Wyniki 1-10 spośród 10 dla zapytania: authorDesc:"PIOTR BAŁA"

New tool materials based on Ni alloys strengthened by intermetallic compounds

Czytaj za darmo! »

Tool steels containing from 0.30% to 0.60% C, up to 5% Cr and Mo, W and V are universally applied as tool materials for operations in high temperature. Tools made of these steels obtain functional qualities by means of heat improvement, it is by combining quenching procedures with medium or high tempering. Tempering of tool steels is usually done in the temperature range: 550÷620°C. Strengthening is achieved by precipitating alloy carbides of MC and M2C (V, Mo and W) type [1÷4]. Several tools have to operate at temperatures above 600°C, sometimes even at 1000°C, at which quenched and tempered steels soften and the lifespan of tools rapidly decreases. The chemical composition of tool steels was, for many years, modified to improve their hot-working properties. The combined alloys Cr-Ni-Co-Fe with additions of W, Mo, Nb, in which a significant part of iron was substituted by Co were developed [5]. A group of alloys based on the Co matrix (Stellite) of good tribological properties intended for cutting tools was obtained. Those alloys can be divided into certain main groups: Co-Cr-W-C and Co-Cr- W/W-Ni/Fe-C with modifications Si + B [6, 7]. Unfortunately, the maximum temperature range in which those alloys can operate is only 600÷750°C. A development of high temperature creep-resisting nickel-base alloys was mainly the modification of 80% Ni and 20% Cr alloy known for its good creepresistance. On account of ineffectiveness of strengthening by carbides in high temperatures a hardening of Ni-base alloys was obtained by intermetallic compound Ni3(Ti, Al) marked as γ´ [8, 9]. Several alloys were developed based on the concept of Ni matrix strengthened by the γ´ phase, among others alloys of an increased carbon content and a complex chemical composition [10÷12]. There are alloys of Ni matrix - intended for tools operating at temperatures above 600°C - containing from 0.10% to 0.25% C, from 8 to 25% Cr, up to 25% Co, up to 4[...]

Influence of solution heat treatment on the microstructure and hardness of the Ni-Ta-Al alloy with a high carbon content


  The microstructure and properties of tools have strong influence on their throughput and reliability what favours development of mechanization and automate of technological lines. An increased interest in the production of machine element made of advanced materials (such as high alloyed steels or titanium alloys) forces the development of tool materials being formed at high temperature. Steels are a typical material for tool production. For high temperature application hot-work and high speed steels are applied [1÷5]. The hot work steels containing from 0.3 to 0.6% C, up to 5% Cr and Mo, W and V are universally applied as tool materials for operations at high temperature. Usually, the most important property of the steel is high impact resistant, which is required to crack resistant. Therefore their microstructure does not include primary or secondary carbides. Tools made of these steels obtain functional qualities by toughening, i.e. combined quenching with medium or high tempering. Tempering of tool steels usually takes place in the temperature range: 550÷620°C. Strengthening is achieved by precipitation of alloy carbides of MC and M2C (V, Mo and W) type [1, 2]. Several tools have to operate at temperature above 600°C, sometimes even at 1000°C, at which quenched and tempered steels soften, causing rapid decrease in a lifetime of tools. A development of high temperature creep-resisting nickelbased alloys relied mainly on the modification of 80% Ni and 20% Cr alloy known for its good creep-resistance. On account of ineffectiveness of strengthening by carbides in high temperature, a hardening of Ni-based alloys was obtained by the intermetallic phase Ni3(Ti, Al), designated as [...]

Kinetyka przemian fazowych przy nagrzewaniu ze stanu zahartowanego nowej stali narzędziowej do pracy na gorąco

Czytaj za darmo! »

Stale narzędziowe do pracy na gorąco przeznaczone są do pracy w szerokim zakresie temperatur, od około 200 °C dla niektórych narzędzi kuźniczych, aż do 600÷700 °C dla części oprzyrządowania pras kuźniczych i pras do wyciskania oraz form do odlewania pod ciśnieniem. Najważniejszymi własnościami tych stali są: wytrzymałość, twardość i odporność na ścieranie w temperaturach ich pracy oraz odpor[...]

