The main aim of the investigations was to determine the significance of parameters of RFSSW for the strength parameters of the resulting joint. RFSSW joints were made in 0.8-mm-thick 7075-T6 aluminium alloy using different welding parameters (tool rotational speed v, tool plunge depth, and joining time). The load capacity of joints was determined by shear tests. The optimum welding parameters which assure the highest load capacity (4.09 kN) in the tensile/shear test are: tool rotational speed of 3000 rpm, tool plunge depth of 1.55 mm, and joining time of 1.25 s. In the conditions of the static tensile test under pure shear the highest joint capacity (6.48 kN) is found for the joint welded at a tool plunge depth of 1.7 mm. Depending on the tool plunge depth, three types of joint damage were observed during tensile/shear tests: plug type fracture, shear fracture, and plug-shearracture. Incomplete refill is the main weld defect observed which is located on the path along which the sleeve plunges into the sheet. It was also found that alclad between the upper and lower sheets worsens the joint quality between the stir zone and thermo-mechanically affected zone.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper the results of strip drawing tests aimed to determine the friction coefficient in sheet metal forming operations are presented. The tests were conducted using a specially designed tribological simulator. The deep drawing quality steel sheet used in the automotive industry was tested. The relationship that shows the effect of sheet normal load, tool surface roughness, lubrication conditions and sample orientation according the rolling direction of the sheet on the value of friction coefficient are presented and discussed. The Scanning Electron Microscope (SEM) micrographs of sheet surfaces after the friction test allowed us to identify the mechanisms that occur at the contact of two bodies with rough surfaces. The results of the tests indicate that the relationship between friction force and normal force is nonlinear. Thus, the value of the friction coefficient is changed with the change of the load value.
PL
W artykule przedstawiono wyniki testów przeciągania pasa blachy mających na celu określenie wartości współczynnika tarcia w procesach kształtowania blach. Badania przeprowadzono za pomocą specjalnie zaprojektowanego symulatora tribologicznego. Badaniom poddano blachę stalową głęboko tłoczną wykorzystywaną w przemyśle motoryzacyjnym. Przedstawiono i omówiono zależności pomiędzy siłą nacisku, chropowatością powierzchni narzędzia, warunkami tarcia oraz orientacją próbki względem kierunku walcowania a wartością współczynnika tarcia. Zdjęcia SEM (Scanning Electron Microscopy) powierzchni blach po procesie tarcia pozwoliły na rozpoznanie mechanizmów tarcia występujących podczas kontaktu dwóch ciał o powierzchni chropowatej. Wyniki badań wskazały, że zależność pomiędzy siłą tarcia i siłą normalną jest nieliniowa, dlatego wartość współczynnika tarcia zmienia się wraz ze zmianą wartości obciążenia.
In this study, the structure, chemical composition and topography of oxide layers produced on the surface of the AISI 321 austenitic steel in the annealing process were analyzed. Heat treatment was done at 980°C temperature for 1 hour time in different conditions. The annealing was done in a ceramic furnace in oxidation atmosphere and in vacuum furnaces with cylindrical molybdenum and graphite chambers. The analysis was carried out using the following methods: a scanning electron microscope (SEM) equipped with an energy-dispersive X-ray spectrometer (EDX), a transmission electron microscope (TEM) equipped with an energy-dispersive X-ray spectrometer (EDX), an X-ray diffractometer (XRD), a secondary ion mass spectrometer with time-of-flight mass analyzer (TOF SIMS) and an atomic force microscope (AFM). The oxide layer formed during annealing of the AISI 321 steel at 980°C consisted of sub-layers, diversified in the chemical composition. The thickness of the oxidized layer is depended on the annealing conditions. In a ceramic furnace in oxidation atmosphere, the thickness of the oxide layer was of 300-500 nm, in a vacuum furnace with molybdenum and graphite heating chambers, it ranged from 40 to 300 nm and from a few to 50 nm, respectively. TOF SIMS method allows to get average (for the surface of 100 μm × 100 μm) depth profiles of concentration of particular elements and elements combined with oxygen. In oxide layers formed in vacuum furnaces there are no iron oxides. Titanium, apart from being bounded with carbon in carbides, is a component of the oxide layer formed on the surface of the AISI 321 steel.
PL
W pracy analizowano strukturę, skład chemiczny oraz topografię warstwy tlenków powstałych na powierzchni stali austenitycznej AISI 321 w procesie wyżarzania. Obróbkę cieplną prowadzono w temperaturze 980°C w czasie 1 godziny w zróżnicowanych warunkach. Wyżarzanie prowadzono w piecu ceramicznym w atmosferze powietrza oraz w piecach próżniowych z cylindryczną komorą molibdenową i grafitową. W prowadzonej analizie wykorzystano skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) wyposażony w spektrometr promieniowania X (EDX), transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM) wyposażony w spektrometr promieniowania X (EDX), dyfraktometr rentgenowski (XRD X-Ray Diffraction), spektrometr mas jonów wtórnych z analizatorem czasu przelotu (TOF SIMS) oraz mikroskop sił atomowych (AFM). Warstwa tlenków powstała w wyniku wyżarzania stali AISI 321 w temperaturze 980°C składała się z podwarstw różniących się składem chemicznym. O grubości warstwy utlenionej w decydowały warunki wyżarzania. W piecu ceramicznym z atmosferą powietrza grubość warstwy tlenków wynosiła 300-500 μm, w piecu próżniowym z grafitową i molibdenową komorą grzejną grubości wynosiły odpowiednio od 40 nm do 300 nm oraz kilka nm do 50 nm. Badania TOF SIMS pozwalają otrzymać uśrednione profile koncentracji pierwiastków metalicznych oraz profile koncentracji pierwiastków metalicznych będących w kontakcie z tlenem. W warstwach tlenków powstałych w piecach próżniowych nie obserwowano tlenków żelaza. Tytan oprócz roli związania węgla w węglikach, wchodzi w skład warstwy tlenków tworzonych w piecu próżniowym na powierzchni stali AISI 321.
The aim of that work was the evaluation of the quality of welded connections elements (welds) from the 30HGS steel and titanium alloy Ti6Al4V. The metallographic, factographic tests were used, and measurements of microhardness with the Vickers method. In the head weld of the 30HGS steel there were non-metallic partial division and bubbles observed. The average microhardness in the head connection was 320 HV0.1. There was no significant increase/decrease observed of microhardness in the head influence zone of the weld. There was a good condition of head connections observed, in accordance with the standard EN12517 and EN25817. In the head weld of Ti6Al4V titanium alloy there were single, occasional non-metallic interjections and bubbles observed. There were no cracks both on the weld, and on the border of the heat influence zone. The value of microhardness in head connection was in the range 300-445 HV0.1. Reveal a very good condition of the head connections in accordance with the standard EN12517 and EN25817. The factographic tests prove the correctness of welded connections done and then heat treatment in case of steel and titanium alloy.
In this work, the change of the structure and microhardness of Ti6Al4V titanium alloy after remelting and remelting with SiC alloing by electric arc welding (GTAW method) was studied. The current intensity equal 100 A and fixed scan speed rate equal 0,2 m/min has been used to remelting surface of the alloy. Change of structure were investigated by optical and scanning electron microscopy. Microhardness test showed, that the remelting of the surface does not change the hardness of the alloy. Treated by GTAW SiC alloying leads to the formation of hard (570 HV0,1) surface layer with a thickness of 2 mm. The resulting surface layer is characterized by diverse morphology alloyed zone. The fracture of alloy after conventional heat treatment, similarly to fracture after remelting with GTAW is characterized by extremely fine dimples of plastic deformation. In the alloyed specimens the intergranular and crystalline fracture was identified.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this work, the influence of parameters gas tungsten arc welding on the surface properties of a 100Cr6 steel was studied. Four different the current intensity has been used to remelting surface of the steel. Results of the effect of the current intensity arc electric on the microhardness, friction coefficient and wear intensity 100Cr6 steel was presented. Wear mechanisms were investigated by optical and scanning electron microscopy. Tribological test showed that the remelting with current intensity to 60A surface of the 100Cr6 leads to reduction of wear intensity in comparison to the conventional heat treatment. If treatment was made with current arc intensity - 80 A and more the wear intensity increased. During tribology tests two kinds wear material were distinguished: abrasive wear and adhesive wear.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The examination of the structure and microhardness of surface layer of C120 U carbon tool steel after arc treatment are presented in the paper. They are compared with the properties obtained after conventional hardening. The GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) method was used. The remelted zone consists of dendritic cells and columnar crystals. Inside the columnar crystals dependent to current arc plasma intensity the martensite or lower bainite was observed. The cooling rate of the remelted zone is similar to the cooling rate obtained in the classical heat treatment. The maximum hardness 650 HV0,1 was measured in material after treatment with a smaller current intensity of arc plasma – 60A. Increases of the current intensity of arc plasma from 60 A to 110 A (for fixed speed rate of source) lead to increases the depth of the remelted zone from 1,2 to 3,1 mm. Thickness of the heat affected zone in the all specimens was similar (1,9 to 2,1 mm).
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The effect of arc plasma treatment on structure and microhardness of 100Cr6 steel was investigated. Four different the current intensity has been used to remelting surface of the steel. SEM and LM microscopes have been used to evaluate microstructure of remelted zone (RZ). In the remelting zone (RZ) were obtained characteristic for rapid crystallization process the dendritic cell structure. Inside the dendritic cells in dependency to current intensity of arc, the martensite or bainite and retained austenite was observed. On the boundaries of the dendritic cells as a result of segregation of C and Cr the alloyed cementite is formed. The cooling rate of the remelted zone is higher than the cooling rate obtained in the classical heat treatment. The maximum hardness 840 HV0,1 was measured in material after treatment with a smaller current intensity of arc plasma – 60A. Increases of the current intensity of arc plasma from 60 A to 110 A (for fixed speed rate of source) lead to increases the depth of the remelted zone from 1,5 to 2,3 mm.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The examination of the structure, hardness and abrasion resistance of surface layer of high speed steel: HS 2-10-1-8, HS 6-5-2 and HS 10-2-5-8 after arc plasma and laser welding are presented in the paper. They are compared with the properties obtained after conventional hardening. Diode laser of continuous operation and GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) method were used. As a result of concentrated energy beam treatment applied to a steels surface layer, the structures characteristic of rapid solidification / crystallization process were obtained. The treatment of the steel by arc plasma electric with a single remelted track about 7 mm width does not lead to growth of the mechanical and tribological properties of high speed steels. The growth of microhardness as well as low the coefficient Archard of the high speed steel after remelting on the surface single track about 6 mm width by diode laser using can be obtained.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper present two different techniques: laser remelting surface and plasma remelting surface of the high speed steel HS 7425. The structure of the remelted layers were examined by means of SEM - microscopy. Measurement of microhardness in remelting zone using Vickers method. The remelting zone consist of dendritic cells and columnar crystals. Increase of hardness was observed in remelted zone in comparison to the substrate of the steel. The hardness in the remelted zone increases with the increasing cooling rate.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The examinations of the structure and the quantitative analysis of the carbide in high speed steels HS 2-10-1-8, HS 6-5-2, HS 10-2-5-8 are concluded in this case study report. Analysis of structure was carried out based on the scanning electron microscopy images. Computer system of images analyzed by the Multiscan was used to measurement the diameters of carbides. The diameter mean distribution of the carbides was described by function, on the basis of the work by J. Cybo, S. Jura [1]. Coefficients of the approximate function were used to calculate the stereoliogical parameters of the carbides.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań metalograficznych SEM, pomiarów mikrotwardości HV0,1 oraz wyznaczono naprężenia własne w warstwie wierzchniej stali C45 nadtopionej wiązką lasera CO2.
EN
The paper presents the results of laser surface modification on the C45 medium carbon steel. The laser heat treatment has been carried out by CO2 laser beam. Scanning electron microscopes and Vickers hardness tester were used to investigate structure and microhardness of the surface layer. Residual stresses in the laser remelted zone measurement by Waissman - Phillips method. In the microstructure after laser remelting three zone have been observed: remelted zone (of microhardness 480 -610 HV0,1), heat affected zone to solidus temperature (of microhardness 450 -550 HV0,1) and heat affected zone to temperature with range A1 - A3. This surface layer performs different residual stresses: compression (ab. 300 MPa) and tenssion (ab. 150 MPa).
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury SEM, mikrotwardości, odporności na zużycie tribologiczne stali narzędziowych nadtapianych wiązką lasera. Badano stale narzędziowe - do pracy na zimno: X45NiCrMo4, X100CrMoV5-1, 100MnCrW4 i X155CrVMo12-1, na gorąco X38CrMoV5-1 oraz stal szybkotnącą HS 6-5-2. Po laserowej obróbce przeprowadzono konwencjonalne odpuszczanie. Pokazano, że korzystne jest przeprowadzenie procesu odpuszczania dla stali X100CrMoV5-1, X155CrVMo12-1, X38CrMoV5-1 oraz HS 6-5-2. Zachowanie stosunkowo wysokiej twardości narzędziowych stali stopowych po wysokim odpuszczaniu jest wynikiem wystąpienia efektu twardości wtórnej - wydzielania węglików stopowych koherentnych z osnową martenzytu i przemianą austenitu szczątkowego.
EN
The following types of steels were the object of examinations - cold-work tool steels: X45NiCrMo4, X100CrMoV5-1, 100MnCrW4 and X155CrVMo12-1, hot-work tool steel X38CrMoV5-1, high-speed steel HS 6-5-2. Samples were remelted with laser CO2 and tempered conventionally. The following observations were performed: the metallographic SEM, measurements of micro hardness, abrasion resistance. The laser remelting of tool-grade steels leads to growth of abrasions resistance in comparison to steels subjected to conventional heat treatment. It is beneficial to perform tempering for the following steel types: X100CrMoV5-1, X155CrVMo12-1, X38CrMoV5-1 and HS 6-5-2. The preservation of relatively high hardness of tool-alloy steels after high tempering is the result of secondary hardness - precipitations of alloy carbides coherent with martensite matrix and the transformation of residual austenite.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań rentgenowskiej analizy fazowej stali szybkotnących HS 2-10-1-8, HS 6-5-2, HS 10-2-5-8 po konwencjonalnej i laserowej obróbce cieplnej. Przetopienie warstwy wierzchniej stali wykonano laserem diodowym dużej mocy (HPDL) w atmosferze gazów ochronnych. W badanych stalach ujawniono martenzyt, austenit szczątkowy oraz zależnie od gatunku stali węgliki typu M6C, M2C, MC. Szybka krystalizacja strefy nadtopionej sprzyja powstawaniu węglików pierwotnych typu MC. Wysoki (ok. 60% obj.) udział austenitu szczątkowego w strefie przetopu ulega obniżeniu (do 2% obj.) w wyniku odpuszczania w temperaturze 530oC/ 3x2 godz.
EN
This paper presents results of phase analysis (with using XRD method) of high speed steel HS 2-10-1-8, HS 6-5-2, HS 10-2-5-8 after conventional heat treatment and laser modification. The laser heat treatment has been carried out by high power diode laser (HPDL). Martensitic phase, retained austenite and primary carbide M6C, M2C, MC additional for grade steels in the all examined steels shown. Rapid solidification of laser melting zone favorable solidification primary carbide phase MC type. A high retained austenite portion in melting zone (about 60% vol.) falls after tempering at the temperature 530oC/ 3 times x 2 hours to the 2% vol.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań struktury oraz wyniki pomiarów odkształceń sieci martenzytu i węglika M_6C w stalach szybkotnących HS 2-10-1-8, HS 6-5-2, HS 10-2-5-8, po konwencjonalnej i laserowej obróbce cieplnej. Analiza odkształceń sieciowych ujawniła, że w wyniku hartowania ich wartości są znacznie większe niż po odpuszczaniu, a dotyczy to tak martenzytu jak i węglika M_6C. Krotność odpuszczania nie wpływa w istotny sposób na wartość odkształceń sieciowych.
EN
Three grades high speed steels: HS 2-10-1-8, HS 6-5-2 and HS 10-2-5-8 were under examinations. Contribution of the applied heat treatment and laser modification by diode remelting to the lattice deformations in the ferrite phase (martensite) and the carbide phase M_6C was studied. Increase value deformation lattice was observed in laser and conventional treated materials, for the ferrite phase and carbide phase M_6C, in comparison from the materials after tempering. Realization several onces of tempering does not change level of deformations lattice.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Badano rozkład naprężeń własnych w warstwie przetopionej laserem stali SK5MC, SW7M, 45 - metodą Weissmana–Philipsa. Badano również wpływ odpuszczania po hartowaniu laserowym oraz wpływ wielkości przekroju próbek hartowanych laserowo na rozkład i wielkość naprężeń własnych. Badania naprężeń własnych w warstwie przetopionej laserem stali ujawniły występowanie naprężeń ściskających. Ich wartość malała wraz ze wzrostem odległości od powierzchni przetopu. Naprężenia własne zwiększają się bardzo wyraźnie ze wzrostem przekroju próbki poddanej laserowemu hartowaniu. Odpuszczanie wpływa w nieznacznym stopniu na wartość naprężeń w warstwie wierzchniej - zmniejsza je o ok. 30 MPa do 50 MPa, w zależności od temperatury odpuszczania.
EN
This paper presents results of examined residual stress in high speed steels: HS 7-4-2-5, HS 6-5-2 and carbon steel C45 were used Weissman–Philips method. Temperature tempering and dimension cross-section of materials after laser hardened influence to distribution and value residual stresses examined too. In laser hardened lager measurement press residual stresses. Value stresses decrease with disbince from the surface treated. It shows that, as growth area cross-section very increase value residual stresses. Tempering steels after laser treated led to residual stresses, in crease value about 30 to 50 MPa, related to temperature tempering.
The required high properties of high speed steels are achieved by complex heat treatment comprising hardening and tempering leading to primary and secondary carbides distributed in a martensitic matrix. Examinations were performed on steels of grades: HSS 6-5-2, HSS 2-10-1-8 produced using conventional metallurgy and HSS 10-2-5-8 produced by application of powder metallurgy. Hardness maximum was stated after tempering at about 530 degrees centigrade when coherent precipitates of the secondary carbides of the MC and M2C types strengthened the martensitic matrix. Loosing of coherency by these carbides led to hardness loss as well as diminishing of residual stresses. Experiments comprising hardness measurements, XRD studies of phase constitution with focus on type of carbide and amount of retained austenite were carried out. Unique residual stresses examination in relation to heat treatment was performed, as well as, an energy filtered TEM (EFTEM) study of secondary carbides of nanometer sizes, difficult to observe using conventional method, were applied. All HSS under examination were subjected diode laser modification by remelting.
PL
Wysokie właściwości mechaniczne w stalach szybkotnących uzyskujemy na drodze złożonej obróbki cieplnej, składającej się z hartowania i odpuszczania. W efekcie otrzymuje się strukturę z rozkładem pierwotnych i wtórnych węglików w martenzytycznej osnowie. Badania prowadzono na stalach szybkotnących typu: 6-5-2; 2-10-1-8 wytworzonych na drodze konwencjonalnej metalurgii oraz 10-2-5-8 uzyskanej metalurgią proszkową. Maksimum twardości uzyskano po odpuszczeniu w temperaturze 530 stopni Celsjusza gdy koherentne wydzielenia węglików wtórnych typu MC i M2C dodatkowo umocniły osnowę martenzytyczną. Utrata koherencji przez wydzielone węgliki doprowadzała do spadku twardości i obniżenia zmierzonych wartości naprężeń własnych. W oparciu o twardość analizowano właściwości mechaniczne, a w badaniach dyfrakcją rentgenowską skoncentrowano się na identyfikacji typów węglików i ilości austenitu szczątkowego. Wykonano analizę współzależności naprężeń własnych od zastosowanej obróbki cieplnej. Unikalnymi była analiza morfologii węglików wtónych o wymiarach nanometrycznych z wykorzystaniem nowoczesnej metody TEM z filtrowaną energią (EFTEM). Przeprowadzono również modyfikację laserową stali na drodze przetopienia laserem diodowym nowej generacji.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Laserowe nagrzewanie , przetopienie lub stopowanie powierzchni metali prowadzi do uformowania warstwy wierzchniej o pożądanych własnościach użytkowych. Poprzez dobór technologii obróbki laserowej można modyfikować warstwę wierzchnią w celu podwyższenia jej twardości, odporności na ścieranie, żaroodporności, odporności na korozję, trwałości zmęczeniowej stykowej a także rezystywności. [...]
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań metalograficznych, dyfraktometrycznych, analizy składu chemicznego, twardości, fraktograficznych stali SK5MC hartowanej konwencjonalnie z temperatury 1200 °C, przetopionej wiązką lasera CO2 i odpuszczonej. Największą twardość uzyskano w wyniku odpuszczania w temperaturze 590 °C w czasie 2godz.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.