Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Prediction of Selected Mechanical Properties in Austempered Ductile Iron with Different Wall Thickness by the Decision Support Systems

Jaśkowiec Krzysztof, Opaliński Andrzej, Kustra Piotr, Jach D., Wilk-Kołodziejczyk Dorota

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 2

137--144

EN

The structure of Austempered Ductile Iron (ADI) is depend of many factors at individual stages of casting production. There is a rich literature documenting research on the relationship between heat treatment and the resulting microstructure of cast alloy. A significant amount of research is conducted towards the use of IT tools for indications production parameters for thin-walled castings, allowing for the selection of selected process parameters in order to obtain the expected properties. At the same time, the selection of these parameters should make it possible to obtain as few defects as possible. The input parameters of the solver is chemical composition Determined by the previous system module. Target wall thickness and HB of the product determined by the user. The method used to implement the solver is the method of Particle Swarm Optimization (PSO). The developed IT tool was used to determine the parameters of heat treatment, which will ensure obtaining the expected value for hardness. In the first stage, the ADI cast iron heat treatment parameters proposed by the expert were used, in the next part of the experiment, the settings proposed by the system were used. Used of the proposed IT tool, it was possible to reduce the number of deficiencies by 3%. The use of the solver in the case of castings with a wall thickness of 25 mm and 41 mm allowed to indication of process parameters allowing to obtain minimum mechanical properties in accordance with the PN-EN 1564:2012 standard. The results obtained by the solver for the selected parameters were verified. The indicated parameters were used to conduct experimental research. The tests obtained as a result of the physical experiment are convergent with the data from the solver.

2

Structural stability of thin-walled austempered ductile iron castings

Górny Marcin, Gondek Łukasz, Angella Giuliano, Tyrała Edward, Kawalec Magdalena, Bitka Adam

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e79, 2023

EN

The structural stability of ausferrite in thin-walled Austempered Ductile Iron (ADI) castings with 5 mm wall thickness is compared to a reference casting with 25 mm wall thickness. The thin-walled and reference castings were first austenitized between 850 and 925 °C, and then austempered between 250 and 380 °C. X-ray diffraction (XRD) investigations with changing temperature were performed between - 260 up to + 450 °C to investigate the change of phase fraction, lattice parameters and strain in ausferrite. The role of the austenitization temperature on structural stability and homogeneity of the investigated ADI castings has been provided. In addition, the problem of the occurrence of “blocky” high-carbon austenite that was not completely involved during austempering, has been taken into account. Finally, it has been shown that the thin-walled castings provided higher structural homogeneity and stability if compared to the reference castings.

3

Comparison of the Classical Algorithm with the Training Algorithm in Scheduling Problem ADI Production

Wilk-Kołodziejczyk D., Chrzan K., Jaśkowiec K., Pirowski Z., Żuczek R., Bitka A., Machulec D.

Archives of Foundry Engineering

|

2022

|

Vol. 22, iss. 1

5--12

EN

A classical algorithm Tabu Search was compared with Q Learning (named learning) with regards to the scheduling problems in the Austempered Ductile Iron (ADI) manufacturing process. The first part comprised of a review of the literature concerning scheduling problems, machine learning and the ADI manufacturing process. Based on this, a simplified scheme of ADI production line was created, which a scheduling problem was described for. Moreover, a classic and training algorithm that is best suited to solve this scheduling problem was selected. In the second part, was made an implementation of chosen algorithms in Python programming language and the results were discussed. The most optimal algorithm to solve this problem was identified. In the end, all tests and their results for this project were presented.

4

Influence of the Heat Treatment on the Microstructure and Corrosion Resistance of Austempered Ductile Iron (ADI)

Krawiec A., Vignal V., Lelito J., Krystianiak A., Tyrała E.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 1

151--156

EN

The influence of the hold time of the austempering heat treatment at 280°C on the microstructure and corrosion resistance in NaCl-based media of austempered ductile iron was investigated using X-ray diffraction, micro-hardness measurements, corrosion tests and surface observations. Martensite was only found in the sample which was heat treated for a short period (10 minutes). Corrosion tests revealed that this phase does not play any role in the anodic processes. Numerous small pits were observed in the α-phase which is the precursor sites in all samples (whatever the value of the hold time of the austempering heat treatment).

5

Effect of Nickel on the Microstructure, Mechanical and Tribological Properties of Austempered Ductile Cast Iron for Steering Knuckle Applications

Ramkumar T., Madhusudhanan S., Rajendran I.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 1

15--25

EN

The research article address, the mechanical properties such as fatigue, impact strength and tribological properties of Austempered ductile iron (ADI) has been investigated. The samples of ADI iron were austenitized at 927°C for 2 hrs and later it was under austempering process for 2 hrs at a temperature range of 240°C to 400°C. Experiments under axial loading has been carried out on three different compositions (without Ni(X), 0.22wt.%Ni(X1), 0.34wt.%Ni(X2). Fabricated test bars were converted in to as per ASTM standard samples for different tests. In order to study the influence of chunky nickel morphology studies on fatigue life and impact strength were carried out on a second set of specimens without any microstructural defect. Metallurgical analyses were performed on all the samples of heat treated samples (AF - Ausferrite, MB - Mixed bainite, M - Martensite, RA - Retained Austenite and N - Nodule) were found and compared. It was found that a mean content of 22% of chunky nickel in the microstructure (with respect to total Ni content) influence considerably the fatigue and impact strength properties of the cast iron. Moreover tribological properties of the specimens were also studied under dry sliding conditions at various sliding speed and load. The wear resistance and coefficient of friction were found to increase with increase in load and sliding speed.

6

Austempering in Zamak Bath: Influence of Austempering Time and Austenitizing Temperature on Ductile Cast Iron Properties

Pereira L., Bellé M. R., Seibel Júnior L. F., Pasini W. M., do Amaral R. F., Karlinski de Barcellos V.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 1

371--376

EN

The combination of the austempered ductile iron mechanical properties strongly depend on the parameters used on the austempering cycle. On this study, the influence of austempering time and austenitizing temperature on the properties of a ductile iron were evaluated. A metallic bath of Zamak at 380°C was used as an austempering mean. A set of ductile iron blocks were austenitized at 900°C for 90 minutes and submitted to different austempering times in order to determine the best combination of microstructural and mechanical properties. After the definition of the time of austempering, the reduction of the austenitizing temperature was evaluated. The best combination of properties was obtained with austenitizing at 860°C and austempering during 60 minutes.

7

Ocena odporności dynamicznej żeliwa ADI z dodatkiem miedzi i molibdenu

Myszka D., Ahmed M., Cybula L.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2018

|

z. 90 [298], nr 3

377--383

PL

Materiały inżynierskie wykorzystywane w licznych zastosowaniach, w szczególności w motoryzacyjnych i wojskowych, muszą sprostać nowym wymaganiom, z których jednym z najważniejszych jest odporność na obciążenia dynamiczne. Ponieważ zjawiska związane z takimi interakcjami są dość złożone, stosuje się niestatyczne typy testów do oceny i porównania różnych potencjalnych materiałów. W pracy tej dwa rodzaje żeliwa ADI wytworzono w różnych warunkach austenityzowania i hartowania, otrzymując różną morfologię ausferrytu. Próbki z obu materiałów były poddawane różnym dynamicznym szybkościom odkształcania. Oceniono odporność na martenzytyczną przemianę odkształceniową w zależności od mikrostruktury i szybkości odkształcania. Badania XRD i LM były wykorzystane do oceny właściwości oraz wpływu dużych szybkości odkształcania na strukturę materiału.

