Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Effect of Zirconium as an Alloying Additive on the Microstructure and Properties of AlSi9Mg Alloy Cast in Sand Moulds

Kamińska Jadwiga, Angrecki Michał, Dudek P.

Archives of Foundry Engineering

|

2022

|

Vol. 22, iss. 4

5--13

EN

The aim of the study was to select the optimal content of zirconium introduced as an alloying additive to obtain the best strength properties of Al-Si alloy. A technically important disadvantage is the tendency of silumins to form a coarse-grained structure that adversely affects the mechanical properties of castings. To improve the structure, modification processes and alloying additives are used, both of which can effectively refine the structure and thus increase the mechanical properties. According to the Hall-Petch relationship, the finer is the structure, the higher are the mechanical properties of the alloy. The proposed addition of zirconium as an alloying element has a beneficial effect on the structure and properties of silumins, inhibiting the grain growth. The starting material was an aluminium-silicon casting alloy designated as EN AC-AlSi9Mg (AK9). Zirconium (Zr) was added to the alloy in an amount of 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4% and 0.5% by weight. From the modified alloy, after verification of the chemical composition, samples were cast into sand moulds based on a phenolic resin. The first step in the research was testing the casting properties of alloys with the addition of Zr (castability, density, porosity). In the next step, the effect of zirconium addition on the structure and mechanical properties of castings was determined.

2

Wpływ dodatków stopowych bizmutu i ołowiu na odporność korozyjną powłok cynkowych zanurzeniowych – Analiza stereologiczna i odporność korozyjna

Komorowski Leszek, Królikowska Agnieszka, Gałajda Zofia

Ochrona przed Korozją

|

2021

|

nr 12

396--404

PL

Na odporność korozyjną powłok zanurzeniowych wpływa wiele czynników takich jak temperatura, czas cynkowania, gatunek użytej stali, sposób chłodzenia, ale przede wszystkim skład chemiczny stopu cynkowniczego. Z historycznego punktu widzenia ołów używany był do ochrony wanny cynkowniczej oraz poprawienia właściwości lejnych stopu cynkowniczego. Uznanie ołowiu za toksyczny spowodowało użycie bizmutu jako jego zamiennika. Wpływ dodatków stopowych na odporność korozyjną powłok cynkowych na stalach o różnej reaktywności w kąpielach z dodatkiem ołowiu i bizmutu testowano w komorze solnej oraz technikami elektrochemicznymi. Za pomocą elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) analizowano grubości powłok oraz dystrybucję tych dodatków stopowych w powłokach, a także morfologię powłok. Zaobserwowano wpływ dodatków stopowych na przyspieszenie szybkości korozji powłok. Dodatki stopowe powodowały występowanie lokalnych procesów korozyjnych.

EN

The corrosion resistance of immersion coatings is the result of many factors such as temperature, time of galvanizing, the type of steel used, the cooling method, but above all the chemical composition of zinc melt. Historically, lead was used to protect the zinc bath and to improve the funnel properties of the zinc bath. The recognition of lead as toxic led to the use of bismuth as its substitute. The influence of alloy additives on the corrosion resistance of zinc coatings on steels with different lead and bismuth baths was tested in a salt chamber and by electrochemical techniques. The thickness of the coatings and the distribution of these alloy additives in the coatings as well as the phase distribution were analyzed using scanning electron microscopy (SEM). The influence of alloy additives on the acceleration of the corrosion rate of coatings was observed. Alloying additives induced the occurrence of localized corrosion processes.

3

Impact of Ti and Fe on the Microstructure and Properties of Copper and Copper Alloys

Piękoś M., Garbacz-Klempka A., Kozana J., Żak P. L.

Archives of Foundry Engineering

|

2020

|

Vol. 20, iss. 4

83--90

EN

The paper discusses issues related to the technology of melting and processing of copper alloys. An assessment was made of the impact of titanium and iron introduced in the form of pre-alloy - Ti73Fe master alloy on the microstructure and selected properties of pure copper and copper-silicon alloy. There are known examples of the use of titanium and iron additive to the copper alloy. Titanium as an additive introduced to copper alloys to improve their properties is sometimes also applicable. In the first stage of the study, a series of experimental castings were conducted with variable content of Ti73Fe master alloy entering copper in quantities of 5 %, 15 %, 25 % in relation to the mass of the metal charge. In the second stage, a silicon additive was introduced into copper in the amount of about 4 % by weight and 0.5 % and 1 % respectively of the initial Ti73Fe alloy. Thermodynamic phase parameters were modelled using CALPHAD method and Thermo-Calc software, thus obtaining the crystallization characteristics of the test alloys and the percentage of structural components at ambient temperature. Experiments confirmed the validity of the use of Ti73Fe master alloy as an additive. The pre-alloy used showed a favourable performance, both in terms of addition solubility and in the area of improvement of strength properties. Changes were achieved in the microstructure, mainly within the grain, but also in the developed dendrites of the solid solution. Changes occur with the introduction of titanium with iron into copper as well as to two-component silicon bronze.

