Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Phase transformation and deformation behavior of steels with different content of metastable austenite

Klein M. W., Skorupski R., Smaga M., Beck T.

Engineering Transactions

|

2017

|

Vol. 65, iss. 1

69--75

EN

In this investigation three steels HCT 780T, AISI 347 and HSDr 600 with different content of metastable austenite and different austenite stability were monotonically loaded at ambient temperature. Using x-ray diffraction and scanning electron microscopy changes in the microstructure were characterized in detail. Hence, the most important mechanisms, which occur by deformation were determined.

2

Nowa generacja stali ultradrobnoziarnistych z efektem TRIP

Gołaszewski A.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2015

|

nr 7-8

38--40

PL

Rozwój zaawansowanych stali o dużej wytrzymałości miał na celu osiągnięcie zarówno dużej wytrzymałości, jak i wysokiej plastyczności. Jednym z niezaprzeczalnych osiągnięć w tej dziedzinie jest opracowanie stali typu TRIP o plastyczności indukowanej przemianą martenzytyczną. W ramach projektu NANOSTAL na Wydziale Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej stworzono nową technologię wytwarzania stali z efektem TRIP, o ultradrobnoziarnistej mikrostrukturze, której skutkiem jest korzystny zespół właściwości wytrzymałościowych i plastycznych.

EN

A rapid development in Advanced High–Strength Steels – AHSS was expected to lead to achieving two contradictory properties of steel: high strength and high ductility. Therefore, the recent development in TRIP steels production (TRansformation Induced Plasticity) is considered as one of the most significant achievements in this field. It is due to their unique combination of properties which are particularly useful in the automotive industry. Due to their outstanding properties, TRIP steels have become particularly interesting for the research team of the NANOSTAL project implemented at the Faculty of Materials Science and Engineering. Within the project, a new technology of producing ultrafine grained steel with TRIP effect has been developed. As a result, a favourable combination of strength and plastic properties has been achieved.

3

Microstructure and Texture Evolution During Cold-Rolling in the Fe-23Mn-3Si-3Al Alloy

Kowalska J., Ratuszek W., Witkowska M., Zielińska-Lipiec A., Kowalski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1789--1794

EN

Fe–23wt.%Mn–3wt.%Si–3wt.%Al alloy was cast, homogenized at 1150ºC, hot-rolled at temperatures between 1200ºC and 900ºC and next cold-rolled from 5% up to 40% reductions in thickness. Microstructure and texture of this alloy, which has a low stacking fault energy, were defined after cold-rolling. Investigation of transmission electron microscopy and X-ray diffraction showed that mechanical twinning and martensitic transformations (γfcc→εhcp and γfcc→εhcp→α′bcc) took place during cold-rolling. The crystallographic Shoji-Nishiyama (S-N) {00.2}ε║{111}γ, <11.0>ε ║ <110>γ and Kurdjumov-Sachs (K-S) {111}γ║{101}α’, <101>γ║<111>α’ relations between martensite (ε, α’) and austenite (γ), were found in the coldrolled material.

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań mikrostruktury i tekstury otrzymane dla stopu Fe–23%Mn–3%Si–3%Al (% masowe). Po odlaniu wlewek homogenizowano przy temperaturze 1150ºC, walcowano na gorąco w zakresie temperatur 1200ºC-900ºC i następnie walcowano na zimno do odkształceń od 5% do 40%. Wyniki badań uzyskane przy użyciu transmisyjnej mikroskopii elektronowej i metod dyfrakcyjnych wskazują, że podczas odkształcenia plastycznego na zimno w stopie zachodzi mechaniczne bliźniakowanie i przemiana martenzytyczna. Występują zależności krystalograficzne pomiędzy austenitem (faza γ) i martenzytem (faza ε i faza α’), które opisują zależności: Shoji-Nishiyama {00.2}ε || {111}γ, <11.0>ε || <110>γ i Kurdjumowa-Sachsa {111}γ || {110}α, <110>γ || <111>α.