EN

Engineering materials used in numerous applications, in particular in automotive and military applications, have to meet new requirements, one of the most important being resistance to dynamic loads. Because the phenomena associated with such interactions are quite complex, non-static test types are used to evaluate and compare different potential materials. In this work, two types of ADI cast iron were made in different austenitizing and quenching conditions to obtain different ausferrite morphology. Samples from both materials were subjected to different dynamic deformation rates. The resistance to martensitic strain transformation was evaluated depending on the microstructure and rate of deformation. XRD and LM were used to assess the properties and impact of high strain rates on the material structure.

8

Comparative Studies on the Wear of ADI Alloy Cast Irons as Well as Selected Steels and Surface-Hardened Alloy Cast Steels in the Presence of Abrasive

Wieczorek A. N.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 1

119--128

EN

The paper presents the results of wear tests obtained for 4 groups of materials: surface-hardened alloy steels and alloy cast steels for structural applications, hard-wearing surface-hardened alloy cast steels, and austempered alloy cast irons. The wear tests have been performed on a specially designed test rig that allows reproducing the real operating conditions of chain wheels, including the rolling and sliding form of contact between elements. The chain wheels subjected to tests were operated with the use of loose quartz abrasive. This study presents results of measurements of material parameters, micro-structure of a surface subject to wear, as well as the linear wear determined for the materials considered. Based on the results, the following was found: the best wear properties were obtained for surface-hardened alloy steels and wear surface; strengthening of the ADI surface took place - most probably as a result of transformation of austenite into martensite; the uniformity of the structure of the materials affects the surface wear process. The study also indicated a significant degree of graphite deformation in ADI characterized by the upper ausferritic structure and its oblique orientation in relation to the surface, which resulted in a facilitated degradation of the surface caused by the quartz abrasive.

9

Statistical Assessment of the Impact of Elevated Contents of Cu and Ni on the Properties of Austempered Ductile Iron

Nawrocki P., Kochański A., Myszka D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 4

2147--2150

EN

The article presents a statistical analysis of data collected from the observation of the production of austempered ductile iron. The impact assessment of the chemical composition, i.e. high contents of Cu and Ni on the properties of ductile iron isothermal tempered is critical to find the right chemical composition of austempered ductile iron. Based on the analyses range of the percentage of Cu and Ni which were selected in the cast iron to obtain material with high strength properties.

10

Austempered Ductile Iron Manufacturing Data Acquisition Process with the Use of Semantic Techniques

Wilk-Kołodziejczyk D., Kluska-Nawarecka A. S., Regulski K., Adrian W., Jaśkowiec K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 4

2117--2122

EN

The aim of this work was to propose a methodology supporting the task of collecting the comparative data on studies of the mechanical properties of ADI. Collecting of research data is an important step in the process of finding the optimum design solutions for newly made products - experimental data allow us properly calibrate the manufacturing process of ADI to let the final product achieve the required properties. Parameters of the ADI production process, i.e. the time and temperature of austenitising and austempering, as well as the alloying elements added to ductile iron affect the ADI properties. The design process can use research data collected, among others, from the Web. As stated in the article, the process of data acquisition can be supported by semantic technologies, including ontologies which are descriptive logic formalism.

11

Kinetics of the bainite transformation in austempered ductile iron ADI

Ławrynowicz Z.

Advances in Materials Science

|

2016

|

Vol. 16, nr 2(48)

47--56

EN

The aim of the present research is to check an analytical model of the kinetics of bainite transformation that will enable the producers of ADI to optimise the microstructure and mechanical properties and minimise the expensive and extensive experimental trials. A combination of thermodynamics and kinetic theory was used successfully to estimate the evolution of bainite as a function of temperature, time, chemical composition and austenite grain size and predict the processing window in austempered ductile iron using a bainite transformation model developed previously for high silicon steels. The results of the present research show that the bainitic model developed for high silicon steels is applicable for calculations of the processing window for ADI.