4

Mikrostruktura i właściwości mechaniczne stali manganowo-chromowo-molibdenowych o zawartości 0,8%C

Chudzik-Poliszak Edyta, Sułowski Maciej

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2019

|

R. 64, nr 3

10--14

PL

W artykule przedstawiono wpływ parametrów spiekania na mikrostrukturę oraz własności mechaniczne spiekanych stali manganowo-chromowo- molibdenowych zawierających 0,8% węgla. Do badań wykorzystano komercyjne stopowe proszki żelaza Höganäs Astaloy CrL i Astaloy CrM. Założoną zawartość węgla uzyskano poprzez dodatek proszku grafitu typu „ultra fine” (C-UF, Höganäs). Nośnikiem manganu był proszek żelazomanganu Elkem o zawartości 89%Mn i 1,18%C, wyprodukowany przez firmę Eramet Comilog Manganese o wielkości cząstek poniżej 40μm. Proszki wyjściowe były mieszane w mieszalniku Turbula przez 30 min. Z przygotowanych mieszanek proszków, metodą prasowania jednostronnego, w sztywnej matrycy wykonane zostały wypraski, które poddano spiekaniu w temperaturze 1250°C przez 60 min. Przewidziano dwa warianty spiekania. Pierwszy z nich realizowano w atmosferze o składzie 5%H2-95%N2. Drugi wariant polegał na spiekaniu sprasowanych kształtek bez udziału żadnej atmosfery ochronnej. Za ochronę kształtek przed utlenieniem, jak również za redukcję tlenków znajdujących się w wypraskach odpowiedzialny był mangan, pochodzący z żelazomanganu znajdującego się razem ze sprasowanymi kształtkami w stalowej łódce. W tym przypadku wykorzystane zostało zjawisko opisane przez Salaka, polegające na tzw. efekcie „self-getteringu”. Dla obu wariantów spiekania, szybkość nagrzewania i chłodzenia wynosiła odpowiednio 75°C i 60°C/min. Po spiekaniu część próbek została odpuszczona w powietrzu w temperaturze 200°C przez 60 min. W celu określenia wpływu parametrów wytwarzania na strukturę i własności mechaniczne, kształtki zostały poddane badaniom mechanicznym oraz metalograficznym. Wszystkie stale charakteryzowały się strukturą bainityczną i/lub bainityczno/martenzytyczną. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że najwyższymi własnościami mechanicznymi charakteryzowały się stale o składzie Fe-3%Mn-3%Cr-0,5%Mo-0,8%C, wykonane na bazie proszku stopowego Astaloy CrM, spiekane w atmosferze o składzie 5%H2-95%N2 i odpuszczone. Ich wytrzymałość na rozciąganie, umowna granica plastyczności R0,2, wydłużenie oraz wytrzymałość na zginanie wynosiły odpowiednio: 708MPa, 399 MPa, 2,76% oraz 1927 MPa.

EN

Two Höganäs pre-alloyed iron powders Astaloy CrL and Astaloy CrM, 3%Mn (as ferromanganese) and 0.8%C in the form of C-UF graphite were the starting powders. The powders were mixed in a Turbula T2C mixer for 30 minutes, pressed in a steel die to “dog bone” samples and sintered at 1250°C for 60 minutes in the mixture of 5%H2-95%N2 and within a semi-closed boat containing 56 g of FeMn lumps. Heating and cooling rates (in both cases) were 75°C and 60°C/min, respectively. After sintering, some of the samples were tempered in air at 200°C for 60 minutes The specimens were tested in tension and bending and metalographically examined. All the steels were characterised by bainitic and/or bainitic/martensitic structures. The best mechanical properties were obtained for Astaloy CrM-based steel: Fe-3%Mn-3%Cr-0,5%Mo-0,8%C sintered in the atmosphere of 5%H2-95%N2 and tempered: R0,2 yield offset 399 MPa, UTS 708 MPa, A 2,76 % and TRS 1927 MPa.

5

Effect of Mischmetal on the Microstructure of the Magnesium Alloy AZ91

Mikusek D., Rapiejko C., Walisiak D., Pacyniak T.

Archives of Foundry Engineering

|

2019

|

iss. 4

45--50

EN

In this paper is discussed the effect of the inoculant mischmetal addition on the microstructure of the magnesium alloy AZ91. The concentration of the inoculant was increased in the samples within the range from 0.1% up to 0.6%. The thermal process was performed with the use of Derivative and Thermal Analysis (DTA). A particular attention was paid to finding the optimal amount of the inoculant, which causes fragmentation of the microstructure. The concentration of each element was verified with use of a spark spectrometer. In addition, the microstructures of every samples were examined with the use of an optical microscope and also was performed an image analysis with a statistical analysis using the NIS - Elements program. The point of those analyses was to examine the differences in the grain diameters of phase αMg and eutectic αMg+γ(Mg17Al12) in the prepared samples as well as the average size of each type of grain by way of measuring their perimeters. This paper is the second part of the introduction into a bigger research on grain refinement of magnesium alloys, especially AZ91. Another purpose of this research is to achieve better microstructure fragmentation of magnesium alloys without the relevant changes of the chemical composition, which should improve the mechanical properties.

