Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effects of the thermomechanical treatment on the microstructure and mechanical properties of ferrite–martensite dual phase steel

Ha M. T., Pham M. K., Nguyen H. H.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2023

|

Vol. 124, nr 2

49--55

EN

Purpose: The study aims to investigate the effects of thermomechanical treatment, including tempering and hot–rolling, on the microstructure and mechanical properties of ferrite–martensite dual phase steel. Design/methodology/approach: The initial steel billet was a hypoeutectoid steel, which was annealed at 1000ºC, then hot–rolled at 920ºC, followed by austenitisation at various temperatures (730, 770, 800, and 830ºC), and finally quenched to obtain ferrite–martensite dual phase steel. X-ray diffractometer and optical microscopy investigated the microstructure and grain size of the dual-phase steel. Mechanical properties such as hardness, elongation, and tensile strength were also examined. Findings: The grain size decreased with increasing elongation percentage and remained constant after an elongation of 30%. The martensite/ferrite phase ratio increased with higher tempering temperatures. The hardness, elongation, and tensile strength reached a maximum when the tempering temperature was 800ºC. Research limitations/implications: Future studies could consider the effect of hot–rolling temperature or cold-rolling. Practical implications: The study proposes a straightforward and efficient thermomechanical treatment process to transform hypereutectoid steel into ferrite-martensite dual-phase dual- phase steel with improved mechanical properties. Originality/value: The study reveals the contributions of grain size and the martensite/ferrite ratio to the mechanical properties of ferrite–martensite dual steel through thermomechanical treatment.

2

Effect of Friction Machining on Low Carbon Steel with Titanium Traces in terms of Surface Hardening

Sheikh Ali R.

Archives of Foundry Engineering

|

2022

|

Vol. 22, iss. 4

41--46

EN

This work is an experimental study of thermo-mechanical surface hardening of mild steel with trace elements like titanium in negligible concentrations. This is somewhat an advanced technique used to harden steel surface which can be hardened in many typical ways. The concept is combining the thermal as well as mechanical technique to attain better results. It is quite obvious that mechanical refers to the compressive loading during machining and thermal refers to producing heat on the surface of work piece. The ideal conditions are when the heat produced is enough to achieve austenite and then subsequent quick cooling helps in the formation of marten site, which is metallurgically the most highly strong phase of steel, in terms of hardness. The coolant used preferably is the emulsified oil which flows on the surface during machining with variable rate of flow as the optimum effect is. This process hardens the surface of steel and increases its resistance against wear and abrasion. Preference is to achieve surface hardening using the conventional equipment so that operational cost is kept low and better results are attained. This technique has been quite successful in the laboratory. It can be termed as friction hardening. Some improvements in the process scheme and working environment can be made to get better results.

3

Thermomechanical treatment of Ti and Ti–V microalloyed steel forgings

Opielak Marek

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 3

68--73

EN

The research results of the effect of thermomechanical treatment conditions on the microstructure and mechanical properties of the Ti and Ti–V microalloyed steels were presented. The steel forged parts studied were intended to be used in the automotive industry. The method of thermomechanical treatment and forging conditions were developed based on the analysis of precipitation kinetics of MX interstitial phases in a solid solution and the austenitizing temperature effects on the prior austenite grain size. To reveal the microstructure, the light microscopy and transmission electron microscopy techniques were used. Very high mechanical properties of the forgings along with guaranteed toughness were obtained as a result of the optimal use of grain refinement and precipitation strengthening by dispersive particles of carbides, carbonitrides and nitrides of microadditions introduced into steel. Depending on the variant of thermomechanical treatment used to the forgings, the following range of the mechanical properties, after tempering at 600°C, were obtained: YS0.2 from 696 to 850 MPa, UTS from 770 to 932 MPa, KV from 186 to 215 J, and the HBW hardness of 220÷250.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury, właściwości mechanicznych oraz hartowności stali konstrukcyjnych C–Mn o różnym stężeniu mikrododatków Ti, V i B, przeznaczonych do wytwarzania odkuwek energooszczędną metodą obróbki cieplno-plastycznej.

4

Obróbka cieplno-plastyczna blach grubych ze stali typu HSLA

Opiela M.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2018

|

nr 7-8

26--30

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu obróbki cieplno-plastycznej na strukturę i własności mechaniczne stali typu HSLA przeznaczonej do produkcji blach spawalnych grubych. Parametry obróbki cieplno-plastycznej dobrano na podstawie badań kinetyki rekrystalizacji austenitu wyznaczonej w próbie wieloetapowego skręcania na gorąco z szybkością odkształcenia 3 s-1 i odkształceniem H = 0,2 w kolejnych etapach. Zastosowana obróbka cieplno-plastyczna pozwala na uzyskanie drobnoziarnistej struktury austenitu podczas odkształcenia plastycznego na gorąco oraz wytwarzanie blach uzyskujących korzystny zespół własności mechanicznych i gwarantowaną odporność na pękanie po kontrolowanym chłodzeniu z temperatury końca obróbki plastycznej.

