×

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
PIMŻ nr 4 2012.jpg

Roman Kuziak, Artur Żak, Dariusz Woźniak

Instytut Metalurgii Żelaza

Marek Rotkegel

Główny Instytut Górnictwa

Marek Grodzicki, Jerzy Nawrot

Huta Łabędy S.A.

ODRZWIA OBUDOWY CHODNIKOWEJ ZE STALI II GENERACJI

Artykuł przedstawia wyniki badań zrealizowanych w ramach projektu celowego nr 6ZR8 2008/C07012 wykonywanego przez Hutę Łabędy S.A. we współpracy z Instytutem Metalurgii Żelaza i Głównym Instytutem Górnictwa. Celem projektu było opracowanie technologii wytwarzania odrzwi obudów górniczych o dużej nośności i podwyższonych właściwościach eksploatacyjnych, gwarantowanych zastosowaniem elementów konstrukcyjnych ze stali o wysokich właściwościach wytrzymałościowych i bardzo dużej ciągliwości, podwyższonej odporności na obciążenia dynamiczne oraz odporności na agresywne działanie kopalnianego środowiska korozyjnego. W artykule przedstawiono koncepcję składu chemicznego nowoopracowanej stali, technologię ciągłego odlewania i walcowania oraz wyniki badań właściwości mechanicznych i strukturalnych kształtowników wytworzonych ze stali nowej generacji. Wysokie właściwości mechaniczne stali uzyskano poprzez kontrolowanie zawartości pierwiastków podstawowych, tj.: C, Mn, Si; ograniczenie ilości i wielkości wtrąceń niemetalicznych oraz poprzez zastosowanie mikrododatków pierwiastków stopowych, takich jak V i Ti, które wydzielają się w postaci bardzo drobnych cząstek węglikoazotków typu MX (M = V,Ti; X = C,N), korzystnie wpływających na zmiany zachodzące w strukturze stali w procesie przeróbki cieplno-plastycznej, prowadząc do uzyskania drobnoziarnistej - umocnionej wydzieleniowo - struktury ferrytyczno-perlitycznej kształtowników typu V stosowanych do produkcji obudów kopalnianych. W celu podwyższenia odporności korozyjnej na oddziaływanie środowiska wód kopalnianych, do stali wprowadzono dodatki Cu, Cr i Ni. Słowa kluczowe: obudowa chodnikowa, odrzwia, stale mikrostopowe o podwyższonej wytrzymałości, struktura, właściwości mechaniczne, odporność korozyjna

Jarosław Marcisz, Bogdan Garbarz, Mariusz Adamczyk, Jerzy Stępień

Instytut Metalurgii Żelaza

KINETYKA WYDZIELANIA ORAZ WŁAŚCIWOŚCI STALI MARAGING PO KRÓTKOTRWAŁYM STARZENIU

W pracy przedstawiono wyniki badań skutków wczesnych etapów umacniania wydzieleniowego ultrawysokowytrzymałych stali maraging MS350 i MS550. Badano zmiany struktury i właściwości w początkowych stadiach starzenia. Wyniki badań będą wykorzystane do modyfikacji technologii wytwarzania wyrobów ze stali maraging. Słowa kluczowe: stal maraging, starzenie krótkotrwałe, nagrzewanie indukcyjne, mikrostruktura, transmisyjny mikroskop elektronowy

Marek Burdek

Instytut Metalurgii Żelaza

WŁAŚCIWOŚCI TECHNOLOGICZNE BLACH PO RÓŻNYCH RODZAJACH OBRÓBKI STRUMIENIOWO-ŚCIERNEJ

Celem artykułu jest analiza wpływu rodzaju obróbki strumieniowo-ściernej na ich właściwości technologiczne. W wyniku analizy właściwości technologicznych blach stwierdzono, że zastosowanie różnych rodzajów obróbki strumieniowo-ściernej spowodowała istotną zmianę tłoczności blach, wyznaczonej metodami Erichsena i Swifta. Słowa kluczowe: blacha stalowa, topografia powierzchni, tłoczność

Krzysztof Radwański, Jerzy Wiedermann

Instytut Metalurgii Żelaza

Andrzej Adamiec

Przeróbka Plastyczna Na Zimno-Baildon Sp. z o.o.

