Szczegóły publikacji
Opis bibliograficzny
The effect of cooling rate on the structure, porosity and mechanical properties of sinter-hardened $Fe-3%Mn-0.8%C$ PM steels — Wpływ szybkości chłodzenia na strukturę, porowatości i własności mechaniczne spiekanych stali manganowych $Fe-3%Mn-0.8%C$ PM steels / M. SUŁOWSKI, P. DUDEK // Archives of Metallurgy and Materials / Polish Academy of Sciences. Committee of Metallurgy. Institute of Metallurgy and Materials Science ; ISSN 1733-3490. — 2008 — vol. 53 iss. 3, s. 827–837. — Bibliogr. s. 836–837. — 37th[właśc. 36th] School of Materials Science
Autorzy (2)
Słowa kluczowe
Dane bibliometryczne
| ID BaDAP | 40802 |
|---|---|
| Data dodania do BaDAP | 2008-10-17 |
| Tekst źródłowy | URL |
| Rok publikacji | 2008 |
| Typ publikacji | artykuł w czasopiśmie |
| Otwarty dostęp |  |
| Czasopismo/seria | Archives of Metallurgy and Materials |
Abstract
New applications for manganese PM steels are continuously introduced oat the market. Many of these new applications utilize the unique possibilities of powder metallurgy; to achieve high strength in combination with close dimensional tolerances and to minimize the manufacturing operations. The mechanical properties of PM steels arc affected by many factors, including the green and as-sintered densities. porosity, sintering temperature, sintering atmosphere and cooling rate. In this paper the influence of cooling rate oil structure, porosity and mechanical properties of sintered manganese PM steels is discussed. The materials used was Fe-3%Mn-0.8%C steel, prepared of commercial iron powder. finely ground Fe-77%Mn-1.3%C low-carbon ferroalloy, and carbon added in the form of graphite powder. Following mixing in double cone laboratory mixer, the mixtures of powders were cold compacted into standard tensile specimens according to ISO 2740/MPIF or rectangular specimens. 55x10x5 mm in size. Zinc stearate was used for die wall lubrication. To achieve green densities similar to 7.0 gcm(-3). the pressing pressure was 660 MPa for "dogbone" specimens and 820 MPa for rectangular specimens. Sintering was carried out in laboratory furnace at 1120 degrees C and 1250 degrees C. After sintering, the specimens were cooled to the room temperature at different cooling rates (4.5-65 degrees C/min). The hydrogen atmosphere with -60 degrees C dew point was used to prevent of sublimation and oxidation of the manganese. Densities (green and as-sintered) of samples varied front 6.87 gcm(-3) to 7.02 gcm(-3) for "dogbone" and from 6.91 gcm(-3) to 7.03 gcm(-3) for rectangular specimens. The porosity analysis and microstructure investigations were pursued using light-optical microscope. The measured values of mean equivalent circular diameter (ECD) and mean pore area for specimens sintered at 1250 degrees C were consistently lower, than for their counterparts sintered at 1120 degrees C. However higher internal porosity was observed in samples sintered at 1250 degrees C. The sintered microstructures were sensitive to the cooling rate. Slow furnace cooling, between 4-9 degrees C/min resulted in pearlitic structures for sintering temperature 1120 degrees C and pearlitic structures with sonic ferrite for specimens sintered at 1250 C. Martensite, line pearlite, bainite and retained austenite characterize the steel cooled from 40 degrees C/min to 65 degrees C/min rate.
Streszczenie
Stale manganowe, produkowane metodami metalurgii proszków, znajdują coraz szersze zastosowanie, z których wiele wskazuje na możliwość otrzymania wyrobów spiekanych o wysokich własnościach wytrzymałościowych w połączeniu z małymi tolerancjami wymiarowymi przy niskich nakładach kosztów. Własności mechaniczne spiekanych stali zależą od wielu czynników takich jak gęstość, temperatura i atmosfera spiekania oraz prędkość chłodzenia. W pracy opisano wpływ prędkości chłodzenia na strukturę, porowatość i własności mechaniczne spiekanych stali manganowych. Badanym materiałem była stal o składzie Fe-3%Mn-0,8%C, wykonana z proszku żelaza NC100.24, proszku niskowęglo-wego żelazomanganu (Fe-77%Mn-1.3%C) oraz proszku grafitu C-UF. Mieszanie realizowano w mieszalniku dwustożkowym. Z przygotowanej mieszanki proszków, metodą jednokrotnego prasowania w stalowej matrycy, wykonano dwa rodzaje wyprasek: zgodne z PN-EN ISO 2740, przeznaczone do badań wytrzymałości na rozciąganie oraz prostopadłościenne, o wymiarach 55x10x5 mm, przeznaczone do badań wytrzymałości na zginanie, udarności oraz twardości. W procesie prasowania próbek, jako środek poślizgowy zastosowano stearynian cynku w celu zabezpieczenia stempli i ścianek matryc przed uszkodzeniem. Wypraski spiekano w wodorze o punkcie rosy -60°C w dwóch temperaturach: 1120°C i 1250°C. Po spiekaniu kształtki chłodzono prędkościami zmieniającymi się w zakresie od 4,5°C do 65°C. Zastosowanie podczas spiekania próbek wodoru miało na celu zapobieżenie sublimacji i tworzenia się tlenków manganu. Gęstości wyprasek i spieków wynosiły odpowiednio 6,87 g/cm3 i 7,02 g/cm3 dla próbek wytrzymałościowych oraz 6,91 g/cm3 i 7,03 g/cm3 dla próbek prostopadłościennych. Analiza porowatości została wykonana na podstawie obserwacji mikroskopowych spieków. Uzyskane wartości średniej średnicy zastępczej (ECD) i średniej powierzchni porów dla próbek spiekanych w temperaturze 1250°C były niższe niż dla próbek spiekanych.
