I N S T Y T U T O D L E W N I C T W A

PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA

Tom XLIX Numer 3

SPIS TREŚCI

1. MIECZYSŁAW KUDER: Właściwości mechaniczne wysokostopowego, utwardzanegodyspersyjniestaliwamartenzytycznego,poddanegowielostop-niowejobróbcecieplnej.....................................................................................

2. MIECZYSŁAW KUDER: Ocena wpływu zawartości azotu na właściwości mechanicznestaliwamartenzytycznego............................................................

3. ROBERT ŻUCZEK, STANISŁAW PYSZ, ALEKSANDER KARWIŃSKI:Konwersjamateriałowo-konstrukcyjnaelementukutegonaodlewany..............

4. JACEK KROKOSZ, RAFAŁ PABIŚ, EWA WIŁKOJĆ, JAN KOSTECKI,ANDRZEJFUDAL:Analizaskładuchemicznego lufdziałzXVI-XVIIIw.orazkulzezbrojowniZamkuKrólewskiegonaWaweluzwykorzystaniemmetodymikrofluorescencji rentgenowskiej ......................................................................

5

13

23

37

Wydawca:

INSTYTUT ODLEWNICTWA

KOLEGIUM REDAKCYJNE:

Jerzy Józef SOBCZAK (Redaktor Naczelny), Andrzej BALIŃSKI (Z-ca Redaktora Naczelnego), Andrzej BIAŁOBRZESKI, Zbigniew GÓRNY, Stanisława KLUSKA-NAWARECKA,

Natalia SOBCZAK, Józef Szczepan SUCHY, Joanna MADEJ (Sekretarz Redakcji), Krystyna RABCZAK (Sekretarz wersji internetowej)

KOMITET NAUKOWY:

Rajiv ASTHANA (USA), Józef DAŃKO, Ludmil DRENCHEV (Bułgaria), Natalya FROUMIN (Izrael), Edward GUZIK, Marek HETMAŃCZYK, Mariusz HOLTZER,

Werner HUFENBACH (Niemcy), Jolanta JANCZAK-RUSCH (Szwajcaria), Olga LOGINOVA (Ukraina), Enrique LOUIS (Hiszpania), Luis Filipe MALHEIROS (Portugalia),

Tadeusz MIKULCZYŃSKI, Sergei MILEIKO (Rosja), Kiyoshi NOGI (Japonia), Władysław ORŁOWICZ, Alberto PASSERONE (Włochy), Stanisław PIETROWSKI,

Wojciech PRZETAKIEWICZ, Pradeep Kumar ROHATGI (USA), Sudipta SEAL (USA), Jan SZAJNAR, Michał SZWEYCER, Roman WRONA, Paweł ZIĘBA

Projekt okładki: ENTER GRAF, Kraków

Skład komputerowy: Patrycja Rumińska

Korekta wydawnicza: Marta Konieczna

ADRES REDAKCJI:

„Prace Instytutu Odlewnictwa” 30-418 Kraków, ul. Zakopiańska 73

tel. (012) 261-83-81, fax (012) 266-08-70 http://www.iod.krakow.pl

e-mail: jmadej@iod.krakow.pl

© Copyright by Instytut Odlewnictwa

Żadna część czasopisma nie może być powielana czy rozpowszechniana bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich

PrintedinPoland

ISSN 1899-2439

F O U N D R Y R E S E A R C H I N S T I T U T E

TRANSACTIONS OF FOUNDRY RESEARCH INSTITUTE

Volume XLIX Number 3

CONTENTS

5

13

23

1. MIECZYSŁAW KUDER: Mechanical properties of high-alloyed, dispersion-hardened, martensitic cast steel after multi-stage heat treat-ment....................................................................................................................

2. MIECZYSŁAW KUDER: An assessment of nitrogen content effect on the mechanicalpropertiesofmartensiticcaststeel..................................................

3. ROBERT ŻUCZEK, STANISŁAW PYSZ,ALEKSANDER KARWIŃSKI: Fromforgingtocasting–aconversioninbothmaterialanddesign............................

4. JACEK KROKOSZ, RAFAŁ PABIŚ, EWA WIŁKOJĆ, JAN KOSTECKI, ANDRZEJ FUDAL: Chemical composition of the 16th – 18th century gunbarrelsandcannonballsfromanarmouryoftheRoyalWawelCastleinCracowexaminedbyx-raymicrofluorescenceanalysis................................................... 37

Editor:

FOUNDRY RESEARCH INSTITUTE

EDITORIAL BOARD:

Jerzy Józef SOBCZAK (Editor-in-Chief), Andrzej BALIŃSKI (Assistant Editor), Andrzej BIAŁOBRZESKI, Zbigniew GÓRNY, Stanisława KLUSKA-NAWARECKA,

Natalia SOBCZAK, Józef Szczepan SUCHY, Joanna MADEJ (Secretary), Krystyna RABCZAK (Secretary on-line version)

SCIENTIFIC COMMITTEE:

Rajiv ASTHANA (USA), Józef DAŃKO, Ludmil DRENCHEV (Bulgaria), Natalya FROUMIN (Israel), Edward GUZIK, Marek HETMAŃCZYK, Mariusz HOLTZER,

Werner HUFENBACH (Germany), Jolanta JANCZAK-RUSCH (Switzerland), Olga LOGINOVA (Ukraine), Enrique LOUIS (Spain), Luis Filipe MALHEIROS (Portugal),