6

Microstructure formation and grain refinement of Al-Mg-Si-Mn casting alloys

Boyko V., Czekaj E., Warmuzek M., Mykhalenkov K.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2018

|

Vol. 58, no. 4

251--260

EN

Together with development of casting technology for Al-Si-Mg alloys, new groups of casting materials are undergoes its implementation into foundry practice. Al-Mg-Si casting alloys possessed several advantages such as good strength in as-cast state combined with high ductility, good corrosion resistance and castability. In both Al-Si-Mg and Al-Mg-Si systems, the range of the eutectic crystallization occurs: L → αAl + βSi and L → αAl + Mg2Si, respectively. In the hypoeutectic alloys of both system as a primary phase – dendrites of the solid solution αAl solidify. The transition elements – Ti, Zr, Sc, which provides efficient grain refinement can dissolve in this solid solution αAl causing precipitation strengthening effect. In the article the present state of the researches on the development of Al-Mg-Si casting alloys is considered together with the results of the examinations on the effect of Ti addition on the microstructure of the AlMg5Si2Mn alloy. These researches results were discussed at the annual conference on the casting of non-ferrous metals “Science and Technology” (2018) and initially presented in an shortened form in the article [1].

PL

Wraz z rozwojem technologii odlewniczych stopów Al-Si-Mg, także kolejne grupy materiałów znajdują zastosowanie w odlewnictwie. Stopy odlewnicze Al-Mg-Si charakteryzują się korzystnymi właściwościami nie tylko technologicznymi, jak np. dobra lejność, ale także odpowiednio wysoką wytrzymałością i plastycznością w stanie lanym czy też odpornością na korozję. W układach równowagi Al-Si-Mg i Al-Mg-Si występują odpowiednio obszary krystalizacji eutektycznej L → αAl + βSi oraz L → αAl + Mg2Si. W stopach podeutektycznych metale przejściowe, takie jak: Ti, Zr, Sc, dodawane przede wszystkim w celu rozdrobnienia pierwotnej struktury ziarn dendrytycznych, mogą rozpuszczać się w pierwotnej fazie αAl i powodować jej umocnienie wydzieleniowe. W pracy został omówiony aktualny stan badań nad odlewniczymi stopami Al-Mg-Si. Przedstawiono wyniki badań własnych dotyczących wpływu dodatku Ti na mikrostrukturę stopu AlMg5Si2Mn, które były dyskutowane w ramach konferencji „Science and Technology” (2018) oraz wstępnie omówione w publikacji [1].

7

Assessment of Impact of Nickel Additions on Tin Bronzes

Kozana J., Garbacz-Klempka A., Piękoś M., Czekaj J., Perek-Nowak M.

Archives of Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 18, iss. 1

53--60

EN

High prices of tin and its limited resources, as well as several valuable properties characterising Cu-Sn alloys, cause searching for materials of similar or better properties at lower production costs. The influence of various nickel additions to CuSn10 casting bronze and to CuSn8 bronze of a decreased tin content was tested. Investigations comprised melting processes and casting of tin bronzes containing various nickel additions (up to 5%). The applied variable conditions of solidification and cooling of castings (metal and ceramic moulds) allowed to assess these alloys sensitivity in forming macro and microstructures. In order to determine the direction of changes in the analysed Cu-Sn-Ni alloys, the metallographic and strength tests were performed. In addition, the solidification character was analysed on the basis of the thermal analysis tests. The obtained results indicated the influence of nickel in the solidification and cooling ways of the analysed alloys (significantly increased temperatures of the solidification beginning along with increased nickel fractions in Cu-Sn alloys) as well as in the microstructure pattern (clearly visible grain size changes). The hardness and tensile strength values were also changed. It was found, that decreasing of the tin content in the analysed bronzes to which approximately 3% of nickel was added, was possible, while maintaining the same ultimate tensile strength (UTS) and hardness (HB) and improved plasticity (A5).