4

Applications of newly developed nanostructural and microporous materials in biomedical, tissue and mechanical engineering

Dobrzański L. A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2015

|

Vol. 76, nr 2

53--114

EN

Purpose: The purpose of the paper is to present the main results of own research in 3 principal aspects indicating that the research is up to date and modern. This relates to nanotechnologies, modern biomedical materials and rapid manufacturing techniques used for the production of, in particular, microporous materials applied for medical and dental purposes. The paper comprises the explanation of structural mechanisms and phase transformations taking place in newly created engineering nanostructural and microporous materials under the influence of the applied, advanced technological processes newly developed, and especially nanotechnological processes, using the most modern scientific and research equipment being at disposal of modern materials engineering, in particular with the common use of high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). The results of investigations into the formation of the structure and surface properties results according to a different thickness scale of coatings or surface zone, from several hundred nanometres to several millimetres, are presented in the paper, including PVD and CVD coatings and laser treated surface on the steels and light alloys substrates. The paper also describes the nanostructural effects in solid materials, and especially the counteraction of cracking of new-developed high-manganese austenite steels Fe-Mn-Si-Al by twinning or/and martensitic transformation induced by the cold plastic deformation. The article also outlines the results of research of the development of special micro and nanocomposite materials designed mainly for use in regenerative medicine and regenerative dentistry. The studies of the structure and the properties of newly obtained materials and originally developed technologies are included to present the author’s contribution into materials science, nanotechnology, surface engineering and biomedical engineering including the usefulness of the newly developed nanoengineering materials and their applicability, in particular, in regenerative medicine, as well as tissue engineering. The described outcomes of the research constitute a basis for creating, apart from rigid porous implant-scaffolds, an innovative generation of rigid and elastic biological-engineering composite materials for regenerative medicine. Design/methodology/approach: The article discusses the key aspects of own research performed over the last decade in scope of nanotechnologies, modern biomedical materials and rapid manufacturing techniques used for the fabrication of, in particular, microporous materials applied for medical and dental purposes. The conditions for the performance of the research according to the scope mentioned were ensured by implementation of investment projects for constructing and equipping research and didactic laboratories in scope of nanotechnology, technologies of material processes and computational materials science, including LANAMATE (2010-2014) and MERMFLEG (2010-2013), and also BIOFARMA (2010-2012). Practical implications: The obtained materials and technologies are of high practical importance, which was confirmed in many cases with the results of laboratory tests and investigations at a semi-technical scale, and in some cases with the initiation of implementation works. The results of research in scope of bioengineering and dental engineering may find their applications in tissue engineering, in bone surgery, for threedimensional tissue scaffolds and in dentistry or oncology, to replace the natural tissue removed because of a cancer with the possibility of applying a therapeutic agent. Originality/value: The present paper is the original report from a personal own research and explains the concept, scope and results of own research of a new obtained microporous and nanostructural materials and coatings, including hybride solid-porous products and newly obtained materials processing and additive technologies. Some of the mentioned research results are protected by patents or patent applications, and many of them were awarded over 60 prizes and medals at international fairs of innovation, invention and rationalisation in many countries.

5

Microstructural Features of Strain-Induced Martensitic Transformation in Medium-Mn Steels with Metastable Retained Austenite

Grajcar A., Kilarski A., Radwański K., Swadźba R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1673--1678

EN

The work addresses relationships between the microstructure evolution and mechanical properties of two thermomechanically processed bainitic steels containing 3 and 5% Mn. The steels contain blocky-type and interlath metastable retained austenite embeded between laths of bainitic ferrite. To monitor the transformation behaviour of retained austenite into strain-induced martensite tensile tests were interrupted at 5%, 10%, and rupture strain. The identification of retained austenite and strain-induced martensite was carried out using light microscopy (LM), scanning electron microscopy (SEM) equipped with EBSD (Electron Backscatter Diffraction) and transmission electron microscopy (TEM). The amount of retained austenite was determined by XRD. It was found that the increase of Mn addition from 3 to 5% detrimentally decreases a volume fraction of retained austenite, its carbon content, and ductility.

PL

W pracy przedstawiono zależności pomiędzy rozwojem mikrostruktury i własnościami mechanicznymi dwóch obrobionych cieplno-plastycznie stali bainitycznych zawierających 3 i 5% Mn. Stale zawierają blokowe ziarna i warstwy austenitu szczątkowego umieszczone pomiędzy listwami ferrytu bainitycznego. W celu monitorowania postępu przemiany austenitu szczątkowego w martenzyt odkształceniowy, próby rozciągania prowadzono do zerwania oraz przerywano przy odkształceniu 5 i 10%. Identyfikacji austenitu szczątkowego oraz martenzytu odkształceniowego dokonano przy użyciu mikroskopii swietlnej (LM), skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) z wykorzystaniem techniki EBSD (Electron Backscatter Diffraction), a także transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM). Udział austenitu szczątkowego wyznaczono metodą rentgenowską. Stwierdzono, że wzrost zawartości Mn z 3 do 5% obniża udział austenitu szczątkowego, stężenie węgla w tej fazie, a także ciągliwość stali.

