Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Preparation of composite steel with using of hot rolling

Kawulok Rostislav, Pasečný Daniel, Kawulok Petr, Rusz Stanislav, Opěla Petr, Schindler Ivo

Journal of Metallic Materials

|

2022

|

Vol. 74, no. 1

21--27

EN

The paper deals with the unconventional issue of composite steel preparation by hot rolling. Various production possibilities of multilayer composite from austenitic stainless steel AISI 304 and tool high carbon steel AISI D2 were investigated. Samples with 5, 15 and 45 layers were prepared. Optical microstructural analysis were subsequently performed on these samples with the focus on the details of joint and evaluation of the thicknesses of individual layers. In addition, hardness measurements were performed on the prepared samples, including its comparison with the individual steels used. It was confirmed that the hardness increased with increasing number of layers, however in this case, the difference between 15 and 45 layers was only 8 HBW. In addition it was found that the hardness of the prepared 45-layer packet without quenching was higher than that of the base (used) steels.

PL

Niniejszy artykuł poświęcono niekonwencjonalnemu zagadnieniu przygotowania kompozytu stalowego metodą walcowania na gorąco. Zbadano różne możliwości i metody wytwarzania wielowarstwowego kompozytu stalowego z austenitycznej stali nierdzewnej AISI 304 i wysokowęglowej stali narzędziowej AISI D2. W pracy opisano technologię przygotowania pakietów z tych stali złożonych z 5, 15 i 45 warstw. Następnie przeprowadzono na tych próbkach optyczne analizy mikrostrukturalne, skupiając się na szczegółach łączenia i ocenie grubości poszczególnych warstw. Ponadto na przygotowanych próbkach wykonano pomiary twardości, a wyniki porównano z poszczególnymi zastosowanymi stalami. Potwierdzono, że twardość wzrastała wraz ze wzrostem liczby warstw, jednak w przypadku różnicy między 15 a 45 warstwami różnica twardości to zaledwie 8 HBW. Ponadto stwierdzono, że twardość przygotowanego 45-warstwowego pakietu bez hartowania była wyższa niż (użytych) stali podstawowych.

2

Influence of Molding Materials on the Self-Hardening of X46Cr13 Steel / Grey Cast Iron Bimetallic Castings

Przyszlak N., Wróbel T., Dulska A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2021

|

Vol. 66, iss. 1

43--50

EN

The paper presents the problem which concerning the technology of bimetallic castings in materials configuration: high-chromium steel as the working layer and grey cast iron as the base part. The aim of the studies was integrate the process of manufacturing of bimetallic casting with the heat treatment of hardening type of X46Cr13 steel insert by applying the mould with sandmix on a matrix of chromite sand. Range of studies included the chemical composition analysis, non-destructive ultrasonic tests to examine the quality of the permanent bond between the working layer (steel insert) and the base part (grey cast iron) of the bimetallic castings, hardness measurements as well as metallographic examinations performed on the optical and scanning electron microscopes. On the basis of obtained results was concluded that the self-hardening process occurred in the X46Cr13 steel working layer and in result of this the hardness on its surface equalled approx. 45HRC in case of the bimetallic castings with full permanent bond between both parts.

3

Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do modelowania procesów azotowania próżniowego stali narzędziowych

Wołowiec-Korecka Emilia

Przegląd Mechaniczny

|

2020

|

nr 2

25--31

PL

Na podstawie badań opisanych w artykule opracowano zespół wielowarstwowych jednokierunkowych sztucznych sieci neuronowych, odwzorowujących zależności zachodzące między parametrami wejściowymi procesu azotowania niskociśnieniowego a własnościami końcowymi obrabianej stali, ze szczególnym uwzględnieniem twardości i charakterystyki wytworzonej warstwy. Na tej bazie zbudowano model fizyczny wielosegmentowego azotowania niskociśnieniowego dla stali narzędziowych. Końcowym efektem prac jest aplikacja wspierająca projektowanie, symulację oraz optymalizację tych procesów w rzeczywistości przemysłowej.

EN

Based on the research presented in the paper, a set of multilayer unidirectional artificial neural networks was developed, mapping the relationships between the input parameters of the low-pressure nitriding process and the final properties of the processed steel, with particular emphasis on the hardness and characteristics of the obtained layer. On this basis, a physical model of multi-segment low-pressure nitriding for tool steels was developed. The final effect of the presented work is an application supporting the design, simulation and optimization of these processes in industrial reality.