8

Spiekane stale Mo-Ni oraz Mo-Ni-Cu wykonane z proszków hybrydowych

Lichańska E., Tenerowicz M., Kulecki P., Sułkowski M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 4

162--165

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu składu chemicznego na strukturę oraz właściwości spiekanych stali Mo-Ni oraz Mo-Ni-Cu, wytwarzanych na bazie proszków hybrydowych. Prasowanie przeprowadzono w stalowej matrycy pod ciśnieniem 660 MPa, otrzymując kształtki zgodne z normą PN-EN ISO 2740. Spiekanie prowadzono w temperaturze 1250°C, w atmosferze o składzie 95% N2+5% H2 przez 60 minut. Po spiekaniu stale były poddane zabiegowi sinterhardening-u, polegającego na ich hartowaniu bezpośrednio z temperatury spiekania. W tym stanie obróbki badane stale charakteryzowały się strukturą bainityczno- austenityczną. Stal zawierająca miedź charakteryzowała się wyższą wytrzymałością na rozciąganie 722 MPa oraz niższym wydłużeniem 1,66%, w porównaniu do stali Mo-Ni: Rm= 618 MPa, A = 2,67%.

EN

The aim of the study was to evaluate the effect of chemical composition on the structure and mechanical properties of Mo-Ni and Mo-Ni-Cu PM steels based on hybrid powders. Green compacts were single pressed in a steel die at 660 MPa according to PN-EN ISO 2740 standard. Sinterhardening was carried out at 1250°C in a mixture 95% N2+5% for 60 minutes. The microstructures of the steels were mainly bainitic-austenitic. The steel with copper addition had a higher strength, UTS of 722 MPa, and lower elongation, 1,66%, when compared to Mo-Ni PM steel: UTS 618 MPa, elongation 2.67%.

9

Effect of Alloy Additions on the Structure and Mechanical Properties of the AlSi7Mg0.3 Alloy

Pisarek B. P., Rapiejko C., Szymczak T., Pacyniak T.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 1

137--142

EN

The study presents the results of the investigations of the effect of Cu, Ni, Cr, V, Mo and W alloy additions on the microstructure and mechanical properties of the AlSi7Mg0.3 alloy. The examinations were performed within a project the aim of which is to elaborate an experimental and industrial technology of producing elements of machines and devices complex in their construction, made of aluminium alloys by the method of precision investment casting. It was demonstrated that a proper combination of alloy additions causes the crystallization of complex intermetallic phases in the silumin, shortens the SDAS and improves the strength properties: Rm, Rp0.2,HB hardness. Elevating these properties reduces At, which, in consequence, lowers the quality index Q of the alloy of the obtained casts. Experimental casts were made in ceramic moulds preliminarily heated to 160 °C, into which the AlSi7Mg0.3 alloy with the additions was cast, followed by its cooling at ambient temperature. With the purpose of increasing the value of the quality index Q, it is recommended that the process of alloy cooling in the ceramic mould be intensified and/or a thermal treatment of the casts be performed (ageing) (T6).

10

The effect of chemical composition on microstructure and properties of TRIP steels

Kučerová L., Bystrianský M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2016

|

Vol. 77, nr 1

5--12

EN

Purpose: Various alloying strategies can be used to produce advanced high strength steels and this work offers comparison of results achieved for four different low alloyed steels with 0.2-0.4 %C, 0.5-2 %Si, 0.6-1.5 %Mn, 0.03-0.06 %Nb and with 0.8-1.33 %Cr. Microstructures obtained by two methods of thermo-mechanical treatment were analysed for each steel and compared with theoretical predictions of TTT (time temperature transformation) diagrams calculated by JMatPro. Design/methodology/approach: Thermo-mechanical treatment of all steels was carried out at thermo-mechanical simulator. Resulting microstructures were analyses by the means of scanning electron microscopy, mechanical properties were measured by tensile test. Findings: It was found out that microstructures typical for TRIP (transformation induced plasticity) steels can be obtained easily for low carbon steels alloyed by silicon or aluminium-silicon and micro-alloyed by niobium. Chromium addition influenced austenite decomposition causing intensive pearlite formation in low carbon steel and predominantly martensitic microstructure in middle carbon steel. These microstructures were not in agreement with calculated TTT diagrams. Research limitations/implications: To obtain ferritic-bainitic microstructure with retained austenite typical for TRIP steels, chromium alloyed steels require substantial optimisation of processing parameters. This issue should be addressed in future work. Practical implications: JMatPro software is well equipped to calculate TTT diagrams for steels alloyed by manganese, silicon and niobium, however further chromium addition changed behaviour of the steel in a way that the software was not able to predict. Originality/value: Obtained results could be useful for consideration of chemical composition of low alloyed steels with respect to resulting microstructures and properties.

11

Wpływ dodatków stopowych bizmutu i ołowiu na odporność korozyjną powłok cynkowych zanurzeniowych : Morfologia powłok

Komorowski L., Królikowska A.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 10

350--357

PL

Na odporność korozyjną powłok cynkowych zanurzeniowych wpływa wiele czynników takich jak czas i temperatura cynkowania, rodzaj użytej stali, sposób chłodzenia, a w głównej mierzej skład chemiczny kąpieli cynkowniczej. W części ocynkowni stosuje się ołów jako dodatek stopowy, powodujący poprawienie własności lejnych kąpieli, a zarazem ochronę wanny cynkowniczej. Wpływ dodatków stopowych na odporność korozyjną powłok cynkowych na stali niskokrzemowej i wysokokrzemowej z dodatkami stopowymi ołowiu i bizmutu testowano w komorze solnej i wilgotnościowej. Rozmieszczenie dodatków stopowych na powierzchni powłok, grubość poszczególnych warstw powłok oraz wygląd powłok po testach w komorach korozyjnych obserwowano za pomocą SEM. Zaobserwowano, że korozja ma charakter równomierny w wypadku braku dodatków stopowych oraz lokalny gdy te dodatki występują.