12

Effect of Phenomena Accompanying Wear in Dry Corundum Abrasive on the Properties and Microstructure of Austempered Ductile Iron with Different Chemical Composition

Myszka D., Wieczorek A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

483--490

EN

The research described in this article is a fragment in the series of published works trying to determine the applicability of new materials for parts of the mining machinery. Tests were performed on two groups of austempered ductile iron - one of which contained 1.5% Ni and 0.5% Mo, while the other contained 1.9% Ni and 0.9% Cu. Each group has been heat treated according to the three different heat treatment variants and then the material was subjected to detailed testing of mechanical properties and abrasion wear resistance, measuring also hardness and magnetic properties, and conducting microstructural examinations. The results indicated that each of the tested materials was senstive to the surface hardening effect, which resulted in high wear resistance. It has been found that high temperature of austempering, i.e. 370°C, favours high wear resistance of ductile iron containing nickel and molybdenum. Low temperature of austempering, i.e. 270°C, develops high wear resistance in ductile iron containing nickel and copper. Both these materials offer completely different mechanical properties and as such can be used for different and specific applications.

PL

Badania przestawione w artykule wpisują się w cykl publikacji określających przydatność nowych materiałów na elementy maszyn górniczych. Testy przeprowadzono dla dwóch grup żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego - jedna z nich zawierała 1,5%Ni i 0,5%Mo, druga natomiast 1,9%Ni i 0,9%Cu. Każdą grupę obrobiono cieplnie w trzech różnych wariantach i materiał taki poddano badaniom: własności mechanicznych, odporności na zużycie ścierne, pomiarom twardości i magnetycznym oraz ocenie mikrostruktury. Wyniki wskazują, że każdy z analizowanych materiałów umacnia się powierzchniowo, co powoduje wysoką odporność na zużycie. Stwierdzono, że wysoka temperatura hartowania izotermicznego tj. 370°C, sprzyja wysokiej odporności na zużycie żeliwa zawierającego nikiel i molibden. Niska temperatura hartowania izotermicznego tj. 270°C, sprzyja natomiast wysokiej odporności na zużycie żeliwa zawierającego nikiel i miedź. Oba te materiały charakteryzują się diametralnie różnymi własnościami mechanicznymi stąd też możliwość ich wykorzystania do odmiennych, specyficznych zastosowań.

13

Comparison of Austempered Ductile Iron and Manganese Steel Wearability

Kochański A., Krzyńska A., Chmielewski T., Stoliński A.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 1 spec.

51--54

EN

The results of comparison of the wear resistance of manganese steel X120Mn12, S235IR steel and austempered ductile iron ADI are presented. The aim of this study is to determine the possibility of replacing an item made of X120Mn12 steel with another material. For this purpose, all of the samples were measured for Brinell hardness. The samples were then tested for wear resistance in a specially designed test stand. The test resided in shot penning the surface of the test samples within the shot stream with the defined parameters. The test stand used in the test ensured the shot penning parameter stability. The test samples underwent multiple tests in which shot penning occurred in reccurrent cycles. Three test limits were established for the present study: 60, 120 and 180 cycles. The wear resistance measure in this study was the decrease in the tested sample’s weight expressed in grams and calculated for a unit of the shot-penned surface. The obtained results confirmed the possibility of using ADI as a possible replacement of manganese steels in specific cases. Of the eight types of the samples tested, the two ADI samples exhibited abrasion resistance which was comparable to that of the reference sample, while one exhibited better resistance. What constitutes the optimal chemical composition and the corresponding optimal heat treatment for particular cases remains an issue for further research.

14

Rolling contact fatigue resistance of shot peened austempered ductile iron

Zammit A., Abela S., Michalczewski R., Kalbarczyk M., Wagner L., Mhaede M., Wan R., Grech M.

Tribologia

|

2014

|

nr 4

137--147

EN

Compared to other ferrous materials, austempered ductile iron (ADI) has marked economic advantages such as low melting temperature, low shrinkage, excellent castability, good machinability, and high damping capacity. This makes it a potential candidate material for automotive components. The desired bulk properties required by these components can be obtained through careful control of the austempering parameters. However, to truly unlock its full potential, surface engineering techniques are necessary to improve the surface properties and characteristics of this material. This study provides an insight on the tribological behaviour of shot peened ADI. Lubricated rolling contact fatigue tests revealed that shot peening resulted in a 72% decrease in the average contact fatigue life when compared to the resulting fatigue life obtained by the as-austempered ADI specimens.

