Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Mechanical Properties of a Bainitic Steel Producible by Hot Rolling

100%

Rana R. , Chen S. , Haldar A. , Das S.

|

tom Vol. 62, iss. 4

2331--2338

EN

A carbide-free bainitic microstructure is suitable for achieving a combination of ultra high strength and high ductility. In this work, a steel containing nominally 0.34C-2Mn-1.5Si-1Cr (wt.%) was produced via industrial hot rolling and laboratory heat treatments. The austenitization (900°C, 30 min.) and austempering (300-400°C, 3 h) treatments were done in salt bath furnaces. The austempering treatments were designed to approximately simulate the coiling step, following hot rolling and run-out-table cooling, when the bainitic transformation would take place and certain amount of austenite would be stabilized due to suppression of carbide precipitation. The microstructures and various mechanical properties (tensile properties, bendability, flangeability, and room and subzero temperature impact toughness) relevant for applications were characterized. It was found that the mechanical properties were highly dependent on the stability of the retained austenite, presence of martensite in the microstructure and the size of the microstructural constituents. The highest amount of retained austenite (~ 27 wt.%) was obtained in the sample austempered at 375°C but due to lower austenite stability and coarser overall microstructure, the sample exhibited lower tensile ductility, bendability, flangeability and impact toughness. The sample austempered at 400°C also showed poor properties due to the presence of initial martensite and coarse microstructure. The best combination of mechanical properties was achieved for the samples austempered at 325-350°C with a lower amount of retained austenite but with the highest mechanical stability.

2

Wpływ niklu na strukturę i właściwości nowej generacji stali UFG-TRIP

63%

Gołaszewski A. , Kursa D. , Szawłowski J. , Świątnicki W.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

tom nr 4

33--40

PL

Opracowanie technologii zapewniających wysokie parametry wytrzymałościowe przy zachowaniu dobrych właściwości plastycznych pozwala na produkcję lżejszych wyrobów z wytrzymalszych materiałów, które znajdują zastosowanie m.in. w przemyśle motoryzacyjnym. Właściwości te otrzymano w stalach do ulepszania cieplnego 35CrSiMn5-5-4 i 30NiMnSiCr7-5-4-4, w których wytworzono ultradrobnoziarnistą, wielofazową mikrostrukturę typu TRIP (UFG-TRIP), składającą się z bainitu bezwęglikowego z austenitem szczątkowym w osnowie ferrytycznej. Na podstawie symulacji przemian fazowych i badań dylatometrycznych opracowano parametry obróbki cieplnej. Przeprowadzono badania mikrostrukturalne, twardości oraz udarności, które miały na celu określenie wpływu niklu na mikrostrukturę i właściwości stali po obróbce typu UFG-TRIP. Badania wykazały, iż obróbka tego typu prowadzi do silnego rozdrobnienia mikrostruktury w badanych stalach, a jednocześnie zapewnia wysoką twardość i udarność. Dodatek niklu do stali wpłynął na jej silniejsze rozdrobnienie, jednak udarności dla jednego z omawianych wariantów otrzymano wyższe dla stali bez niklu.

EN

The development of technologies that ensure high strength parameters while maintaining good plastic properties allows the production of lighter products from more durable materials that are applied, among others, in an automotive industry. These properties have been obtained in 35CrSiMn5-5-4 and 30NiMnSiCr7-5-4-4 grades of steel, dedicated to hardening and tempering type of heat treatment, in which an ultrafine, multi-phase microstructure (Ultra-Fine Grained-TRIP), consisting of carbide-free bainite with retained austenite in the ferritic matrix, has been formed. On the basis of the simulation of phase transformations and dilatometric tests the heat treatment parameters have been developed. Microstructural, hardness and impact strength tests have been carried out to determine the influence of nickel on the microstructure and the properties of steel after the UFG-TRIP treatment. The tests have revealed that this type of treatment leads to a strong microstructure refinement in the tested steels, while simultaneously providing high hardness and impact strength. The addition of nickel to steel will affect its stronger refinement, however, the impact strengths for one of the discussed variants have been higher for nickel-free steels.

3

Thermal Stability of Nanocrystalline Structure In X37CrMoV5-1 Steel

63%

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

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

tom 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.

