Optymalizowanie struktury i właściwości mechanicznych stali martenzytycznych przeznaczonych na wielkogabarytowe pierścienie. Optimization of the structure and mechanical properties of martensitic steels intended for large-size rings
Journal Title: Obróbka Plastyczna Metali - Year 2018, Vol 29, Issue 4
Abstract
Duże zapotrzebowanie na odkuwki w postaci pierścieni dla różnych gałęzi przemysłu wymaga stosowania nowoczesnych stali martenzytycznych o właściwościach mechanicznych dostosowanych do konkretnego zastosowania. Aby sprostać wymaganiom rynku, powstała koncepcja projektu niskoodpadowej technologii kształtowania wielkogabarytowych pierścieni ze stali X20Cr13 i X10CrMoVNb9-1 o profilowanych pobocznicach. Liderem projektu jest firma Zarmen FPA. Jednym z etapów tego projektu jest opracowanie technologii obróbki cieplnej pierścieni. Wykonano badania mikrostruktury i właściwości mechanicznych (wg norm PN-EN ISO 6892-1:2016-09, PN-EN ISO 148-1:2017-02 i PN-EN ISO 6507-1:2007) na próbkach pobranych z odkuwek kutych swobodnie przy temperaturze 1110±20°C z redukcją wysokości materiału wsadowego 50% oraz obrobionych cieplnie w 2 wariantach: hartowanie stali X20Cr13 z temperatury 1020±10°C w oleju oraz odpuszczanie przy temperaturze 600°C i 700°C, hartowanie stali X10CrMoVNb9-1 z temperatury 1050±10°C w oleju oraz odpuszczanie przy temperaturze 650°C i 700°C. Materiałem wsadowym były wałki ϕ40x60 mm. Wykonano też badania porównawcze na próbkach pobranych z wałków w stanie dostawy hutniczej i poddanych obróbce cieplnej w tych samych warunkach co odkuwki. Wskaźniki Rp0,2 i Rm, zgodne z założeniami, otrzymano dla obu stali po odpuszczaniu próbek pobranych z odkuwek przy temperaturze 700°C, wynoszące odpowiednio: 660 MPa i 844 MPa dla stali X20Cr13 oraz 764 MPa i 893 MPa dla stali X10CrMoVNb9-1. Wydłużenie próbek z obu stali wyniosło 21%, a praca łamania KV2: 25 J dla stali X20Cr13 i 38 J dla stali X10CrMoVNb9-1. Planowana jest weryfikacja właściwości mechanicznych uzyskanych na próbkach pobranych z kutych wałków oraz z eksperymentalnie walcowanych pierścieni. The large demand for forgings in the form of rings for various branches of industry requires the application of modern martensitic steels with mechanical properties adapted to the specific application. To meet the requirements of the market, the first concept of low-waste forming technology for large-size rings made of X20Cr13 and X10CrMoVNb9-1 steel, with profiled side surfaces, was created. The leader of the project is Zarmen FPA. One of the stages of this project is the development of ring heat treatment technology. Tests of microstructure and mechanical properties (according to standards PN-EN ISO 6892-1:2016-09, PN-EN ISO 148-1:2017-02 and PN-EN ISO 6507-1:2007) were performed on samples collected from flat-die forgings at temperature 1110±20°C with 50% height reduction of the stock material and heat treatment in 2 variants: hardening of X20Cr13 steel from temperature 1020±10°C in oil and tempering at temperature 600°C and 700°C, hardening of X10CrMoVNb9-1 steel from temperature 1050±10°C in oil and tempering at temperature 650°C and 700°C. The stock material was ϕ40x60 mm shafts. Comparative tests were also performed on samples collected from shafts in the state as delivered from the mill and subjected to heat treatment under the same conditions as forgings. Indicators Rp0.2 and Rm, according to assumptions, were obtained for both steels after tempering of samples collected from forgings at temperature 700°C, and were equal to, respectively: 660 MPa and 844 MPa for X20Cr13 steel and 764 MPa and 893 MPa for X10CrMoVNb9-1 steel. Elongation of samples for both steels was 21%, and energy absorbed during fracture KV2: 25 J for X20Cr13 steel and 38 J for X10CrMoVNb9-1 steel. It is planned to verify mechanical properties obtained in samples collected from forged shafts and from experimentally rolled rings.
Authors and Affiliations
Beata Pachutko, Jarosław Lulkiewicz, Michał Surma, Stanisław Ziółkiewicz, Szczepan Kajpust
Keywords
Related Articles
- EP ID EP446635
- DOI -
- Views 67
- Downloads 0
Rola obróbki cieplno-plastycznej w kształtowaniu struktury i właściwości mechanicznych stali przeznaczonych do walcowania walcówki. The role of heat-plastic treatment in shaping the structure and mechanical properties of steel types meant for rolling wire rods
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów procesu walcowania na podatność do plastycznego odkształcania, właściwości mechaniczne i strukturę stali gatunku 23MnB4, 30MnB4, C45 i C70 przeznaczonych do walcowania...
Analiza zużycia narzędzi kuźniczych przy wykorzystaniu ramienia pomiarowego ze zintegrowanym skanerem laserowym. Analysis of forging tool wear with the application of a measuring arm integrated with a laser scanner
Praca dotyczy możliwości wykorzystania technik skanowania 3D do kontroli zmian geometrii warstwy wierzchniej narzędzi kuźniczych w oparciu o pomiar zmian geometrycznych odkuwek cyklicznie pobieranych z procesu. Do badań...
Badania walcowania pakietowego aluminium oraz tłoczenia próbek z materiału o strukturze ultra drobnej. Studies of accumulative roll bonding of aluminum and stamping of ultra-fine grain specimens of material.
W artykule przedstawiono wyniki walcowania pakietowego (ARB – Accumulative Roll Bonding) wyżarzonego, czystego technicznie aluminium o grubości 1,2 mm. Poprzez obróbkę wielokrotnego walcowania otrzymano próbki - taśmy o...
Badanie zwilżania ciekłym cynkiem blach stalowych po obróbce plastycznej. Investigations of liquid zinc wetting of steel sheets after plastic treatment
Niniejsza praca powstała w ramach realizacji projektu badawczego mającego na celu opracowanie i wdrożenie technologii recyklingu poprodukcyjnych odpadów taśmy stalowej. W ramach prowadzonych prac wykonano procesy oczyszc...
Ocena powstawania pęknięć na powierzchni obudowy filtra paliwa gazowego. Evaluation of cracking on the surface of gas fuel filter housing.
Celem kształtowania wyrobów metodami obróbki plastycznej jest nadanie materiałowi żądanego kształtu przez wywołanie w nim odpowiednich odkształceń plastycznych materiału bez naruszenia spójności materiału. Kształtowanie...