The article reports the results of research on the influence of the alternate intermittent deformation of specimens by a torsion method on the Bauschinger effect in the Zr-1%Nb zirconium-based alloy. Tests were carried out using an STD 812 torsion plasto-meter. Based on the tests carried out, diagrams have been plotted, which represent the influence of the pre-deformation magnitude, the temperature of heat treatment prior to deformation, and deformation rate on the variation in the values of the flow stress and yield strength of the alloy under study. Conditions have been defined, in which larger magnitudes of plastic deformation of Zr-1Nb% alloy material can be used during its cold plastic working.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the results of research on the rheological properties of the Zr–1%Nb alloy, obtained for the strain parameters corresponding to the cold rolling tube process in a pilger mill. The studies were carried out under conditions of continuous, discontinuous and variable load in the GLEEBLE 3800 metallurgical processes simulator, according to the program developed on the basis of conditions occurring in the actual technological process. The influence of the strain, strain rate, plastic deformation thermal effect and the Bauschinger effect on changes in the flow stress was determined. Recommendations for division of the alloy strain distribution over the length of the deformation zone in the pilger roll grooves is presented.
W artykule przedstawiono przeprowadzoną modernizację układu napędowego pólprzemysłowej walcarki nawrotnej duo, będącej na wyposażeniu bazy laboratoryjnej Instytutu Przeróbki Plastycznej i Inżynierii Bezpieczeństwa Politechniki Częstochowskiej. Modernizacja obejmowała wymianę istniejącego układu sterowania silnikami, zrealizowanego na stycznikach, na nowoczesne rozwiązanie z przemiennikami częstotliwości wyposażonymi w technologię DTC. Dzięki temu, znacznie wzrosty możliwości aplikacyjne walcarki, a tym samym, zakres prowadzonych badań zaawansowanych procesów walcowania.
EN
In this paper, modification of main drives of semi-industrial 2-hi reversible rolling mill, which is a part of laboratory base of Institute of Metal Forming and Safety Engineering of Czestochowa University of Technology, was presented. The modernization included replacing of existed control system of drives realized on contractors, on modern solution with frequency converters equipped with DTC technology. It has increased significantly the application abilities of rolling mill, and the same, range of conducted research of advanced rolling processes.
Najbardziej wiarygodnym sposobem wyznaczenia zdolności danego materiału do odkształcenia plastycznego bez naruszenia spójności jest określenie tzw. kryterium plastyczności. Kolejnym parametrem charakteryzującym podatność danego materiału do kształtowania plastycznego jest naprężenie uplastyczniające, zależne od odkształcenia, prędkości odkształcenia, temperatury oraz historii przebiegu odkształcenia. Istotny wpływ na plastyczność ma również stan mikrostruktury badanego materiału. W celu jego określenia w zależności od zmieniających się parametrów obróbki cieplno-plastycznej należy wykonać badania dylatometryczne, które umożliwiają wyznaczenie temperatury charakterystycznej badanego materiału oraz pozwalają na ujawnienie procesów zachodzących w jego strukturze podczas kolejnych etapów obróbki cieplno-plastycznej. Zakres przedstawionych w pracy badań obejmował określenie kryterium plastyczności stopu aluminium AlZn5,5MgCu w stanie T6 oraz po wyżarzaniu. Badania te przeprowadzono w statycznej próbie rozciągania w podwyższonej temperaturze, przy zastoso-waniu maszyny wytrzymałościowej Zwick Z/100. W pracy wyznaczono również tem-peraturę rozpuszczania się i wydzielania w badanym materiale związków międzymetalicznych, z wykorzystaniem dylatometru DIL805A/D.Ponadto określono zmiany wartości naprężenia uplastyczniającego badanego materiału w zależności od parametrów odkształcenia oraz opracowano model matematyczny zmian własności reologicznych badanego stopu. Badania krzywych plastycznego płynięcia przeprowadzono w próbie skręcania z zastosowaniem plastometru skrętnego STD 812. Przeprowadzone w ramach pracy badania stanowiły podstawę doboru optymalnych parametrów procesu walcowania badanego stopu w trójwalcowej walcarce skośnej. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono istotny wpływ parametrów odkształcenia na wartość naprężenia uplastyczniającego badanego stopu aluminium. Stosując operację wyżarzania wsadu z badanego stopu aluminium AlZn5,5MgCu dostarczonego w stanie T6, można poprawić jego właściwości plastyczne, co umożliwia stosowanie większych odkształceń jednostkowych w procesie walcowania. Stwierdzono, że właściwą temperaturą walcowania analizowanego stopu w trójwalcowej walcarce skośnej będzie temperatura powyżej 200°C.