EN

Corrosion resistance of hot dip galvanized zinc coatings is affected by many factors such as time and temperature of galvanization, the type of used steel, the method of cooling, but mainly by a chemical composition of a zinc bath. In some hot-dip galvanizing plants, the lead is used as an alloy addition, in order to improve the flowing properties of zinc baths and also to protect the galvanizing bath. Due to this fact, it is mostly replaced with bismuth. The effect of alloy additions on the corrosion resistance of zinc coatings on low and high silicon content steel, with alloy additions of lead and bismuth were tested in humidity and salt chamber. Both distribution of alloy additions on the surface of the coating, thickness of the phases and appearance of the coating after trials carried out in corrosion chambers, were registered with SEM. It has been observed that corrosion is uniform, in the absence of alloy additions and is local when these additives are present.

12

Kinetyka wzrostu i struktura powłok cynkowych otrzymanych na stali w kąpielach zawierających Ni oraz podwyższoną zawartość Al

Kania H., Skupińska A.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 7

246--253

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań określające synergiczny wpływ Ni oraz podwyższonej zawartości Al na przebieg reakcji pomiędzy żelazem i cynkiem na stalach reaktywnych. Określono strukturę i kinetykę wzrostu powłok w kąpieli Zn-AlNi na stali niskokrzemowej, stali z zakresu Sandelina, stali z zakresu Sebistyego oraz stali wysokokrzemowej. Jako kąpiele porównawcze stosowano kąpiel czystego Zn oraz kąpiel Zn-Ni. Stwierdzono, że łączny dodatek Ni i podwyższonej zawartości Al powoduje dodatkowe zmniejszenie grubości powłoki we wszystkich charakterystycznych zakresach stężenia krzemu w stali.

EN

In the paper the results of tests specifying the synergistic effect of Ni and of increased content of Al upon the course of reaction between iron and zinc on reactive steels are presented. The structure and growth kinetics of coatings in Zn-AlNi baths on low-silicon steel, Sandelin steel, Sebisty steel and high-silicon steel have been defined. Reference baths were pure Zn bath and Zn-Ni bath. It has been established that combined addition of Ni and increased content of Al results in additional decrease in the coating thickness in all characteristic ranges of silicon concentration in steel.

13

Wpływ dodatków stopowych na profil stężenia węgla w wybranych gatunkach stali niskostopowych nawęglanych próżniowo

Dybowski K., Kula P., Kowalczyk P., Jakubowski K., Januszewicz B.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

439--443

PL

Dodatki stopowe obecne w stalach poddawanych nawęglaniu mają wpływ na kinetykę tego procesu. Doniesienia literaturowe bazują na wynikach badań zrealizowanych w procesach konwencjonalnego nawęglania gazowego, w których potencjał węglowy atmosfery zwykle nie przekracza 1%. W nawęglaniu niskociśnieniowym (próżniowym) potencjał węglowy atmosfery jest znacznie większy (przekracza graniczną rozpuszczalność węgla w austenicie). Aby w pełni wykorzystać ten potencjał stosuje się podział procesu na fazy nasycania, w których dozuje się atmosferę nawęglającą do komory pieca i fazy wyżarzania bez dozowania atmosfery obróbczej (tzw. fazy dyfuzji). W trakcie nasycania następuje przesycanie warstwy wierzchniej stali węglem i wydzielanie węglików, natomiast w fazie dyfuzji ich rozpuszczanie. W jednej i drugiej fazie procesu zachodzi równocześnie dyfuzyjny transport węgla od powierzchni do rdzenia stali. Przebieg procesu nawęglania próżniowego ma bardziej złożony charakter niż tradycyjnego nawęglania gazowego. Udział w przebiegu poszczególnych faz tego procesu mają również dodatki stopowe obecne w nawęglanej stali. Z tego wynika zasadność przeprowadzonych w tej pracy badań. W artykule przedstawiono wpływ dodatków stopowych w stalach niskostopowych przeznaczonych do nawęglania na konstytuowanie się profilu stężenia węgla podczas nawęglania niskociśnieniowego oraz tworzenie i rozpuszczanie węglików. Przedstawiono również wpływ dodatków na ilość wprowadzanego do stali węgla podczas procesu, jak również aktywność węgla w austenicie i współczynnik dyfuzji.

