Přejít k obsahu


Unconventional Microstructures in Tool Steel Obtained by Semi-Solid Processing and Subsequent Heat Treatment

Citace:
AIŠMAN, D., MAŠEK, B., JENÍČEK, Š. Unconventional Microstructures in Tool Steel Obtained by Semi-Solid Processing and Subsequent Heat Treatment. In Solid State Phenomena. Pfaffikon: Trans Tech Publications Ltd., 2014. s. 235-240. ISBN: 978-3-03835-220-4 , ISSN: 1662-9779
Druh: STAŤ VE SBORNÍKU
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Unconventional Microstructures in Tool Steel Obtained by Semi-Solid Processing and Subsequent Heat Treatment
Rok vydání: 2014
Místo konání: Pfaffikon
Název zdroje: Trans Tech Publications Ltd.
Autoři: Ing. David Aišman , Prof. Dr. Ing. Bohuslav Mašek , Ing. Štěpán Jeníček
Abstrakt CZ: U všech typů materiálů jsou mechanické vlastnosti závislé kromě chemického složení zejména na struktuře a její morfologii, kterou je možno získávat a měnit pomocí různých typů tepelného popř. termomechanického zpracování. Jednou z progresivních metod je zpracování v semi-solid stavu, které umožňuje získání nekonvenčních struktur a to i na konvenčních typech ocelí. Navíc je možné následným tepelným získat širokou škálu mikrostruktur a tím i souvisejících odlišných mechanických vlastností. V experimentálním programu byla použita nástrojová ocel X210Cr12. Tato ocel je ve výchozím stavu ledeburitická s primárními karbidy chromu. Po zpracování v semi-solid stavu se struktura skládá z více než 95% austenitu uloženého v polyedrických zrnech a ledeburitického síťoví, které je obklopuje. Experimentální program byl proveden ve 3 krocích. V první fázi byl zkoumán vliv rychlosti ochlazování ze semi-solid stavu na RT, v druhé byl zjišťován vliv deformace po přechodu přes semi solid stav. Po nalezení vhodných podmínek bylo dosaženo rekrystalizované austenitické struktury s průměrnou velikostí zrna menší než 3 ?m. V třetí fázi experimentu byly získané struktury podrobeny různým podmínkám tepelné expozice, a při tom zjišťována zejména stabilita austenitu a jeho rozpad na další strukturní složky. Následné metalografické analýzy prokázaly, že v závislosti na režimu tepelného zpracování lze docílit od velmi jemné troostitické struktury až po strukturu martenzitickou. Díky předchozímu zpracování v semi-solid stavu jsou získané struktury atypické a nelze je dosáhnout konvenčními metodami tepelného zpracování.
Abstrakt EN: Mechanical properties of all metals depend predominantly on the type and morphology of their microstructure. Microstructure attributes can be altered by various heat and thermomechanical treatments. One of the advanced techniques profoundly affecting the microstructure evolution is semi-solid processing. It can produce unconventional microstructures even in conventional steel types. Moreover, subsequent heat treatment can also deliver a wide range of microstructures and correspondingly varied mechanical properties. In the present experimental programme, the X210Cr12 ledeburitic tool steel was studied. Its initial annealed microstructure consisted of ferritic matrix, chromium carbides and globular cementite particles. The semi-solid processed structure, on the other hand, contained polyhedral austenite grains embedded in carbide-austenite network. The austenite volume fraction exceeded 95 %. This microstructure was then altered by subsequent heat treatment. The experimental programme comprised three stages. At the first stage, the effects of the rate of cooling from the semi-solid region to the ambient temperature on the nature and morphology of the ledeburitic network and the austenitic grain size were explored. The second stage was aimed at the impact of tensile and compressive deformation applied after transition through semi-solid state on the microstructure evolution and, in particular, on grain size. Once suitable processing conditions and parameters were identified, the treatment led to a recrystallized austenitic microstructure with an average grain size of less than 3 ?m. As high volume fractions of austenite were obtained, the third stage involved exploring the effects of thermal exposure. The stability of austenite and the decomposition of austenite into other microstructure constituents were mapped. Metallographic observation revealed a resulting wide range of microstructures from fine pearlite to martensite, depending on the heat treating schedule.
Klíčová slova

Zpět

Patička