EN
The most reliable method of establishing the ability of a given material to deform plastically, while not losing its integrity, is by determining its so-called yield criterion. Another parameter that describes the susceptibility of a given material to being plastically formed is the yields stress, which is dependent on the strain, strain rate, temperature and the history of deformation. The ductility is also significantly influenced by the microstructural state of the material under examination. In order to determine it as dependent on the varying parameters of thermo-mechanical treatment, it is necessary to perform dilatometric tests to determine the characteristic temperatures of the examined material and to reveal processes occurring within its structure during successive thermo-mechanical treatment stages. The scope of the investigation covered in this study encompassed exa-minations to determine the yield criterion for the AlZn5.5MgCu aluminium alloy in condition T6 and after annealing. These examinations were carried out in static tensile tests at elevated temperature using a Zwick Z/100 testing machine.The temperatures of dissolution and precipitation of intermetallic compounds in the examined material were also determined using a DIL805A/D dilatometer.In addition, the variations in the magnitude of the yield stress of the examined material were determined as dependent on the deformation parameters, and a mathematical model of the rheological properties of the examined alloy was developed. The examination of the plastic flow curves was performed in a torsion test using an STD 812 torsion plastometer. The investigation carried out within the study provided a basis for the selection of the optimal parameters of the process of rolling the examined alloy on a three-high reeling mill. From the obtained results, a significant effect of the deformation parameters on the magnitude of the yield stress of the investigated aluminium alloy has been found. Using the operation of anne-aling the charge of the examined AlZn5.5MgCu aluminium alloy supplied in state T6, its plastic properties can be improved, which will enable larger unit deformation to be used in the rolling process. It has been found that the appropriate temperature of rolling the examined alloy on a three-high reeling mill will be a temperature above 200°C.
This research work is devoted to the theoretical study of the pipe calibration on a mandrel. The aim of the study is to improve the precision of the calibrated pipes. As the paper shows, it is advisable to apply different methods of research depending on the purpose of the study of metal forming processes: mathematical, computer or physical simulation. Analytical review of existing mathematical models of the pipes calibration on a mandrel showed that the set of assumptions adopted in the mathematical modeling does not allow assessing the precision of the pipes during calibration. Therefore, finite-element method simulation package was used for this research. Research method and pipes precision index were developed on the basis of the computer simulation using Deform-3D package. The investigations have allowed us to get the dependence of the pipe precision on technological factors and to identify the root cause of reduced efficiency calibration – extrafocal deformation.
The study proposed the model of "guide mark" defects formation on the internal surface of pipes, produced on PRM mills of PRP–140. The research of pipe forming at plug rolling mill with stub mandrel has been carried out; regularities of the dimens ionless parameters characterizing the deformation of the gap release, depending on the reduction ratio, were determined. The model of "guide mark" defect formation on the internal surface of the pipe has been proposed. This allows for lesser wall thickness variation o f rough tubes. It has been shown that, when using dioctahedral pass designs in comparison with hexagonal pass designs the proportion of displaced volume along the pipe axis is greater but the value is lower; thereby, the risk of "guide mark" defect forming is red uced.