4

Formation of ferritic-bainitic structure with retained austenite in subeutectoid steel

51%

Gołaszewski A. , Szawłowski J. , Świątnicki W.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

tom Vol. 35, nr 2

121--126

EN

An attempt to form a ferritic-bainitic microstructure with retained austenite in 35CrSiMn5-5-4 steel was undertaken. In order to obtain such a structure, the process of annealing in the intercritical region followed by the process of austempering was applied. JMatPro simulations, austenite quantitative analysis after annealing in the intercritical region and dilatometric tests were conducted to design the heat treatment. The dilatometric studies have shown that in order to determine the appropriate values of Ac1 and Ac3 temperatures, much lower heating rates should be used than the standard heating rate. The transmission electron microscopy (TEM) investigations revealed that in steel after annealing in the intercritical region followed by low temperature austempering the structure composed of ferrite and carbide-free bainite was formed. Mechanical tests demonstrated that after application of the designed heat treatment, 35CrSiMn5-5-4 steel gains an interesting set of mechanical properties.

PL

Podjęto próbę wytworzenia w stali struktury ferrytyczno-bainitycznej z austenitem szczątkowym. W celu wytworzenia takiej struktury zastosowano proces wyżarzania w zakresie międzykrytycznym, a następnie hartowania z przystankiem izotermicznym. Do zaprojektowania obróbki cieplnej wykorzystano symulacje za pomocą programu JMatPro, analizę ilościową austenitu po wyżarzaniu w zakresie międzykrytycznym oraz badania dylatometryczne. Badania dylatometryczne wykazały, iż do wyznaczenia właściwych temperatur Ac1 i Ac3 należy stosować znacznie mniejsze niż standardowe szybkości grzania. Badania za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) ujawniły, iż w stali wyżarzanej w zakresie międzykrytycznym, a następnie hartowanej z przystankiem izotermicznym została wytworzona struktura złożona z ferrytu i bezwęglikowego bainitu. Badania mechaniczne wykazały, iż po zastosowaniu zaprojektowanej obróbki stal 35CrSiMn5-5-4 uzyskuje interesujący zespół właściwości mechanicznych.

5

Microstructural Features of Strain-Induced Martensitic Transformation in Medium-Mn Steels with Metastable Retained Austenite

51%

Grajcar A. , Kilarski A. , Radwański K. , Swadźba R.

|

tom Vol. 59, iss. 4

1673--1678

EN

The work addresses relationships between the microstructure evolution and mechanical properties of two thermomechanically processed bainitic steels containing 3 and 5% Mn. The steels contain blocky-type and interlath metastable retained austenite embeded between laths of bainitic ferrite. To monitor the transformation behaviour of retained austenite into strain-induced martensite tensile tests were interrupted at 5%, 10%, and rupture strain. The identification of retained austenite and strain-induced martensite was carried out using light microscopy (LM), scanning electron microscopy (SEM) equipped with EBSD (Electron Backscatter Diffraction) and transmission electron microscopy (TEM). The amount of retained austenite was determined by XRD. It was found that the increase of Mn addition from 3 to 5% detrimentally decreases a volume fraction of retained austenite, its carbon content, and ductility.

PL

W pracy przedstawiono zależności pomiędzy rozwojem mikrostruktury i własnościami mechanicznymi dwóch obrobionych cieplno-plastycznie stali bainitycznych zawierających 3 i 5% Mn. Stale zawierają blokowe ziarna i warstwy austenitu szczątkowego umieszczone pomiędzy listwami ferrytu bainitycznego. W celu monitorowania postępu przemiany austenitu szczątkowego w martenzyt odkształceniowy, próby rozciągania prowadzono do zerwania oraz przerywano przy odkształceniu 5 i 10%. Identyfikacji austenitu szczątkowego oraz martenzytu odkształceniowego dokonano przy użyciu mikroskopii swietlnej (LM), skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) z wykorzystaniem techniki EBSD (Electron Backscatter Diffraction), a także transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM). Udział austenitu szczątkowego wyznaczono metodą rentgenowską. Stwierdzono, że wzrost zawartości Mn z 3 do 5% obniża udział austenitu szczątkowego, stężenie węgla w tej fazie, a także ciągliwość stali.