EN

The paper presents the results of the research on the influence of thermomechanical treatment on the structure and the mechanical properties of the HSLA-type steel intended for the production of weldable heavy plates. The parameters of the thermomechanical treatment were selected based on the testing of the austenite recrystallization kinetics determined in the hot multistage torsion test at the deformation rate of 3 s-1 and with the deformation H = 0,2 at the consecutive stages. The applied thermomechanical treatment allows to obtain the fine- -grained microstructure of austenite during hot-working and to produce steel plates which get an advantageous set of mechanical properties and guaranteed crack resistance after controlled cooling from the plastic deformation finish temperature and successive tempering.

5

Rozwój mikrostruktury austenitu stali typu HSLA podczas obróbki plastycznej na gorąco

Opiela M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2018

|

Vol. 85, nr 5

156--160

PL

W pracy zbadano wpływ parametrów obróbki plastycznej na gorąco na przebieg dynamicznych i statycznych procesów aktywowanych cieplnie w stali konstrukcyjnej typu HSLA (High Strength Low Alloy) zawierającej 0,17% C, 1,37% Mn oraz mikrododatki Nb, Ti, V o stężeniu – odpowiednio – 0,025%, 0,004% i 0,019%. Do wyznaczenia krzywych σ–ε oraz kinetyki rekrystalizacji austenitu odkształconego plastycznie wykorzystano symulator termomechaniczny Gleeble 3800. Próbki badano w zakresie temperatury od 900 do 1000°C z prędkością odkształcenia 3 s-1. Ujawniono strukturę austenitu pierwotnego próbek po dwuetapowym ściskaniu z wytrzymaniem izotermicznym przez czas od 0,2 do 120 s oraz wyznaczono energię aktywacji procesu odkształcenia plastycznego na gorąco badanej stali. Uzyskane wyniki badań pozwolą na opracowanie technologii blach grubych ze stali mikrostopowej typu HSLA metodą obróbki cieplno-plastycznej – walcowania ze sterowaną rekrystalizacją.

EN

The paper investigates the influence of hot-working parameters on the progression of thermally activated dynamic and static processes in HSLA (High Strength Low Alloy) constructional steel, containing 0.17% C, 1.37% Mn and microadditions of Nb, Ti, V in the amounts of 0.025 %, 0.004% and 0.019%, respectively. In order to determine the σ–ε curves and the kinetics of recrystallization of plastically deformed austenite, the Gleeble 3800 thermomechanical simulator was used. Specimens were tested in the temperature range from 900 to 1000°C, at the deformation rate of 3 s-1. Microstructure of primary austenite was revealed after two-stage compression of samples, with isothermal holding for the period of 0.2 to 120 s; the activation energy for hot working of the examined steel was determined. Obtained research results will allow to develop the technology of HSLA type microalloyed steel plates with the method of thermomechanical treatment – recrystallization controlled rolling.

6

Obróbka cieplno-plastyczna odkuwek ze stali mikrostopowych

Opiela M.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2017

|

nr 11-12

34--39

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu obróbki cieplno-plastycznej przez kucie na strukturę i własności mechaniczne nowo opracowanej stali mikrostopowej zawierającej: 0,31% C, 1,41% Mn, 0,033% Ti, 0,008% V i 0,003% B. Zastosowana obróbka cieplno- plastyczna pozwala na uzyskanie drobnoziarnistej struktury austenitu podczas odkształcenia plastycznego na gorąco oraz wytwarzanie odkuwek uzyskujących po kontrolowanym chłodzeniu z temperatury końca obróbki plastycznej i następnym wysokim odpuszczaniu korzystny zespół własności mechanicznych i gwarantowaną odporność na pękanie. Odkuwki wytworzone metodą obróbki cieplno-plastycznej poddane następnie odpuszczaniu w zakresie temperatury od 550 do 650°C wykazują: Rp0,2 – od 993 do 925 MPa, Rm – od 1061 do 978 MPa, oraz KV-40 – od 60 do 69 J.

EN

The paper presents the results of a study on the influence of thermomechanical treatment by forging on the microstructure and mechanical properties of a newly developed microalloyed steel containing 0.31% C, 1.41% Mn, 0.033% Ti, 0.008% V and 0.003% B. The applied thermomechanical treatment allows to obtain a fine- -grained microstructure of austenite during hot-working and to manufacture forged parts with an advantageous set of mechanical properties and guaranteed crack resistance after controlled cooling from the finish plastic deformation temperature and successive tempering. Forgings produced with the method of thermomechanical treatment, consecutively subjected to tempering in the temperature range 550-650°C, demonstrate the following values: YS0.2 – 993-925 MPa, UTS – 1061-978 MPa and KV-40 – 60-69 J.