W pracy zaprezentowano metodę wyznaczania krzywych umocnienia stopów AlMg: 5754, 5083, 5019 oraz 5XXX w oparciu o próbę ściskania cylindrycznych próbek o średnicy 10 mm i wysokości 12 mm. Badania przeprowadzono za pomocą fizycznego symulatora procesów metalurgicznych GLEEBLE 3800 w Instytucie Przeróbki Plastycznej i Inżynierii Bezpieczeństwa Politechniki Częstochowskiej. Urządzenie to umożliwia przeprowadzenie badań przy temperaturach odpowiadających rzeczywistym warunkom przeróbki plastycznej. Określono podatność badanych stopów do kształtowania plastycznego w zakresie temperatur 360–560°C oraz prędkości odkształceń z przedziału 0,05–1,0 s-1. Naprężenie uplastyczniające σp, czyli naprężenie niezbędne do zainicjowania i kontynuacji plastycznego płynięcia metalu, w warunkach jednoosiowego stanu naprężenia jest funkcją odkształcenia (ε), prędkości odkształcenia (ε& ), temperatury (T) i historii przebiegu odkształcenia. Wyznaczenie charakterystyk technologicznej plastyczności jest szczególnie trudne dla warunków przeróbki plastycznej na gorąco, gdyż w strukturze materiału zachodzą jednocześnie procesy wynikające z mechanizmu odkształcenia plastycznego oraz procesy umocnienia, jak i aktywowane cieplnie, zależne od czasu, zjawiska prowadzące do osłabienia materiału. Określenie wartości σp badanych stopów AlMg ma duże znaczenie podczas projektowania procesów przeróbki plastycznej na gorąco. W oparciu o rejestrowane w czasie eksperymentu parametry odkształcenia plastycznego możliwe było poddanie danych obróbce matematycznej, filtracji cyfrowej oraz aproksymacji. Następnie za pomocą metody odwrotnej określono rzeczywiste wartości współczynników występujących w modelach numerycznych do własności reologicznych badanych materiałów.
EN
This paper presents a method for determining hardening curves of AlMg alloys: 5754, 5083, 5019 and 5XXX based on a compression test of cylindrical specimens with a diameter of 10 mm and height of 12 mm. Tests were conducted by means of the GLEEBLE 3800 physical simulator of metallurgical processes at the Institute of Metalworking and Safety Engineering of Częstochowa University of Technology. This machine makes it possible to conduct tests at temperatures corresponding to actual metalworking conditions. The formability of the studied alloys was determined within the temperature range of 360–560°C and for strain rates within the range of 0.05–1.0 s-1. Flow stress σp, or the stress required to initiate and continue plastic flow of metal in a uniaxial stress state, is a function of strain (ε), strain rate (ε&), temperature (T) and the history of strain. Determination of technological plasticity curves is particularly difficult for hot working conditions, since processes resulting from the plastic strain mechanism and hardening processes, as well as thermally activated, time-dependent phenomena leading to weakening of the material occur simultaneously in the material’s structure. Determination of the σp value of tested AlMg alloys is of great significance when designing hot plastic working processes. Based on the plastic strain parameters registered during the experiment, it was possible to mathematically process data, filter it digitally and conduct approximation. Next, actual values of coefficients present in numerical models of the rheological properties of the studied materials were determined by means of the inverse method.
Prawidłowe wyznaczenie własności reologicznych badanego materiału w postaci wykresów naprężenie-odkształcenie, uwzględniających wpływ zastosowanego schematu odkształcenia, wartości odkształcenia, temperatury materiału oraz prędkości odkształcenia, pozwala na zwiększenie dokładności wykonywanych obliczeń, zarówno podczas korzystania z wzorów analitycznych, jak również podczas modelowania numerycznego. Wyznaczenie własności reologicznych, a głównie naprężenia uplastyczniającego jest szczególnie trudne dla procesów przeróbki plastycznej na gorąco, gdyż w strukturze materiału zachodzą złożone procesy, wynikające z mechanizmu odkształcenia plastycznego oraz procesy umocnienia, jak również aktywowane cieplnie, zależne od czasu zjawiska prowadzące do osłabienia materiału. Problem komplikuje dodatkowo zmienność temperatury, wynikająca z równoczesnego oddawania ciepła przez promieniowanie, konwekcję i przewodzenie oraz generowana w wyniku pracy odkształcenia plastycznego [1]. W literaturze technicznej można znaleźć opis wielu metod badawczych służących do określenia wartości naprężenia uplastyczniającego, wśród których należy wymienić: próbę rozciągania, ściskania oraz skręcania. W pracy określono wpływ parametrów i schematu odkształcenia na wartość i charakter zmian naprężenia uplastyczniającego trudno odkształcalnego stopu aluminium w gatunku 5XXX o ograniczonej odkształcalności. Badania plastometryczne przeprowadzono metodą jednoosiowego ściskania z zastosowaniem symulatora procesów metalurgicznych GLEEBLE 3800 oraz skręcania przy użyciu plastometru skrętnego STD 812. Określono dla obu metod wpływ zastosowanego odkształcenia, prędkości odkształcenia i temperatury początkowej próbek na zmiany naprężenia uplastyczniającego badanego materiału. Przedstawione w pracy badania stanowiły podstawę wyznaczenia własności reologicznych analizowanego stopu (łącznie z opracowaniem modeli matematycznych) pod kątem zastosowania ich do numerycznego modelowania procesu wyciskania.
EN
The correct determination of the rheological properties of investigated material in the form of stress–strain diagrams allowing for the effect of the employed deformation scheme, the deformation value, material temperature and strain rate, enables the enhancement of the accuracy of performed calculations, both when using analytical formulae, as well as during numerical modelling. Determining the rheological properties, especially the yield stress, is particularly difficult for hot plastic working processes, because of complex processes occurring in the material structure due to the plastic deformation mechanism, strain hardening processes, as well as thermally activated and time-dependent phenomena leading to a weakening of the material. The problem is additionally complicated by the temperature variation resulting from giving up the heat simultaneously by radiation, convection and conduction and being generated by the plastic deformation work [1]. Technical literature provides the description of many research methods designed for determining the yield stress magnitude, which include the tensile, compression and torsion tests. The present work has determined the effect of deformation parameters and the deformation scheme on the magnitude and behaviour of variations in the yield stress of the 5XXX grade hard deformable aluminium alloy with limited deformability. Plastometric tests were carried out by the uniaxial compression method using the GLEEBLE 3800 metallurgical process simulator and the torsion method using an STD 812 torsion plastometer. For the both methods, the effect of the employed deformation, strain rate and initial specimen temperature on the variations in the yield stress of the investigated materials was determined. The investigations presented in the paper provided the basis for the determination of the rheological properties of the examined alloy (including the development of mathematical models) to be used for the numerical modelling of the extrusion process.
W artykule przedstawiono opisową charakterystykę laboratoryjnego zespołu walcowniczego przeznaczonego do prowadzenia badań procesów walcowania blach i wyrobów długich w warunkach półprzemysłowych. Stanowi on jeden z podstawowych elementów infrastruktury badawczej Instytutu Przeróbki Plastycznej i Inżynierii Bezpieczeństwa WIPiTM PCz. Zespół ten, którego główny element stanowi walcarka nawrotna DUO-300 wyposażona w niezależne napędy górnego i dolnego walca, jest sukcesywnie modernizowany i rozbudowywany o nowe elementy i funkcjonalności umożliwiające prowadzenie szerokiego zakresu badań zaawansowanych procesów przeróbki plastycznej związanych z walcowaniem asymetrycznym czy walcowaniem regulowanym.
EN
This paper presents the descriptive characteristic of a laboratory rolling mill designed for the research of rolling processes of sheet metal and long products in semi-industrial conditions. It is one of the basic elements of the research infrastructure of the Institute of Metal Forming and Safety Engineering at Faculty of Production Engineering and Materials Technology of Czestochowa University of Technology This unit, whose main component is the DUO-300 2-hi reversing mill equipped with independent drives of upper and lower roll, is gradually modernized and expanded with new features and functionality to enable a wide range of advanced plastic processing operations related, e.g. to asymmetric or thermomechanical rolling.
The continuing high level of demand for lightweight structural materials is the reason for the ever-growing interest in aluminum alloys. The main areas of application for aluminum alloys products are the aerospace and automotive industries. Production of profiles and structural elements from lightweight alloys gives possibility to reduce the curb weight of construction, which directly translates into among other reduction of fuel consumption and lower amount of generated exhaust gas. Determination of heat treatment and plastic working parameters to obtain the required mechanical properties of the manufactured products is a complex process that requires among others knowledge of the material behavior during the deformation process. To carry out the study the torsion plastometer STD 812 was used. On the basis of obtained results of the research the value of the yield stress, formability limit and the thermal effect of the deformed 7xxx series aluminum alloy were specified for different schemes and conditions of deformation.