4

Surface Treatment for Improving Selected Physical and Functional Properties of Tools and Machine Parts — A Review

Toboła Daniel, Kalisz Janusz, Czechowski Kazimierz, Wronska Iwona, Machynia Zbigniew

Journal of Applied Materials Engineering

|

2020

|

Vol. 60, iss. 1

23--36

EN

Wear resistance, which is one of the main technological quality features of machine parts and tools, is determined by the properties of their surface layer. The demand for high-quality products forces manufacturers to use modern structural and tooling materials as well as efficient and cost-effective methods of their treatment. The paper presents the results of research on selected properties of tools made of tool steels and sintered carbides, as well as parts made of aluminum alloy subjected to selected surface treatment processes, such as mechanical (grinding, turning, milling, burnishing) and thermo-chemical (nitriding, sulfonitriding) processes, and physical vapor deposition (PVD) of coatings. The presented results, including analyses of the surface geometric structure, microstructure, and microhardness, as well as tribological and machining properties of selected materials, indicate the possibility of improving the functional quality of tools and machine parts.

5

Influence of laser treatment on properties of high speed tool

Ulewicz R., Nový F.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 10

195--200

EN

The paper presents the results of heat treatment tests of HS6-5-2 high speed steel with laser working in continuous mode. The tests used steel in the delivery state as well as steel after fluid treatment aimed at diffusion enrichment of the surface layer with carbon and nitrogen. The aim of the research is to determine changes in the structure of steel enriched with carbon and nitrogen and then subjected to the impact of the laser beam.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań obróbki cieplnej laserem pracującym w trybie ciągłym stali szybkotnącej HS6-5-2. W badaniach wykorzystano stal w stanie dostarczenia, jak również stal po fluidalnej obróbce mającej na celu wzbogacenie dyfuzyjne warstwy wierzchniej w węgiel i azot. Celem badań jest określenie zmian struktury stali wzbogaconej w węgiel i azot, a następnie podanej oddziaływaniu wiązki lasera.

6

Analiza topografii powierzchni stali narzędziowej Vanadis 6 po wybranych sekwencyjnych procesach obróbki powierzchniowej

Łętocha A., Toboła D, Miller T.

Mechanik

|

2018

|

R. 91, nr 12

1124--1128

PL

W artykule podjęto problematykę wpływu wybranych sekwencyjnych procesów obróbki powierzchniowej na stereometryczne cechy kształtowanej warstwy wierzchniej (WW) stali Vanadis 6. Przyjęte warianty obróbki obejmowały: toczenie (T), toczenie–nagniatanie (TN), toczenie–nagniatanie–azotowanie (TNA), toczenie–nagniatanie–azotonasiarczanie (TNAS) oraz toczenie–nagniatanie–powlekanie PVD (TNPVD). Badania wykonano metodą profilowania stykowego z zastosowaniem przyrządu TOPO 01P, opracowanego w Instytucie Zaawansowanych Technologii Wytwarzania. Przeanalizowano zmiany jakościowe wykresów badanych powierzchni, a także zmiany parametrów chropowatości powierzchni oraz profilu.

EN

Issues related with an influence of selected sequential surface treatment processes on the stereometric features of the formed surface layer (SL) of Vanadis 6 steel are presented. Some variants of machining include: turning (T), turning–burnishing (TN), turning–burnishing–nitriding (TNA), turning–burnishing–sulfonitriding (TNAS) and turning–burnishing–PVD coating (TNPVD). Studies were carried out by contact profiling method with use TOPO 01P device – produced by The Institute of Advanced Manufacturing Technology. Qualitative changes in the graphs of examined surfaces and also changes in the results of surface roughness parameters and profile were analyzed.

7

The influence of the time of technological soaking of nitrided EN-X37CrMoV5-1 tool steel at a higher temperature on the structure, microhardness, and tribological wear of the surface layer

Dworak M., Barylski A., Aniołek A., Stepanova E.

Tribologia

|

2017

|

nr 4

27--32

EN

The paper concerns the assessment of the influence of the duration of high-temperature soaking of steel intended for dies for extruding aluminium profiles on the structure, microhardness, and tribological wear of the top layer. Gas nitrided hot work tool steel X37CrMoV5-1 (WCL) was used in the tests. For technological reasons, before the extruding process, such dies are pre-heated for several hours to a temperature ranging from 400°C to 600°C. Due to the possibility of various unplanned situations (failures), the soaking time may be extended even up to more than ten hours. Therefore, soaking was used after the nitriding process due to the application nature of the research whose purpose was to identify changes occurring in the nitrided layer after soaking of dies at a higher temperature (520°C) and before starting the extruding process, and thus to determine for how long the dies may be held in a furnace without undesirable changes in the top layer. The examined samples were soaked in an industrial furnace at 520°C for 2 h, 4 h, 6 h, 8 h, 10 h, and 12 h. Samples heated to 520°C and then immediately cooled down and the reference material which was not heated after the nitriding process were also examined for comparison purposes. The obtained results of the tests of the microhardness of the nitrided layer indicate that it decreased as the soaking time increased to 6 hours. After this time, that parameter is stabilised and further heating up to 10 hours does not cause a significant decrease in the microhardness of the top layer. A further decrease in the microhardness of the layer was observed for samples soaked for 12 hours. The results of tribological tests showed an analogous course of changes in the tribological wear of the examined material as the soaking time increased. The performed tests indicate the possibility of holding dies at a higher temperature (520°C) for 10 hours. Further soaking at this temperature causes adverse changes in the top layer.