7

Obróbka cieplno-plastyczna stali konstrukcyjnych zawierających 3÷4%Al umożliwiająca wytworzenie mikrostruktury lamelarnej

Adamczyk M., Garbarz B., Niżnik-Harańczyk B.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2017

|

T. 69, nr 1

10--23

PL

Artykuł zawiera wyniki badań stali konstrukcyjnych z dodatkiem stopowym glinu w ilości 3÷4%, poddanych wielowariantowej obróbce cieplno-plastycznej. Nowe stale z glinem charakteryzują się występowaniem stabilnej struktury dwufazowej austenityczno-ferrytycznej w zakresie temperatury nagrzewania do przeróbki plastycznej i przeróbki plastycznej na gorąco. Umożliwia to wytworzenie mikrostruktury lamelarnej (pasmowej). Celem badań było uzyskanie wysokich właściwości mechanicznych nowej klasy stali z dodatkiem stopowym glinu, konkurencyjnych w stosunku do właściwości obecnie wytwarzanych konstrukcyjnych wyrobów stalowych o wysokiej granicy plastyczności minimum 500 MPa, w warunkach technologicznych typowych dla średnio zaawansowanych technicznie walcowni. W wyniku zastosowania zróżnicowanych wartości parametrów obróbki cieplno-plastycznej, wytworzono lamelarne struktury charakteryzujące się wartością średniej grubości pasm mikrostruktury w zakresie od 8,6 μm do 13,3 μm. Właściwości mechaniczne eksperymentalnych stali po zastosowanych wariantach obróbki cieplno-plastycznej mieszczą się w szerokim zakresie wartości: Rm od 620 do 1080 MPa, Rp0,2 od 420 do 540 MPa oraz wydłużenie całkowite od 6 do 19%. Korzystne proporcje wytrzymałości i plastyczności uzyskano dla stali zawierających 0,30%C-1,72%Mn-3,0%Al oraz 0,28%C-1,67%Mn-2,98%Al-0,70%Si-0,49%Cr: granica plastyczności ok. 500 MPa, wytrzymałość ok. 700 MPa i wydłużenie całkowite ok. 17%.

EN

Results of investigation of structural steels alloyed with 3÷4% of aluminium subjected to multivariant thermomechanical processing are presented in the paper. The new steel grades with aluminium addition are characterised by their dual phase austenite-ferrite structure stable at temperatures of reheating and hot working. This property enables to produce laminated (banded) microstructure. The aim of the investigation was to obtain high mechanical properties of the new class of steels containing aluminium, competitive with mechanical properties of currently produced structural steel products with a high yield strength of minimum 500 MPa, using medium-advanced rolling facilities. As a result of application of different values of thermo-mechanical treatment laminated structures were produced with an average thickness of microstructural bands in the range of 8.6 μm to 13.3 μm. Mechanical properties of the experimental steels obtained after the applied variants of thermo- mechanical processing showed wide ranges of values: Rm from 620 to 1080 MPa, Rp0,2 from 420 to 540 MPa and total elongation from 6 to 19%. A favorable proportion of strength and ductility was obtained for the steels containing 0.30%C-1.72%Mn-3.0%Al and 0.28%C-1.67%Mn-2.98%Al-0.70%Si-0.49%Cr: yield strength ca. 500 MPa, tensile strength ca. 700 MPa and total elongation ca. 17%.

8

The influence of treating welded joints edges on the strength and fatigue of S640Q steel

Cicholska M.

Journal of KONES

|

2017

|

Vol. 24, No. 2

59--64

EN

Weldable steels of high strength were discussed. The factors influencing the achievement of low grain structure that ensures high strength of these steels was explained. Traditional and modern methods of producing high strength steel were shown. The scheme of production line was shown, the line which is used to manufacture steel of high strength in thermomechanical way. The methods of achieving strength to fatigue used for welded joints were presented. The factors influencing the increase of strength to fatigue of welded joints were elaborated. The thermally hardened steel sheets of high strength weldable S640Q steel underwent research. Basic mechanical properties of this steel were indicated. The results of static tensile test and technological bend test were given. Then the sheets were welded by semiautomatic MAG method. The examinations of welds quality were conducted and their usefulness for further tests was stated. Mechanical properties of welded joints were determined. The mechanical properties of native material and welded joints were compared. The microstructure of welded joints in the weld axis, in heat influence zone as well as in native material was examined. Fatigue tests in a non-symmetrical cycle of lengthening – compressing for the welded joints were carried out. The computational strength to fatigue was determined and compared with fatigue strength of welded joints. Tests results were elaborated by the statistical analysis of linear regression. After conducting fatigue tests, the Wöhler diagrams were made. Afterwards, the joints welded with TIG method, were penetrated without adding filler metal. The results were presented for the fatigue tests as well as the Wohler graph for welded joints after penetration of the joints edges with TIG method without adding filler metal. The results were compared.