6

Ocena skłonności do pękania gorącego stali wysokomanganowych z dodatkiem aluminium

Adamiec J., Lalik S., Niewielski G.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

396--399

PL

Nowoczesne wysokowytrzymałe gatunki stali dla motoryzacji oprócz technologiczności w wytwarzaniu, powinny minimalizować oddziaływanie na środowisko przez redukcję emisji spalin. Powoduje to konieczność obniżenia masy pojazdów samochodowych, jako jednego z głównych źródeł zanieczyszczenia atmosfery. Nowoczesne stale pozwalają połączyć lekkość z tradycyjną przewagą stali wynikającą z jej niskiej ceny i walorów ekologicznych. Dobre właściwości mechaniczne, mała gęstość oraz zdolnością do absorpcji energii sprawiają, że stal z układu Fe-Mn-Al-C jest jednym z bardziej perspektywicznych materiałów XXI wieku. Ze względu na niskie koszty materiałowe znalazła uznanie i zainteresowanie w przemyśle motoryzacyjnym. Szersze wykorzystanie tych stopów jest związane często z trudnościami w procesach ich wytwarzania i przetwarzania, w tym procesów spawania. Doświadczenia z tymi stalami wykazały, że oczekiwany zestaw właściwości jest możliwy do uzyskania przez kombinację alternatywnych mechanizmów odkształcenia plastycznego, jak np. bliźniakowanie (efekt TWIP), indukowana odkształceniem przemiana martenzytyczna (efekt TRIP), czy plastyczność wywołana ścinaniem pasm austenitu (TRIPLEX efekt SIP). W pracy przedstawiono wyniki badań skłonności do pękania gorącego dwóch gatunków stali wysokomanganowych z efektem umocnienia typu TWIP I TRIP zawierających 3,1 i 5,3% aluminium oraz 17,3% i 23,9% manganu, w warunkach wymuszonego odkształcenia. Dla określenia podatności analizowanych stali do pękania gorącego w procesie spawania wykonano technologiczną próbę Transvarestraint oraz badania metalograficzne. Badania skłonności do pękania gorącego stali wysokomanganowych z dodatkiem aluminium przeznaczonych dla przemysłu motoryzacyjnego w warunkach wymuszonego odkształcenia, które modeluje próba Transvarestraint, wskazują, że stal X20MnAl18-3 o zawartości około 17% manganu i 3% aluminium jest odporna na pękanie gorące podczas przetopienia w warunkach wymuszonego odkształcenia, natomiast stal X55MnAl25-5 o większej zawartości manganu (ok. 24%) i aluminium (5,5%) jest skłonna do pękania gorącego w zakresie od temperatury solidusu do 0,7 temperatury topnienia. Pękanie w tym zakresie jest związane z małą plastycznością i wytrzymałością obszarów międzykrystalicznych w strukturze przetopienia, co jest związane z segregacją pierwiastków w tych obszarach oraz związanymi z procesem spawania odkształceniami całego złącza spawanego. Powstałe w trakcie badań pęknięcia gorące mogą być również wynikiem obecności znacznej liczby wad sieci krystalicznej i dążenia układu do stabilności energetycznej.

EN

Modern high-strength types of steel for motorisation should, apart from producibility in manufacturing, minimise the influence on the environment by reducing exhaust fumes emission. It creates the necessity of lowering the weight of car vehicles as one of the main sources of atmosphere pollution. Modern steel types enable to join the lightness with traditional advantages of steel which are low price and ecological qualities. High mechanical properties, low density and ability to absorb energy cause that steel type from Fe-Mn-Al-C set is one of more perspective materials of 21 st century. Due to low material costs it deserved appreciation and interest from automotive industry. Wider use of these alloys is often connected with difficulties in their manufacturing processes, including the welding processes. Experience with those steels has shown that expected set of properties is possible to achieve by a combination of alternative mechanisms of plastic deformation, such as twinning (TWIP effect), strain induced martensite transformation (TRIP effect) or plasticity caused by austenite band shearing (TRIPLEX effect SIP). The paper presents tests results of the susceptibility to hot cracking of two types of high manganese steel with the consolidation effect of TWIP and TRIP which included 3.1 and 5.3% of aluminium and 17.3% and 23.9% of manganese in conditions of extorted strain. In order to determine the susceptibility of analysed steel to hot cracking in welding process a technological Transvarestraint test and metallographic tests were conducted. Tests of susceptibility to hot cracking of high manganese steel types with aluminium addition for the use in automotive industry, in conditions of extorted strain, which is modelled by Transvarestraint test show, that steel X20MnAl18-3 with 17% of manganese and 3% of aluminium is resistant to hot cracking during weld penetration in conditions of extorted strain whereas the steel X55MnAl25-5 with higher content of manganese (about 24%) and aluminium (5.5%) is susceptible to hot cracking in temperature range from solidus to 0.7 of melting point temperature Cracking in this range is connected with low plasticity and strength of intercrystalline areas in weld penetration structure which is connected with segregation of the chemical elements in those are and deformations connected with welding process of the whole welded joint. Hot cracks which were created during tests may also be the result of the presence of large amount of defects of crystal system and the drive of the system to reaching energetic stability.