PL

Praca dotyczy oceny wpływu czasu wygrzewania w podwyższonej temperaturze stali przeznaczonej na matryce do wyciskania profili aluminiowych na strukturę, mikrotwardość oraz zużycie tribologiczne warstwy wierzchniej. W badaniach stosowano stal narzędziową do pracy na gorąco X37CrMoV5-1 (WCL) poddaną procesowi azotowania gazowego. Matryce takie są przed procesem wyciskania poddawane wstępnemu nagrzewaniu do temperatury z przedziału 400°C do 600°C przez okres kilku godzin, co jest spowodowane względami technologicznymi. Z uwagi na możliwość wystąpienia różnych nieplanowanych sytuacji (awarii) czas wygrzewania może ulec wydłużeniu nawet do kilkunastu godzin. Zastosowany zabieg wygrzewania po procesie azotowania wynikał zatem z aplikacyjnego charakteru badań, które miały na celu określenie zmian zachodzących w warstwie azotowanej po wygrzewaniu matryc w podwyższonej temperaturze (520°C) przed rozpoczęciem procesu wyciskania, a tym samym określenie, przez jaki czas można przetrzymywać matryce w piecu bez pojawienia się niepożądanych zmian w warstwie wierzchniej. Badane próbki wygrzewano w piecu przemysłowym w temperaturze 520°C przez czas 2 h, 4 h, 6 h, 8 h, 10 h i 12 h. W celach porównawczych zbadano także próbki nagrzane do temperatury 520°C i od razu chłodzone oraz materiał wzorcowy, który nie był wygrzewany po procesie azotowania. Uzyskane wyniki badań mikrotwardości warstwy azotowanej wskazują na jej spadek wraz z rosnącym czasem wygrzewania do 6 godzin. Po tym czasie parametr ten ulega stabilizacji i dalsze wygrzewanie do 10 godzin nie powoduje istotnego spadku mikrotwardości warstwy wierzchniej. Dla próbek wygrzewanych przez okres 12 godzin odnotowano dalszy spadek mikrotwardości warstwy. Wyniki testów tribologicznych wykazały analogiczny przebieg zmian zużycia tribologicznego badanego materiału wraz z rosnącym czasem wygrzewania. Przeprowadzone testy wskazują na możliwość przetrzymywania matryc w podwyższonej temperaturze (520°C) przez okres 10 godzin. Dalsze wygrzewanie w tej temperaturze powoduje pojawienie się niekorzystnych zmian w warstwie wierzchniej.

8

Selected properties of Vanadis 8 tool steel after grinding and hard turning

Toboła D., Cyboroń J., Łętocha A.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 10

864--866

PL

Przeprowadzono dwa mechaniczne procesy modyfikacji warstwy wierzchniej (WW) stali narzędziowej Vanadis 8: szlifowanie oraz toczenie na twardo. Stal ta klasyfikowana jest jako wysokostopowa stal narzędziowa otrzymywana technologią metalurgii proszków (P/M). Obróbkę cieplną przeprowadzono w piecu próżniowym z hartowaniem w gazie aż do uzyskania twardości 64 ±1 HRC. Porównano struktury geometryczne powierzchni, mikrostrukturę, poziom naprężeń szczątkowych oraz zużycie ścierne WW uzyskane w wyniku tych procesów.

EN

Two mechanical processes of surface layer (SL) modification were performed on Vanadis 8 tool steel: grinding (G) and hard turning (HT). This steel is classified as powder metallurgy (P/M) high-alloyed tool steel. Heat treatment was carried out in vacuum furnaces with gas quenching until hardness of 64 ±1 HRC was achieved. Surface geometrical structures (SGS), microstructures, residual stress levels and wear resistance of SL resulting in these processes were compared.

9

Porównanie właściwości warstwy wierzchniej utwardzonej stali narzędziowej AISI D2 i Vanadis 6

Toboła D., Cyboroń J., Łętocha A., Laszkiewicz-Łukasik J.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 10

852--854

PL

Przedstawiono wybrane właściwości warstwy wierzchniej (WW) stali narzędziowych AISI D2 i Vanadis 6 o twardości 60 ±1 HRC po szlifowaniu oraz toczeniu na twardo z późniejszym nagniataniem ślizgowym. Określono wpływ wspomnianych obróbek na strukturę geometryczną powierzchni, mikrostrukturę oraz poziom naprężeń w WW badanych stali.