PL

W porównaniu ze stalą i staliwem żeliwo ADI cechuje się korzystniejszymi cechami użytkowymi, takimi jak niska temperatura topnienia, niewielki skurcz odlewniczy, doskonała lejność, dobra obrabialność i wysoka zdolność do tłumienia drgań. Cechy te czynią żeliwo ADI potencjalnym materiałem do zastosowania w przemyśle motoryzacyjnym. Parametry materiałowe wymagane dla tych elementów maszyn mogą być uzyskane jedynie w wyniku prawidłowego przeprowadzenia procesów obróbki cieplnej skutkujących wytworzeniem struktury ausferrytycznej. Jednakże, by żeliwo to mogło być stosowane, niezbędna jest także poprawa właściwości użytkowych warstwy wierzchniej. W artykule zaprezentowano wyniki badań tribologicznych śrutowanego żeliwa ADI. Testy powierzchniowego zużycia zmęczeniowego wskazały na zmniejszenie o 72%, średniej trwałości żeliwa ADI po kulowaniu w stosunku do tegoż żeliwa w stanie wyjściowym.

15

Technologiczne aspekty przemiany odkształceniowej w żeliwie sferoidalnym ausferrytycznym

Myszka D.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 265

3--101

PL

Austenit w żeliwie sferoidalnym ausferrytycznym jest fazą krystaliczną, która od lat wzbudza zainteresowanie naukowców na całym świecie. Może mieć zarówno pozytywny, jak i negatywny wpływ na właściwości żeliwa. Z jednej strony, austenit jest utożsamiany z uzyskiwaniem dużej plastyczności, z drugiej strony, powoduje duże kłopoty z obróbką skrawaniem odlewów. Na pytanie, jaki jest rzeczywisty wpływ tej fazy na właściwości żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego, można szukać odpowiedzi w postodlewniczej niejednorodności chemicznej i morfologicznej jego mikrostruktury oraz w przemianie odkształceniowej austenitu. W niniejszym opracowaniu analizie poddane zostały wyniki prac zrealizowanych w kilku ośrodkach naukowych, dotyczące austenitu niestabilnego mechanicznie oraz jego przemiany w martenzyt pod wpływem różnych oddziaływań – naprężenia lub odkształcenia. Ma to szczególne znaczenie w procesach technologicznych, jakim poddawane jest żeliwo sferoidalne ausferrytyczne, np.: podczas obróbki skrawaniem, podczas procesów ścierania bądź kulowania. W ausferrytycznej osnowie żeliwa zachodzi wówczas zjawisko przemiany części austenitu w martenzyt, zwany martenzytem odkształceniowym. Powoduje ono umocnienie materiału oraz zmianę właściwości magnetycznych żeliwa. Cechy te zostały potwierdzone przez autora opracowania wieloma wynikami badań doświadczalnych, co umożliwiło ocenę wpływu austenitu na właściwości żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego oraz opracowanie metody technologicznej określającej szacunkowo udział austenitu niestabilnego mechanicznie w mikrostrukturze tego materiału.