9

Development of microstructure and mechanical properties of forgings in the thermomechanical treatment

Opiela M.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 5

206--211

EN

The work presents research results of the influence of thermomechanical treatment via forging on microstructure and mechanical properties of newly elaborated microalloyed steel containing of 0.28% C, 1.41% Mn, 0.028% Ti, 0.027% Nb, 0.019% V and 0.003% B. The investigated steel is assigned to the production of forged elements for the automotive industry. Conditions of forging using the thermomechanical processing method were developed based on plastometric tests. Observations of the microstructures of thin foils were conducted using a TITAN80-300 FEI transmission electron microscope. The applied thermomechanical treatment allows to obtain a fine-grained microstructure of the austenite during hot-working and production of forged parts. These acquire advantageous mechanical properties and guaranteed crack resistance after controlled cooling from the end plastic deformation temperature and successive tempering. Forgings produced using the thermomechanical treatment method, consecutively subjected to tempering in a temperature range from 550 to 650°C, reveal values of YS0.2 which equal from 994 to 939 MPa, UTS from 1084 to 993 MPa, KV from 69 to 109 J, KV–40 from 55 to 83 J, and a hardness ranging from 360 to 310 HBW. The results obtained in this paper make it possible to develop an industrial technology of forgings with high mechanical properties and guaranteed crack resistance, and also at a decreased temperature, by using the thermomechanical treatment method.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i właściwości mechanicznych odkuwek ze stali z mikrododatkami Ti, Nb, V i B typu HSLA wytworzonej w kontrolowanym procesie obróbki cieplno-plastycznej, poddanej następnie wysokiemu odpuszczaniu.

10

Wpływ obróbki cieplno-mechanicznej na właściwości ZnAl15

Jabłoński M., Chłód R., Grzebinoga J., Gniełczyk M., Jurkiewicz B., Franczak K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 1

11--13

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu temperatury wyżarzania oraz odkształcenia, realizowanego w procesie ciągnienia, na właściwości mechaniczne oraz odkształcalność walcówki ZnAl15 otrzymanej w linii ciągłego odlewania i walcowania metodą Continuus-Properzi. Na podstawie uzyskanych wyników badań i ich analizy wykazano, iż proces ciągnienia odznacza się dużą niestabilnością na skutek nadplastyczności badanego materiału, co przekłada się na znaczną różnicę pomiędzy maksymalną i minimalną wartością siły ciągnienia oraz częstym zrywaniem się materiału. Wyżarzanie przez 1 godz. w 350oC prowadzi do ograniczenia, a 150oC do zwiększenia odkształcalności walcówki ZnAl15 mierzonej, jako maksymalny ubytek przekroju poprzecznego.

EN

The aim of this study was investigate of heat treatment and strain realized in wire drawing process on the mechanical properties and deformability limit of ZnAl15 wire rod obtained in continuously casting and rolling by Properzi method. Based on the results of research and analysis it has been shown that the wire drawing process had a high instability due to superplasticity of test material, which caused into a significant difference between the maximum and minimum drawing force and often picking up the material. Annealing for 1 hour in 350°C leads to a reduction, and 150°C leads to increase the deformability limit of ZnAl15 wire rod measured as the maximum loss of cross-section.

11

High Versatility of Niobium Alloyed AHSS

Kučerová L., Opatová K., Káňa J., Jirková H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 3

1485--1491

EN

The effect of processing parameters on the final microstructure and properties of advanced high strength CMnSiNb steel was investigated. Several processing strategies with various numbers of deformation steps and various cooling schedules were carried out, namely heat treatment without deformation, conventional quenching and TRIP steel processing with bainitic hold or continuous cooling. Obtained multiphase microstructures consisted of the mixture of ferrite, bainite, retained austenite and M-A constituent. They possessed ultimate tensile strength in the range of 780-970 MPa with high ductility A5 mm above 30%. Volume fraction of retained austenite was for all the samples around 13%. The only exception was reference quenched sample with the highest strength 1186 MPa, lowest ductility A5 mm = 20% and only 4% of retained austenite.

12

Effects of Nb, Ti and V on recrystallization kinetics of austenite in HSLA steels

Opiela M.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 6

289--294

EN

The work presents research results of impact of Nb, Ti and V microadditions on recrystallization kinetics and microstructure of newly elaborated steels assigned for production of forged machine parts, using the method of thermomechanical treatment. The study was performed with the use of Gleeble 3800 simulator. In order to determine recrystallization kinetics of plastically deformed austenite, discontinuous compression tests of specimens were done with a given strain at the rate of 10 s–1, in a temperature range from 900 to 1100°C, with isothermal holding of samples between successive stages of deformation for 2 to 100 s. Recrystallization kinetics of plastically deformed austenite was described using the Johnson-Mehl-Avrami equation. Performed two-stages compression tests revealed that microadditions introduced into steel considerably influence the kinetics of static recrystallization. Determined time of total recrystallization of austenite, tR, in a temperature range from 1100°C to 900°C changes from 100 to 600 s and from 300 to 800 s — for the Ti–V steel and Ti–Nb–V steel, respectively. Executed hot compression tests will contribute to establishing conditions of forging with the method of thermomechanical treatment.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań oddziaływania mikrododatków Nb, Ti i V na kinetykę rekrystalizacji i strukturę nowo opracowanych stali typu HSLA przeznaczonych do wytwarzania kutych elementów maszyn metodą obróbki cieplno-plastycznej.

