Influence of carbon content on properties of carburized steel using different quenchants

• Autorzy: Przyłęcka, M. , Gęstwa, W. , Kędzierski, K.

Warianty tytułu

PL

Wpływ zawartości węgla na właściwości utwardzonych nawęglanych stali przy użyciu różnych ośrodków chłodzących

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT'2004 : XVII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVII; 20-24.06.2004; Łódź, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The problem of creating on of case and core structure and properties of carburized and hardened elements is still present. The analysis of the literature showed that using the polymer quenching media to hardened carburized parts with the structure martensite-retained austenite, as carbides-martensite - retained austenite is still not known very well. Using as a quenching medium of hardened, water polymer solution let through changing the capacity polymer in solution, circulation and temperature cooling media by watering changing its cooling abilities and let the uniformity of the quenching process. The quenching of elements in the water let very often to distortion or brakes of the hardened elements after the carburized and quenching in the oil cannot give these elements the right core structure. In the present work the structure and choice of properties of hardened carburized layers were introduced for chromium and chromium-manganese steel after gass carburizing process (850°C/1÷10h) and direct hardening (center cooling: water polymer solution-polyglycol oxyalkylen) and tempering. The results of investigations permitted to affirm that layer with structure martensite - retained austenite and carbides - martensite -retained austenite produced in the process of hardening with polymer solution applying as a quenchant give profitable hardness of the element and impact strength of the element with the right layer thickness, the right hardness and microhardness as well as changes in microhardness on section in comparison to layers produced during cooling in water or oil. The results of the mechanical properties of hardened properties carburized layers created on the chromium-manganese and chromium steels do not show significant differences.

PL

Problem kształtowania struktury i własności warstwy i rdzenia elementów nawęglanych i hartowanych jest ciągle aktualny. Analiza literatury przedmiotu wykazała, że zastosowanie ośrodków polimerowych do hartowania nawęglanych części o strukturze warstwy martenzyt - austenit szczątkowy lub węgliki - martenzyt -austenit szczątkowy jest bardzo mało rozpoznane. Zastosowanie, jako ośrodka hartowniczego wodnych roztworów polimerowych, pozwala przez zmianę stężenia polimeru w roztworze, cyrkulacji i temperatury ośrodka chłodzącego w sposób płyny zmieniać jego zdolności chłodzące i zapewnia jednorodności procesu chłodzenia. Chłodzenie elementów w wodzie prowadzi często do wypaczeń lub pęknięć elementów hartowanych po nawęglaniu, a chłodzenie w oleju może nie zapewnić tym elementom właściwej struktury rdzenia. W pracy przedstawiono strukturę i wybrane własności utwardzonych warstw nawęglonych wytworzonych na wybranych stalach konstrukcyjnych chromowych i chromowo-manganowych, po procesach nawęglania (850°C/1÷10h) i hartowania bezpośredniego (ośrodek chłodzący wodny roztwór polimerowy -poliglikol oxyalkielinowy) oraz odpuszczania. Wyniki badań pozwoliły stwierdzić, że warstwy o strukturze martenzyt - austenit szczątkowy, jak i węgliki - martenzyt -austenit szczątkowy wytworzone w procesie hartowania stosując, jako ośrodek chłodzący wodny roztwór polimerowy, dają korzystną udarność elementu przy określonej grubości warstwy nawęglonej, odpowiednią twardość i mikrotwardość oraz zmiany mikrotwardości na przekroju w porównaniu do warstw wytworzonych podczas chłodzenia w wodzie lub oleju, a utwardzone elementy nawęglone o strukturze warstwy węgliki -martenzyt - austenit szczątkowy wykazały większą odporność na zużycie ścierne. Korzystniejsze wyniki własności mechanicznych utwardzonych warstw nawęglonych wytworzonych na stalach chromowo-manganowych niż na chromowych

Słowa kluczowe

PL

stal nawęglona; nawęglanie; hartowanie; węgiel

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2004
• Tom: R. XXV, nr 3
• Strony: 545-549
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys.

Twórcy

autor

Przyłęcka, M.

• Poznan University of Technology, Poznan

autor

Gęstwa, W.

• Poznan University of Technology, Poznan

autor

Kędzierski, K.