7

Żeliwo sferoidalne ausferrytyczne

Myszka D.

Obróbka Metalu

|

2011

|

nr 3

45-46

PL

Żeliwo sferoidalne ausferrytyczne (ang. Austempered Ductile Iron - ADI) nie jest jeszcze doskonale poznane przez inżynierów materiałoznawstwa i może właśnie dlatego, wciąż pojawiają się nowe pomysły zmierzające do uszlachetniania jego właściwości. Jest to szczególnie cenne z punktu widzenia zastosowania tego materiału. Wystarczy wspomnieć, że w roku 2010 jego produkcja miała zamknąć się w ilości 300000 ton. Świadczy to o dużym zainteresowaniu odbiorców odlewów z ADI, które stosuje się na elementy maszyn i urządzeń w przemyśle motoryzacyjnym, kolejowym, rolniczym, obronnym, itp. Jednak ADI kryje jeszcze kilka tajemnic, które nadal są intrygujące dla wielu naukowców z całego świata.

8

Austenite-Martensite Transformation in Austempered Ductile Iron

Myszka D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2007

|

Vol. 52, iss. 3

475-480

EN

Austempered ductile iron, commonly known as ADI, has already gained some renown among producers and users of castings made from this material. Though famous nowadays, its properties are being improved all the time and studies are continued to better know the mechanisms that govern obtaining the properties so unusual for a material like cast iron. From the research carried out by the author of this publication it follows that at least some of the properties result from the phenomenon that is called martensitic transformation and that accompanies the formation of ADI at different stages of its manufacture and during the additional technological operations. In ADI microstructure, martensite is always the product of austenite transformation, and for this reason mainly an attempt has been made in this paper to describe this phase in more detail as well as various consequences of its presence in cast iron under different conditions.

PL

Żeliwo ADI w dzisiejszych czasach ma już swoją renomę zarówno wsród producentów, jak i odbiorców odlewów wykonanych z tego materiału. Nadal jednak ulepszane są jego właściwości oraz poznawane są mechanizmy umożliwiające uzyskiwanie niezwykłych dla żeliwa właściwości. W świetle badań prowadzonych przez autora niniejszej publikacji wynika, że niezwykle istotny wpływ na część z nich ma przemiana martenzytyczna, która będzie towarzyszyć powstawaniu ADI w różnych fazach jego produkcji oraz innych, dodatkowych zabiegach technologicznych. Martenzyt jest zawsze wynikiem przemiany austenitu w mikrostrukturze ADI, stąd w artykule podjęto próbę opisu tej fazy i konsekwencji jej występowania w różnych stanach.

9

Modelling of the DP and TRIP micro-structure in the CMnAlSi automotive steel

Lis A. K., Gajda B.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 15, nr 1-2

127--134

EN

Purpose: The CMnAlSi steel is a new grade of TRIP steels with 1wt % of Al and Si. It is important to determine the usability of the CMnAlSi for production of sheets for automotive applications. Design/methodology/approach: The effect of cooling rate and austenitization temperature on phase transformations was investigated. The dilatometric experiments of the steel were done for the full austenitization temperature 1200°C, and for (α+γ) temperature ranges: 1100°C, 1000°C, 900°C and 800°C. Steel was also processed to achieve TRIP grade by continuous annealing with modeled vertical hot dip galvanizing line. The microstructures were investigated by light optical microscopy and SEM with EDX attachment. The amount of retained austenite in the obtained microstructures was investigated with X-ray diffraction. Findings: There is possibility to produce “dual-phase” CMnAlSi steel grade with controlled rolling at finishing temperature below 900°C to 800°C and fast cooling. Steel CMnAlSi is well suited for production of TRIP grade via heating cycle which correspond to vertical hot dip galvanizing process. Practical implications: This steel is suitable for production of automotive applications. Originality/value: The new procedure of control rolling from the (α+γ) temperature range of CMnAlSi steel was presented.