To create a rational technology of cogging process and to determinate the optimal values of the angles of tilt and single reduction the stress-strain state (SSS) of the blank during cogging in the flat dies was analyzed. By using the finite element method and program MSC.SuperForge quantitative data are obtained and the basic patterns of distribution of SSS, the temperature during the simulation of tilting in flat dies with different angles of tilting and the amount of reduction were established. Sustainable experimental-industrial technology of forging of two-phase titanium alloys was developed and tested.
This paper presents the results of the study aimed at determination of plasticity of selected grades of hard-deformed aluminium alloys of 5xxx series in terms of parameters characteristic for the process of extrusion. The examinations were carried out for 5083 and 5754 alloys in the torsion test using STD 812 torsion plastometer. Using the empirical tests, the study evaluated yield stress of alloys depending on strain, strain rate and temperature and the results were approximated and mathematical models of rheological properties of the aluminium grades studied were determined within the range of parameters of deformation and temperature.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań teoretycznych i doświadczalnych procesu walcowania prętów żebrowanych o średnicy 8 mm w technologii czterożyłowej. Na podstawie analizy wyników badań określono parametry technologiczne zapewniające wdrożenie opracowanej technologii w warunkach walcowni ciągłej prętów. Do badań teoretycznych wykorzystano program komputerowy Forge2011®.
EN
The paper presents theoretical and experimental results of the 8 mm-diameter ribbed bars rolling process in four -strand technology. On the basic of the results analysis the technological parameters were determined. The parameters ensured the implementation of this technology in terms of the continuous rolling mill. The Forge2011® computer program was employed to the theoretical analysis of the process of rolling with band slitting.
W artykule przeprowadzono badania dotyczące możliwości wytwarzania prętów okrągłych ze stopu magnezu AZ31 w procesie walcowania na gorąco. Proces walcowania zrealizowano w walcarce duo oraz w trójwalcowej walcarce skośnej. Celem pracy było określenie i porównanie właściwości prętów ze stopu magnezu AZ31 po procesie walcowania w dwóch różnych typach urządzeń. Modelowanie numeryczne procesu walcowania prętów ze stopu AZ31 wykonano w programie komputerowym Forge 2011®. Weryfikację wyników obliczeń numerycznych przeprowadzono w badaniach doświadczalnych walcowania w walcarce duo D150 i trójwalcowej walcarce skośnej RSP 40/14. Dla obu procesów zastosowano wsad w postaci prętów okrągłych o średnicy 22 mm, walcowanych na końcową średnicę wynoszącą 15 mm. Na podstawie wyników badań teoretycznych i doświadczalnych stwierdzono, że obie przedstawione w pracy metody walcowania prętów okrągłych ze stopu magnezu AZ31 pozwalają na uzyskanie gotowych prętów okrągłych charakteryzujących się nieznaczną owalnością.
EN
In this paper the result of the research on the production of round bars of magnesium alloy AZ31 in the hot rolling process was presented. The rolling process were made in duo mill and a three-high skew rolling mill. The aim of the work was determine and compare the properties of AZ31 magnesium alloy round bars obtained during the rolling process in two different types of rolling mills. Numerical modeling of the of AZ31 magnesium alloy round bars rolling process were conducted by using a computer program Forge 2011®. The verification of the results of numerical modeling was carried out during laboratory test in the rolling mill duo D150 and a three-high skew rolling mill RSP 40/14. For both processes, as the feedstock the round bars of 22 mm diameter were used, then rolled on the final diameter of 15 mm. By analysis of the theoretical and experimental results, it was found that both methods of AZ31 magnesium alloy round bars rolling allow to obtain finished round bars characterized by a slight ovality.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents preliminary tests of high carbon steel wire rods by the non-destructive Barkhausen method. Correlation between applied external stress to the wire rod and current sweep characteristics were observed. Some geometrical parameters of the shape of these characteristics corresponded to mechanical stress state were assigned. Obtained result can be used for more reliable estimation of residual stress state and quick comparison of residual stress level in wire rod after different production variants.