EN

Selected properties of the surface layer (SL) of AISI D2 and Vanadis 6 tool steels at hardness of 60 ±1 HRC, after grinding and hard turning with subsequent slide burnishing are presented. The influence of the mentioned mechanical treatments in relation to the geometrical structure, microstructure and stresses level in SL for tested steels were determined.

10

Tribological and material utility aspects of mill rolls for cold rolling

Krawczyk J., Kokosza A., Pacyna J., Madej M.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 1

20--25

EN

In the present work, quantitative and qualitative indicators related to wear have been proposed based on the results of the research conducted on damaged mill rolls working in a modernized rolling mill, as well as the technical data related to rolling. It has been found that previously used mill rolls were worn by two main mechanisms, i.e. abrasive wear and fatigue wear. The fatigue mechanism is the main reason for the rolls being removed from further exploitation. Tribological laboratory tests were performed by means of the T05 tester (a block/ring wear testing system) with the load of 100 and 300 N applied for 2000 s. The 100Cr6 bearing steel with the hardness of 57 HRC was applied as the counter-sample. The X153CrMo12 and 70MnCrMo8-2 steels were used as the research material. The tempering temperature of 100 and 150°C were used for the X153CrMo12 steel and 100°C for 70MnCrMo8-2 steel. It has been shown that the steel characterized in a microstructure composed of primary carbides (X153CrMo12 and previously used material). The role of the primary and secondary carbide precipitations as abrasive particles has been indicated in the work. It has also been proven that increasing the tempering temperature results in an increased wear of the 70MnCrMo8-2 steel. The conducted research allows for a proper selection of the tempering temperature (100°C). This confirms the assumed concept of the proposed roll heat treatment. A verification (monitoring) of the working rolls’ wear was based on the observations of the cracks formed during their usage and the roughness measurements carried out at three locations across the width of the strip.

PL

Celem pracy była analiza zależności pomiędzy mechanizmami zużycia walców hutniczych wykonanych z dwóch gatunków stali X153CrMo12 i 70MnCrMo8-2. Analiza odnosi się do prób eksploatacyjnych walców i badań laboratoryjnych materiałów stosowanych na te walce. W walcowni zimnej stosowano walce ze stali X153Cr- Mo12 wykonane według klasycznej technologii obróbki cieplnej. Zwłaszcza w klatce wstępnej, gdzie następuje redukcja z przekroju kołowego na prostokątny, występowały bardzo częste uszkodzenia walców. Walce nie były monitorowane dla ustalenia efektywnego czasu ich pracy przed uszkodzeniem zmęczeniowym. Charakteryzowały się dużą odpornością na zużycie ścierne. Natomiast pasmowe wydzielenia węglików pierwotnych oraz siatka węglików drugorzędowych ułatwiała rozwój pęknięcia zmęczeniowego.

11

Research and Development of the Solidification of Slab Ingots from Special Tool Steels

Tkadlečková M., Michalek K., Gryc K., Socha L., Jonšta P., Saternus M., Pieprzyca J., Merder T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 3

1453--1458

EN

The paper describes the research and development of casting and solidification of slab ingots from special tool steels by means of numerical modelling using the finite element method. The pre-processing, processing and post-processing phases of numerical modelling are outlined. Also, problems with determining the thermophysical properties of materials and heat transfer between the individual parts of the casting system are discussed. Based on the type of grade of tool steel, the risk of final porosity is predicted. The results allowed to improve the production technology of slab ingots, and also to verify the ratio, the chamfer and the external/ internal shape of the wall of the new designed slab ingots.

12

Crack resistance of tool steels corresponding with the chemical composition of their matrices

Pacyna J.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2017

|

Vol. 86, nr 1

5--14

EN

Purpose: of the presented investigations was showing that the crack resistance of tool steels depends on their hardenability and phase transformations occurring in the quenched matrix at tempering. The chemical composition of austenite decides on the steel hardenability while phase transformations after tempering can be influenced (apart from the chemical composition) by the heating method. Design/methodology/approach: of investigations was based on the analysis of dilatograms and the achieved aim was to obtain the hard tool steel (app. 500 HV30) for hot works. Samples of a diameter of 10 mm (without a notch) made of this steel were not broken by the Charpy impact test of energy of 30 kGm. Findings: of these investigations are practical. Grain boundaries of prior austenite should be protected against secondary precipitates, which constitute natural nuclei of diffusive structures. It is also possible to control phase transformations at tempering. Research limitations/implications: constitute the availability of the adequate equipment for investigating the kinetics of phase transformations of undercooled austenite and the kinetics of phase transformations after tempering. Practical implications: for the industry are such that the proposed tool steels of a high crack resistance contain molybdenum and nickel. Thus, these steels are very expensive. Originality/value: of these investigations was confirmed in the industrial practice.

13

The influence of the soaking temperature of nitrided WCL tool steel (EN-X37CrMoV5-1) on the microhardness and tribological wear of the surface layer

Dworak M., Barylski A., Aniołek K., Stepanova E.

Tribologia

|

2016

|

nr 4

69--78

EN

The present paper refers to the evaluation of the influence of soaking temperature of nitrided hot work tool steel, X37CrMoV5-1 (WCL), intended for dies for extruding aluminium profiles, on the structure, microhardness, and tribological wear of the nitrided layer. The research involved nitrided steel specimens (X37CrMoV5-1) soaked for 8 hours in an industrial furnace at temperatures of 450°C, 480°C, 520°C, 560°C, and 600°C. For comparison purposes, a REFERENCES material was used, which was not soaked after nitriding. Initially, as the soaking temperature raised, the microhardness of the nitrided layer increased by ca. 10%; however, a further increase in the soaking temperature to more than 450°C caused a decrease in the microhardness of the nitrided layer. The results of tribological tests showed that soaking nitrided steel at a low temperature (450°C) and high temperature (600°C) caused a decrease in tribological wear. Out of the tested materials, the highest microhardness of the upper layer was observed in the samples soaked at 450°C, while the highest resistance to tribological wear was obtained for the samples soaked at 600°C. The conducted tests indicate the possibility of extending the lifetime of dies made from the investigated nitrided steel.

PL

Niniejsza praca dotyczy oceny wpływu temperatury wygrzewania azotowanej stali narzędziowej do pracy na gorąco X37CrMoV5-1 (WCL) przeznaczonej na matryce do wyciskania profili aluminiowych na strukturę, mikrotwardość oraz zużycie tribologiczne warstwy azotowanej. Badaniom poddano próbki azotowanej stali X37CrMoV5-1 wygrzewane przez 8 godzin w piecu przemysłowym w temperaturze: 450°C, 480°C, 520°C, 560°C oraz 600°C. W celach porównawczych zastosowano także materiał wzorcowy, który nie był wygrzewany po procesie azotowania. Ze wzrostem temperatury wygrzewania początkowo odnotowano wzrost mikrotwardości warstwy azotowanej o ok. 10%. Z kolei podwyższenie temperatury wygrzewania powyżej 450°C powodowało jej obniżenie. Wyniki testów tribologicznych wykazały, że wygrzewanie stali azotowanej w niskiej temperaturze (450°C) oraz w wysokiej (600°C) powoduje spadek zużycia tribologicznego. Spośród badanych materiałów największą mikrotwardość warstwy wierzchniej odnotowano dla próbek wygrzewanych w temperaturze 450°C, natomiast najwyższą odporność na zużycie tribologiczne uzyskano dla próbek wygrzewanych w temperaturze 600°C. Przeprowadzone testy wskazują na możliwość wydłużenia czasu użytkowania matryc wykonanych z badanej stali azotowanej.

14

Wyginanie stali narzędziowych TOOLOX(R)

Świat Obrabiarek i Narzędzi

|

2016

|

R. 11, nr 9-10

3, 12

PL

Stale narzędziowe sprzedajemy już od ponad 20 lat. Jak tylko pamiętam zawsze klienci poszukiwali cienkich blach ulepszonych cieplnie po to, by wykonać jakiś kształtowany plastycznie element. Oczywiście,jakieś dziesięć lat temu można było jeszcze spotkać cienkie blachy NC6. Natomiast problem z popularnymi obecnie gatunkami stali 1.2311 czy 1.2738 jest taki, ze huty produkują blachy z reguły od grubości 20 mm w górę. Niestety, nie są to już cienkie blachy. Można ratować się małymi precyzyjnie szlifowanymi płaskownikami, jak np. sprzedawane przez nas płaskowniki PRECIZ, ale co zrobić, jesli potrzeba większych szerokości?