Kinetics of phase transformations during tempering of tool steels of a different chromium content

Czytaj za darmo! »

During heating as-quenched martensite, the tempering (of unalloyed, medium and high carbon steels) takes place in three distinct but overlapping stages: precipitation of ε carbide, transformation of the retained austenite into lower bainite and precipitation of cementite. In steels containing alloying elements contributing to an effect of secondary hardening (V, Mo, W) a fourth stage (transformation) occurs: precipitation of MC and M2C-type alloy carbides, that nucleate independently [1÷4]. The first transformation occurs in the temperature range of 100÷200°C. Metastable ε carbide (Fe2.4C) with hexagonal crystal structure precipitates from the supersaturated martensite [5÷8]. Precipitation of highly dispersed ε carbide is believed to enhance strengthening in steel [2, 4]. The second transformation takes place during tempering in the temperature range of 200÷320°C and this is a transformation of the retained austenite. As the result of this transformation, a non-homogeneous mixture consisting of supersaturated ferrite and cementite, i.e. lower bainite forms [1, 2, 4]. Cementite is formed during the third transformation occurring during tempering in the temperature range of 200÷420°C. This results in further decarbonization of the matrix and dissolution of metastable ε carbides allowing for the recovery of the steel matrix [4, 7]. The mechanism of the nucleation of cementite is, however, not fully understood yet. According to Ref. [4] precipitating cementite nucleates independently or in situ on ε carbide particles. Whereas according to Ref. [5] cementite nucleates independently, mainly on grain boundaries of former austenite or on subgrain boundaries of the newly formed cell structure. Above 400°C diffusion of alloying elements such as V, Mo and W takes place. Then, the cementite gradually dissolves to make the nucleation of MC and M2C carbides coherent with the alloy matrix possible. This leads to an [...]

Kinetics of phase transformations of undercooled austenite in tool steels of a different chromium content

Czytaj za darmo! »

The chemical composition and microstructure of hypereutectoid steel influences its most important properties, such as: heat fatigue resistance, resistance to oxidation and mechanical properties [1], which in consequence determines functionality qualities of tools produced of this steel. Depending on the material used certain surface defects can generate, which eliminate tools from further exploitation [2]. A retained austenite can also play a significant role. Retained austenite being a metastable phase, appears to be the main reason for spalling of indigenous rolls [2]. Hypereutectoid cementite and changes in a matrix influence tribological properties [3, 4]. Spectroscopic methods can be used for the analysis of such changes, e.g. for characteristics of cementite precipitates [5]. Possibilities of applying hypereutectoid steels for tools production can also be determined by means of the CCT diagrams. E.g. the effect of hot deformation on phase transformation kinetics of undercooled austenite was considered in the reference [6]. The knowledge mentioned above, allows to design hypereutectoid steels (e.g. of a bainitic matrix) or to estimate possible effects when elements made of this steel (intended to be of a pearlitic matrix) enter into a bainitic zone at cooling [7]. The chemical composition analysis of this type of steel requires also a broad estimation of alloy carbides being formed in it [8], including the role of a continuous network of secondary cementite [9, 10]. Thus, a carbon content in those steels can be optimised with regard to the mechanical properties [11] and its influence on the microstructure of a steel matrix can be determined [12]. An interlamellar distance in pearlite substantially influences functional qualities of steel [13]. The austenitizing temperature [14] and the cooling rate [15] are decisive when considering the steel microstructure. Vanadium carbides, especially their influence on grain sizes, are[...]

Analiza zmian mikrostruktury odkuwki ze stopu Ti-6Al-4V wywołanych lokalnym nagrzaniem do temperatury występowania fazy β

Czytaj za darmo! »

Morfologię składników fazowych mikrostruktury dwufazowego stopu Ti-6Al-4V determinują warunki przeróbki plastycznej na gorąco - temperatura, prędkość i wielkość odkształcenia oraz szybkość chłodzenia. Dwufazowe stopy α + β cechują się dużą zależnością morfologii składników fazowych mikrostruktury od szybkości chłodzenia po przeróbce plastycznej zarówno od temperatury występowania fazy β, jak i temperatury zakresu dwufazowego α + β. Podczas odkształcenia plastycznego w temperaturze występowania fazy β wyróżnia się dwa podstawowe stadia - kształtowanie morfologii ziaren pierwotnej fazy β oraz składników fazowych mikrostruktury wewnątrz ziaren fazy β [1]. W ziarnach fazy β podczas odkształcania plastycznego na gorąco zachodzą procesy rekrystalizacji powodujące rozdrobnienie ziaren. Mikrostruktura wewnątrz ziaren fazy β kształtuje się podczas chłodzenia i zależy od kinetyki przemian fazowych. W procesie kształtowania się mikrostruktury dwufazowych stopów tytanu podczas przeróbki plastycznej wyróżnia się dwa etapy zmiany morfologii mikrostruktury [1÷6]: -- spowodowane odkształcaniem, -- zachodzące w czasie chłodzenia po odkształcaniu. Zmiany morfologii mikrostruktury półwyrobów po przeróbce plastycznej w zakresie dwufazowym α + β lub rozpoczynającej się w zakresie jednofazowym β i kończącej się w zakresie dwufazowym α + β są efektem przemiany fazowej β → α + β. W procesie odkształcania plastycznego następuje obniżanie temperatury stopu od temperatury z zakresu jednofazowego β do zakresu α + β. W temperaturze początku przemiany fazowej β → α + &#[...]

Nowe materiały i nowe technologie obróbki cieplnej dla hutnictwa w ofercie AGH


  W pracy opisano nowe materiały i nowe technologie znajdujące się w ofercie Wydziału Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej AGH dla hutnictwa polskiego i światowego. Zamieszczone oferty podzielono na dwie grupy. Pierwsza grupa to oferty ostatnio wdrożone. Druga natomiast to oferty, nad którymi nadal trwają prace w AGH, lecz ich rezultaty w postaci nowych materiałów i nowych technologii wkrótce zostaną przedłożone wybranym firmom do wykorzystania. This paper content an offer of the new materials and new technologies of heat treatment for Polish metallurgical industry. The offer was divided on the two groups. First one - a new materials and new technologies, which were recently implemented. The second group content a new materials and new technologies, on which we are still working, however in near future they will be submit for metallurgical companies to use it in practice. Słowa kluczowe: produkty stalowe, nowe technologie, szyny kolejowe, walce hutnicze, wały siłowni wiatrowych Keywords: steel products, new technologies, railway track, mill rolls, wind power plant shafts.Wprowadzenie. Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej legitymuje się blisko 90-letnią tradycją współpracy z hutnictwem polskim a także z hutnictwem światowym. Mimo zachodzących w ostatnim dziesięcioleciu, na skalę do niedawna niewyobrażalną, zmian strukturalnych i własnościowych w hutnictwie polskim oraz degradacji jakości produktu oferowanego w sensie gatunkowym przez huty działające na terenie Polski, Akademia Górniczo‑Hutnicza, ze swymi trzema wydziałami o profilu hutniczym, bezustannie oferuje temu hutnictwu nowe materiały o unikatowych własnościach i nowe technologie, konkurencyjne pod względem ekonomicznym i ekologicznym. Ponieważ większość produkcji hut działających na obszarze naszego kraju, ogranicza się do stali niestopowych, głównie do gatunku S235JR (dawniej St3S), dlatego opracowywane w AGH nowe materiały i nowe technologie s[...]

Analiza przyczyn występowania wad kuźniczych w wyrobach ze stopu tytanu

Czytaj za darmo! »

Narzędzia chirurgiczne, ze względu na ich styczność ze środowiskiem tkankowym organizmów żywych jak i płynami fizjologicznymi, powinny wykazywać się biotolerancją oraz odpornością na korozję naprężeniową i szczelinową [1, 2]. Jednymi z materiałów stosowanych na narzędzia chirurgiczne są stopy tytanu, charakteryzujące się między innymi małą gęstością oraz zdolnością do samopasywacji w środowisku soli fizjologicznych [2, 3]. W przypadku narzędzi chirurgicznych jest to bardzo przydana cecha, ponieważ podczas operacji oraz innych zabiegów wysoce prawdopodobne jest uszkodzenie warstwy pasywnej tlenków na narzędziu. Typowym przedstawicielem stopów tytanu stosowanych w medycynie jest dwufazowy martenzytyczny stop Ti-6Al-4V, którego mikrostrukturę i właściwości mechaniczne można kształtować w szerokim zakresie metodami przeróbki plastycznej i obróbki cieplnej [4÷7]. charakterystyka procesu kucia Do analizy przyczyn występowania wad kuźniczych typu zakuć i podłamów przyjęto odkuwkę rozwieracza do ran, wykonywanego z dwufazowego stopu tytanu Ti-6Al-4V, w której występują obszary materiału charakteryzujące się bardzo zróżnicowanym odkształceniem. Wybór odkuwki wynikał z wysokiej wadliwości wyrobów uzyskiwanych w próbnym/pilotażowym procesie produkcyjnym. Próby przemysłowe zostały przeprowadzone dla dwóch wariantów kucia: bez smaru i ze smarowaniem. Przed operacją kucia matryce pokrywano smarem grafitowym o na[...]

