Czasopismo | HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE | Rocznik 2020 - zeszyt 7-8

Mechanizmy umocnienia prętów o dużych przekrojach ze stali konstrukcyjnych o strukturze ferrytyczno-perlitycznej chłodzonych w sposób przyspieszony z zakresu austenitu

Strengthening mechanisms of large section bars made of ferrite-pearlite structural steels accelerated cooled from the austenite range

10.15199/24.2020.7.1

nr katalogowy: 127101
10.15199/24.2020.7.1

Streszczenie

Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych i analiz teoretycznych dotyczących mechanizmów mikrostrukturalnych powodujących umocnienie prętów ze stali S355J2 i C45R o średnicy 180 mm w wyniku zastosowania przyspieszonego chłodzenia z zakresu austenitu. Ustalono zależności pomiędzy parametrami przyspieszonego chłodzenia a uzyskanymi zmianami mikrostruktury i właściwości mechanicznych. W stosunku do obróbki standardowego normalizowania z chłodzeniem w spokojnym powietrzu, przyspieszone chłodzenie w zakresie dyfuzyjnych przemian fazowych spowodowało istotne rozdrobnienie ziarna składników mikrostrukturalnych i zmiany składu fazowego, prowadzące do podwyższenia granicy plastyczności prętów ze stali S355J2 o 35-55 MPa, a prętów ze stali C45R o 80-100 MPa. W przypadku stali S355J2 głównym zidentyfikowanym czynnikiem umacniającym było rozdrobnienie ziarna ferrytu, natomiast w przypadku stali C45R umocnienie było spowodowane głównie zwiększeniem udziału w mikrostrukturze perlitu i - w drugiej kolejności - zmniejszeniem odległości międzypłytkowej w perlicie.

Abstract

Results of experimental investigations and theoretical analyses concerning the microstructural mechanisms causing strengthening of 180 mm diameter bars made of steels S355J2 and C45R, as a result of application of accelerated cooling from the austenite range, are presented. Relationships between parameters of accelerated cooling and obtained changes in microstructure and mechanical properties have been determined. As compared to standard normalising treatment comprising cooling in still air, the accelerated cooling through diffusive phase transformation range caused substantial grain refinement of microstructural constituents and changes in phase composition leading to increases in yield strength of bars made of S355J2 steel by 35-55 MPa and bars made of steel C45R by 80-100 MPa. In the case of steel S355J2 the main identified strengthening factor was refinement of ferrite grains and in the case of steel C45R the trengthening was mainly the result of an increase of pearlite content in microstructure and - in second place - by decreasing of the interlamellar spacing in pearlite.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Ansell G. S. 1961. “Fine particle effect in dispersion – strengthening”. Acta Metallurgica. 9 (5): 518-519.
[2] ASTM E112-10. 2010. “Standard Test Methods for Determining Average Grain Size”. ASTM International.
[3] Cheng I. Lin, Thomas Gareth. 1968. “Structure and Properties of Fe-Ni-Co-Ti Maraging Steel”. Transactions of ASM Qart. 61: 14-25.
[4] Garbarz Bogdan, Woźniak Dariusz, Adamczyk Mariusz, Zalecki Władysłw, Siemieniec Janusz, Krawczyk Aleksandra, Gwóźdź- -Kotnis Anna. 2020. „Technologia obróbki cieplnej prętów o dużym przekroju poprzecznym ze stali konstrukcyjnej z zastosowaniem regulowanego chłodzenia ciągłego z zakresu austenitu. Journal of Metallic Materials. 72 (1): 2-20.
[5] Garbarz Bogdan, Woźniak Dariusz, Adamczyk Mariusz, Zalecki Władysłw, Krawczyk Aleksandra, Grzesiak Marek. 2020. „Regulowanie mikrostruktury i właściwości mechanicznych prętów o dużym przekroju ze stali konstrukcyjnej C45 metodą przyspieszonego chłodzenia z zakresu austenitu”. Hutnik - Wiad. Hutnicze. 87 (6): 210-218.
[6] Gladman Terry. 1997. “The Physical Metallurgy of Microalloyed Steels”. London, The Institute of Materials.
[7] Hu Chengliang, Chen Lunqiang, Zhao Zhen, Gong Aijun, Shi Weibing. 2018. “Effects of Controlled Cooling-Induced Ferrite–Pearlite Microstructure on the Cold Forgeability of XC45 Steel”. Journal of Materials Engineering and Performance. 27(6): 2772-2781.
[8] Iza-Mendian A., Gutierrez I. 2013. “Generalization of the existing relations between microstructure and yield stress from ferrite– pearlite to high strength steels”. Materials Science & Engineering. A 561: 40–51.
[9] Kestenbach H. J., Campos S. S., Morales E. V. 2006. “Role of interphase precipitation in microalloyed hot strip steels”. Materials Science and Technology. 22 (6): 615-626.
[10] Liščić Božidar, Filetin Tomislav. 2012. “Measurement of quenching intensity, calculation of heat transfer coefficient and global database of liquid quenchants”. Materials Engineering - Materiálové inžinierstvo. 19: 52-63.
[11] Lozano Diego E., Martinez-Cazares Gabriela M., Mercado- -Solis Rafael D., Colás Rafael, Totten George E. 2015. “Estimation of Transient Temperature Distribution during Quenching, via a Parabolic Model”. Mechanical Engineering. 61(2): 107-114.
[12] Łukasiewicz-IMŻ. „Walcarka do walcowania na gorąco wraz z urządzeniami do obróbki cieplno-plastycznej (moduł LPS-B)”. www. imz.pl
[13] Mintz B. 1984. “Influence of cooling rate from normalizing temperature and tempering on strength of ferrite–pearlite steels”. Metals Technology. 11(1): 52-59.
[14] Mintz B., Peterson G., Nassar A. 1994. “Structure-property relationships in ferrite-pearlite steels”. Ironmaking & Steelmaking. 21 (3): 215-222.
[15] Pickering Frederic Brian. 1978. “Physical Metallurgy and the Design of Steels”. London, Applied Science Publishers Ltd.
[16] Pickering Frederic Brian. 1976. “The Basis of Quantitative Metallography”. London, Metals and Metallurgy Trust.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2020-7-8 , nr katalogowy 127101 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE- e-zeszyt (pdf) 2020-7-8 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	32.00 zł

Prenumerata

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

400.00 zł

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - papierowa prenumerata roczna	540.00 zł brutto 500.00 zł netto 40.00 zł VAT (stawka VAT 8%)
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - pakowanie i wysyłka	14.00 zł brutto 11.38 zł netto 2.62 zł VAT (stawka VAT 23%)

554.00 zł

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	600.00 zł brutto 555.56 zł netto 44.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

600.00 zł

Zeszyt

2020-7-8

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma