Szczegóły publikacji
Opis bibliograficzny
Analiza porowatości spiekanych stali Fe-Mn-Cr-Mo-C w zależności od parametrów wytwarzania — The analysis of the porosity of Fe-Mn-Cr-Mo-C PM steels depending on the processing variables / Marta SZWED, Maciej SUŁOWSKI // Rudy i Metale Nieżelazne Recykling ; ISSN 0035-9696. — 2014 — R. 59 nr 6, s. 300–309. — Bibliogr. s. 309
Autorzy (2)
Słowa kluczowe
Dane bibliometryczne
| ID BaDAP | 82729 |
|---|---|
| Data dodania do BaDAP | 2014-07-25 |
| Rok publikacji | 2014 |
| Typ publikacji | artykuł w czasopiśmie |
| Otwarty dostęp |  |
| Czasopismo/seria | Rudy i Metale Nieżelazne Recykling |
Streszczenie
W artykule opisano zastosowanie programu SigmaScan Pro do analizy porowatości spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowych różniących się parametrami wytwarzania, a w szczególności zawartością węgla, temperaturą spiekania oraz składem chemicznym atmosfery spiekania. Proszkami bazowymi były: stopowe proszki żelaza Astaloy CrL i Astaloy CrM produkowane przez firmę Höganäs (Szwecja), a także proszek niskowęglowego żelazomanganu Elkem (Eramet Comilog Manganese, Francja) i proszek grafitu C-UF (Höganäs). Z proszków wyjściowych wykonano cztery mieszanki proszków o różnym składzie chemicznym: Fe-3%Mn-1,5%Cr-0,25%Mo-0,15%C, Fe-3%Mn-1,5%Cr-0,25%Mo-0,7%C, Fe-3%Mn-3%Cr-0,5%Mo-0,15%C oraz Fe-3%Mn-3%Cr-0,5%Mo-0,7%C. Z otrzymanych mieszanek proszków, metodą prasowania jednostronnego w sztywnej matrycy pod ciśnieniem 600 MPa wykonano prostopadłościenne wypraski o wymiarach 4 × 4 × 15 mm,które następnie poddano spiekaniu w dylatometrze poziomym Netzsch 402E w temperaturze 1120 i 1250 °C w atmosferach: 5% H2-95%N2, N2, oraz Ar. Szybkość nagrzewania do temperatury spiekania wynosiła 10°C/min, czas wytrzymania w temperaturze spiekania — 60 min, a szybkość chłodzenia — 20 °C/min. Po spiekaniu, próbki zostały zatopione w bakelicie. Badania prowadzono na mikrofotografiach nie wytrawionych zgładów, z wykorzystaniem programu SigmaScan Pro. Mikrofotografie wykonano przy użyciu mikroskopu metalograficznego Leica DM 4000M, przy powiększeniu całkowitym wynoszącym 500×. Podczas badań górna wartość funkcji Treshold (parametr odpowiadający za dokładność analizy badanych obrazów) została ustalona na poziomie 90, co pozwoliło w dużej części wyodrębnić pory od zanieczyszczeń. Po wykonaniu kalibracji obrazów cyfrowych, zgodnie z ich rzeczywistymi wymiarami, wyznaczono Perimeter (średni obwód porów),Area (średnią powierzchnię mierzonego poru), Feret Diameter (średnicę Fereta). Po przeprowadzonych badaniach stwierdzono, że program SigmaScan Pro z powodzeniem można wykorzystać do analizy struktury — w tym porowatości — spiekanych stali. Dokładność wyników zależy od ilości pikseli przypadających na mierzony por. Ustawienie niskiej wartości parametru Treshold pozwala częściowo wyeliminować niedoskonałości na mikrofotografiach. Odbywa się to jednak kosztem pominięcia najmniejszych porów. Na podstawie badań stwierdzono, że dla próbek stalowych wykonanych na bazie proszku stopowego Astaloy CrL o zawartości 0,15 i 0,7 % C parametr Feret Diameter, ShapeFactor oraz liczba porów maleje. Dla próbek wykonanych na bazie proszku stopowego Astaloy CrM, niezależnie od zawartości węgla, parametry: Area i Perimeter rosną z wyjątkiem próbek spiekanych w atmosferze argonu.
Abstract
The article describes the use of the SigmaScan Pro software in analyzing the porosity of the sintered steels. In this investigations, the base powders were: pre-alloyed iron powders Astaloy CrL and Astaloy CrM produced by Höganäs, low-carbon ferromanganese powder (Elkem) and graphite powder C-UF (Höganäs). Base powders were mixed in Turbula mixer to produce powder mixtures with different chemical composition: Fe-3%Mn-1.5%Cr-0.25 % Mo-0.15%C, Fe-3%Mn-1.5%Cr-0.25%Mo-0.7%C, Fe-3%Mn-3%Cr-0.5%Mo-0.15% C and Fe-Mn-3%Cr-0.5%Mo-0.7%C. From the obtained powders mixture,using a single-action pressing in a rigid die with the pressure of 600 MPa, a rectangular 4 × 4 × 15 mm green compacts were made. Sintering was carried out in a horizontal Netzsch dilatometer 402E at 1120 and 1250 °C in atmospheres containing of 95%N2-5%H2, N2, and Ar. The heating rate to the sintering temperature was 10 °C/min, isothermal sintering time — 60 minute and the cooling rate — 20 °C/min. After sintering process, samples were embedded in bakelite. The tests were conducted on not etched specimens micrographs, with the use of SigmaScan Pro software. Photomicrographs were made using a metallographic microscope Leica DM 4000M with 500× total magnification ratio. During the test, the upper value of the function Treshhold (the parameter responsible for the accuracy of the analysis of examined images) has been set at the value 90, which allowed to extract the image of the pores from impurities. After calibration of the digital images according to their actual dimensions, Perimeter (the average pores circumference), Area (average area of pores), Feret Diameter (Feret’s diameter) were determined. Following the investigation it was found, that the SigmaScan Pro software can be successfully used to analyze the structure of sintered steel. The accuracy of the analysis depends on the number of pixels per pore. Setting a low Threshold parameter allows to partially eliminate imperfections in the micrographs. This is done at the expense of omission the smallest pores. On the basis of studies it was found that in steels based on Astaloy CrL prealloyed powder with 0.15 and 0.7 % of carbon content, parameters: Feret Diameter, ShapeFactor and the number of pores decreases with increasing the sintering temperature. For specimens based on Astaloy CrM alloy powder, regardless of the carbon content, the parameters Area and Perimeter increase with increasing the sintering temperature, except the steels sintered in argon atmosphere.