• Poznan University of Technology, Poznan

Bibliografia

• [1] Toten G.E., Bates C.E. and Clinton N.A.: Handbook of Quenchants and Quenching Technology; ASM International, Materials Park, Ohio, 507 str. , ISBN:0-87170-448-X
• [2] UCON® Quenchants User's Manuał - Union Carbide Corporation, 39 Old Ridgebury Road, Danbury, CT 06817-0001
• [3] Luty W.: Chłodziwa hartownicze. Wydawnictwo Naukowo- Techniczne, W-a 1986, str.211
• [4] Przyłęcka M. - Materiałowo - technologiczne aspekty trwałości łożysk tocznych., Politechnika Poznańska, Seria Rozprawy Nr202, Poznań (1988), 103 str.
• [5] Peyre J.P., Tournier C.: Choix des traitements thermiques superficiels; Center Technique des Industries Mecaniques, Paris(1985)
• [6] Parrish G.: The Influence of Microstructure on the Properties of Case-Carburized Components American Society for Metals, Metals Park, Ohio 44073, 1980, 193 str.
• [7] Burakowski T., Wierzchoń T.: Surface Enginnering of Metals, CRC Series in Materials Science and Technology, CRC Press, New York (1999)
• [8] Lee H-Y.: Journal of the Korean Institute of Metals and Materials (South Korea), vol. 34, no. 2, Feb. 1996, pp. 150-157
• [9] Moon W.J., Kano C. Y, Suno J.M.: Journal of the Korean Institute of Metals and Materials, vol. 35, no 3, Mar 1997, s. 297-304
• [10] Lesage J., Chicot D., Al Karaischi M.: Role of microstructure and residual stresses on fatigue crack propagation in carbonitrided steels; Steel Research, 60(8) (1989), s. 370-374
• [11] Murai N., Takayama T. I inni : Journal of the Iron and Steel Institute of Japan , vol. 83, no 3 , Mar 1997, s. 215-220
• [12] Tikhonov A.K., Palagin YUM.: Metal Science and Heat Treatment, vol. 36, no 11-12, May 1995,8.655-657
• [13] Gulaley A.P., Serebriusikov L.N.: Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metalloy, 4(1977), s.2-5
• [14] Balter M.A., Dukareyicz J.S.: Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metalloy, 7(1985), s.50-53
• [15] Balter M.A., Dukarevicz J.S.: Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metalloy, 9(1979), s.20-24
• [16] Mendiratta M.G., Sasser J., Krauss G.: Effect of dissolved carbon on microcracking in martensite of an Fe-l,39C alloy; Metal. Transactions., 62(1969), s.351-353
• [17] Grange R.A.: Metal. Transactions., 62(1969), s.1024-1027
• [18] Apple F.A., Krauss G.: Microcraking and fatigue in carburized steel; Metal. Transactions., 4(1973), s. 1195-1200
• [19] Krauss G.: The microstructure and fatigue of carburized steel; Metal. Transactions., 9A(1978), s.1527-1535
• [20] Totten G.E., Bates C.E. and Clinton N.A.: Handbook of Quenchants and Quenching Technology; ASM International, Materials Park, Ohio, 507 str., ISBN:0-87170-448-X
• [21] Totten G.E., Howes M.A.H.: Steel Heat Treatment Handbook, Marcel Dekker, Inc.; ISBN:0-8247-9750-7, 1192 str.
• [22] Przyłęcka M. The modeling of structure and properties of carburized low-chromium hypereutectoid steels. Journal of Materials Engineering and Performance, ASM International, Materials Park, Ohio, Journal of Materials Engineering and Performance, Vol.5(2), April 1996, s.165-191, ISSN: 1059-9495
• [23] Przyłęcka M., Gęstwa W. :The modeling residual stresses of carburizing chromium and chromium-nickel of constructional steels after quenching mediums 3dr International Conference on Quenching And Control of Distortion ASM, 24-26.03.1999, Praga ,Czechy, s.340-351
• [24] Przyłęcka M., Gęstwa W. :The modeling residual stresses of carbonitriding chromium and chromium-nickel steels after quench hardening in different ąuehching mediums 3dr International Conference On Quenching And Control of Distortion ASM , 24- 26.03.1999, Praga ,Czechy s. 542-553
• [25] Przyłęcka M., Gęstwa W., and Totten G.E., "The Influence of Hardening Parameters on Retained Austenite Fraction in the Structure of Case Hardened Layers on Constructional Steełs" in Heat Treating - Proceedings of the 20th Conference Vol. l, Eds. K. Funatani and G.E. Totten, 9-12 October, 2000, ASM International, Materials Park, OH, p. 624-634
• [26] Przyłęcka M., Gęstwa W., Totten G.E. and Webster G.M., "Polymer Quenching Media Selection ", in Heat Treating - Proceedings of the 21st Conference, Eds. S. Shrivastava and F. Specht, 5-8 November, 2001, ASM International, Materials Park, OH, p. 201-206
• [27] Przyłęcka M., Gęstwa W., Totten G.E. and Webster G.M., "Polymer Quenchants and Diffusion Layer Properties", in Heat Treating - Proceedings of the 21st Conference, Eds. S. Shrivastava and F. Specht, 5-8 November, 2001, ASM International, Materials Park, OH,p.207-213
• [28] Przyłęcka M., Gęstwa W., and Totten G.E., "Surface Modification Design: Carburizing with Atmospheres", SAE Technical Paper Series, Paper Number 2002-01-1505, 2002.
• [29] Przyłęcka M., Gęstwa W., and Totten G.E., "Structure of Carburized Layers With High Wear Resistance", SAE Technical Paper Series, Paper Number 2002-01-1392, 2002.
• [30] Przyłęcka M., Gęstwa W., and Totten G.E., "The Influence of Different Cooling Media On Properties of Carburized Layers", SAE Technical Paper Series, Paper Number 2002-01-1481, 2002.