13

Method of achieving accuracy of thermo-mechanical treatment of low-rigidity shafts

Świć A., Draczew A., Gola A.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2016

|

Vol. 10, nr 29

62--70

EN

The paper presents a method combining the processes of straightening and thermal treatment. Technological processes with axial strain were considered, for the case of heated material and without its heating. The essence of the process in the case of heated material consisted in the fact that if under tension all longitudinal forces in the first approximation are uniform - the same strains are generated. The presented technological approach, aimed at reducing the curvature of axial-symmetrical parts, is acceptable as the process of rough, preliminary machining, in the case of shafts with the ratio L/D≤100 (L – shaft length, d – shaft diameter) and without a tendency of strengthening. To improve the accuracy and stability of geometric form of low-rigidity parts, a method was developed that combines the processes of straightening and heat treatment. The method consists in that axial strain – tension, is applied to the shaft during heating, and during cooling the product is fixed in a fixture, the cooling rate of the shaft being several-fold greater than that of the fixture. A device is presented for the realisation of the method of controlling the process of plastic deformation of low-rigidity shafts. In the case of the presented device and the adopted calculation scheme, a method was developed that permits the determination of the length of shaft section and of the time of its cooling.

14

Możliwości symulatora obróbki cieplno-plastycznej

Borek W.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2015

|

nr 9-10

82--84

PL

Dążenie do optymalizacji procesów technologicznych i produkcyjnych, jak również dobór najlepszego pod względem ekonomicznym materiału konstrukcyjnego pociąga za sobą konieczność zintensyfikowania badań w zakresie fizycznych symulacji procesów obróbki cieplnej i cieplno-plastycznej nowych materiałów inżynierskich. Osiągnięcie wszystkich kryteriów wiąże się z dostępem do najnowocześniejszych rozwiązań technologicznych, które pozwalają na wykonanie symulacji fizycznych procesów takich jak: ciągłe odlewanie, walcowanie, ściskanie, ciągnienie, kucie, wyciskanie, zgrzewanie i operacje obróbki cieplnej.

EN

The need for the optimization of technological processes and production, as well as the best selection of structural material in terms of economic considerations entails the necessity to extend research on the physical simulation of heat treatment and thermo-mechanical treatment of new engineering materials. Achieving all the criteria is associated with the availability of modern technology solutions, which allow to perform the simulations of physical processes such as: continuous casting, rolling, pressing, drawing, forging, extrusion, welding and heat treatment operations.

15

Ocena struktury stali wysokomanganowych po procesach odkształcenia

Jabłońska M., Śmiglewicz A., Tomaszeska A., Horzelska K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 1

31--35

PL

Rozwój takich gałęzi przemysłu, jak przemysł motoryzacyjny czy militarny, koncentruje się w ostatnich latach na prowadzeniu prac badawczych w obszarze nowych wysokomanganowych stali z grupy AHSS. Zależnie od zawartości Mn, Al i Si stale te wykazują określoną wartość EBU, a tym samym charakterystyczny mechanizm odkształcenia, taki jak indukowana odkształceniem przemiana martenzytyczna (efekt TRIP), indukowane odkształceniem bliźniakowanie mechaniczne (efekt TWIP) oraz indukowane odkształceniem tworzenie mikropasm ścinania (efekt MBIP). W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów obróbki cieplno-plastycznej na wybrane właściwości oraz strukturę austenitycznej stali X45MnAl20-3 wykazującej efekt TWIP. Badana stal została wyprodukowana na drodze klasycznego odlewania do miedzianego krystalizatora, uzyskując wlewki o wymiarach 100×100 mm, które poddano walcowaniu w 4 przepustach na końcową grubość 12 mm i 3 mm. Temperatura końca walcowania wynosiła 950°C, a blachy po ostatnim przepuście chłodzono w powietrzu oraz wodzie. Przeprowadzono analizę struktury i właściwości mechanicznych otrzymanych blach oraz analizę wpływu parametrów odkształcenia plastycznego na strukturę badanej stali w próbach ściskania w zakresie temperatury 850°C÷1100°C. Wykazano, że badana stal ma dobre własności wytrzymałościowe oraz bardzo korzystną odkształcalność. W próbach ściskania ujawniono, że równowaga pomiędzy procesami umacniania i odbudowy struktury ustala się podczas odkształcania stopu we wszystkich temperaturach, a zmiany mikrostruktury wskazują na zachodzenie efektów charakterystycznych dla procesów dynamicznej odbudowy w trakcie odkształcania na gorąco badanej stali.

