Wyniki 1-10 spośród 13 dla zapytania: authorDesc:"Marek OPIELA"

Opracowanie warunków kucia na podstawie analizy kinetyki wydzielania się w austenicie faz międzywęzłowych typu MX


  W pracy przeprowadzono analizę kinetyki wydzielania się w austenicie faz międzywęzłowych typu MX w nowo opracowanej stali mikrostopowej przeznaczonej do wytwarzania kutych elementów maszyn metodą obróbki cieplno-plastycznej. Weryfikację przepro- wadzonej analizy stanowiły badania wpływu temperatury austenityzowania w zakresie od 900 do 1200 oC na wielkość ziaren auste- nitu pierwotnego. Na podstawie przeprowadzonej analizy opracowano temperaturowe warunki kucia badanej stali. In this work, the analysis of releasing kinetics of MX-type interstitial phases in the austenite in newly worked out microalloy steel, was made. The investigated steel is assigned for production of forged parts of machines by thermo-mechanical treatment. As a verification of the analysis, the effect of austenitizing temperature, at the range of 900÷1200 °C, on the grain size of primary austenite was investigated. The temperature conditions of forging process of investigated steel were determined on the basis of the carried out analysis. Słowa kluczowe: stale mikrostopowe, fazy typu MX, austenit pierwotny, elementy kute Key words: microalloyed steels, MX-type phases, primary austenite, forged elements 2011 r. HUTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE S. 647 no-mechanicznej do kinetyki wydzielania się w au- stenicie dyspersyjnych cząstek faz międzywęzłowych typu MX (M - metal, X - metaloid) wprowadzonych do niej mikrododatków [4, 5]. Materiał i metodyka badań. Badania przepro- wadzono na nowo opracowanej stali, zawierającej 0,28 % C, 1,41 % Mn, 0,29 % Si, 0,008 % P, 0,004 % S, 0,26 % Cr, 0,11 % Ni, 0,22 % Mo, 0,2 % Cu i 0,025 % Al oraz mikrododatki Nb, Ti, V i B w ilości 0,027 %, 0,028 %, 0,019 % i 0,003 % odpowiednio, przeznaczonej do wytwarzania kutych elementów maszyn metodą obróbki cieplno-plastycznej. Wytop wykonano w laboratoryjnym próżniowym piecu in- dukcyjnym typu VSG-100S firmy PVA TePla AG. Wlewek o masie 100 kg przekuto na płaskowniki o przekroju 32 × 160 mm. Analizę[...]

Struktura i własności mechaniczne odkuwek ze stali mikrostopowej wytworzonych metodą obróbki cieplno-plastycznej


  W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu obróbki cieplno-plastycznej przez kucie na strukturę i własności mechaniczne stali mikrosto- powej zawierającej 0,28% C, 1,41% Mn, 0,027% Nb, 0,028% Ti, 0,019% V i 0,003% B. Zastosowana obróbka cieplno-plastyczna pozwala na uzyskanie drobnoziarnistej struktury austenitu podczas odkształcenia plastycznego stali na gorąco oraz wytwarzanie wyrobów kutych uzy- skujących po kontrolowanym chłodzeniu z temperatury końca obróbki plastycznej i następnym wysokim odpuszczaniu korzystny zespół wła- sności 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 994 do 939 MPa, Rm od 1084 do 993 MPa oraz KV-40 od 77 do 83 J. The work presents research results of the influence of thermo-mechanical treatment via forging on microstructure and mechanical properties of newly elaborated microalloyed steel containing of 0.28% C, 1.41% Mn, 0.028% Ti, 0.019% V and 0.003% B. Applied thermo-mechanical treatment allows obtaining fine-grained microstructure of austenite during hot-working and production of forged parts, which acquire advantageous set of mechanical properties and guaranteed crack resistance after controlled cooling from finishing plastic deformation temperature and successive tempering. Forgings produced with the method of thermo-mechanical treatment, consecutively subjected to tempering in the temperature range from 550 to 650 °C, reveal the values of YS0.2 equal from 994 to 939 MPa, UTS from 1084 to 993 MPa and KV -40 from 77 to 83 J. Słowa kluczowe: stale mikrostopowe, obróbka cieplno-plastyczna, element kute, własności mechaniczne Key words: microalloyed steels, thermo-mechanical treatment, forged elements, mechanical properties.Wprowadzenie. Współcześnie większość elemen- tów kutych matrycowo na potrzeby różnych gałęzi przemysłu, w tym motoryzacyjnego, górniczego i ma-[...]