Jarosław Gazdowicz

Instytut Metalurgii Żelaza

STRUKTURA I WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE SUPER CIENKICH TAŚM ZE STALI ODPORNYCH NA KOROZJĘ WYTWARZANYCH W PROCESIE WALCOWANIA NA ZIMNO

Celem pracy jest określenie wpływu procesu walcowania na zimno super cienkich taśm ze stali w gatunku X6CrMo17-1 i X2CrTiNb18 na ich właściwości mechaniczne i strukturę. Taśmy produkowane są przez firmę Przeróbka Plastyczna na Zimno-Baildon Sp. z o.o. o grubości ≤ 0,1 mm stosowane m.in. na wkładki do taśm z tworzyw sztucznych, które przeznaczone są do oznakowania podziemnej infrastruktury przesyłowej. Właściwości mechaniczne taśm wyznaczono w statycznej próbie rozciągania. Badania struktury taśm wykonano za pomocą mikroskopu świetlnego oraz elektronowego mikroskopu skaningowego z zastosowaniem m.in. metody EBSD. Wytwarzanie super cienkiej taśmy o grubości 0,1 mm ze stali X6CrMo17-1 metodą walcowania na zimno z taśmy wyjściowej o grubości 0,5 mm spowodowało zwiększenie granicy plastyczności z 325 do 980 MPa oraz wytrzymałości na rozciąganie z 535 do 1014 MPa. Dla taśm ze stali X2CrTiNb18 dla tej samej grubości początkowej i końcowej uzyskano wzrost granicy plastyczności z 320 do 945 MPa oraz wytrzymałości na rozciąganie z 480 do 980 MPa. Zwiększenie odkształcenia powoduje zatem znaczne umocnienie materiału a tym samym następują zmiany struktury. W przypadku taśm ze stali X6CrMo17-1 następuje przekształcanie się granic wąskokątowych w granice szerokokątowe i powstają nowe ziarna. Dla taśm ze stali X2CrTiNb18 zwiększenie odkształcenia powoduje ciągły wzrost udziału granic wąskokątowych. Po walcowaniu z gniotem całkowitym εhc = 0,80 maleje średnia średnica ziarna (dla taśm ze stali X6CrMo17-1 rozmiar ziarna z 5,5 μm w stanie wyjściowym do 1,2 μm, dla taśm ze stali X2CrTiNb18 z 15,6 μm w stanie wyjściowym do 4,0 μm). Słowa kluczowe: stal X6CrMo17-1 i X2CrTiNb18, walcowanie na zimno, właściwości mechaniczne, struktura, EBSD

Marcin Miczka

Instytut Metalurgii Żelaza

METODY OCENY RYZYKA RYNKOWEGO I MOŻLIWOŚCI ICH ZASTOSOWAŃ W PRZEDSIĘBIORSTWACH PRZEMYSŁOWYCH

W artykule przedstawiono przegląd najważniejszych grup metod stosowanych w ocenie ryzyka rynkowego, które jest istotną częścią zarządzania firmą przez wartość (Value Based Management). Świadczy o tym powstawanie w strukturach przedsiębiorstw przemysłowych, takich jak ArcelorMittal Poland komórek, których zadaniem jest zarządzanie ryzykiem. Ocena ryzyka może być przedmiotem działalności Instytutu Metalurgii Żelaza. Słowa kluczowe: ryzyko, rynek, metoda, przemysł

Patrycja Ostrowska-Popielska, Agata Sorek

Instytut Metalurgii Żelaza

PRZEGLĄD I WSTĘPNY DOBÓR TECHNOLOGII ODZYSKU CYNKU ZE SZLAMÓW I PYŁÓW STALOWNICZYCH

Nadmierna eksploatacja złóż naturalnych cynku oraz jego niszczące działanie na przebieg procesów metalurgicznych żelaza, a także fakt iż jest mikroelementem niezbędnym do życia i zachowania zdrowia ludzi, uzasadnia i skłania do stosowania nowoczesnych metod odzysku cynku z materiałów odpadowych. W prezentowanym artykule scharakteryzowano występowanie cynku w środowisku, produkcje cynku z surowców pierwotnych, główne zastosowanie w gospodarce, źródła zanieczyszczeń i wybrane metody recyklingu cynku z odpadów przemysłu stalowniczego. Słowa kluczowe: pył, szlam, odzysk, produkcja, ochrona środowiska

Agata Sorek, Mariusz Borecki, Patrycja Ostrowska-Popielska

Instytut Metalurgii Żelaza

WYBRANE ODPADY TWORZYW SZTUCZNYCH JAKO ŹRÓDŁA PALIW ALTERNATYWNYCH W PRZEMYŚLE METALURGICZNYM

W artykule przedstawiono aspekty energetyczne procesu wytwarzania stali i scharakteryzowano stosowane paliwa alternatywne. Przedstawiono podział odpady tworzyw sztucznych, możliwości ich ponownego wykorzystania i zagospodarowania oraz metody wykorzystania odpadów tworzyw sztucznych w procesach metalurgicznych. Słowa kluczowe: ciepło, paliwa alternatywne, odpady z tworzyw sztucznych, recykling, ochrona środowiska