EN

Austenite in austempered ductile iron is a crystalline phase which for years has attracted interest of researchers around the world. It can have both positive and negative effects on the properties of cast iron. On the one hand, austenite is identified with high plastic properties that it confers to cast iron, while on the other hand, it causes great problems with the machining of castings. An answer to the question what is the real impact of this phase on the properties of austempered ductile iron should be looked for in the post-casting chemical and morphological heterogeneity of the microstructure and in the deformation-induced transformation of austenite. In this study, the analysis included the results of the work carried out in a number of research centres regarding mechanically unstable austenite and its transformation to martensite under the influence of various impacts like stress or strain. It is of particular importance in the technological processes to which the austempered ductile iron is subjected, including, for example, machining, the process of abrasion or shot peening. Then, in the ausferritic cast iron matrix, the phenomenon occurs which involves partial austenite transformation to martensite, called deformation-induced martensite. Its result is hardening of the material and changing of the cast iron magnetic properties. Numerous experimental results obtained by the author of the study confirmed those features and allowed an assessment of the impacts of austenite on the properties of austempered ductile iron and the development of a technological method to determine the estimated share of mechanically unstable austenite in microstructure of this material.

16

Modeling of austempered ductile iron using discrete signals

Kochański A., Grzegorzewski P., Soroczyński A., Olwert A.

Computer Methods in Materials Science

|

2014

|

Vol. 14, No. 3

190--196

EN

Austempered ductile iron is a perfect constructional material. Its unique properties combining high strength with good elongation follow from the material's structure, in which a special role is played by a metallic matrix. The growing requirements that cast producers have to meet result in the necessity of developing appropriate tools for the production process control. The present work discusses the state of the art with respect to the modeling of ausferritic ductile iron properties. Furthermore, it puts forward a new approach to the modeling of selected properties which is based on creating logical rules. The proposed approach has been verified with the use of the data set with the data coming from diverse sources and pertaining to more than 1400 melts. The results of the experiment have confirmed the usefulness of the proposed method. In the summary, the method's further potential development has been considered.

PL

Żeliwo sferoidalne ausferrytyczne jest doskonałym materiałem konstrukcyjnym. Cechuje się ono wysoką wytrzymałością na rozciąganie zachowując relatywnie duże wydłużenie lub przy wysokim wydłużeniu nadal oferuje dobrą wytrzymałość. Stały wzrost zainteresowania tym materiałem sprawia, że konieczne staje się opracowanie wiarygodnych modeli pozwalających na kontrolowanie procesu produkcji w warunkach odlewni. W pracy podjęto udaną próbę nowego podejścia do modelowania własności żeliwa ausferrytycznego. Dotychczasowe rozwiązania zakładały zastosowanie w budowanych modelach atrybutów ciągłych. Zaproponowane w badaniach rozwiązanie bazuje na wykorzystaniu do modelowania zdyskretyzowanych sygnałów wejściowych. Do modelowania użyto zbioru danych obejmującego ponad 1400 wytopów. Wybrane do budowania modelu sygnały wejściowe (parametry procesu) zdyskretyzowano zgodnie z wiedzą i dotychczasową praktyką przemysłową. Wyniki eksperymentu potwierdziły możliwość praktycznego wykorzystania modelu bazującego na wielkościach dyskretnych. W podsumowaniu wskazano możliwości poprawy jakości otrzymanego modelu.

17

The Role of Operational Factors in Shaping of Wear Properties of Alloyed Austempered Ductile Iron. Part II. An Assessment of the Cumulative Effect of Abrasives Processes and the Dynamic Activity on the Wear Property of Ausferritic Ductile Iron

Wieczorek A. N.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1663--1671

EN

The study presents results of the second part of wear tests of austempered ductile irons on a specially designed test rig that allows simulating the real operating conditions of chain wheels. The chain wheels subjected to testing were operated in conditions characterized by combined action of loose quartz abrasive and an external dynamic force. The studies involved the determination of the hardness, microstructure and linear wear of the ADIs in question considered as a function of the austempering temperature and the austenite content. Based on the results obtained, the following was observed: a decrease in the wear as a function of the austempering temperature and thus in the content of austenite in ADIs; a slight deformation of graphite after completing the wear test involving external dynamic forces; a negative linear dependence between the linear wear and the impact resistance. It was found that the increased wear of cast irons with a lower content of austenite may be caused by the propagation of cracks initiated by damage to graphite nodules, while in the conditions characterized by combined action of abrasive wear and dynamic load the cast irons with a higher content of austenite and higher impact resistance have better wear properties.