Oddziaływanie ceru, lantanu i neodymu na morfologię i skład chemiczny wtrąceń niemetalicznych w stalach mikrostopowych


  W artykule opisano modyfikację składu chemicznego wtrąceń niemetalicznych pierwiastkami ziem rzadkich w nowo opracowanych stalach mikrostopowych. Badane stale przeznaczone są do produkcji elementów kutych metodą obróbki cieplno-plastycznej. Wytopy wykonano w indukcyjnym piecu próżniowym, a modyfikację wtrąceń niemetalicznych przeprowadzono miszmetalem w ilości 2,0 g na 1 kg stali. Skład chemiczny i morfologię wtrąceń niemetalicznych modyfikowano dodatkami Ce, La i Nd. Stwierdzono, że stale cechuje duża czystość me- talurgiczna związana z małym stężeniem siarki (0,004%), fosforu (od 0,006 do 0,008%) oraz tlenu (6 ppm). Dużej czystości metalurgicznej odpowiada mały udział powierzchniowy wtrąceń niemetalicznych, wynoszący około 0,077%. Zdecydowaną większość stanowią drobne, globularne wtrącenia tlenkowo-siarczkowe lub siarczkowe o średniej powierzchni przekroju 17 mm2. The modification of the chemical composition of non-metallic inclusions by rare-earth elements in the new-developed microalloyed steels has been discussed in the paper. The investigated steels are assigned for production of forged elements by thermo-mechanical treatment. The steels were melted in a vaccum induction furnace and modification of non-metallic inclusions was carried out by the michmetal in the amount of 2.0g per 1kg of steel. The chemical composition and morphology of non-metallic inclusions was modified by additions of Ce, La and Nd. It was found that using material charge of high purity and a realization of metallurgical process in vacuum conditions result in a low concentration of sulfur (0.004%), phosphorus (from 0.006 to 0.008%) and oxygen (6 ppm). The high metallurgical purity is confirmed by a small surface fraction of non-metallic inclusions averaging 0.077%. A large majority of non-metallic inclusions are fine, globular oxide-sulfide or sulfide particles with a mean cross-section of 17 μm2. Słowa kluczowe: modyfikacja wtrąceń niemetalicznych, stale mikro[...]

Wpływ odkształcenia plastycznego na postać krzywych CTPc nowo opracowanej stali mikrostopowej


  Warunkiem wytworzenia drobnoziarnistej mikrostruktury wyrobów stalowych jest prowadzenie przetwórstwa hutniczego w warunkach zapewniających drobnoziarnistą mikrostrukturę austenitu przed przemianą tej fazy zachodzącą podczas chłodzenia wyrobów z temperatury końca obróbki plastycznej stali na gorąco. W przypadku stali konstrukcyjnych konwencjonalnych, drobnoziarnistą mikrostrukturę austenitu można uzyskać przez obniżenie temperatury końca obróbki plastycznej na gorąco, zapewniającej przebieg rekrystalizacji austenitu odkształconego plastycznie, nie dopuszczającej jednak do rozrostu ziaren fazy γ przed rozpoczęciem przemiany zachodzącej podczas chłodzenia wyrobów. Uwzględniając, że wielkość ziaren austenitu zrekrystalizowanego jest funkcją temperatury i szybkości odkształcenia, to jednakową wielkość ziaren Feγ można uzyskać tylko w przypadku blach o niezbyt dużej grubości, w których odkształcenie plastyczne podczas walcowania rozkłada się równomiernie w ich przekroju. Natomiast w przypadku odkuwek o złożonej postaci i różnej grubości odkształcenie plastyczne nie rozkłada się równomiernie, przez co wielkość ziaren austenitu zrekrystalizowanego w różnych ich miejscach jest zróżnicowana. Dlatego odkuwki ze stali konwencjonalnych poddaje się normalizowaniu w celu rozdrobnienia ziaren i ujednolicenia ich właściwości, a ze stali stopowych - ulepszaniu cieplnemu. Normalizowania nie wymagają odkuwki ze stali mikrostopowych wykonane w prawidłowo dobranych warunkach obróbki plastycznej, gdyż wprowadzone do stali mikrododatki ułatwiają wytworzenie jednorodnej pod względem wielkości ziaren mikrostruktury drobnoziarnistej i nie dopuszczają do rozrostu ziaren austenitu zrekrystalizowanego. Natomiast obecność mikrododatków w stalach do ulepszania cieplnego pozwala na wytwarzanie odkuwek metodami obróbki cieplno- -plastycznej, co ma istotne znaczenie ekonomiczne [1÷8]. Względy ekonomiczne decydują, że obecnie przeważająca część odkuw[...]