15

Mikrostruktura i twardość wymrażanej kriogenicznie stali narzędziowej X153CrMoV12 poddanej odpuszczaniu w różnych temperaturach

Ciski A.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

nr 3

25--32

PL

Celem pracy było przeprowadzenie badań stali narzędziowej stopowej do pracy na zimno X153CrMoV12 poddanej wymrażaniu kriogenicznemu (DCT - Deep Cryogenic Treatment) oraz bezpośredniemu po wymrażaniu odpuszczaniu przy różnych temperaturach. Wyniki odniesione, zostały do właściwości stali poddanych konwencjonalnej obróbce cieplnej, tj. bezwymrażania. Uzyskana twardość wymrażanych stali narzędziowych jest ściśle związana ze zjawiskami zachodzącymi podczas podgrzewania materiału od temperatury ciekłego azotu do temperatury otoczenia oraz następnego odpuszczania. Procesy wydzieleniowe zachodzące podczas odpuszczania wymrażanej kriogenicznie stali X153CrMoV12 prowadzą do przesunięcia piku twardości wtórnej do niższych temperatur, wpływając jednocześnie na uzyskanie nieznacznie niższej maksymalnej twardości. Przedstawiony efekt wymrażania związany jest najprawdopodobniej z: (a) mniejszą zawartością austenitu szczątkowego, a więc mniejszym utwardzeniem materiału powodowanym przemianą austenitu podczas odpuszczania, (b) zachodzącymi w sposób odmienny procesami wydzieleniowymi, prowadzącymi do uzyskania większej ilości drobnodyspersyjnych wydzieleń węglików wtórnych, ze względu na zmiany dokonane w osnowie i wytworzenie dodatkowych miejsc zarodkowania dzięki rozdrobnieniu podziarna martenzytu i utworzeniu zarodków węglików poprzez atomy węgla gromadzone w klastry poprzez przemieszczające się dyslokacje.

EN

The aim of the study was testing X153CrMoV!2 cold work alloyed tool steel subjected to deep cryogenic treatment (DCT) and direct tempering after DCT at different temperatures. The results were attributed to the characteristics of steel subjected to a conventional heat treatment, ie. without DCT. The resulting hardness of deep cryogenically treated tool steel is closely related to the phenomena occurring while heating-up the material, from liquid nitrogen temperature to room temperature and thefollowing tempering. Precipitation processes occurring during tempering of the deep cryogenically treated XI53CrMoV12 steel lead to shifting of maxi-mum hardness peak to the lower temperature and reduction of the obtained maximum hardness. This effect of DCT is associated most likely with: (a) a reduced content of retained austenite, and therefore lower hardening of steel caused by transformation of austenite during tempering: (b) altered precipitation processes, leading to a higher quantity of fine secondary carbides, due to changes in the matrix, refinement of martensite plates and creating of additional nucleation sites by carbon atoms gathered into clusters by mobile dislocations.

16

Wpływ odległości między ścieżkami hartowniczymi na własności stali stopowych

Gądek T., Nowacki Ł., Drenger T., Pieszak M.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2015

|

T. 26, nr 3

229--240

PL

W niniejszym artykule opisano sposób hartowania powierzchniowego stali narzędziowych (X210Cr12 oraz 42CrMo4) przy pomocy lasera diodowego dużej mocy (HPDL) firmy ROFIN-SINAR Laser GmbH. W pierwszej części artykułu przedstawione i opisane zostały wyniki badań wpływu ciepła wiązki lasera diodowego (dla pojedynczej ścieżki hartowniczej) na strukturę i twardość badanych materiałów. Po przeprowadzeniu prób hartowania, w celu określenia grubości zahartowanej warstwy oraz analizy struktury materiału, wycięto próbki i poddano je badaniom metalograficznym. Otrzymane wyniki badań pozwoliły na wyznaczenie parametrów procesu, które przyjęto do dalszych badań. Celem badań było określenie minimalnej odległości ścieżek hartowniczych względem siebie, mających zapewnić uzyskanie możliwie jednorodnej struktury zahartowanego materiału oraz twardość warstwy zahartowanej powyżej 500 HV0,1. W artykule zbadano i opisano wpływ oddziaływania na siebie kolejnych ścieżek uzyskanych w trakcie laserowego hartowania warstwy wierzchniej. Dla lepszego zobrazowania wpływu ciepła wiązki lasera wyniki badań rozkładu twardości, przedstawione zostały w sposób graficzny. Stwierdzono, że dla materiału 42CrMo4 przy jednomilimetrowym pokrywaniu się ścieżek hartowniczych możliwe jest uzyskanie w miejscu pokrywania się ścieżek struktury martenzytycznej. Badania hartowania powierzchniowego przeprowadzone zostały na stanowisku badawczym do kształtowania obrotowego wyrobów z blach znajdującym się w Instytucie Obróbki Plastycznej w Poznaniu, w skład, którego wchodził stół współrzędnościowy oraz laser diodowy o maksymalnej mocy – 3,6 kW, dla wiązki o wymiarach 30x8 mm.