EN

The development of such industries as automotive and military focus in recent years to conduct research in the area of new highmanganese steel from a group of AHSS. Depending on the content of Mn, Al and Si these steels exhibit specific SFE value and thus the characteristic deformation mechanism such as transformation induced plasticity (TRIP effect), mechanical twinning induced plasticity (TWIP effect) and micro bands induced plasticity (effect MBIP). The paper presents the results of the influence of thermo-mechanical treatment parameters on the selected mechanical properties and changes of microstructure of austenitic high manganese TWIP steel X45MnAl20-3. The steel has been produced by conventional casting of copper crystallizer to give ingots of dimensions 100 × 100 mm and then subjected to rolling to the final thickness of 12 mm and 3 mm. Temperature end of rolling was 950°C, and the sheet was cooled in air and water. An analysis of the structure and mechanical properties of the obtained sheet was performed. Moreover the analysis of the influence of hot plastic deformation parameters on the microstructure and properties of researched steel structure during the compression tests in the range of temperature from 850°C to 1100°C was carried out. Established, that the steel has good mechanical properties and a very favorable ductility, as demonstrated by the value of elongation in a tensile test. The compression tests revealed that the balance between the processes of strengthening and rebuilding of the structure is determined during deformation the steel at all temperatures, and changes in microstructure indicate a characteristic for the dynamic recovery process phenomena disclosured.

16

Analiza struktury i właściwości dwufazowej stali austenityczno-ferrytycznej MnAl poddanej procesowi obróbki cieplno-plastycznej

Jabłońska M., Śmiglewicz A., Tomaszewska A., Horzelska K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 2

158--161

PL

Obecnie wiele ośrodków badawczo-naukowych koncentruje swoje prace w obszarze nowych wysokomanganowych stali z grupy AHSS. W pracy dokonano oceny właściwości tych stali o strukturze austenityczno-ferrytycznej po obróbce cieplno-plastycznej. Stale różniły się zawartością węgla, manganu i aluminium. Zasadniczym celem pracy było określenie najkorzystniejszych parametrów obróbki cieplnej, temperatury końca walcowania i szybkości chłodzenia w celu uzyskania relacji wytrzymałość-plastyczność. Analizę struktury przeprowadzono wykorzystując techniki mikroskopii świetlnej, a ocenę właściwości wytrzymałościowych przeprowadzono na podstawie wyników ze statycznej próby rozciągania blach.

EN

Recently many research centers focus in the area of new high manganese steel from a group of AHSS. In the paper, two grades of high-manganese steels with aluminum after a thermo-mechanical treatment were studied. Steel grades with an austenitic-ferritic structure with various contents of carbon, manganese and aluminum were selected for the studies. The main goal of the work was to define the most preferable parameters of heat treatment, rolling finish temperature and cooling rate in order to obtain the most favorable strength-ductility relation for the examined steels. The structural analysis was carried out using optical microscopy techniques. The evaluation of strength properties was carried out based on the results of static tensile test of steel sheets.

17

Thermo-Mechanical Processing of Rapidly Solidified 5083 Aluminium Alloy - Structure and Mechanical Properties

Tokarski T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

177--180

EN

Aluminium-magnesium 5083 alloy was rapidly solidified by means of melt spinning technique and plastically consolidated during subsequent hot extrusion process. As a result, rods 8 mm in diameter were obtained. Structure of as-extruded material is characterized by ultra-fined grains, which influences on increasement of mechanical properties of the material. The strengthening effect was further enhanced by application of thermo-mechanical treatment consist of cold rolling combined with isothermal annealing. As a result, reduction of grain size from ∼710 nm to ∼270 nm as well as enhancement of yield stress (330 MPa to 420 MPa) and ultimate tensile strength (410 MPa to 460 MPa) were achieved. Based on received results Hall-Petch coefficients (σ0, k) for 5083 RS material were determined.

PL

Stop aluminium 5083 został poddany szybkiej krystalizacji z następującą po niej plastyczną konsolidacją w procesie wyciskania na gorąco. Otrzymane pręty o średnicy 8mm posiadały strukturę sub-mikronową dającą w efekcie podniesione własności mechaniczne: granicę plastyczności 330 MPa i wytrzymałość na rozciąganie 410 MPa. Tak otrzymany materiał poddano dodatkowej obróbce cieplno-mechanicznej. W wyniku otrzymano znaczne podniesienie właściwości mechanicznych. W najlepszym przypadku dla ziarna o średniej średnicy 270 nm otrzymano materiał o granicy plastyczności 420 MPa oraz wytrzymałości 460 MPa. Parametry mechaniczne otrzymane dla różnych średnic ziaren pozwoliły na określenie parametrów równania Hall’-Petch'a.