Wpływ boru na hartowność nowo opracowanych stali do wytwarzania odkuwek metodą obróbki cieplno-plastycznej DOI:10.15199/24.2016.2.2


  W pracy dokonano oceny skuteczności oddziaływania mikrododatku boru na polepszenie hartowności drobnoziarnistych stali konstrukcyjnych typu HSLA, przeznaczonych do wytwarzania odkuwek metodą obróbki cieplno-plastycznej, poddawanych następnie wysokiemu odpuszczaniu. Przedmiotem badań były nowo opracowane stale mikrostopowe, do których oprócz B w stężeniu 0,003% wprowadzono mikrododatek Ti w stężeniu zapewniającym pełną osłonę dla boru przed wiązaniem się tego pierwiastka w azotki BN. Ocenę hartowności badanych stali przeprowadzono na podstawie próby Jominy’ego hartowania od czoła oraz metodą analityczną, według procedury zawartej w normie ASTM 255-89, pozwalającej na wyznaczenie idealnej średnicy krytycznej uwzględniającej oddziaływanie mikrododatku boru. Uzyskane wyniki wykazały, że nowo opracowane stale charakteryzują się wysoką hartownością i mogą być przydatne do wytwarzania odkuwek o stosunkowo dużych przekrojach. The effectiveness of boron microaddition impact on improving hardenability of fine-grained HSLA type constructional steels, assigned for production of forgings with the method of thermomechanical processing, subsequently subjected to the high-temperature tempering, has been evaluated in presented work. The subject of the research were newly developed microalloyed steels, to which, in addition to B at a concentration of 0.003%, Ti microaddition has been introduced at a concentration assuring complete shielding for boron not to bond into BN nitrides. Evaluation of hardenability of the investigated steels was carried out on the basis of Jominy hardening test and the analytical method, according to the procedure included in ASTM 255-89 standard, which allows determination of the ideal critical diameter, taking into account the influence of boron microaddition. Obtained results revealed that newly elaborated steels are characterized with high hardenability and can be suitable for production of forgings with relatively large se[...]

Modelowanie matematyczne procesu odkształcenia plastycznego stali mikrostopowych DOI:10.15199/24.2016.7.1


  Mathematical modelling of hot plastic deformation of microalloyed steels Artykuł dotyczy możliwości optymalizacji parametrów procesu kucia metodą obróbki cieplno-plastycznej stali z mikrododatkami Ti i V oraz Ti, Nb i V za pomocą modelowania matematycznego naprężeń uplastyczniających otrzymanych z plastometrycznych prób ściskania na gorąco. Do opisu naprężenia uplastyczniającego wykorzystano model reologiczny zaproponowany przez C.M. Sellarsa. Na podstawie tego modelu przebieg eksperymentalnych i teoretycznych krzywych naprężenie-odkształcenie został zweryfikowany, stosując minimum funkcji celu, dla najdokładniejszego dopasowania analizowanych krzywych badanych stali. W procedurze identyfikacji naprężeń uplastyczniających wyznaczonych na podstawie próby osiowosymetrycznego ściskania na gorąco niezwykle przydatna okazała się metoda analizy odwrotnej. Uzyskane wyniki pozwalają na stwierdzenie, że przyjęty w pracy model reologiczny wraz z wyznaczonymi metodą analizy odwrotnej współczynnikami opisują w sposób zadowalający wartości naprężenia uplastyczniającego badanych stali. The article concerns the possibility to optimize the parameters of forging process with the method of thermo-mechanical treatment of steel with microadditions of Ti and V and Ti, Nb and V by means of mathematical modelling of yield stress obtained from conducted plastometric hot compression tests. To describe the yield stress, rheological model proposed by C.M. Sellars was used. Based on this model, the course of experimental and theoretical stress-strain curves has been verified using a minimum of goal function, for the most accurate matching of analyzed curves of investigated steels. In the procedure for identification of yield stresses, determined basing on axisymmetrical hot-compression test, the method of inverse analysis. Obtained results allow to conclude that assumed rheological model along with coefficients, determined with the method of inverse analysis, describe s[...]

Effects of Nb, Ti and V on recrystallization kinetics of austenite in HSLA steels DOI:10.15199/28.2016.6.2


  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. Key words: HSLA steels, thermomechanical treatment, static recrystallization.1. INTRODUCTION HSLA-type (High Strength Low Alloy) microalloyed steels — containing up to 0.3% C and 2% Mn and microadditions with high chemical affinity to N and C, i.e. Nb, Ti and V in the amount of about 0.1%, and sometimes also slightly increased concentration of N and up to 0.005% of B, increasing hardenability — are particularly useful for production of forged parts with fine-grained microstructure using the method of thermomechanical processing. The interaction of microadditions in steel in a solid state depends on their state under conditions of performed plastic working. Microadditions dissolved in a solid solution rais[...]