EN

This article describes the method of surface hardening tool steels (X210Cr12 and 42CrMo4) by means of a high-power diode laser (HPDL) from the ROFIN-SINAR Laser GmbH company. The first part of the article presents and describes the results of studies on the effect of diode laser beam heat (on a single hardening line) on the structure and hardness of the studied materials. After hardening trials were performed, specimens were cut out and subjected to metallographic examinations. The obtained results of studies made it possible to determine process parameters, which were accepted for further research. The aim of this study was to determine the minimum distance of laser hardening lines from one another that would ensure the achievement of the greatest homogeneity of structure possible and hardness of the hardened layer above 500 HV0.1. This article investigates and describes the effect of interaction between successive lines obtained during laser hardening of the surface layer. To better illustrate the effect of laser beam heat on hardness distribution results, the results have been presented graphically. It was observed that, in the case of 42CrMo4 material, it is possible to obtain a martensitic structure in the line overlap area for a 1 mm overlap of hardening lines. Surface hardening studies were conducted on a test station for rotary forming of sheet products found at the Metal Forming Institute in Poznan, consisting of a coordinate table and diode laser with maximum power – 3.6 kW and 30x8 mm beam.

17

Effect of laser modification on structure and selected properties of tool steel

Bartkowska A., Przestacki D., Miklaszewski A., Popławski M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2015

|

Vol. 60, nr 2

12--16

EN

The paper presents test results of boronized VANADIS 6 steel after laser surface modification. Influence of laser heat treatment on the microstructure, microhardness and cohesion of surface layer was investigated. Diffusion boronizing treatment was used in the powder method at the temperature of 900ºC for 5 h .The laser heat treatment was carried out with technological CO2 laser. Laser modification of the boronized layer was carried out with laser power of P = 1.04 kW and at laser beam scanning velocity v: 2.88 mּ min-1, 4.48 m min-1 and laser beam d = 2 mm. After boronizing the microstructure of surface layer had a needle-like iron boride structure. After laser heat treatment, which consisted of remelting a boronized layer, a new layer was obtained which included: remelted zone, heat affected zone and a substrate, with a mild microhardness gradient from the surface to the substrate. The microhardness measured along the axis of track after laser heat treatment of the boronized layer was about 1600 - 1400 HV0,1. As a result of the influence of laser beam, the newly created layer was characterized by better properties in comparison to boronized layers.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań borowanej stali VANADIS 6 po modyfikacji laserowej. Badano wpływ laserowej obróbki cieplnej na mikrostrukturę, mikrotwardość i kohezję wytworzonej warstwy. Borowanie dyfuzyjne prowadzono metodą proszkową w temperaturze 900ºC przez 5 h. Laserowa obróbka cieplna była wykonana przy użyciu lasera CO2. Laserową modyfikację warstwy borowanej przeprowadzono przy użyciu mocy lasera P = 1,04 kW i prędkości skanowania wiązką laserową v: 2,88 m min-1, 4,48 m min-1, średnicy wiązki lasera d = 2 mm. Po borowaniu struktura warstwy wierzchniej miała iglastą strukturę borków żelaza. Po laserowej obróbce cieplnej z przetopieniem otrzymano nową warstwę składającą się z: strefy przetopionej, strefy wpływu ciepła i rdzenia o łagodnym gradiencie mikrotwardości od powierzchni do rdzenia. Mikrotwardość w osi ścieżki warstwy wierzchniej laserowo obrobionej cieplnie wynosiła 1600-1400 HV0,1. W wyniku oddziaływania wiązki lasera otrzymana warstwa charakteryzowała się dobrymi właściwościami w stosunku do warstw borowanej.

18

Deep cryogenic treatment of H11 hot working tool steel

Suchmann P., Niznanska J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 73, nr 1

21--26

EN

Purpose: The investigation procedure and results of exploring the impact of deep cryogenic treatment on the wear resistance and microstructure of the X37CrMoV5-1 hot work steel. Design/methodology/approach: The wear resistance and microstructure of the X37CrMoV5-1 hot work steel. The wear resistance was measured at 400°C using the pin-on-disc method with a rotary tribometer. The microstructure of the steel was examined using optical and transmission electron microscopes. Findings: The result show a significant improvement of wear resistance through DCT, especially at high sliding velocities that are typical of many industrial applications of hot working steels (e.g. closed die forging). Apart from this, some effects of DCT on the microstructure were found, which contributed to better understanding of this process. Practical implications: The article describes the influence of DCT on the microstructure and properties of X37CrMoV5-1 (H11) hot working tool steel. Wear resistance of specimens treated using DCT was analysed on pin-on-disc wear tester and compared to that of specimens treated using standard quenching and tempering. Furthermore, the specimens’ microstructures were analysed by TEM. Originality/value: Unlike conventional cold treatment, which is commonly used for elimination of retained austenite, deep cryogenic treatment (DCT) primarily improves the wear resistance of tools. This effect is supposed to result from preferential precipitation of fine η-carbides whose formation mechanism is the subject of several recent investigations performed mainly on high speed steels.