EN

The additives occur at case-hardening steels influence on kinetics of the carburizing process. Reports in the lecture based on the results of research carried out in a conventional gas carburizing, where the carbon potential of carburizing atmosphere is usually less than 1%. At the low pressure carburizing (vacuum carburizing) the carbon potential of carburizing atmosphere is much higher (exceeding the solubility of carbon in austenite phase). To fully exploit the potential is used two step process contained saturation and annealing stage. In the saturation phase the carburizing atmosphere is dispensed into the furnace chamber and the annealing stage without the addition of the treating atmosphere is called diffusion phase. During saturation occurs solutioning the surface of the steel with carbon and recreation of carbides, while the diffusion phase dissolution of carbides. In both phases of the process takes place at the same time diffusive transport of carbon from the surface to the core of steel. As can be seen vacuum carburizing process is more complex than traditional gas carburizing. Participation in the course of the various phases of this process has the additives occur in the carburizing steel. It follows that the merits carried out in this article studies. The article presents the influence of alloy elements in low alloy steels designed for carburizing, for the constitution of carbon concentration profile during low pressure carburizing, the formation and dissolution of carbides. The paper also shows the effect of additives on the amount of carbon introduced during the process, the carbon activity in austenite, and the diffusion coefficient.

14

Modeling and Analysis of Mechanical Properties in Structural Steel-DOE Approach

Bhatt A., Parappagoudar M. B.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 4

5--12

EN

The present work focuses on the modeling and analysis of mechanical properties of structural steel. The effect of major alloying elements namely carbon, manganese and silicon has been investigated on mechanical properties of structural steel. Design of experiments is used to develop linear models for the responses namely Yield strength, Ultimate tensile strength and Elongation. The experiments have been conducted as per the full factorial design where all process variables are set at two levels. The main effect plots showed that the alloying elements Manganese and Silicon have positive contribution on Ultimate tensile strength and Yield strength. However, Carbon and Manganese showed more contribution as compared to Silicon. All three alloying elements are found to have negative contribution towards the response- Elongation. The present work is found to be useful to control the mechanical properties of structural steel by varying the major alloying elements. Minitab software has been used for statistical analysis. The linear regression models have been tested for the statistical adequacy by utilizing ANOVA and statistical significance test. Further, the prediction capability of the developed models is tested with the help of test cases. It is found that all linear regression models are found to be statistically adequate with good prediction capability. The work is useful to foundrymen to choose alloying elements composition to get desirable mechanical properties.

15

Wpływ składu chemicznego mieszanki proszków na mikrostrukturę i własności mechaniczne spiekanych stali stopowych

Laskoś B., Sułowski M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 10

502--506

PL

W artykule przedstawiono badania dotyczące wpływu składu chemicznego mieszanki proszków, wykonanych z komercyjnych, stopowych proszków żelaza, na mikrostrukturę i własności mechaniczne spiekanych stali stopowych. Badania prowadzono na spiekach wytworzonych z proszków Distaloy AB, Distaloy DH i Distaloy HP firmy Hóganas zawierających 0,4 % C, dodanego w postaci proszku C-UF (Hóganas). Materiał do badań wytworzono na drodze jednostronnego prasowania pod ciśnieniem 660 MPa i spiekania w temperaturze 1250 °C w atmosferze azotu. Po spiekaniu, kształtki poddano odpuszczaniu w powietrzu w temperaturze 200 °C. Na podstawie uzyskanych wyników badań można stwierdzić, że dodatek niklu i molibdenu przyczynił się do wzrostu własności mechanicznych stali spiekanych. Badane spieki charakteryzowały się głównie strukturą martenzytyczno-bainityczną. W przypadku próbek o dużej zawartości niklu, w strukturze występował także austenit.

EN

In this paper the effect of chemical composition of the powder mixture on the microstructure and mechanical properties of PM alloyed steels had been investigated. The experiments were carried out on pre-alloyed iron powders Distaloy AB, Distaloy DH and Distaloy HP with addition of 0.4 % carbon C-UF. The PM steels were produced during single pressing (at 660 MPa) and sintering cycle. Sintering process was carried out in 1250 °C in the atmosphere of pure nitrogen. Tempering at 200 °C for 60 minutes in air was employed. The results obtained during investigations show that the addition of nickel and molybdenum contributed to significant improvement in mechanical properties PM steels. The obtained PM steels had mainly a martensitic-bainitic microstructure. The microstructure with high nickel content was observed austenite.

