Přejít k obsahu


Steels with High Temperature Carbides - New Possibilities for Semi-solid State Processing

Citace:
JIRKOVÁ, H., RUBEŠOVÁ, K., PILEČEK, V., BEHÚLOVÁ, M. Steels with High Temperature Carbides - New Possibilities for Semi-solid State Processing. In Solid State Phenomena. Pfaffikon, Schwitzerland: Trans Tech Publications Ltd., 2014. s. 325-331. ISBN: 978-3-03835-220-4 , ISSN: 1662-9779
Druh: STAŤ VE SBORNÍKU
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Steels with High Temperature Carbides - New Possibilities for Semi-solid State Processing
Rok vydání: 2014
Místo konání: Pfaffikon, Schwitzerland
Název zdroje: Trans Tech Publications Ltd.
Autoři: Dr. Ing. Hana Jirková , Kateřina Rubešová , Ing. Vít Pileček , Doc. RNDr. Mária Behúlová CSc.
Abstrakt CZ: Zpracování ocelí v semi-solid stavu je zkoumáno především na vysocelegovaných ocelích s vyšším obsahem uhlíku, protože mají široký interval mezi solidem a liquidem, což je pro vedení technologického procesu příznivé. Problém je však struktura, která je tvořena zpravidla austenitickými zrny obklopenými ledeburitickým síťovím. U této struktury dochází většinou ke křehkému porušení a to právě po rozhraní tvrdého síťoví a tvárných austenitických zrn. Proto byla hledána cesta, jak změnit, nebo dokonce zcela převrátit charakter struktury. Pro tento účel se podařilo najít vhodné legování a zvolit oceli, které vývoj takového struktury umožní. Vzhledem k vysokému stupni legování se jedná o oceli, které musejí být vyráběny práškovou metalurgií. Pro experimentální program bylo vybráno 5 různých ocelí z této skupiny. Všechny disponují vysokým obsahem legujících prvků a vysokým podílem karbidů. Volba byla provedena i s ohledem na obsah uhlíku, který se pohyboval v rozmezí od 0,55 až do 3,4 %. Zároveň se oceli lišily zejména obsahem zásadních legovacích prvků, především Cr, V, Mo, W a Co. Po nalezení vhodných parametrů procesu, byly zpracováním v semi-solid stavu získány demonstrátory. Přechodem přes semi-solid stav došlo ke změně matrice z feritické na austeniticko-martenzitickou a ve struktuře byly zachovány vysokoteplotní karbidy. Výsledkem byly struktury s nekonvenčním uspořádáním, kde se podařilo získat karbidické částice uložené v houževnatější kovové matrici. Tím byly zrealizovány struktury, jejichž charakter je právě opačný, než je tomu u klasických struktur získaných semi-solid zpracováním z nástrojových ocelí.
Abstrakt EN: Semi-solid processing of steels is typically studied using high-alloy steels with higher carbon levels, as those offer a long freezing range which is favourable for conducting the process. The drawback to their application is their microstructure which typically consists of austenite grains embedded in ledeburitic network. This type of microstructure typically fails in brittle manner by fracturing along the interface of the hard network and ductile austenite grains. This is why a way was sought to altering or even inverting the configuration of the microstructure. Eventually, suitable steel chemistries were found which allow the inverted microstructure to be obtained. With regard to the high content of alloy additions, these steels have to be made by powder metallurgy methods. Five different steels of this kind were selected for the experimental programme. All contained high amounts of alloying elements and a large fraction of carbides. Their carbon content was taken into account as well, ranging from 0.55 to 3.4 %. Differences between the steels consisted in the levels of major alloying elements, namely chromium, vanadium, molybdenum, tungsten and cobalt. After suitable process parameters were found, semi-solid processing was used to prepare demonstration products. The transition through semi-solid state transformed the ferritic matrix to austeniticmartensitic one, in which the high-stability carbides were retained. The resulting microstructures were of unconventional nature where carbide particles were embedded in tough metal matrix. Their configuration was thus inverted in contrast to the ones typically obtained by semi-solid processing of tool steels.
Klíčová slova

Zpět

Patička