badań pokazują przydatność metody, jaką jest tomografia elektronowa, do dokładnego określenia wymiarów, kształtu i rozkładu przestrzennego elementów mikrostruktury w stopach metali.

EN

Images observed in transmission electron microscopy (TEM) are two-dimensional, they are a "shadow" of the real objects which are three dimensional. Due to it, information about the investigated object(s), its shape, is incomplete, which sometimes may lead to inaccurate or even wrong conclusions. Therefore electron tomography could be useful. This technique allows to generate 3D model (image) of the investigated object(s) from the multiple 2D projection images, obtained over a range of viewing directions. For the tomography of the metallic materials, the bright field (BF) technique fails because of diffraction contrast and its changes with the specimen tilting in TEM during image acquisition. Application of High Angle Annular Dark Field Scanning Transmission Electron Microscopy technique (HAADF-STEM), may allow to overcome the problems caused by the diffraction contrast, which exists in BF. HAADF detector collects only electrons which are not Bragg scattered. The recorded intensity is proportional to Z2, moreover - the image contrast is the monotonic function of object thickness. In the present work HAADF-STEM tomography was used to investigate the Ti(C, N) precipitates in steel and strengthening nanoparticles in the Oxide Dispersion Strengthened (ODS) alloy. The investigated parameters were shape of the particles and chemical composition: Aluminium to Yttrium ratio. The obtained results suggest that in the microstructure of investigated ODS alloys are several, different types of the particles, and that there exists correlation between chemical composition and shape of the particles. EFTEM tomography was used for 3D visualization of coherent nanoparticles in IN718 alloy. The results present potential possibilities of electron tomography application to determination of shapes, dimension and spatial distribution of precipitates in metallic alloys.

6

Spiekanie proszków roztworów stałych Ti(N,C) o zmiennej zawartości węgla i azotu

Ziemnicka M., Baś B., Stobierski L., Rękas M.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

T. 60, nr 4

281-285

PL

Zasadność prowadzonych badań nad układem TiN-TiC potwierdzają specyficzne właściwości fizykochemiczne faz wyjściowych TiN(1-x) oraz TiC(1-x). Mianowicie, wskazują one na możliwość zastosowania tych tworzyw jako materiałów elektrodowych w konstrukcji potencjometrycznych i woltamperometrycznych sensorów elektrochemicznych. Podstawowe właściwości spieków Ti(N,C) determinują m.in. metody przygotowania proszków oraz warunki spiekania. Proszki węglikoazotków tytanu o zmiennej zawartości węgla i azotu otrzymano metodą SHS z zastosowaniem techniki propagacji fali cieplnej. Surowce użyte do syntezy to: metaliczny tytan, komercyjny węglik tytanu oraz azot techniczny. W pracy przedstawiono krzywe dylatometryczne swobodnego spiekania węglikoazotków o zmiennym składzie chemicznym z różnym udziałem węgla szklistego, który użyto jako aktywator procesu zagęszczania. Wyznaczono także temperaturę spiekania oraz optymalną zawartość aktywatora dla każdego z badanych roztworów stałych. Proszki poddano również spiekaniu pod ciśnieniem (HP) uzyskując w ten sposób tworzywa maksymalnie zagęszczone. W pracy zamieszczono obrazy mikrostruktury SEM próbek prasowanych na gorąco.

EN

Justification of investigations which were carried on TiN-TiC system is a result of specific physical and chemical properties of the basic materials i.e. TiN(1-x)and TiC(1-x). Such properties suggest their application as electrode materials, in potentiometry and voltammetry, as electrochemical sensors. However, the properties of sintered Ti(N,C) are determined by powder preparation and methods of sintering conditions. Carbonitrides powders with the changeable concentration of carbon and nitrogen were obtained by means of SHS (self-propagating high-temperature synthesis) using the heat-wave propagation technique. Metallic titanium, commercial powder of titanium carbide and nitrogen were applied as raw materials. The dilathommetric curves of pressure-less sintered of titanium carbonitrides with the changeble concentration of charcoal carbon as a sintering additive were shown in this paper. The sintering temperatures and the optimal concentration of additives for each studied solid solution were determined. In order to obtain high densification of materials, the powders were hot pressed (HP). In this paper some SEM microstructures of the hot pressed samples are shown.

7

Budowa i odporność korozyjna warstw azotku i węglikoazotków tytanu na stomatologicznym stopie WIRONIT

Klimek L.

Inżynieria Biomateriałów

|

2005

|

R. 8, nr 43-44

40--43

PL

Szeroko stosowane w protetyce stomatologicznej stopy metali oprócz niewystarczającej odporności korozyjnej mogą powodować u niektórych pacjentów alergię, której źródłem są produkty korozji oraz jony metali wchodzących w skład stopów. W celu poprawienia ich właściwości pokrywa sie je różnego rodzaju warstwami. Najczęściej stosowane są azotki metali, a w szczególności azotki tytanu. Jednak odporność korozyjna tak otrzymanych warstw nie jest zadowalająca. W niniejszej pracy przedstawiono wstępne wyniki badań nad przydatnością warstw węglikoazotków tytanu na stopie stomatologicznym WIRONIT. Określono skład chemiczny oraz fazowy uzyskanych warstw, morfologię ich powierzchni a także przeprowadzono badania odporności korozyjnej metodą potencjodynamiczną.

EN

Metal alloys widely used in the dental prosthetics, despite their insufficient corrosion resistance may cause allergy in case of some patients, the sources of which are mainly products of corrosion as well as ions of metals forming an alloy. In order to improve their properties they are usually covered with various kinds of layers. Met al nitrides, particularly titanium nitrides, are used most often. Although, the corrosion resistance of the layers obtained this way is unsatisfactory. In this paper, the initial results of the examination of the usefulness of the titanium nitrocarbide layers on the WIRONIT dental alloy have been presented. The chemical composition, phase diagram and surface morphology have been determined. The examinations of corrosion resistance by the potentiodynamic method have been conducted.