PL
W artykule zaprezentowano wstępne badania walcówki ze stali wysokowęglowej za pomocą nieniszczącej metody Barkhausena. Zaobserwowano korelację pomiędzy zadawanymi w walcówce naprężeniami a charakterystykami typu sweep. Pewne parametry geometryczne kształtu tych charakterystyk, korespondujące ze stanem naprężeń mechanicznych, zostały wyznaczone . Uzyskane rezultaty mogą być pomocne dla bardziej wiarygodnej oceny stanu naprężeń własnych i szybkiego porównywania ich poziomów w walcówce po różnych wariantach produkcji.
Mając na uwadze aplikację tytanu w organizmie człowieka [1, 2, 3], przeprowadzono próby rozdrobnienia ziaren czystego technicznie α-tytanu (αTi, Grade 4a), wykorzystując do tego celu metodę plastometryczną Gleeble. Z wykresu pełzania Ashby’ego wybrano charakterystyczny (dla wielu metali) obszar płynięcia materiału, wynikający z mechanizmu odkształcenia wraz z dominującym udziałem dyfuzji wzdłuż jąder dyslokacji. Obszar ten określony jest zakresem temperaturowym (0,3–0,5)Tm i znormalizowanym naprężeniem τ/G od 10-3 do 10-5[5]. Na tej podstawie opracowano plan eksperymentu obróbki plastycznej w zakresie temperatur 300–700⁰C, odkształcenia (0,2–0,5) i prędkości odkształcania (10-2–102)s-1. W procesie obróbki plastycznej w wymienionych warunkach możliwe jest minimalizowanie zjawisk strukturalnych kontrolowanych dyfuzją objętościową (na korzyść zjawisk kontrolowanych dyfuzją po granicach ziaren) oraz wzdłuż jąder dyslokacji umacniających materiał poprzez rozdrobnienie ziaren. Celem podjętych badań jest analiza empirycznego równania = f (σs; T; ε; Sj), (gdzie Sj – symbol parametrów strukturalnych), dla procesu obróbki plastycznej tytanu αTi z możliwością wpływania na wielkość ziarna i umożliwiającego dobór właściwości mechanicznych do określonych zastosowań. Przeprowadzone eksperymenty plastometryczne pozwolą na rozszerzenie badań w kierunku uzyskania wyników możliwych do wdrożenia do praktyki przemysłowej.
EN
Taking into consideration the application of titanium in a human body [1, 2, 3] the experiments of the disintegration of technically pure α-titanium grains (αTi, Grade 4a) were conducted with the use of Gleebe’s plastometric method. The area of material flow resulting from the deformation mechanism together with the dominating participation of diffusion along the dislocation nuclei, which is characteristic for many metals, was chosen from Ashby’s creep diagram. This area is defined by the temperature range: (0.3–0.5)Tm and by the normalised stress τ/G from 10-3 to 10-5. On this basis the plan of plastic processing experiment was worked out within the range of temperatures 300–700°C, of deformation (0.2–0.5) and of deformation rate (10-2 –102)s-1. In the process of plastic processing under the determined conditions it is possible to minimize the structural phenomena which are controlled by volumetric diffusion (for the advantage of the phenomena which are controlled by diffusion on the borders of grains) and along the dislocation of nuclei which strengthen the material thanks to grain disintegration. The aim of the undertaken research was to analyse an empirical equation: = (σs; T; ε; Sj), (where Sj is a symbol of structural parameters) for the process of plastic processing αTi with the possibility of the influence on the grain size and enabling the choice of mechanical properties according to the determined applications. The conducted plastometric experiment will enable to extend the research in the direction of gaining the results which can be practically applied in industry.
The article discusses the influence of rolling in the newly designed slitting-bending grooves on closing internal material discontinuities in continuous ingots. The defects located in the axial area of a strand, i.e. axial porosity and contraction cavity, were analysed. Numerical and experimental studies of the rolling process of flat bars for feedstock with marked materials discontinuities simulating actual defects occurring in an ingot were conducted. For comparison purposes, rolling of feedstock with discontinuities in traditional grooves was conducted. The numerical simulations were carried out using the Forge 2008¯software programme. The experimental studies were conducted in a D150 laboratory rolling mill. In the research, the S355J2G3 structural steel and lead were used. Distributions of temperature, intensity of deformation and stress in a cross-section of strands after rolling were analysed. Changes in the surface areas of the discontinuities in feedstock after rolling in shape and traditional grooves were examined. It was concluded that introduction of grooves with complex shapes may contribute to the improvement of internal quality of finished products. The complex shape of the tools has allowed for an almost 100% closure of the discontinuities located in the central part of a strand, already at the initial stages of the process, unlike in case of the traditional production method, where the discontinuities were transferred even until the final product. Applying the newly designed slitting-bending grooves enables utilisation of a smaller number of edge grooves at the initial stage of the rolling process, where reopening of freshly welded defects might occur.
PL
W artykule omówiono wpływ walcowania w nowo zaprojektowanych wykrojach rozcinająco-przeginających na zamykanie się wewnętrznych nieciągłości we wlewkach ciągłych. Analizowano wady znajdujące się w części osiowej pasma - rzadziznę osiową i jamę usadową. Wykonano badania numeryczne oraz doświadczalne procesu walcowania prętów płaskich dla wsadu z naniesionymi nieciągłościami materiałowymi symulującymi rzeczywiste wady występujące we wlewku. Dla porównania przeprowadzono walcowanie w wykrojach tradycyjnych wsadówz nieciągłościami. Do symulacji numerycznych wykorzystano program komputerowy Forge 2008¯. Badania doświadczalne przeprowadzono w walcarce laboratoryjnej D150. Do badań zastosowano stal konstrukcyjną S355J2G3, oraz ołów. Analizowano rozkłady temperatur, intensywności odkształceń oraz naprężeń na przekrojach poprzecznych pasm po procesie walcowania. Analizowano zmianę pól powierzchni nieciągłości we wsadach po walcowaniu w wykrojach kształtowych oraz tradycyjnych. Stwierdzono, że poprzez wprowadzenie wykrojów o złożonym kształcie można wpływać na polepszenie jakości wewnętrznej wyrobów gotowych. Złożony kształt narzędzi pozwolił wprawie 100% zamknąć nieciągłości znajdujące się w części środkowej wsadu już w początkowych etapach procesu walcowania, w przeciwieństwie do tradycyjnej metody wytwarzania, gdzie wady przenoszone były nawet do końcowego wyrobu. Poprzez zastosowanie nowych wykrojów rozcinająco-przeginających możliwe jest zastosowanie mniejszej ilości wykrojów osadczych w początkowym etapie procesu walcowania, w których może wystąpić otwieranie się świeżo zgrzanych wad.
The paper presents the results of cold upsetting testing of 16.5 mm-diameter 20MnB4 steel wire rod. The main purpose of the study was to evaluate the ability of wire rod produced in industrial conditions for further cold metal forming. Due to the fact that cracks occurred in the test material at different strain values, the authors made an attempt to answer the question whether there are any crack initiators in the material structure, or the observed cracks are due to the manufacturing process parameters. In order to determine the causes of cracks appearing during upsetting tests, micro- and macroscopic observation techniques were used. For the macroscopic examination, an Olympus SZ-31 microscope was used, while a Nikon Ma-200 microscope was employed for the microscopic examination. The microscopic examination was carried out both in a light and dark fields. To evaluate the effect of surface topography on the crack formation tendency, the results of macroscopic observation under a magnification from 6.7x to 45x were used.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań próby spęczania na zimno walcówki o średnicy 16,5 mm ze stali 20MnB4. Głównym celem pracy była ocena zdolności do dalszej przeróbki plastycznej na zimno walcówki produkowanej w warunkach przemysłowych. W związku z tym, że w badanym materiale pojawiały się pęknięcia przy różnych wartościach odkształcenia, autorzy podjęli próbę odpowiedzi czy istnieją inicjatory pękania w strukturze materiału, czy też zaobserwowane pęknięcia są skutkiem procesu wytwarzania. W celu określenia przyczyn pojawiających się pęknięć w takcie próby spęczania zastosowano techniki obserwacji mikro i makroskopowej. Do oceny makroskopowej zastosowano mikroskop firmy Olympus SZ-31, natomiast do oceny mikro - mikroskop Nikon Ma-200. Badania mikroskopowe przeprowadzono w polu jasnym i ciemnym. Do oceny wpływu topografii powierzchni na skłonność do tworzenia pęknięć wykorzystano wyniki obserwacji makroskopowej z powiększeniami od 6,7x do 45x.