Development of microstructure and mechanical properties of forgings in the thermomechanical treatment DOI:10.15199/28.2017.5.1


  1. INTRODUCTION The pursuit to reduce production cost is the reason for implementation of cost-effective technologies of constructional alloy steels forged products with the methods of thermomechanical treatment. Combination of hot-working carried out under properly selected conditions allows to produce fine-grained microstructure products. The point is the use of advanced degree of thermally activated dynamic and static processes as well as dedicated cooling paths. The mentioned conditions ensure the combination of high mechanical properties, satisfactory ductility and toughness as well as guaranteed brittle fracture resistance without the necessity to implement expensive heat treatment or its reduction to tempering only. The HSLA type microalloyed steels are particularly suitable for production of forged elements with fine-grained microstructure with the use of thermomechanical processing; these steels contain elements with high chemical affinity to carbon and nitrogen, i.e.: Nb, Ti and V, and sometimes also increased concentration of N and B — improving hardenability. Metallic microadditions introduced into these steels form MX type (M — Nb, Ti, V; X — N, C) stable interstitial phases when interacting with C and N. Dispersive particles of interstitial phases, i.e. carbides, nitrides and carbonitrides of microadditions introduced into steel, inhibiting movements of grain boundaries of recrystallized austenite, create the opportunity to obtain metallurgical products with high mechanical properties [1÷3]. Precipitations of interstitial phases, i.e. carbides, nitrides and the products of their mutual solubility — carbonitrides, play an important role in shaping mechanical properties of microalloyed steels. Stability of those phases depends mainly on their chemical constitution, while the temperature of their dissolution can vary over a wide range. In the technological process of steel products manufacturi[...]

Rozwój mikrostruktury austenitu stali typu HSLA podczas obróbki plastycznej na gorąco DOI:10.15199/24.2018.5.1


  1. Wprowadzenie. Znajomość szybkości przebiegu rekrystalizacji w funkcji temperatury oraz wielkości ziarn utworzonych w tym procesie w stali uprzednio odkształco􀀐 nej plastycznie w zadanych warunkach, ma istotne znacze􀀐 nie dla projektowania technologii przemysłowych obróbki plastycznej na gorąco, zapewniających wytworzenie wyro􀀐 bów hutniczych nie tylko o właściwej postaci geometrycz􀀐 nej, tolerancjach wymiarowych i gładkości powierzchni, lecz także o wymaganych własnościach mechanicznych. Dotyczy to zwłaszcza walcowania wieloprzepustowego stali konstrukcyjnych, podczas którego zanik umocnienia odkształceniowego w przerwach między końcowymi prze􀀐 pustami oraz podczas chłodzenia wyrobów z temperatury końca tej obróbki zachodzi w wyniku zdrowienia statycz􀀐 nego i rekrystalizacji statycznej [1-4]. Kinetykę rekrystalizacji statycznej, podobnie jak dyna􀀐 micznej, opisuje równanie Johnsona-Mehla-Avramiego [5], sprowadzające się w przypadku stali konstrukcyjnych do postaci [6]: (1) gdzie: y - udział objętościowy austenitu zrekrystalizo􀀐 wanego po czasie t od momentu zakończenia odkształcenia plastycznego, t0,5 - czas potrzebny do utworzenia 50% frak􀀐 cji austenitu zrekrystalizowanego, n - wykładnik potęgowy o wartości od 1 do 2. Szczególnie użyteczną technologią wytwarzania wyro􀀐 bów hutniczych o wysokich własnościach mechanicznych, dedykowaną w szerokim zakresie stalom mikrostopowym typu HSLA, jest metoda obróbki cieplno-plastycznej, in􀀐 tegrująca obróbkę plastyczną na gorąco z bezpośrednim chłodzeniem kontrolowanym wyrobów z temperatury koń􀀐 ca tej obróbki lub po wytrzymaniu izotermicznym przez czas t0,5 [7-9]. Metody obróbki cieplno-plastycznej są ener􀀐 gooszczędnymi sposobami wytwarzania np. blach grubych spawalnych o dużej wytrzymałości i gwarantowanej odpor􀀐 ności na pękanie w temperaturze obniżone[...]

 Strona 1  Następna strona »