Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Changes in the Microstructure and Abrasion Resistance of Tool Cast Steel after the Formation of Titanium Carbides in the Alloy Matrix

Tęcza Grzegorz

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 4

173--180

EN

Cast martensitic alloy steel is used for the production of parts and components of machines operating under conditions of abrasive wear. One of the most popular grades is cast steel GX70CrMnSiNiMo2 steel, which is used in many industries, but primarily in the mining and material processing sectors for rings and balls operating in the grinding sets of coal mills. To improve the abrasion resistance of cast alloy tool steel, primary titanium carbides were produced in the metallurgical process by increasing the carbon content to 1.78 wt.% and adding 5.00 wt.% of titanium to test castings. After alloy solidification, the result was the formation of a microstructure consisting of a martensitic matrix with areas of residual austenite and primary titanium carbides evenly distributed in this matrix. The measured as-cast hardness of the samples was 660HV and it increased to as much as 800HV after heat treatment. The abrasion resistance of the sample hardened in a 15% polymer solution increased at least three times compared to the reference sample after quenching and tempering.

2

Assessment of Microstructure and Mechanical Properties of the Slag Ladle after Exploitation

Kalandyk Barbara, Zapała Renata, Sobula Sebastian, Tęcza Grzegorz, Piotrowski K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2021

|

Vol. 66, iss. 2

351--358

EN

The results of tests and examinations of the microstructure and mechanical properties of cast steel used for large-size slag ladles are presented. Castings of this type (especially large-size ladles with a capacity of up to 16 m3) operate under very demanding conditions resulting from the repeated cycles of filling and emptying the ladle with liquid slag at a temperature exceeding even 1600°C. The changes in operating temperature cause faster degradation and wear of slag ladle castings, mainly due to thermal fatigue.The tests carried out on samples taken from different parts/areas of the ladle (flange, bottom and half-height) showed significant differences in the microstructure of the flange and bottom part as compared to the microstructure obtained at half-height of the ladle wall. The flange and bottom were characterized by a ferritic-pearlitic microstructure, while the microstructure at the ladle half-height consisted of a ferritic matrix, cementite and graphite precipitates. Changes in microstructure affected the mechanical properties. Based on the test results it was found that both the flange and the bottom of the ladle had higher mechanical properties, i.e. UTS, YS, hardness, and impact energy than the centre of the ladle wall. Fractography showed the mixed character of fractures with the predominance of brittle fracture. Microporosity and clusters of non-metallic inclusions were also found in the fractures of samples characterized by low properties.

3

Właściwości mechaniczne i struktura rur odlewanych odśrodkowo ze staliwa 32Ni-25Cr-Nb po modyﬁkacji cerem