16

Obróbka cieplna spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowych

Cygan S., Sułowski M., Ciesielka M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 3

127--134

PL

Celem prezentowanych badań było określenie wpływu sposobu chłodzenia oraz zastosowanej obróbki cieplnej na własności spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowych o zawartości Fe, 3 % Mn, 1,5 % Cr, 0,2 % Mo i 0,7 % C. Mieszankę proszków przygotowano na bazie stopowego proszku żelaza Astaloy CrL (Fe, 1,5 % Cr, 0,2 % Mo), proszku żelazomanganu Elkem (Fe, 89,3 % Mn, 1,18 % C) oraz proszku grafitu C-UF. Spiekanie przeprowadzono w temperaturze 1250 °C, w czasie 60 min. Jako atmosferę spiekania zastosowano w pierwszym wariancie mieszaninę wodoru i azotu (5%H2-95%N2), a w drugim powietrze z dodatkiem żelazomanganu. Po spiekaniu kształtki chłodzono w chłodnicy pieca lub w wodzie (temperatura 20 °C). Następnie spieki poddano odpuszczaniu w powietrzu w temperaturze 200 lub 450 °C w czasie 60 lub 180 min. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że spieki otrzymane w atmosferze powietrza z dodatkiem żelazomanganu charakteryzują się lepszymi własnościami niż otrzymane w atmosferze 5%H2-95%N2. Ponadto stwierdzono, że chłodzenie w wodzie bezpośrednio z temperatury spiekania ma negatywny wpływ na własności wytrzymałościowe badanej stali. W wyniku przeprowadzonych prac wykazano, że wyższa temperatura odpuszczania przyczynia się do wzrostu własności wytrzymałościowych spieków, a czas odpuszczania nie ma wpływu na własności tych stali.

EN

In the present work the effect of type and cooling rate and the post-sintering heat treatment on the microstructure and mechanical properties of Astaloy CrL-based steel was investigated. Powder mixture was prepared based on Höganäs Astaloy CrL powder (1.5 % Cr, 0.2 % Mo), low-carbon Elkem ferromanganese (89.3 % Mn, 1.18 % C) and graphite powder grade C-UF. Following the pressing in the rigid die at 660 MPa, sintering in the mixture of 5%H2-95%N2 or in air (with a ferromanganese lumps) at 1250 °C for 60 minutes was carried out. After sintering, samples were tempered at 200 or 450 °C for 60 and 180 minutes. On the base of investigations was shown, that for steels sintered in air higher mechanical properties were recorded as compared to the properties of steels produced in the nitrogen/hydrogen mixture. What is more, cooling from sintering temperature in water has a negative influence on the strength properties of investigated steel. Following the research was shown, that increasing the tempering temperature strength properties of Astaloy CrL — based steel increased. Also the negligible effect of tempering time on the properties of steels was shown.

17

Effect of 2% at. of alloying elements: Si, V, Nb, Mo, Ti, Zr or Cu on the corrosion behavior of sintered Nd-Fe-B under conditions of prolonged atmospheric exposure

Bala H., Szymura S., Dymek M., Rabinovich Y. M., Kucharska B.

Ochrona przed Korozją

|

2014

|

nr 4

111--115

EN

The Nd-Fe-B type sinters were exposed to long-term (10 years) atmospheric corrosion which brought about their partial pulverization. The destruction process is markedly inhibited by partial (2 at.%) substitution of Si for Fe but it is strongly accelerated by Ti, Zr or Cu substitutions. A galvanic nature of the sinter damage is postulated. Due to contact with humidity the sinters absorb reversibly hydrogen and there is evident correlation between hydrogen uptake ability and pulverization susceptibility of the Nd-Fe-B based sinters.

PL

Długotrwała (10-letnia) ekspozycja atmosferyczna spiekanych materiałów na bazie Nd-Fe-B prowadzi do częściowej pulweryzacji spieków. Podstawienie żelaza niewielką (2% at.) ilością Si wyraźnie hamuje zaś podstawienie za pomocą Ti, Zr lub Cu – znacznie przyśpiesza degradację. Powstałe zniszczenia korozyjne sugerują ich galwaniczny charakter. W wyniku oddziaływania z wilgocią spieki na bazie Nd-Fe-B odwracalnie pochłaniają wodór, przy czym widoczna jest korelacja pomiędzy zdolnością do absorpcji wodoru a podatnością spieków na pulweryzację.

18

Methods of introducing alloying elements into liquid magnesium

Kapinos D., Augustyn B., Szymanek M.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 40, no. 3

141--160

EN

In recent years, magnesium alloys have gained widespread popularity as construction materials. This is due to their Iow density, high strength properties, and advances in their production technology. Properties of magnesium alloys depend prima rily on the type, quantity, and quality of elements present in their composition. It is therefore necessary to carry out research on the further optimisation of the production technology of these alloys. This article presents the results of studies carried out in order to determine the type, form, and parameters of the process of introducing selected alloying elements to magnesium in a manner which enables the manufactureof alloys with predetermined chemical composition. As part of the work, elements such as Al, Zn, Mn, Zr, Si, Cu, Ca, as well as rare earth elements (RE) were introduced into the liquid magnesium. The alloying elements were introduced into the melt at different temperatures in either a metallic form or as master alloys. While conducting studies, respective solubility graphs were plotted for the alloying elements showing the time taken for each element to dissolve to the required form at a specific temperature and concentration. The studies resulted in the development of several techniques of introducing selected alloying elements, which enabled the manufacture of various types of alloys.