Currently magnesium alloy bars are manufactured mainly in the extrusion process. This method has some drawbacks, which include: low process capacity, considerable energy demand, small length of finished products. Therefore it is purposeful to develop efficient methods for manufacturing of Mg alloy products in the form of bars, such methods include groove rolling and three-high skew rolling processes. Modified stretching passes provide change in material plastic flow, which contributes to the occurrence of the better distribution of stress and strain state than in the case of rolling in classical stretching passes. One of the modern method of Mg alloy bars production is rolling in a three-high skew rolling mill, which allows to set in a single pass a larger deformation compared to the rolling in the stretching passes. The paper presents the results of experimental studies of the AZ31 round bars production in the modified stretching passes and in the three-high skew rolling mill. The study of microstructural changes, hardness and the static tensile tests were made for as-cast and ready-rolled bars in both analyzed technologies.
PL
Obecnie pręty ze stopów magnezu są wytwarzane głównie w procesie wyciskania. Metoda ta ma pewne wady, do których można m.in. zaliczyć: znaczne zapotrzebowanie na energię, ograniczona długość gotowych prętów. Dlatego celowe jest poszukiwanie bardziej wydajnych metod wytwarzania prętów ze stopów magnezu z zastosowaniem procesu walcowania w wykrojach oraz w trójwalcowych walcarkach skośnych. Zastosowanie układu wykrojów wydłużających o zmodyfikowanym kształcie wpływa na schemat plastycznego płynięcia metalu powodując bardziej równomierny rozkład odkształceń i naprężeń w porównaniu do walcowania w klasycznych układach wykrojów. Jedną z nowoczesnych metod wytwarzania prętów ze stopów Mg jest walcowanie w trójwalcowej walcarce skośnej, która umożliwia zadanie większych odkształceń w jednym przepuście w porównaniu do walcowania w wykrojach. W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu walcowania prętów ze stopu magnezu AZ31 w wykrojach modyfikowanych oraz w trójwalcowej walcarce skośnej. W ramach pracy wykonano badania mikrostrukturalne, pomiary twardości oraz statyczną próbę rozciągania dla materiału w stanie lanym oraz gotowych prętów odwalcowanych w obu technologiach.
This study presents the results of physical modelling of the processes of metal forming of bars made of magnesium alloy (AZ61) obtained using two research methodologies. The study employed the Gleeble 3800 testing system for simulation of metallurgical processes and a torsion plastometer. Depending on the research methodology used, the examinations were carried out in the temperature range of 200 ÷ 400°C and strain rate of (0.1 – 10 s-1 ). The results obtained in the study were used to determine the value of yield stress for AZ61 alloy for different strain procedures and different temperatures and strain ratios.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań modelowania fizycznego procesów przeróbki plastycznej prętów ze stopu magnezu (AZ61) otrzymane przy zastosowaniu dwóch metod badawczych. Do badań zastosowano symulator procesów metalurgicznych Gleeble 3800 oraz plastomer skrętny. Badania przeprowadzono w zakresie temperatury 200 ÷ 400°C, przy zastosowaniu prędkości odkształcania (0,1 – 10 s-1 ), w zależności od zastosowanej metody badawczej. Na podstawie otrzymanych wyników badań określono wartość naprężenia uplastyczniającego badanego stopu AZ61 dla różnych schematów odkształcenia oraz warunków temperaturowo-prędkościowych.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.