 

Projekty badawcze sfinansowane z dotacji na działalność statutową

Janusz Dobrzański

Zmiany mikrostruktury po długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania wybranych stali dla energetyki

Poznawczym celem było przedstawienie procesu degradacji stali podczas długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania, zmian jej struktury i rozwoju wewnętrznych uszkodzeń. Głównym naukowym celem była natomiast materiałoznawcza interpretacja przyczyn tych zmian oraz ocena trwałości stali stosowanych na elementy energetyczne pracujące w warunkach pełzania. Cel praktyczny pracy obejmował opracowanie obiektywnej metody oceny stanu materiału i jego przydatności do dalszej eksploatacji w warunkach pełzania. Przyjęto tezę opracowania, że obiektywna ocena trwałości materiału pracującego w warunkach pełzania możliwa jest jedynie w oparciu o zespół materiałoznawczych metod i technik badawczych, obejmujących wyniki badań metalograficznych, badań właściwości mechanicznych i metod obliczeniowych.

Hanna Paszkowska, Janusz Dobrzański, Adam Zieliński

Struktura i właściwości austenitycznej stali T321H po długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania elementów przegrzewacza pary części ciśnieniowej kotłów energetycznych

Podstawowym celem prowadzonych badań stali austenitycznej T321H w stanie wyjściowym i po różnych czasach pracy było zbudowanie modelu umożliwiającego przewidywanie trwałości eksploatacyjnej elementów części ciśnieniowej kotła po długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania wykonanych z tej stali. Wykonano badania pełzania stali T321H przeznaczonej na elementy kotłów o parametrach nadkrytycznych. Obejmowały one badania właściwości wytrzymałościowych oraz analizę struktury stali w stanie wyjściowym oraz po długotrwałej ekspozycji w warunkach pełzania (po ok. 200000 godzin pracy). Badania te umożliwiły wyznaczenie wytrzymałości na pełzanie oraz opracowanie klasyfikacji zmian struktury i rozwoju procesów wydzieleniowych. Zastosowana metodyka oraz uzyskane wyniki badań będą wykorzystane w tworzeniu modeli umożliwiających przewidywanie trwałości eksploatacyjnej dla innych materiałów o strukturze austenitycznej.

Marian Niesler, Janusz Stecko

Ocena możliwości wykorzystania produktów ubocznych z energetyki i górnictwa do wytwarzania brykietów z odpadów hutniczych

Celem pracy było opracowanie warunków wykorzystania zwrotnego odpadów hutniczych. Mieszanki do brykietowania zestawiono ze szlamów konwertorowych, popiołów z elektrowni oraz mułów węglowych z dodatkiem różnych spoiw. Próby brykietowania prowadzono w brykieciarce walcowej. Stwierdzono, że do brykietowania nie nadają się spoiwa oparte na popiołach z elektrowni. Muły węglowe mogą być stosowane, jako dodatek obniżający zużycie paliwa w procesie redukcji i topienia brykietów. Najlepszym spoiwem do brykietowania tego typu materiałów okazało się spoiwo organiczne. Brykiety można suszyć w spalinach, a gorący wsad podawać bezpośrednio do procesu metalurgicznego, co winno obniżyć zużycie energii.

Urszula Galisz, Mariusz Borecki, Lech Bulkowski, Jerzy Pogorzałek

Opracowanie systemu informatycznego wspomagającego technologię wytapiania stali i stopów w próżniowym piecu indukcyjnym VSG-100S

Celem pracy było opracowanie programu komputerowego analizującego dane technologiczne z wytopów w funkcji "stopowości" wytapianych stali i stopów oraz utworzenie komputerowych baz danych zawierających informacje o uzyskach poszczególnych pierwiastków - składników stali, dla potrzeb wykonania wytopów w próżniowym piecu indukcyjnym VSG 100S. Opracowany program stanowi poszerzenie i usystematyzowanie wiedzy w zakresie technologii procesu metalurgicznego i zostanie wykorzystany przy opracowywaniu technologii wykonywania wytopów badawczych w próżniowym piecu indukcyjnym VSG 100S w warunkach Instytutu Metalurgii Żelaza.

Jerzy Pogorzałek, Mariusz Borecki, Lech Bulkowski, Piotr Różański

Alternatywne materiały do izolacji cieplnej nadlewu wlewka stalowego

Podjęto badania nad możliwością opracowania izolacji cieplnej nadlewu wlewka z materiałów odpadowych powstających w stalowni. Zastosowano różne środki spieniające mieszaninę skomponowaną z materiałów odpadowych pochodzących z procesów stalowniczych. Określono wytrzymałość na ściskanie i zginanie oraz izolacyjność cieplną opracowanych materiałów. Przeprowadzone testy opracowanych materiałów potwierdziły wysoką izolacyjność i przydatność do wykonywania ociepleń nadlewu wlewka klasycznego.