19

Analiza mikrostruktury i właściwości stali narzędziowej HS6-5-2 (SW7M) po procesie azotowania w niskotemperaturowej plazmie

Kapuścińska A., Borowski T., Drobek A., Trojanowski J., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 2

82--86

PL

Stal gat. HS6-5-2 (SW7M) jest stalą narzędziową stosowaną do produkcji narzędzi skrawających (frezy, wiertła, gwintowniki). W produkcji masowej tych narzędzi perspektywicznym kierunkiem – jak wykazały badania autorów – zwiększenia ich trwałości i niezawodności są procesy azotowania w niskotemperaturowej plazmie zarówno na potencjale katody, jak i w obszarze plazmy. Procesy te pozwalają na pełną kontrolę mikrostruktury, składu fazowego i chemicznego wytwarzanych dyfuzyjnych warstw, ich stanu naprężeń własnych, topografii powierzchni, twardości oraz wytrzymałości zmęczeniowej. Azotowanie w niskotemperaturowej plazmie w temperaturze 420÷500°C umożliwia wytwarzanie dyfuzyjnych warstw z wydzieleniami azotków chromu o dobrej odporności na zużycie przez tarcie, małym współczynniku tarcia i o lepszej odporności korozyjnej. W artykule omówiono wpływ mikrostruktury, topografii powierzchni i składu fazowego na odporność na zużycie przez tarcie i odporność korozyjną.

EN

The tool steel of the HS6-5-2 (SW7M) grade is used to manufacture cutting tools (milling cutters, drills, screw-taps). In mass production of these tools a prospective trend towards increasing their life and reliability – as our studies proved it – are nitriding processes in low-temperature plasma at cathode potential as well as in plasma zone. These processes enable complete control of the microstructure, phase and chemical composition of created diffusion layers, state of their internal stresses, surface topography, hardness and fatigue strength. The nitriding processes in low-temperature plasma at temperature 420÷500°C enables creation of diffusion layers with release of chromium nitride characterised by good wear resistance, low friction factor and increased corrosion resistance. This article presents microstructure, surface topographie and phase composition in connection with their wear resistance and corrosion.

20

Thermal Stability of Nanocrystalline Structure In X37CrMoV5-1 Steel

Skołek E., Marciniak S., Świątnicki W. A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

511--516

EN

The aim of the study was to investigate the thermal stability of the nanostructure produced in X37CrMoV5-1 tool steel by austempering heat treatment consisted of austenitization and isothermal quenching at the range of the bainitic transformation. The nanostructure was composed of bainitic ferrite plates of nanometric thickness separated by thin layers of retained austenite. It was revealed, that the annealing at the temperature higher than temperature of austempering led to formation of cementite precipitations. At the initial stage of annealing cementite precipitations occurred in the interfaces between ferritic bainite and austenite. With increasing temperature of annealing, the volume fraction and size of cementite precipitations also increased. Simultaneously fine spherical Fe7C3 carbides appeared. At the highest annealing temperature the large, spherical Fe7C3 carbides as well as cementite precipitates inside the ferrite grains were observed. Moreover the volume fraction of bainitic ferrite and of freshly formed martensite increased in steel as a result of retained austenite transformation during cooling down to room temperature.

PL

Celem pracy było zbadanie stabilności cieplnej nanostruktury wytworzonej w stali narzędziowej X37CrMoV5-1 za pomocą obróbki cieplnej polegającej na austenityzacji i hartowaniu z przystankiem izotermicznym w zakresie przemiany bainitycznej. Utworzona nanostruktura składała się z płytek ferrytu bainitycznego nanometrycznej grubości rozdzielonych cienkimi warstwami austenitu szczątkowego. Ujawniono, że wyżarzanie stali w temperaturze wyższej niż temperatura przystanku izotermicznego prowadzi do wytworzenia w nanostrukturze wydzielenia cementytu. W początkowym etapie wyżarzania wydzielenia cementytu utworzyły się na granicach ferrytu bainitycznego i austenitu. Ze wzrostem temperatury wyżarzania następował wzrost udziału objętościowego i wielkości wydzieleń cementytu. Jednocześnie pojawiły się drobne wydzielenia węglika Fe7C3. Po wyżarzaniu w jeszcze wyższych temperaturach zaobserwowano duże, kuliste wydzielenia węglika Fe7C3 oraz wydzielenia cementytu w obrębie ziaren ferrytu. udział objętościowy tej fazy w stali. Nastąpił również wzrost udziału objętościowego ferrytu bainitycznego oraz świeżo utworzonego martenzytu w blokach w wyniku przemiany austenitu szczątkowego podczas chłodzenia stali do temperatury pokojowej.