18

Analiza mikrostruktury i właściwości stali wysokomanganowej X45MnAl20-3 z efektem TWIP kształtowanej w procesie obróbki cieplno-plastycznej

Jabłońska M., Horzelska K., Kuc D.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 6

385--389

PL

Rozwój takich gałęzi przemysłu, jak przemysł motoryzacyjny czy militarny koncentruje się w ostatnich latach na prowadzeniu prac badawczych w obszarze nowych wysokomanganowych stali z grupy AHSS. Zależnie od zawartości Mn, Al i Si stale te wykazują określoną wartość EBU, a tym samym charakterystyczny mechanizm odkształcenia, taki jak indukowana odkształceniem przemiana martenzytyczna (efekt TRIP), indukowane odkształceniem bliźniakowanie mechaniczne (efekt TWIP) oraz indukowane odkształceniem tworzenie mikropasm ścinania (efekt MBIP). W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów obróbki cieplno-plastycznej na wybrane właściwości oraz strukturę austenitycznej stali X45MnAl20-3 wykazującej efekt TWIP. Badana stal została wyprodukowana na drodze klasycznego odlewania do miedzianego krystalizatora, uzyskując wlewki o wymiarach 100×100 mm, które poddano walcowaniu w 4 przepustach na końcową grubość 12 mm i 3 mm. Temperatura końca walcowania wynosiła 950°C, a blachy po ostatnim przepuście chłodzono w powietrzu oraz wodzie. Przeprowadzono analizę struktury i właściwości mechanicznych otrzymanych blach oraz analizę wpływu parametrów odkształcenia plastycznego na strukturę badanej stali w próbach ściskania w zakresie temperatury 850°C÷1100°C. Wykazano, że badana stal ma dobre własności wytrzymałościowe oraz bardzo korzystną odkształcalność. W próbach ściskania ujawniono, że równowaga pomiędzy procesami umacniania i odbudowy struktury ustala się podczas odkształcania stopu we wszystkich temperaturach, a zmiany mikrostruktury wskazują na zachodzenie efektów charakterystycznych dla procesów dynamicznej odbudowy w trakcie odkształcania na gorąco badanej stali.

EN

The development of such industries as automotive and military focus in recent years to conduct research in the area of new highmanganese steel from a group of AHSS. Depending on the content of Mn, Al and Si these steels exhibit specific SFE value and thus the characteristic deformation mechanism such as transformation induced plasticity (TRIP effect), mechanical twinning induced plasticity (TWIP effect) and micro bands induced plasticity (effect MBIP). The paper presents the results of the influence of thermo-mechanical treatment parameters on the selected mechanical properties and changes of microstructure of austenitic high manganese TWIP steel X45MnAl20-3. The steel has been produced by conventional casting of copper crystallizer to give ingots of dimensions 100 × 100 mm and then subjected to rolling to the final thickness of 12 mm and 3 mm. Temperature end of rolling was 950°C, and the sheet was cooled in air and water. An analysis of the structure and mechanical properties of the obtained sheet was performed. Moreover the analysis of the influence of hot plastic deformation parameters on the microstructure and properties of researched steel structure during the compression tests in the range of temperature from 850°C to 1100°C was carried out. Established, that the steel has good mechanical properties and a very favorable ductility, as demonstrated by the value of elongation in a tensile test. The compression tests revealed that the balance between the processes of strengthening and rebuilding of the structure is determined during deformation the steel at all temperatures, and changes in microstructure indicate a characteristic for the dynamic recovery process phenomena disclosured.

19

Elaboration of Thermomechanical Treatment Conditions of Ti-V and Ti-Nb-V Microalloyed Forging Steels

Opiela M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1181--1188

EN

The goal of the work was to describe the forging conditions of thermomechanical treatment for Ti-V and Ti-Nb-V microalloyed steels. Conditions of hot-working allowing to obtain both the desired microstructure and mechanical properties of forgings were selected taking into consideration: precipitation analysis of MX-type (M – Nb, Ti, V; X – N, C) interstitial phases in austenite; research on the influence of the austenitizing temperature on the g-phase grain size; investigation of the continuous compression of specimens; and examination of the kinetics of recrystallization of plastically deformed austenite. The precipitation analysis of MX-type interstitial phases in austenite was conducted on the basis of a simplified thermodynamic model for equilibrium conditions as proposed by Adrian, assuming that individual MX phases are soluble in austenite. The effect of the austenitizing temperature in a range from 900 to 1200°C on the prior austenite grain size was investigated to verify the precipitation analysis of MX-type phases. The work also presents the results of the effect of Nb, Ti and V microadditions on flow stress, recrystallization kinetics and microstructure. Plastometric tests were carried out using the Gleeble 3800 thermomechanical test simulator. The studies provide the basis for a proper design of the manufacturing process for thermomechanical treatment of forged machine parts obtained from high-strength microalloyed steels.