Tadeusz MIKULCZYŃSKI, Sergei MILEIKO (Russia), Kiyoshi NOGI (Japan), Władysław ORŁOWICZ, Alberto PASSERONE (Italy), Stanisław PIETROWSKI,

Wojciech PRZETAKIEWICZ, Pradeep Kumar ROHATGI (USA), Sudipta SEAL (USA), Jan SZAJNAR, Michał SZWEYCER, Roman WRONA, Paweł ZIĘBA

Graphic Design: ENTER GRAF, Kraków

Computer Typesetting: Patrycja Rumińska

Proofreading: Marta Konieczna

EDITORIAL OFFICE:

”Transactions of Foundry Research Institute” 30-418 Cracow, 73 Zakopianska Street

tel. +48 (12) 261-83-81, fax +48 (12) 266-08-70 http://www.iod.krakow.pl

e-mail: jmadej@iod.krakow.pl

© Copyright by Instytut Odlewnictwa

Nopartofthispublicationmaybereproducedordistributedwithoutthewrittenpermission ofthecopyrightholder

PrintedinPoland

ISSN 1899-2439

43

PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA

Tom XLIX Rok 2009 Zeszyt 3

5

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE WYSOKOSTOPOWEGO, UTWARDZANEGO DYSPERSYJNIE STALIWA

MARTENZYTYCZNEGO, PODDANEGO WIELOSTOPNIOWEJ OBRÓBCE CIEPLNEJ

Mieczysław Kuder

Instytut Odlewnictwa, Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

StreszczenieWykonano wytop staliwa wysokostopowego Cr-Ni-Cu zawierającego dodatki Mo i Nb oraz pod-wyższoną zawartość azotu. Odlane wlewki próbne poddano obróbce cieplnej. Wykonano badania metalograficzne przy użyciu mikroskopu optycznego i oznaczenia właściwości mechanicznych. Stwierdzono, że najefektywniejszymi cyklami obróbki cieplnej badanego staliwa są: dla uzyskania najwyższych twardości - przesycanie z temperatury 1060°C i odpuszczanie w 500°C, dla uzyskania najwyższych wytrzymałości - przesycanie i podwójne odpuszczanie w temperaturze 600°C. Dla uzyskania maksymalnego wydłużenia i udarności można zastosować hartowanie z temperatury 950°C z odpuszczaniem w temperaturze 600°C.

Słowa kluczowe: staliwo martenzytyczne, azot, obróbka cieplna, wytrzymałość, udarność

MECHANICAL PROPERTIES OF HIGH-ALLOYED, DISPERSION-HARDENED, MARTENSITIC CAST STEEL AFTER

MULTI-STAGE HEAT TREATMENT

AbstractHigh-alloyed Cr-Ni-Cu cast steel with additions of Mo and Nb and high nitrogen content was melted. The cast test ingots were subjected to a heat treatment. Metallographic examinations were made under an optical microscope and mechanical properties were determined. The most effective heat treatment cycles applied to the examined cast steel have proved to be the following ones: to ob-tain maximum hardness - solution heat treatment from 1060°C and tempering at 500°C, to obtain maximum strength - solution heat treatment and double tempering at 600°C. To obtain maximum elongation and impact resistance - quenching from 950°C followed by tempering at 600°C.

Keywords: martensitic cast steel, nitrogen, heat treatment, strength, impact resistance

13

PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA

Tom XLIX Rok 2009 Zeszyt 3

13

OCENA WPŁYWU ZAWARTOŚCI AZOTU NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE STALIWA MARTENZYTYCZNEGO

Mieczysław Kuder

Instytut Odlewnictwa, Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

StreszczeniePrzeprowadzono wytopy staliwa martenzytycznego GX5CrNiCu16-4 ze stopniowaną zawartością azotu w granicach 0,064–0,12%; oznaczono skład chemiczny łącznie z zawartością tlenu i azotu. Wlewki próbne poddano dwuwariantowej obróbce cieplnej. Wykonano badania metalograficzne struktury, badania przełomów udarnościowych, oznaczono skład chemiczny niektórych wtrąceń niemetalowych, właściwości wytrzymałościowe i odporność na zużycie erozyjne. Stwierdzono, że zwiększenie zawartości azotu powoduje podwyższenie twardości i wytrzymałości (Rm) staliwa po obu wariantach obróbki cieplnej; odporność na zużycie erozyjne wzrasta jedynie po odpuszczaniu w temperaturze 500°C. Udarność staliwa po obu wariantach obróbki cieplnej wykazuje maksimum przy zawartości około 0,09% N.

Słowa kluczowe: staliwo martenzytyczne, azot, wytrzymałość na rozciąganie, udarność, zużycie erozyjne

AN ASSESSMENT OF NITROGEN CONTENT EFFECT ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF MARTENSITIC CAST STEEL

AbstractThe GX5CrNiCu16-4 martensitic cast steel with graded nitrogen content comprised in a range of 0,064–0,12% was melted; the chemical composition, including oxygen and nitrogen content, was determined. Test bars were subjected to two variants of the heat treatment. Metallographic exami-nations of the structure were made, impact fractures were examined, the chemical composition of some non-metallic inclusions was determined, and the mechanical properties as well as the erosive wear resistance were tested. It has been stated that increased nitrogen content raises the hardness and tensile strength (Rm) of cast steel after both variants of the heat treatment; the erosive wear resistance increases only after tempering at 500°C. The impact resistance of cast steel after both variants of the heat treatment has its maximum at a content of about 0,09% N.

Keywords: martensitic cast steel, nitrogen, tensile strength, impact resistance, erosive wear