10

Symulacja procesu walcowania na gorąco stali przeznaczonych na karoserie

Adamczyk M., Hadasiak E., Niewielski G., Kuc D.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 3

737-740

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji procesu walcowania na gorąco blach ze stali stosowanych na elementy karoseryjne w przemyśle samochodowym. Badany materiał stanowiła stal typu IF charakteryzująca się strukturą ferrytyczną oraz wielofazowe stale typu DP oraz TRIP. W oparciu o zarejestrowane parametry podczas walcowania płaskowników na doświadczalnej linii walcowniczej w Institut für Metallformung w Bergakademie Freiberg, przeprowadzono modelowanie fizyczne na symulatorze Gleeble 3800 metodą ściskania na gorąco w warunkach zbliżonych do płaskiego stanu odkształcenia. W pracy przedstawiono wyniki badań mikro i substruktury oraz twardości poszczególnych gatunków stali po symulacji. Zaprezentowano również wpływ parametrów odkształcania na poziom naprężenia uplastyczniającego, wyznaczonego w próbie ściskania na gorąco. Podjęte badania pokazują możliwości w stosowaniu plastometrycznej próby ściskania do modelowania rzeczywistego procesu walcowania blach.

EN

Simulation of hot rolling process of car-body steels used for automotive industry were show in this paper. Single-phase ferritic structure IF steel and two multiphase DP and TRIP steels were investigated. Flow stress of investigated steels in whole range of temperature and strain rate that was realized hot rolling sheet process were determined (fig. 2). The physical simulation of hot rolling was carried out on the Gleeble 3800 simulator used compression test in the plane strain condition, on the basis of rolling parameters recorded in Institut für Metallformung in Bergakademie Freiberg. Final micro-, substructures and hardness investigated steels after the process thermomechanical treatment was shown (fig. 9÷13).

11

Blachy samochodowe typu DP i TRIP walcowane metodą obróbki cieplno - mechanicznej

Adamczyk J., Grajcar A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2004

|

Vol. 71, nr 7-8

305-309

PL

W pracy dobrano skład chemiczny stali z mikrododatkami Nb i Ti oraz ustalono warunki walcowania metodą obróbki cieplno - mechanicznej blach o strukturze ferrytyczno - martenzytycznej (dual phase) oraz ferrytyczno - bainitycznej z austenitem szczątkowym, ulegającym przemianie martenzytycznej podczas odkształcenia technologicznego, tj. typu TRIP (Transformation Induced Plasticity). Stwierdzono, że blachy wytworzone tą metodą mają bardziej drobnoziarnistą strukturę oraz korzystniejsze własności mechaniczne niż po klasycznym hartowaniu niezupełnym lub izotermicznym z temeratury nieco wyższej od Ac1stali.

EN

The chemical composition of the Nb, Ti microalloyed steel was established. The rolling and cooling conditions in the thermomechanical treatment of sheets with a ferritic - martennsitic (dual phase) structure and a ferritic - bainitic with retained austenite (TRIP - Transformation Induced Plasticity) structure were determined. It was found that sheets produced according to this method have a more fine - grained structure and also better mechanical properties than after the classical underhardening or isothermal quenching from the temperature slightly higher than Ac1 of the investigated steel.

12

The role of backstress in phase transforming steels

Fischer F., Antretter T., Azzouz F., Cailletaud G., Pineau A., Tanaka K., Nagayama K.

Archives of Mechanics

|

2000

|

Vol. 52, nr 4-5

569-588

EN

Transformation induced plasticity (TRIP) is demonstrated by an experimental programme for a Fe-9Ni-12Cr steel for various loading paths with partial or full unloading. The martensitic transformation is considered. A thermodynamical interpretation as well as micromechanical modelling of TRIP are presented. The selection of distinct variants is explained. Finally a modified constitutive equation for the TRIP strain rate is suggested by introducing a transformation surface including a transformation backstress. The backflow after unloading, which cannot be explained by the currently used TRIP strain rate term, can be represented by the proposed formulation. Aspects of future research are discussed.