PL

Celem pracy było opracowanie warunków kucia metodą obróbki cieplno-plastycznej stali mikrostopowych typu Ti-V i Ti-Nb-V. Warunkiobróbki plastycznej na gorąco, zapewniające pożądaną mikrostrukturę i własności mechaniczne odkuwek, dobrano z uwzględnieniem: analizy wydzielania się w austenicie faz międzywęzłowych typu MX (M – Nb, Ti, V; X – N, C), badań wpływu temperatury austenityzowania na wielkość ziarn fazy g, badań ciągłego ściskania próbek oraz badań kinetyki rekrystalizacji austenitu odkształconego plastycznie. Analizę wydzielania faz międzywęzłowych typu MX w austenicie przeprowadzono na podstawie modelu zaproponowanego przez Adriana, zakładającego rozpuszczalność w warunkach równowagi termodynamicznej, indywidualnych faz MX w austenicie. Badania wpływu temperatury austenityzowania w zakresie od 900 do 1200°C na wielkość ziarn austenitu pierwotnego przeprowadzono w celu weryfikacji analizy wydzielania faz typu MX. Wpracyprzedstawiono także wyniki badań wpływu mikrododatków Nb, Ti i V na krzywe płynięcia, kinetykę rekrystalizacji i mikrostrukturę. Badania plastometryczne przeprowadzono przy użyciu symulatora termomechanicznego Gleeble 3800. Przeprowadzone badania stanowią podstawę prawidłowego projektowania procesu technologicznego obróbki cieplno-plastycznej kutych elementów maszyn o wysokiej wytrzymałości ze stali mikrostopowych.

20

Effect of Technical Quality of Thermomechanical Die Forging of AA2099 Alloy

Łukaszek-Sołek A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

997--1003

EN

The paper presents the results of investigations of a multicomponent third-generation aluminium alloy, classified as AA2099. The actual forging conditions were determined basing on the assessment of the quality of side surface of specimens subjected to compression in Gleeble 3800 simulator and on flow curves of the alloy, as well as numerical modelling of forging process performed with application of QForm 3D v.7 software. Compression tests were realized at temperatures 400-500°C, with a strain rate of 0.001-100 s-1 , up to a specified constant true strain value of 0.9. Microstructure examination in as-delivered state was performed with application of Leica DM 4000M optical microscope. The obtained results of isothermal deformation of specimens were correlated with the analysis of a characteristic layered pancake-type microstructure. The simulation of die forging of a complex-shape forging (high-current contact tip used in power engineering) at the temperature 500°C, was performed. The shape of a forging makes it possible to fully analyse the influence of thermomechanical process conditions on technical quality of a product. The simulation of forging process showed full correctness of material flow, with no signs of instability. At the same time, the analysis of investigations allowed to prepare and realize the industrial forging trials for a forging of a very complex shape, in a single step, at the temperature 500°C, with application of thermomechanical treatment. The forging attained high quality of shape and surface. Directional specimens were taken, in order to be subjected to microstructure examination and hardness testing. The data obtained from industrial tests, combined with the results of testing using Gleeble simulator as well as from numerical modelling, make up the guidelines for mechanical processing of AA2099 alloy at the temperatures 470-500°C.

PL

W pracy analizowano wyniki badań wykonanych na wieloskładnikowym, trzeciej generacji stopie aluminium, klasyfikowanym jako AA2099. na podstawie oceny stanu powierzchni pobocznicy próbek ściskanych w symulatorze odkształceń rzeczywistych Gleeble 3800 i krzywych płynięcia stopu, modelowania numerycznego procesu kucia w programie QForm 3D v. 7 ustalono warunki przemysłowej próby kucia stopu. Badania ściskania przeprowadzono w temperaturze 400-500°C z szybkością odkształcania 0.001 – 100 s-1 do stałej wartości odkształcenia rzeczywistego 0.9. Wykonano badania mikrostruktury w stanie dostawy na mikroskopie świetlnym Leica DM 4000M. Uzyskane wyniki odkształcenia izotermicznego próbek skorelowano z badaniami charakterystycznej warstwowej mikrostruktury typu „naleśnik”. Dokonano symulacji procesu kucia matrycowego odkuwki o bardzo złozonym kształcie (nakładka wysokoprądowa dla energetyki) w temperaturze 500°C. Kształt odkuwki umożliwia pełną ocenę wpływu warunków termomechanicznych procesu na jakość techniczną wyrobu. Symulacja procesu kucia wykazała pełną poprawność płynięcia stopu bez żadnych efektów niestabilności. Jednocześnie analiza badań pozwoliła na opracowanie i przeprowadzenie prób kucia przemysłowego odkuwki o bardzo złożonym kształcie w jednym wykroju w temperaturze 500°C z zastosowaniem obróbki cieplnoplastycznej. Odkuwka uzyskała wysoką jakość kształtu i powierzchni. Pobrano próbki kierunkowe do badań mikrostruktury i twardości. Uzyskane dane z prób przemysłowych w połączeniu z wynikami uzyskanymi z symulatora Gleeble i modelowania numerycznego stanowią wytyczne do kształtowania plastycznego stopu AA 2099 w zakresie 470 – 500°C.