Tęcza Grzegorz

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 1

43--49

PL

Rury katalityczne wykonywane metodą odlewania odśrodkowego charakteryzują się zmienną na przekroju strukturą: warstwa zewnętrzna - strukturą kryształów kolumnowych, warstwa wewnętrzna - strukturą kryształów równoosiowych. Własności tych stref są rożne i mają istotne znaczenie na zachowanie się odlewów w temperaturze pracy. Jednym ze sposobów Zmiany mikrostruktury tych stref jest zabieg modyﬁkowania za pomocą ceru. W pracy porównano makro- i mikrostrukturę, granicę plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie oraz wydłużenie względne dwóch gatunków staliwa. Własności mechaniczne określono w temperaturze 820°C, porównano je dla poszczególnych stref rury - zewnętrznej i wewnętrznej. Dla stopu modyﬁkowanego cerem uzyskano węższą strefę kryształów kolumnowych w porównaniu ze stopem niemodyﬁkowanym (rys. 4). Mikrostruktura badanych stopów składała się z austenitycznej osnowy i wydzielonych węglików. Różnice strukturalne dotyczą przede wszystkim morfologii widocznych wydzieleń węglikowych. W streﬁe kryształów równoosiowych obserwowano skupiska eutektycznych wydzieleń o charakterze płytkowym (rys. 6), przy czym ich liczba w stopie modyﬁkowanym Ce była znacznie mniejsza. W streﬁe kryształów kolumnowych (rys. 5) dla obu stopów obserwowano równomiernie rozmieszczone węgliki zarówno po granicach ziaren, jak i w ich wnętrzu. Obserwowane jasne wydzielenia to węgliki niobu, które zawierają niewielkie ilości Ni, Cr i Fe (rys. 5, 6; pkt 1; tab. 2). Wydzielenia szare to złożone węgliki chromu zawierające znaczące ilości Fe i Ni (rys. 5, 6; pkt 2; tab. 3). Dla próbek wyciętych ze strefy kryształów równoosiowych stopu modyﬁkowanego Ce, zaobserwowano zwiększenie wartości RM przy zbliżonych wartościach Rm i A8 w porównaniu ze stopem niemodyﬁkowanym. Dla próbek wyciętych ze strefy kryształów kolumnowych dodatek Ce powoduje Zwiększenie wydłużenia blisko o 30%, zmniejszenie Rm o około 30 MPa, przy porównywalnym R092 (tab. 4). Zarodkowanie pęknięć w badanych próbkach ma miejsce na granicach ziaren austenitu. Na powierzchni przełomów są widoczne powierzchnie ziaren z licznymi wydzieleniami: węgliki Nb (rys. 8÷12, pkt 1) są widoczne jako duże, pojedyncze wydzielenia, węgliki Cr (rys. 8÷12; pkt 2) tworzą siatkę widoczną w postaci wydlużonych cząstek pokrywających powierzchnię ziaren. W stopie modyﬁkowanym Ce, oprócz węglików Nb i węglików Cr, obserwowano jasne wydzielenia wbudowane w obszar węglików Cr (rys. 11÷14; pkt 3), które były rozmieszczone wzdłuż granic ziaren. Ich skład chemiczny wskazuje, że są to złożone wydzielenia składające się głównie Z ceru (47%, tab. 5).

EN

Catalytic tubes made by the centrifugal casting process are characterised by a variable cross-section structure: the outer layer has the structure of columnar crystals, the inner layer -the structure of equiaxial crystals. The properties ofthese zones differ and are very important for the behaviour of castings at the operating temperature. One of the ways to change the microstructure of these zones is by inoculating with cerium. The study compares the macro- and microstructure, yield strength, tensile strength and elongation oftwo cast steel grades. The mechanical properties were examined at a temperature of 820°C and compared for the different zones of the tube, i.e. for the external zone and internal zone. Compared to a non-inoculated alloy, a narrower zone of columnar crystals was obtained in the cerium-inoculated alloy (Fig. 4), while microstructure ofthe examined alloys consisted of an austenitic matrix and precipitated carbides. The structural differences were related primarily to the morphology of the visible carbide precipitates. In the equiaxial crystals zone, clusters of lamellar eutectic precipitates were observed (Fig. 6), whose fraction in the alloy inoculated with cerium was much smaller. In the columnar crystals zone (Fig. 5), both alloys were observed to contain evenly distributed carbides, present inside the grains and at the grain boundaries. The light-coloured precipitates were niobium carbides, containing small amounts of Ni, Cr and Fe (Fig. 5, 6, item 1, Tab. 2). The grey precipitates were complex chromium carbides, containing large amounts of Fe and Ni (Fig. 5, 6, item 2, Tab. 3). Compared to the non-inoculated alloy, an increase in the R02 was observed at similar values of Rm and A8 in the cerium-inoculated specimens cut out from the equiaxial crystals zone. In specimens cut out of the columnar crystals zone, the addition of cerium raised the value of elongation by nearly 30%, reducing the Rm by about 30 MPa, with a comparable R02 (Tab. 4). The nucleation of cracks in the analyzed specimens occurred at the austenite grain boundaries; on the fracture surfaces, the outlines of grains with numerous precipitates are visible: Nb carbides (Fig. 8÷12; item 1) appear as large, single precipitates, Cr carbides (Fig. 8÷12, item 2) form a reticular pattern of elongated particles covering the surface of grains. In the alloy inoculated with cerium, besides Nb and Cr carbides, light-colored precipitates penetrating into the area of Cr carbides, but otherwise distributed along the grain boundaries, were observed (Fig. 11÷14, item 3). Their chemical composition indicates that they are complex precipitates consisting mainly of cerium (47%, Tab. 5).