PL

W pracy przedstawiono rezultaty drugiej częćci badań zużyciowych stopowych żeliw ausferytycznych na specjalnie skonstruowanym stanowisku badawczym imitującym rzeczywiste warunki eksploatacyjne kół łancuchowych. Testowane koła łańcuchowe były eksploatowane w warunkach skojarzonego oddziaływania luźnego ścierniwa kwarcowego i zewnętrznej siły dynamicznej. W ramach badań wyznaczono przebiegi twardości, mikrostrukturę i zużycie liniowe rozpatrywanych żeliw ADI w funkcji temperatury ausferytyzacji i zawartości austenitu. Na podstawie uzyskanych wyników zauważono: spadek zużycia w funkcji temperatury ausferytyzacji, a tym samym zawartości austenitu w żeliwach ADI, nieznaczne odkształcenia grafitu po zakończeniu testu zużyciowego z udziałem zewnętrznych sił dynamicznych, zużycie liniowe i udarność wykazały ujemną liniową zalezność. Stwierdzono, że powodem zwiększenia zużycia żeliw o mniejszej zawartości austenitu mogła być propagacja pęknięć zainicjowanych uszkodzeniami kulek grafitu oraz w warunkach skojarzonego działania zużycia ściernego i obciążenia dynamicznego lepszymi właściwościami zużyciowymi odznaczają się żeliwa o większej zawartości austenitu charakteryzujące się większą udarnoącią.

18

The Role of Operational Factors in Shaping of Wear Properties of Alloyed Austempered Ductile Iron. Part I. Experimental Studies Abrasive Wear of Austempered Ductile Iron (ADI) in the Presence of Loose Quartz Abrasive

Wieczorek A. N.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1653--1662

EN

The paper presents the results of the wear tests of alloyed austempered ductile iron performed on a specially designed test rig simulating real operating conditions for chain wheels which were selected for testing due to their complex rolling and sliding form of contact between elements. The chain wheels subjected to tests were operated with the use of loose quartz abrasive and without it. The studies involved the determination of strength and plastic properties, hardness distributions, microstructure and linear wear of the ADI in question considered as a function of the austempering temperature. Based on the results obtained, the following was found: phase transition of austempered ductile iron can take place for combinations typical of industrial applications, a non-linear increase in the wear as a function of the austempering temperature occurs, an increase in the hardness of all the analysed types of ADI takes place during the operation without the presence of abrasive, the phase transition of austenite into martensite in ADI with a lower content of austenite requires higher loads as compared with cast iron containing 40% of austenite.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań zużyciowych stopowych żeliw ausferrytycznych na specjalnie skonstruowanym stanowisku badawczym imitujacym rzeczywiste warunki eksploatacyjne kół łancuchowych, wybranych do testów z uwagi na złożoną toczno-ślizgowa postać współpracy elementów. Testowane koła łańcuchowe były eksploatowane z udziałem luźnego ścierniwa kwarcowego i bez niego. W ramach badań wyznaczono właściwości wytrzymałościowe i plastyczne, rozkłady twardości, mikrostrukture i zużycie liniowe rozpatrywanych żeliw ADI w funkcji temperatury ausferytyzacji. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono: w skojarzeniach typowych dla zastosowań przemysłowych może dojść do przemiany fazowej ausferytycznych żeliw sferoidalnych, nieliniowy wzrost zużycia w funkcji temperatury ausferytyzacji, zwiększenie twardości wszystkich analizowanych żeliw ADI przy pracy bez udziału ścierniwa oraz zaistnienie przemiany fazowej austenitu w martenzyt w żeliwach ADI o mniejszej zawartości austenitu wymaga oddziaływania wyższych obciążeń w porównaniu z żeliwem zawierającym 40% austenitu.