Wpływ procesu kucia matrycowego na mikrostrukturę stopu Ti-6Al-4V

Czytaj za darmo! »

Stop Ti-6Al-4V jest szeroko stosowany przede wszystkim w przemyśle lotniczym ze względu na mały ciężar właściwy oraz atrakcyjną kombinację własności wytrzymałościowych, odporności na pękanie i wysokiej odporności na korozję [1]. Jest to stop trudno odkształcalny, stąd formowanie części o złożonej geometrii z tego typu stopu wymaga precyzyjnie dobranych parametrów cieplno- -mechanicznych. W praktyce przemysłowej jego kształtowanie odbywa się najczęściej przez kucie lub wyciskanie. Własności wytrzymałościowe oraz plastyczne stopu Ti-6Al-4V są silnie związane z jego mikrostrukturą. Wiele prac poświęcono zagadnieniom związanym z ewolucją mikrostruktury tego stopu podczas jego odkształcania na gorąco [2, 3]. Badaniom poddano również wpływ charakteru mikrostruktury wsadu na sposób płynięcia materiału podczas odkształcania na gorąco [3÷5]. Zmiany w mikrostrukturze stopu Ti-6Al-4V związane z zachodzącymi w trakcie odkształcenia procesami rekrystalizacji dynamicznej i zdrowienia dynamicznego były również dyskutowane w pracach [6÷8]. W prezentowanej pracy analizie poddano wpływ kucia na gorąco na zmiany mikrostruktury stopu Ti-6Al-4V. materiał do BADAŃ Stop Ti-6Al-4V był dostarczony w formie pręta o średnicy Ø50 mm. Mikrostrukturę stopu w stanie dostawy przedstawiono na rysunku 1. Skład chemiczny badanego stopu podano w tabeli 1. BADANIA DYLATOMETRYCZNE Badania dylatometryczne wykonano za pomocą dylatometru DT1000 francuskiej firmy Adamel (próbki Ø2×12 mm). Na rysunku 2 przedstawiono uzyskaną krzywą dylatometryczną nagrzewania (Vnagrz. = 300°C/h, do 1000°C), która umożliwiła wyznaczenie punktów charakterystycznych stopu Ti-6Al-4V. Podczas nagrzewania przemiana α → β rozpoczyna się w temperaturze około 810°C. W zastosowanym zakresie pomiarowym przemiana ta nie zachodzi do końca. W tabeli 2 zaprezentowano wyznaczone współczynniki rozszerzalności liniowej stopu Ti-6Al-4V. Silny spadek współczynnika rozszerzaln[...]

Mikrostruktura odkuwek narzędzi chirurgicznych ze stopu tytanu

Czytaj za darmo! »

Stopy tytanu charakteryzujące się wysoką wytrzymałością względną oraz odpornością na korozję są stosowane w wielu gałęziach przemysłu: chemicznym, medycznym, okrętowym, motoryzacyjnym, energetycznym i lotniczym. Duże możliwości kształtowania właściwości mechanicznych i chemicznych stopów tytanu metodami przeróbki plastycznej i obróbki cieplnej sprawiają, że stają się one jednymi z najbardziej konkurencyjnych materiałów konstrukcyjnych. Do najszerzej stosowanych stopów tytanu należy dwufazowy (α + β), martenzytyczny stop Ti6Al4V [1÷6]. Pomimo wielu badań nadal stwarza on istotne problemy podczas kształtowania plastycznego i obróbki cieplnej. Stąd celem prezentowanej pracy była analiza zmian mikrostruktury na poszczególnych etapach produkcji narzędzi chirurgicznych ze stopu tytanu Ti6Al4V. Wyniki badań posłużą do optymalizacji procesu produkcyjnego narzędzi chirurgicznych pod względem ekonomiki oraz jakości wyrobów. Opis analizowanego procesu ukucia Proces wytwarzania narzędzi chirurgicznych ze stopu Ti6Al4V (dostarczonego w postaci pręta - rys. 1a) prowadzono w warunkach: a) nagrzewanie i wytrzymanie w temperaturze 940°C przez 15 min, b) kucie wstępne - wydłużanie (rys. 1b), c) nagrzewanie i wytrzymanie w temperaturze 940°C przez 15 min, d) gięcie w wykroju gnącym [7], e) kucie wstępne w wykroju, trzy uderzenia młota (rys. 1c), f) chłodzenie w powietrzu, g) nagrzewanie do temperatury 940°C i wytrzymanie przez 15 min, h) kucie w wykroju wykańczającym, jedno uderzenie młota (rys. 1d). Wykonano również kucie ze smarowaniem (rys. 1e). Materiał po wydłużeniu pokrywano Smarem Thermex GL 7150 przed ponownym nagrzaniem do kucia w pierwszym wykroju. Natomiast matryce pokrywano smarem Thermex WG 1262. Proces kucia wykonywano na młocie o energii 8 kJ. MATERIAŁ WYJŚCIOWY Mikrostruktura stopu w stanie wyjściowym (oznaczanego literą A) składa się z faz α i β o różnej morfologii będącej efektem odkształcenia plastyczn[...]

 Strona 1