Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of grain size effect on tensile properties of Ni3Al - based intermetallic strips

Jóźwik P., Bojar Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2007

|

Vol. 52, iss. 2

321-327

EN

The results of investigation of grain size effect on mechanical properties of Ni3Al – based intermetallic strips measured in a tensile test at room temperature in air have been shown in the paper. Thin intermetallic strips with average grain size of 1, 5, 7, 26, 43 and 83 micrometers prepared by cold rolling and heat treatment at parameters chosen on the basis of our earlier completed recrystallization maps have been used for tensile tests. It has been stated that increasing of basic γ’ phase grain refinement caused intensive increase of tensile yield strength (TYS) and lower increase of ultimate tensile strength (UTS). The highest effectiveness of grain boundary strengthening has been found for average grain size up to 10 micrometers and was connected with a strong reduction of intermetallic material plasticity as well with increasing of its elasticity finding expression in TYS/UTS ratio. However, even for extremely fine-grained Ni3Al sample (average grain size approximately 1 micrometer) a value of ultimate tensile elongation obtained at room temperature in air (“hard conditions” for intermetallic alloys sensitive to environmentally influenced brittleness) was still high – approximately 30% at tensile yield strength above 1200 MPa. The results obtained (for recrystallized Ni3Al) were much better then those for appropriate alloys described in literature. In the analyzed grain size range, a classic exponential dependence of yield strength on average grain size was confirmed. Tension test results were in good correlation with fracture structure. It has been stated that fractures of samples with different grain size were quite similar and mixture-type. There was cleavage fracture via micro-volume of each grain, related to ductile fracture via microregions along grain boundaries. For all tested range of grain sizes a fraction of ductile fracture microregions was high, but higher for coarse-grained samples with ultimate elongation ran into 70%. A dependence of a phase structure (a fraction of γ disordered phase) and degree of γ’ phase ordering on mechanical properties and fracture in a tensile test at room temperature in air was also discussed in the paper.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu wielkości ziarna na parametry wytrzymałościowe taśm ze stopu na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al mierzone w próbie statycznego rozciągania, w temperaturze pokojowej, w atmosferze powietrza. Po szczegółowej analizie morfologii budowy ziarnowej materiału w stanie po wygrzewaniu rekrystalizującym prowadzonym przy wykorzystaniu map rekrystalizacji opracowanych we wcześniejszych badaniach do analizy wybrano próbki o średniej wielkości ziarna: 1 µm, 5 µm, 7 µm, 26 µm, 43 µm i 83 µm. Stwierdzono, wraz ze wzrostem stopnia rozdrobnienia fazy γ’ stanowiącej osnowe badanego materiału, intensywny przyrost granicy plastyczności oraz mniej intensywny przyrost doraźnej wytrzymałości na rozciąganie. Wykazano, że największa skuteczność umocnienia granicami ziaren (poprzez rozdrobnienie ziarna) ma miejsce w przedziale wielkości ziarna do ok. 10 µm, co odpowiada jednocześnie, zachodzącemu równolegle intensywnemu zmniejszeniu plastyczności materiału i zwiększeniu jego „wydolności sprężystej” wyrażonej stosunkiem Re/Rm. Jednak nawet dla skrajnie drobnoziarnistego stopu (średnia sśednica ziarna około 1 µm) wydłużenie uzyskiwane w próbie rozciągania prowadzonej w temperaturze otoczenia w powietrzu (bardzo ważne czynniki ”obciążające” wyniki uzyskiwane dla próbek stopów intermetalicznych) jest bardzo wysokie, bo bliskie 30%, przy także wysokiej granicy plastyczności powyżej 1200 MPa. Uzyskane wyniki, dla stopu w stanie równowagowym (po rekrystalizacji), są nieporównywalnie korzystniejsze od odpowiadajacych im nielicznych danych dostępnych w literaturze. Potwierdzono także, w rozpatrywanym przedziale wielkości ziarna, ”klasyczny” przebieg wykładniczej zależności granicy plastyczności od wielkości ziarna. Wyniki badań statycznego rozciągania korespondują z budową fraktograficzną powierzchni przełomów. Stwierdzono, że przełomy badanego stopu w stanie bez umocnienia ale przy zróżnicowanej wielkości ziarna wykazują wiele wspólnych cech budowy – są efektem pękania łupliwego w mikroobszarach i pękania ciągliwego stref granic ziaren, natomiast różnią się udziałem obu tych składowych. Przełomy badanego stopu, w całym rozpatrywanym przedziale wielkości ziarna, charakteryzują się dużym udziałem odkształcenia plastycznego w granicach ziaren – zauważalnie większym dla ziarna o większych rozmiarach pozwalającym na uzyskanie wydłużenia równomiernego na poziomie 70%. Dyskutowano także problem wpływu budowy fazowej (udział nieuporządkowanej fazy γ) oraz zmian stopnia uporzadkowania podstawowej fazy γ’ na właściwości mechaniczne i budowe przełomów w próbkach po rozciąganiu w temperaturze pokojowej, w atmosferze powietrza.

