Kompozyty na osnowie stali szybkotnącej wytwarzane metodą SPS. High speed steel matrix composites fabricated by spark plasma sintering.
Journal Title: Obróbka Plastyczna Metali - Year 2019, Vol 30, Issue 2
Abstract
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu temperatury spiekania w zakresie 900––1000°C na mikrostrukturę i wybrane właściwości kom pozytów na osnowie stali szybkotnącej M3/2 z 50% dodatkiem wagowym żelaza wytworzonych metodą spiekania iskrowo-plazmowego. Proszek stali szybkotnące j gatunku M3/2 oraz proszek żelaza gatunku NC 100.24 mieszano w mieszalniku Turbula T2F. Przygotowane mieszaniny proszków spiekano z wykorzystaniem urządzenia HP D 25–3. W efekcie spiekania metodą SPS uzyskano kompozyty M3/2–Fe. W mikrostrukturze tych kompozytów występują zarówno ziarna żelaza, jak i ziarna stali szybkotnącej z charakterystycznymi wydzieleniami węglików typu MC i M6C. Osnowa stali szybkotnącej to prawdopodobnie ferryt i bainit. W ikrostrukturze widoczne są także małe pory, w miarę równomiernie rozmieszczone, co świadczy o tym, że temperatura spiekania wynosząca 1000°C jest nieznacznie niższa od optymalnej temperatury spiekania kompozytów M3/2–Fe metodą SPS. Na podstawie wykonanych pomiarów gęstości wykazano, że gęstość względna uzyskanych kompozytów wynosi od 92 do 98% i wzrasta wraz ze wzrostem temperatury spiekania. Ponadto wykazano, że od gęstości względnej zależy twardość oraz wytrzymałość na zginanie. Wraz ze zwiększeniem gęstości względnej od 92 do 98%, uzyskano wzrost twardości od 237 do 367 HBW 2,5/187,5 oraz wytrzyma- łości na zginanie od 956 do 1107 MPa. Najlepszą relacją gęstość–twardość–wytrzymałość na zginanie odznacza się kompozyt M3/2–Fe uzyskany w temperaturze 1000°C, którego gęstość względna wynosi 98%, twardość wynosi 367 HBW 2,5/187,5, a wytrzymałość na zginanie wynosi 1107 MPa. The paper presents the results of investigations on the influence of sintering temperature in the range of 900–1000°C on the microstructure an d selected properties of composites on an M3/2 high speed steel matrix with a 50 wt% addition of iron produced by spark plasma sintering. M3/2 high speed steel powder and NC 100.24 iron powder were mixed in a Turbula T2F shaker/mixer. The prepared powder mixtures were sintered using an HPD 25–3 furnace. As a result of spark plasma sintering, M3/2–Fe composites were obtained. The microstructure of these composites includes both iron grains and high speed steel grains with characteristic precipitates of MC and M6C carbides. The high speed steel matrix is probably ferrite and bainite. Small evenly spaced pores are also visible in the microstructure, which indicates that the sintering temperature of 1000°C is slightly lower than the optimal sintering temperature of M3/2–Fe composites using the spark plasma sintering. Based on the performed density measurements, it was shown that the relative density of the obtained composites is from 92 to 98% and grows with increasing the sintering temperature. In addition, it was shown that the relative hardness and bending strength depend on the relative density. Together with the rise in the relative density from 92 to 98%, increases in the hardness from 237 to 367 HBW 2.5/187.5 and the bending strength from 956 to 1107 MPa were obtained. The M3/2–Fe composite obtained at the temperature of 1000°C is characterized by the best density–hardness–bending strength relation, which amounts a relative density of 98%, hardness of 367 HB 2.5/187.5, and bending strength of 1107 MPa.
Authors and Affiliations
Marcin Madej, Beata Leszczyńska-Madej, Dariusz Garbiec
Keywords
Related Articles
- EP ID EP606856
- DOI -
- Views 38
- Downloads 0
Impregnacja smarami stałymi i zastosowanie wysokotemperaturowych części proszkowych
Nowoczesne układy tribologiczne są bardzo często poddawane trudnym warunkom pracy. Najbardziej skomplikowany proces tribologiczny występuje w układach współpracujących związanych ze smarowaniem mieszanym i granicznym. Do...
Sprzężona analiza Eulera-Lagrange’a w modelowaniu procesu wyciskania.
W pracy przedstawiono badania eksperymentalne i symulacje numeryczne procesu wyciskania warstwowych kompozytów metalowych o strukturze rdzeń–powłoka. W badaniach eksperymentalnych badano próbki o stałym stosunku średnicy...
Optymalizowanie struktury i właściwości mechanicznych stali martenzytycznych przeznaczonych na wielkogabarytowe pierścienie. Optimization of the structure and mechanical properties of martensitic steels intended for large-size rings
Duże zapotrzebowanie na odkuwki w postaci pierścieni dla różnych gałęzi przemysłu wymaga stosowania nowoczesnych stali martenzytycznych o właściwościach mechanicznych dostosowanych do konkretnego zastosowania. Aby sprost...
Analiza właściwości mechanicznych i dokładność wymiarów cienkościennych kształtowników zamkniętych wyciskanych ze stopu AW6082. Analysis of mechanical properties and dimensional accuracy of hollow thin-walled shapes extruded from AW6082 alloy
W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości wyciskanych cienkościennych (grubość ścianki ok. 1,2 mm) kształtowników zamkniętych ze stopu AW6082 w stanie T5. Kształtowniki wyciskano metodą wyciskania zgrzewającego, za...
Rozdrabnianie struktury stopu CuCr0,6 za pomocą metod KoBo i COT. Refinement of CuCr0.6 alloy by means of KoBo and COT methods.
Prezentowana praca ma na celu scharakteryzowanie zmian struktury zachodzących w stopie miedzi CuCr0,6 (C18200) po zastosowaniu dwóch metod cyklicznego odkształcania: metody wyciskania z obustronnie skrętną matrycą KoBo o...