Analysis of carbides in multi-component cast iron design based on high entropy alloys concepts

Nowadays, the concept of high entropy alloys (HEAs) has expanded the limits of metallurgy and high-quality metallurgical HEAs ingots have already been successfully obtained on an industrial scale. High Chromium Cast Irons (HCCI) and Multi-Component Cast Irons (MCCI) are known to be a useful material for applications when abrasion resistance is required. Inspired by the concepts of high-entropy alloys, a base HCCI was modified, by adding other carbide-forming elements, at concentrations higher than what is currently used, in order to develop a new class of white cast iron, High Entropy White Cast Iron (HEWCI). The characterization of carbides precipitated during the HEWCI solidification was performed by scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, electron backscattered diffraction (SEM/EDS/EBSD) and X-ray diffraction (XRD). With the characterization techniques employed, the as-cast microstructure obtained of HEWCI is composed of approximately 50% of austenite matrix and 50% of different types of carbides, MC, M7 C3 and M2 C carbides

Austempering in Zamak bath : influence of austempering time and austenitizing temperature on ductile cast iron properties

The combination of the austempered ductile iron mechanical properties strongly depend on the parameters used on the austempering cycle. On this study, the influence of austempering time and austenitizing temperature on the properties of a ductile iron were evaluated. A metallic bath of Zamak at 380°C was used as an austempering mean. A set of ductile iron blocks were austenitized at 900°C for 90 minutes and submitted to different austempering times in order to determine the best combination of microstructural and mechanical properties. After the definition of the time of austempering, the reduction of the austenitizing temperature was evaluated. The best combination of properties was obtained with austenitizing at 860°C and austempering during 60 minutes

Comparison of warpage and microstructure in SAE 1045 steel racks quenched by induction and by conduction

A microestrutura de uma peça temperada determina suas características mecânicas. Dessa forma, torna-se fundamental conhecer os parâmetros que influenciam na formação da estrutura do componente tratado com função dos tratamentos térmicos aplicados, permitindo obter melhorias de qualidade de uma peça frente a sua aplicação. Métodos distintos podem ser empregados para obtenção da camada de têmpera. Entretanto, esses métodos devem ser parametrizados adequadamente para garantir a qualidade do produto final. No trabalho em questão, aplicaram-se dois metódos distintos de têmpera: por indução e por condução para obtenção da camada martensítica, dureza e durabilidade requerida em cremalheiras de aço SAE 1045, utilizadas em mecanismo de direção automotiva. Fabricou-se um lote de peças, do qual metade das peças foram tratadas por indução e a outra por condução. Após a têmpera e após o revenido, foi avaliado o nível de empenamento, a dureza superficial, a microdureza, a microestrutura formada. A peças após o término do processo de fabricação, foram montadas no sistema caixa de direção, sendo realizados ensaios de durabilidade e impacto dos mesmos. Os tratamentos realizados demonstraram resultados de empenamento, dureza, microestrutura e ensaios de durabilidade e impacto no produto final, dentro das especificações. O processo de têmpera por condução levou a melhor micrestrutura, mais alta dureza e menores níveisde empenamento comparado com o processo de têmpera por indução. Mas, também constatou-se que é possível desenvolver melhorias no processo de indução para atingir-se resultados melhores.The microstructure of a hardened part is determining its mechanical characteristiscs. Thus, the knowledge of pararameters influencing the heat treated part’s microstructure is of fundamental importance. This allows to obtain quality improvements for specific applications. Diferent methods can be used for the obtation of a hardened layer. However, in these methods the parameters have to be correctly set to reach the final product quality. In this work, two diferente techniques were applied, induction and conduction surface hardening to obtain a required martensitic layer depth, hardness and durability of SAE 1045 steel racks used in automotive driving systems. A batche of parts were manufactured, being half of the parts surface hardened by Induction and half by conduction. After hardening and after tempering, the warpage level, surface hardness, microhardness and microstructure were investigated. The parts were mounted in a steering gear system and then endurance tests and impact tests were carried out. The results of warpage levels, hardness, microstructure and endurance tests, as well as the impact tests were in the range of the specifications. The conduction hardening process leads to better microstructure, higher hardness and lower warpage levels compared to induction hardening. But it was found that the Induction hardening can be optimized to reach better results

Comparison of warpage and microstructure in SAE 1045 steel racks quenched by induction and by conduction

A microestrutura de uma peça temperada determina suas características mecânicas. Dessa forma, torna-se fundamental conhecer os parâmetros que influenciam na formação da estrutura do componente tratado com função dos tratamentos térmicos aplicados, permitindo obter melhorias de qualidade de uma peça frente a sua aplicação. Métodos distintos podem ser empregados para obtenção da camada de têmpera. Entretanto, esses métodos devem ser parametrizados adequadamente para garantir a qualidade do produto final. No trabalho em questão, aplicaram-se dois metódos distintos de têmpera: por indução e por condução para obtenção da camada martensítica, dureza e durabilidade requerida em cremalheiras de aço SAE 1045, utilizadas em mecanismo de direção automotiva. Fabricou-se um lote de peças, do qual metade das peças foram tratadas por indução e a outra por condução. Após a têmpera e após o revenido, foi avaliado o nível de empenamento, a dureza superficial, a microdureza, a microestrutura formada. A peças após o término do processo de fabricação, foram montadas no sistema caixa de direção, sendo realizados ensaios de durabilidade e impacto dos mesmos. Os tratamentos realizados demonstraram resultados de empenamento, dureza, microestrutura e ensaios de durabilidade e impacto no produto final, dentro das especificações. O processo de têmpera por condução levou a melhor micrestrutura, mais alta dureza e menores níveisde empenamento comparado com o processo de têmpera por indução. Mas, também constatou-se que é possível desenvolver melhorias no processo de indução para atingir-se resultados melhores.The microstructure of a hardened part is determining its mechanical characteristiscs. Thus, the knowledge of pararameters influencing the heat treated part’s microstructure is of fundamental importance. This allows to obtain quality improvements for specific applications. Diferent methods can be used for the obtation of a hardened layer. However, in these methods the parameters have to be correctly set to reach the final product quality. In this work, two diferente techniques were applied, induction and conduction surface hardening to obtain a required martensitic layer depth, hardness and durability of SAE 1045 steel racks used in automotive driving systems. A batche of parts were manufactured, being half of the parts surface hardened by Induction and half by conduction. After hardening and after tempering, the warpage level, surface hardness, microhardness and microstructure were investigated. The parts were mounted in a steering gear system and then endurance tests and impact tests were carried out. The results of warpage levels, hardness, microstructure and endurance tests, as well as the impact tests were in the range of the specifications. The conduction hardening process leads to better microstructure, higher hardness and lower warpage levels compared to induction hardening. But it was found that the Induction hardening can be optimized to reach better results