19

Manufacture of Toothed Elements in Nanoausferritic Ductile Iron

Myszka D., Skołek E., Wieczorek A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1217--1221

EN

The technology currently used for the fabrication of toothed wheels, gear couplings and chain drums involves the induction hardening process or hardening and tempering after carburising. All these processes take a long time and cause adverse changes in the dimensions and surface quality of products, requiring post-treatment machining to remove the resulting cavities. The paper proposes the implementation of gear elements made of ductile iron with nanoausferritic matrix obtained by a new appropriate heat treatment process. The new material offers good performance characteristics and nearly no need for the application of other technological processes commonly used in the manufacture of gears.

PL

Obecnie stosowany proces projektowania kół zębatych zakłada hartowanie indukcyjne uzębienia po procesach ulepszania cieplnego lub hartowanie i odpuszczanie po nawęglaniu. Procesy te są długotrwałe i powodują niekorzystne zmiany wymiarów wyrobu oraz zmiany powierzchniowe, które muszą być usunięte poprzez obróbkę skrawaniem. W artykule zaproponowano wykonanie kół zębatych z żeliwa o osnowie nanoausferrytu uzyskaną w wyniku odpowiednich procesów cieplnych. Nowy materiał oferuje dobre właściwości użytkowe oraz możliwości w ograniczeniu procesów technologicznych wykonywanych przy wytwarzaniu kół zębatych.

20

Influence of Heat Treatment Conditions on Microstructure and Mechanical Properties of Austempered Ductile Iron After Dynamic Deformation Test

Myszka D., Cybula L., Wieczorek A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1171--1179

EN

In this article, an attempt was made to determine the effect of dynamic load on the austempered ductile iron resistance obtained under different conditions of heat treatment. Tests were carried out on six types of cylindrical ductile iron samples austempered at 320, 370 and 400°C for 30 and 180 minutes. For each type of material, two samples were collected. As a next step in the investigations, the samples were subjected to a Taylor impact test. The samples after striking a non-deformable, rigid target were deformed on their front face. After Taylor test, a series of material tests was performed on these samples, noting a significant increase of hardness in the deformed part. This was particularly well visible in the ductile iron isothermally quenched at higher temperatures of 370 and 400°C. Inthezone of sample deformation, an increase in the content of ferromagnetic phase was also reported, thus indicating the occurrence of martensitic transformation in the microstructure containing mechanically unstable austenite. A significant amount of deformed graphite was also observed, which was a symptom of the deformation process taking place in samples. The ductile iron was characterized by high toughness and high resistance to the effect of dynamic loads, especially as regards the grade treated at a temperature of 370°C.

PL

W artykule podjęto próbę określenia wpływu obciążeń dynamicznych na odporność żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego otrzymanego w różnych warunkach obróbki cieplnej. Badania przeprowadzono dla 6 rodzajów próbek cylindrycznych wykonanych z żeliwa i poddanych hartowaniu izotermicznemu w temperaturze 320, 370 i 400°C w czasie 30 i 180 minut. Dla każdego rodzaju materiału pobrano po dwie próbki, a następnie poddano je uderzeniowemu testowi Taylor'a. Próbki te, po uderzeniu w nieodkształcalną, sztywną płytę zostały czołowo zdeformowane. Wykonano szereg badań materiałowych, stwierdzając znaczne zwiększenie twardości w części odkształconej materiału. Dotyczyło to zwłaszcza żeliwa hartowanego izotermicznie w temperaturach: 370 i 400°C. Wyznaczono również przyrost fazy ferromagnetycznej w strefie odkształconej próbki, co może świadczyć o zachodzeniu przemiany martenzytycznej w mikrostrukturze zawierającej niestabilny mechanicznie austenit. Stwierdzono również obecność znacznej ilości zdeformowanego grafitu, który był wyznacznikiem zachodzenia procesu deformacji próbek. Stwierdzono dużą plastyczność żeliwa oraz jego wysoką odporność na dynamiczne obciążenia, zwłaszcza dla gatunków hartowanych izotermicznie w temperaturze 370°C.