Přejít k obsahu


Metastable structure of austenite base obtained by rapid solidification in a semi-solid state

Citace: [] AIŠMAN, D., JIRKOVÁ, H., KUČEROVÁ, L., MAŠEK, B. Metastable structure of austenite base obtained by rapid solidification in a semi-solid state. Journal of Alloys and Compounds, 2011, roč. 509S, č. 1, s. 'S312'-'S315'. ISSN: 0925-8388
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Metastable structure of austenite base obtained by rapid solidification in a semi-solid state
Rok vydání: 2011
Autoři: Ing. David Aišman , Dr. Ing. Hana Jirková , Ing. Ludmila Kučerová Ph.D. , Prof. Dr. Ing. Bohuslav Mašek
Abstrakt CZ: Zpracování materiálu v semi-solid stavu s rapidní solidifikací představuje inovativní technologii, která umožní vyrábět tvarově složité polotovary v jedné operaci. Při tom lze získat nekonvenční struktury a vlastnosti. Zpracování kovových materiálů v oblasti semi-solid stavuje známo především ze zpracování slitin s nižší teplotou tavení. Nejčastěji se jedná o Al slitiny. V uvedeném výzkumu jsou zkoumány možnosti pro vývoj nových technologií umožňující výrobu miniaturních, tvarově složitých součástek s tenkou stěnou z ocelí a eventuelně i dalších podobných slitin. Ve stávajících technologiích nebyl doposud využit potenciál fyzikálních vlastností, které jsou skryty v technikách semi-solid processing s rapid solidifikací. V experimentu byla ke zpracování použita ocel ledeburitického typu s obsahem 1,8% uhlíku a 11% chromu. Z tohoto materiálu byly vyrobeny velmi malé polotovary s tenkou stěnou. Po ochlazení se semi-solid stavu vznikla z původní struktury složené z primárních a sekundárních karbidů rozložených ve feritické matrici, struktura obsahující přes 90% metastabilního austenitu. Hlavním cílem experimentu bylo popsání vlivu různých způsobů ohřevu a ochlazování po ohřevu do polotekutého stavu. Bylo zjištěno, že na vývoj velikosti zrna i charakteru karbidického síťoví mezi globulárními útvary silně působí jak způsob ohřevu tak i charakter ochlazování. Analýza struktur probíhala pomocí světelné, laserové konfokální i řádkovací elektronové mikroskopie. Pomocí EDX analýzy byly určeny chemické profily fází a rentgenovou difrakční analýzou podíly austenitu ve struktuře. Charakterizace jednotlivých strukturních složek byla doplněna měřením mechanických vlastností.
Abstrakt EN: Material processing in a semi-solid state with rapid solidification is an innovative technology, which enables us to produce complex-shaped semi products in one operation. Unconventional properties and microstructures can be obtained in this way. Material processing in a semi-solid state has been used for materials with lower melting temperatures, particularly for Al alloys. This paper concentrates on the development of new technologies for production of miniature thin-walled steel components with complicated shapes. Ledeburitic steel with 1.8% of carbon and 11% of chromium was chosen for this experimental study. This material was used to produce very small thin-walled semi products. From the initial structure consisting of primary and secondary carbides distributed in a ferrite matrix was obtained a microstructure with over 90% of metastable austenite after cooling from the semi-solid state. The main aim of this experimental program was to describe the effect of two different methods of heating to the semi-solid state. The first method used unique heating equipment, combining high frequency and resistance heating. The second method consisted of conventional heating in a furnace. The influence of the cooling rate on the development of the microstructure was investigated. If was found that both heating and cooling rates influence grain size and the size and the morphology of carbide network placed between the globular austenite grains. Structure analysis was performed with the help of light microscopy, laser scanning confocal microscopy and scanning electron microscopy. EDX analysis was applied to determine chemical profiles of phases and X-ray diffraction phase analysis was used to establish volume fraction of austenite in the final microstructure. Characterisation of individual structural components was further completed by hardness measurements.
Klíčová slova

Zpět

Patička