2

Phase transformations in ULCB_Mn steel cooled from (alpha+gamma) range.

Kolan C., Lis A. K.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 4

458-461

EN

The aim of the investigation was to establish the conditions for dual-phase microstructure formation which consists of bainite-martensite (BM) islands in ferrite matrix of ultra low carbon bainitic steel (ULCB_Mn) bearing about 3.7% Mn. The kinetic of austenite formation during the heating up at rate V5-8=0.6K/s process was determined to establish the temperature of intercritical annealing for a predetermined austenite content. The phase transformations of newly formed austenite within (alpha+beta) range during continuous cooling at a rate V8-5=0.6/30 K/s were studied. The intercritical annealing simulations were conducted for the commercially produced cold-rolled material. The influence of annealing temperature at (alpha+gamma) range and the volume fraction of BM islands formed during cooling down on the mechanical properties of sheets of 04G4Ti steel was established.

PL

Celem badań było ustalenie warunków tworzenia się dwoistofazowej struktury złożonej z wysp bainityczno-martenzytycznych (BM) w osnowie ferrytycznej stali ULCB_Mn zawierającej około 3.7% Mn. Dla określenia temperatury międzykrytycznego wyżarzania oraz ilości nowopowstałego austenitu wyznaczono kinetykę przemiany alfa->gama dla V5-8=0.6K/s. Badano przemiany fazowe nowoutworzonego austenitu w zakresie (alfa+gama) dla warunków ciągłego chłodzenia w zakresie szybkości V8-5=0.6/30 K/s. Przeprowadzono symulację międzykrytycznego wyżarzania taśm zimnowalcowanych produkowanych przemysłowo. Określono wpływ temperatur wyżarzania w zakresie dwufazowym (alfa+beta) i różnej ilości wysp BM powstałych przy chłodzeniu na własności mechaniczne taśm ze stali 04G4Ti.

3

Ulepszane cieplnie ultraniskowęglowe stale bainityczne.

Lis A. K., Lis J., Kolan C., Jeziorski L.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 6

1325-1332

PL

Określono własności wytrzymałościowe i udarność Charpy V nowych, współczesnych ultraniskowęglowych stali bainitycznych (ULCB), których składy chemiczne podano w tabeli. Wyznaczono za pomocą badań dylatometrycznych 9 wykresów CTPc dla nowych gatunków stali ULCB. Porównano wykresy CTPc stali 10N9 zawierającej 10% Ni i nowej stali HN5MVNb zawierającej 5,1% Ni oraz stali ULCB_3,5%Ni z dodatkiem około 1,5% Cu gatunku HSLA 100 i HN3MCu. Przedstawiono wpływ wzrastającej zawartości węgla i tytanu w składzie chemicznym stali 04G3Ti, 06G3Ti i 09G3Ti na kinetykę przemian fazowych w warunkach ciągłego chłodzenia. Sporządzono wykresy CTPc trudnościeralnych stali 04G3HN i 04G4HN. Przeanalizowano wpływ temperatury odpuszczania po hartowaniu badanych stali w wodzie na własności wytrzymałościowe i udarność Charpy V. Ustalono optymalne warunki ulepszania cieplnego badanych stali na wysoką wytrzymałość i udarność w temperaturach obniżonych w zakresie od -60 stopni Celsjusza do -120 stopni Celsjusza. Stwierdzono, że stale HN3MCu i HN5MVNb posiadają Re>690 MPa, udarność KCV-100C>100 J/centymetr kwadratowy, KCV-120C>80 J/ centymetr kwadratowy i KCV-196C>35 J/centymetr kwadratowy, mogą więc być użyte do kriogenicznych zastosowań jako najbardziej ekonomiczne stale w stosunku do stali zawierających ponad 9% Ni typu NV20-2 czy 10N9.

EN

The mechanical and Charpy V impact strength properties of the new, advanced ultra low carbon bainitic (ULCB) steels after water quenching and tempering (WQ&T) have been investigated. Their chemical compositions are given. The nine continuous cooling transformation diagrams (CCT) of the new ULCB steel grades have been established. The CCT diagrams for ULCB_Ni steels containing 9% Ni - grade 10N9 and 5% Ni - grade HN5MVNb are given. The comparison between CCT diagrams of 3,5%Ni + 1,5% Cu containing steels grade HSLA 100 and HN3MCu is shown. The effect of the increase in carbon and titanium contents in the chemical composition of ULCB_Mn steels 04G3Ti, 06G3Ti and 09G3Ti on the kinetics of phase transformations during continuous cooling is presented by the shifting CCT diagrams. There are the CCT diagrams for wear resistant ULCB steels 04G3HN and 04G4HN. The tensile properties of 04G3HN steel WQ&T during 1 hour after different tempering temperatures are shown as well as the properties of 04G4HN steel double tempered after quenching in water as follows; T1 600 degrees centigrade/1h + T2 600 degrees centigrade/1h, T1 = T2 = 630 degrees centigrade/2h, T1 608 degrees centigrade/1h + T2 650 degrees centigrade/0.5h. The Charpy V impact strength and brittle fracture occurrence curves for WQ&T 04G3HN and 04G4HN steels are presented. The effect of tempering temperature on mechanical properties of WQ&T steels: 04G3Ti, 06G3Ti and 09G3Ti is shown. Their Charpy V impact strength and brittle fracture occurrence curves are shown. The effect of tempering temperature on tensile properties of WQ&T HN3MCu steel is shown and Charpy V impact strength curves after different tempering conditions are shown. The optimum tempering temperatures region of HN3MCu steel for high Charpy V impact toughness at low temperatures - 80 degrees centigrade (193K) and -120 degrees centigrade (153 K) is estimated. The effect of tempering temperature on the mechanical properties of HN5MVNb steel is given the low temperature impact Charpy V toughness of HN5MVNb steel is shown. The optimum range of tempering temperature during 1 hour for toughness of WQ&T HN5MVNb steel is given. HN3MCu and HN5MVNb steels after WQ&T have high yield strength YS > or = 690 MPa and high Charpy V impact toughness KV > or = 80 J at - 100 degrees centigrade (173 K) and KCV > or = 50 J/ square centimetre at -120 degrees centigrade (153 K) so they may be used for cryogenic applications.

4

The effect of annealing environment on tensile properties of 316 austenitic stainless steel at room temperature.

Abduluyahed A.A., Zieliński W., Kurzydłowski K.J.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 3

315-318

EN

The effect of aging time and environment at 600 degrees centigrade on room temperature properties of 316-type stainless steel has been investigated. The annealing in vacuum results in a discontinuous yielding of specimens while specimens annealed in air yield in a continuous way. The annealing in vacuum significantly increases the flow stress, while does not change the work hardening rate in the range of microscopically uniform deformation.

5

Oxidation of a micrograined austenitic stainless steel and its effect on tensile properties.

Abduluyahed A.A., Sikorski K., Kurzydłowski K.J.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 3

327-330

EN

Experimental studies of plastic deformation in a 316-type stainless steel have been carried out to evaluate the effect of test temperature and environment. Two experimental environments have been used: atmospheric air and vacuum. The analysis concerned properties examined during tensile test at a constant strain rate. The serrated yielding was observed at temperatures intermediate and it has been found that the number of serrations per unit strain is higher while the flow stress is lower in air. The chemical composition of the oxide scales has been studied. It has been shown that the processes of oxidation depend on the environment and chemical compositions of the material.

6

Influence of ageing time and temperature on mechanical properties of two-phase titanium alloy Ti-6Al-2Mo-2Cr at high temperature.

Sieniawski J., Filip R., Kubiak K.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 3

536-539

EN

In the paper results of high temperature tensile properties investigations of two phase titanium alloy Ti-6Al-2Mo-2Cr have been presented. Ultimate tensile strength - Rm 0.2% proof stress - R0.2, elongation-A5 and reduction in area - Z have been determined in static tensile test at room and high temperature. It was found that combination of the highest mechanical properties of the alloy with good plasticity can be obtained by aging in temperature range 723-823 K for 5-10 hours. On the basis of testing results it has been concluded that the alloy studied can be used for structural elements of the machines working at temperature up to 723 K.

7

Effect of heat treatment on tensile properties and fracture toughness of two-phase alpha+beta titanium alloy Ti-6Al-2Mo-2Cr.

Kubiak K., Sieniawski J., Ziaja W.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 3

572-575

EN

In the paper results of the investigation on the effect of microstructure on room temperature tensile properties and fracture toughness of two-phase alpha+beta titanium alloy Ti-6Al-2Mo-2Cr have been presented. Microstructure has been varied by changes in the cooling rate from the solution treatment temperature and ageing time and temperature. Mechanical properties examined show strong dependence on the heat treatment conditions, especially aging conditions. It has been attributed mainly to amount and morphology of alpha phase obtained after heat treatment. The higher volume fraction of lamellar alpha phase, and the coarser the lamellar alpha structure, the higher the fracture toughness.