PL

W ostatnich latach stopy magnezu cieszą się coraz większym zainteresowaniem jako materiały konstrukcyjne. Związane jest to z ich niską gęstością, dobrymi własnościami wytrzymałościowymi oraz postępem w technologii ich wytwarzania. Własności stopów magnezu zależą głównie od rodzaju, ilości i jakości pierwiastków wchodzących w ich skład. Konieczne zatem jest prowadzenie badań nad optymalizacją technologii otrzymywania stopów na osnowie magnezu.W artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu określenie sposobu, postaci i parametrów wprowadzania wybranych dodatków stopowych do magnezu tak, aby możliwe było otrzymanie stopów o założonym składzie chemicznym. W ramach pracy do ciekłego magnezu wprowadzano pierwiastki stopowe, takie jak: Al, Zn, Mn, Zr, Si, Cu, Ca oraz pierwiastki ziem rzadkich (RE). Składniki stopowe wprowadzano do ciekłego magnezu w postaci metalicznej oraz zapraw w różnych temperaturach. Podczas realizacji badań wyznaczono wykresy rozpuszczalności dodatków stopowych przedstawiające czas potrzebny na rozpuszczenie pierwiastka w danej postaci, przy określonej temperaturze i koncentracji. Przeprowadzone badania umożliwiły opracowanie technologii wprowadzania wybranych dodatków stopowych, dzięki czemu możliwe jest wytwarzanie różnych gatunków stopów.

19

Symulacja numeryczna homogenizacji chemicznej ciekłej stali w łukowym piecu elektrycznym

Bielnicki M., Cwudziński A., Jowsa J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 3

131--135

PL

Przedstawiono wyniki symulacji numerycznej procesu homogenizacji chemicznej w objętości ciekłej stali. Badanym obiektem był piec elektryczny stosowany w stalowni. Symulację komputerową wykonano w programie Ansys-Fluent®. Na podstawie wykonanych obliczeń otrzymano krzywe mieszania oraz obliczono czas mieszania dla poziomu 95% homogenizacji chemicznej.

EN

Results of numerical simulation of chemical homogenization process in liquid steel volume are presented. The test object was the electric furnace used in steelworks. Numerical simulation was performed in Ansys-Fluent®. As results of the carried out computations, mixing curve and time mixing for level of 95 % chemical homogenization were prepared.

20

Sintered Structural Pm Cr and Cr-Mo Steels

Sułowski M., Kulecki P., Radziszewska A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1507--1512

EN

The object of the study was the evaluation of the effect of production parameters on the microstructure and mechanical properties of Cr and Cr-Mo PM steels. The steels were processed from commercial Höganäs pre-alloyed powders: Astaloy CrA, Astaloy CrL and Astaloy CrM with carbon, added in the form of grade C-UF graphite powder in amounts of 0.4 and 0.8 wt. %. Following Turbula mixing for 30 minutes, green compacts were single pressed at 660 MPa according to PN-EN ISO 2740 standard. Sintering was carried out in a laboratory horizontal furnace at 1120°C and 1250°C for 60 minutes in a 5%-95% hydrogen-nitrogen atmosphere. After sintering, the samples were tempered at 200°C for 60 minutes in air. Mechanical tests indicate that the steel based on Astaloy CrA pre-alloyed powder could be an alternative material to steels based on Astaloy CrM. Steels sintered at the higher temperature revealed better mechanical properties.

PL

Celem pracy była ocena wpływu parametrów wytwarzania na strukturę oraz własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych. Badania przeprowadzono na spiekanych stalach, wykonanych na bazie komercyjnych, stopowych proszków żelaza Hoganas: Astaloy CrA (1,8% Cr, 98,2% Fe), Astaloy CrL (1,5% Cr, 0,2% Mo, 98,25% Fe), Astaloy CrM (3% Cr, 0,5% Mo, 96,5% Fe) z dodatkiem proszku grafitu C-UF. Zawartość węgla w mieszance proszków wynosiła 0,4% i 0,8%. Mieszanki proszków prasowano jednostronnie w stalowej matrycy pod ciśnieniem 660 MPa, otrzymując kształtki zgodne z PN-EN ISO 2740. Sprasowane kształtki poddano spiekaniu w temperaturze 1120°C i 1250°C w czasie 60 minut. Atmosfere spiekania stanowiła mieszanina wodoru i azotu w ilosci 5%H2-95%N2. Po spiekaniu kształtki były odpuszczane w temperaturze 200°C przez okres 60 minut. Przeprowadzone badania własności mechanicznych wykazały, że stale wykonane na bazie proszku stopowego Astaloy CrA, mogą stanowić alternatywe dla spieków wykonanych na bazie proszku stopowego Astaloy CrM, a ponadto spieki wytworzone w wyższej temperaturze wykazywały lepsze własności mechaniczne.