Piotr Knapik

Opracowanie metody oznaczania krzemu boru i fosforu w żarowytrzymałych stopach niklu i kobaltu

Celem pracy było opracowanie metodyki oznaczania zawartości krzemu, boru i fosforu w żarowytrzymałych stopach niklu i kobaltu. Przygotowano metody OES ICP oznaczania wymienionych pierwiastków alternatywne do stosowanych dotychczas w Laboratorium Analiz Chemicznych. Wyznaczono podstawowe parametry metrologiczne opracowanych metod (w tym granice wykrywalności i oznaczalności pierwiastków). Efektywność metod potwierdzono badając certyfikowane materiały odniesienia.

Jerzy Stępień, Jarosław Marcisz, Wojciech Burian, Władysław Zalecki, Barbara Niżnik, Bartłomiej Walnik

Fizyczna i numeryczna symulacja przemian fazowych w warunkach szybkiego krótkotrwałego nagrzewania i chłodzenia

Eksperymenty przeprowadzone na stanowisku przemysłowym do nagrzewania indukcyjnego i chłodzenia natryskiem wodnym, znajdującym się w Zakładach Metalowych MESKO wykazały, że jest możliwe nagrzewanie indukcyjne stali maraging i stali bainitycznych w celu uzyskania struktury warstwowej o różnorodnej twardości. Wyniki badań impulsowego nagrzewania i intensywnego chłodzenia próbek ze stali MS350 będą wykorzystane w projektowaniu technologii powierzchniowej obróbki cieplnej wyrobów z tej stali np. w celu wytworzenia gradientu właściwości na przekroju poprzecznym lub w celu poprawy właściwości plastycznych stali maraging starzonych na maksymalną twardość, przy zachowaniu wymaganych właściwości wytrzymałościowych. Określono parametry techniczne urządzenia do nagrzewania indukcyjnego i chłodzenia natryskiem wodnym.

Józef Gawor, Dariusz Woźniak, Mariusz Adamczyk, Rafał Palus, Bartłomiej Walnik

Opracowanie technologicznych podstaw wytwarzania blach grubych wysokowytrzymałych o polepszonej spawalności ze stali nowej generacji do zastosowań w niskich temperaturach

Celem pracy było opracowanie w warunkach półprzemysłowych technologii walcowania blach z obróbką cieplno-plastyczną ze stali niskowęglowych do zastosowań w obniżonych temperaturach. Wytypowano składy chemiczne stali, określono wstępne parametry i przeprowadzono próby walcowania blach z obróbką cieplno-plastyczną i regulowanym chłodzeniem bezpośrednio po walcowaniu w module B linii do Półprzemysłowej Symulacji Wytwarzania Stopów Metali i Wyrobów Metalowych (LPS) znajdującej się w IMŻ. Walcowano stale niskowęglowe o podwyższonej zawartości Mn i zróżnicowanej zawartości mikrododatków Nb, Ti, V oraz zróżnicowanej wartości równoważnika węgla (CE w zakresie 0,36 do 0,5). Wykonano badania właściwości mechanicznych na standardowych próbkach płaskich wyciętych wzdłuż kierunku walcowania (Re, Rm, A5), pomiary twardości HV 10 na grubości blach, badania udarności KV w zakresie temperatur 20 do -60oC i badania mikrostruktury blach metodą mikroskopii świetlnej. Założony do osiągnięcia poziom udarności KVmin = 27 J w temperaturze badania -60oC uzyskano dla blach o grubości 6÷10 mm walcowanych z obróbką cieplno-plastyczną ze stali o równoważniku węgla CE równym 0,43 do 0,46. Właściwości wytrzymałościowe blach (Re, Rm, A5) spełniają wymagania dla kategorii S420ML i S460ML.

Rafał Palus, Dariusz Woźniak, Józef Gawor

Badanie wpływu parametrów procesu ciągnienia na właściwości stali wysokostopowych z efektem TWIP

Celem pracy było określenie wpływu parametrów procesu ciągnienia na właściwości stali wysokostopowych wykazujących efekt TWIP i TRIPLEX. Na podstawie przeprowadzonych prób procesu ciągnienia oraz badań metalograficznych, wytrzymałościowych i pomiarów twardości opracowano podstawowe parametry procesu technologicznego odkształcania stali na zimno.

2013-01-15


Powrótwersja do druku