Effect of pack carburizing with chicken egg shell powder agent and vibrator quenching on the mechanical properties of AISI 9310 steel

Autor: Sinarep Sinarep, Sujita Darmo
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 6 No. 12 (114) (2021): Materials Science; 12–19
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 12 (114) (2021): Материаловедение; 12–19
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 12 (114) (2021): Матеріалознавство; 12–19
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol 6, Iss 12 (114), Pp 12-19 (2021)
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: The effects of vibrator quenching (QV) on the carbon content, microstructure, and mechanical properties (surface hardness number, wear resistance) in the pack carburizing of AISI 9310 steel were studied. The aim of this research is to increase the surface hardness and improve the wear resistance of AISI 9310 steel. The problem that often occurs in the quenching treatment after pack carburizing is that the thick cooling medium does not evenly wet the surface of the specimen, so that the cooling rate is not uniform, the impact is the distribution of the specimen surface hardness is not the same. Therefore, it is necessary to research the implementation of the vibrator in the quenching treatment. The specimens were treated with pack carburizing at a temperature of 875 °C, soaking time for 3 hours. The carburizing agent consisted of chicken egg shell powder (CESP) and rice husk charcoal (RHC) with various weight ratios of 5 %:95 %, 15 %:85 %, and 30 %:70 %. Followed by quenching treatment using a 10 % cane molasses cooling medium and vibrator. Hardness testing was carried out using a Vickers microhardness tester, wear resistance test using the pin-on-disc method, and a scanning electron microscope (SEM-EDX) was used to observe changes in the microstructure and carbon elemental content on the specimen surface. The results showed that the application of VQ caused the formation of a small martensite microstructure while without VQ it was large martensite and a few of residual ferrite. The highest surface hardness number is 685 kg/mm2, the wear resistance is 0.32 cm/mg for pack carburizing, using carburizing agent 70 % RHC, 30 % CESP and VQ. VQ causes a more even distribution of the thick cane molasses cooling medium so that the cooling rate of the specimens is uniform.
Изучено влияние вибрационной закалки (ВЗ) на содержание углерода, микроструктуру и механические свойства (число поверхностной твердости, износостойкость) при твердой цементации стали AISI 9310. Целью данного исследования является повышение поверхностной твердости и износостойкости стали AISI 9310. Частой проблемой при закалке после твердой цементации является то, что густая охлаждающая среда неравномерно смачивает поверхность образца, что приводит к неравномерной скорости охлаждения, и в результате неоднородному распределению поверхностной твердости образца. Следовательно, необходимы исследования применения вибратора при обработке закалкой. Образцы обрабатывали твердой цементацией при температуре 875 °C, времени выдержки 3 часа. Цементирующая смесь состояла из порошка скорлупы куриных яиц (ПСКЯ) и древесного угля из рисовой шелухи (ДУРШ) с различными весовыми соотношениями 5 %:95 %, 15 %:85 %, и 30 %:70 %. Затем следует закалка с использованием охлаждающей среды из 10 % тростниковой патоки и вибратора. Испытания на твердость проводились с помощью прибора для измерения микротвердости по Виккерсу, испытания на износостойкость с использованием штифтодисковой машины, для наблюдения за изменениями микроструктуры и содержания углерода на поверхности образца использовали сканирующий электронный микроскоп (СЭМ-ЭДС). Результаты показали, что применение ВЗ привело к образованию небольшой мартенситной микроструктуры, в то время как без ВЗ в основном мартенситной с небольшим количеством остаточного феррита. При твердой цементации с использованием цементирующей смеси 70 % ДУРШ, 30 % ПСКЯ и ВЗ наибольшее число поверхностной твердости составляет 685 кг/мм2, износостойкость – 0,32 см/мг. ВЗ обеспечивает более равномерное распределение охлаждающей среды из густой тростниковой патоки, что приводит к равномерной скорости охлаждения образцов.
Вивчено вплив вібраційного гартування (ВГ) на вміст вуглецю, мікроструктуру і механічні властивості (число поверхневої твердості, зносостійкість) під час твердої цементації сталі AISI 9310. Метою даного дослідження є підвищення поверхневої твердості та зносостійкості сталі AISI 9310. Частою проблемою під час гартування після твердої цементації є те, що густе охолоджуюче середовище нерівномірно змочує поверхню зразка, що призводить до нерівномірної швидкості охолодження, і в результаті неоднорідного розподілу поверхневої твердості зразка. Отже, необхідні дослідження застосування вібратора під час обробки гартуванням. Зразки обробляли твердою цементацією за температури 875 °C, часу витримки 3 години. Цементуюча суміш складалася з порошку шкаралупи курячих яєць (ПШКЯ) та деревного вугілля з рисового лушпиння (ДВРЛ) з різними ваговими співвідношеннями 5 %:95 %, 15 %:85 %, і 30%: 70%. Потім слідує гартування з використанням охолоджуючого середовища з 10% тростинної патоки і вібратора. Випробування на твердість проводилися за допомогою приладу для вимірювання мікротвердості по Віккерсу, випробування на зносостійкість з використанням штифтодискової машини, для спостереження за змінами мікроструктури та вмісту вуглецю на поверхні зразка використовували скануючий електронний мікроскоп (СЕМ-ЕРС). Результати показали, що застосування ВГ призвело до утворення невеликої мартенситної мікроструктури, в той час як без ВГ в основному мартенситної з невеликою кількістю залишкового фериту. Під час твердої цементації з використанням цементуючої суміші 70 % ДВРЛ, 30% ПШКЯ та ВГ найбільше число поверхневої твердості становить 685 кг/мм2, зносостійкість – 0,32 см/мг. ВГ забезпечує більш рівномірний розподіл охолоджуючого середовища з густої тростинної патоки, що призводить до рівномірної швидкості охолодження зразків.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: