Thixoforming of high-melting-point alloys

• Autorzy: Sołek K.

Identyfikatory

DOI

10.7494/mafe.2017.43.4.249

Warianty tytułu

PL

Procesy formowania tiksotropowego stopów metali wysokotopliwych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Processing of steel in the semi-solid state concerns mainly continuous casting and thixoforming processes. Continuous casting is usually applied within the confines of steel making processes. Due to stringent process requirements, thixotropic forming of steel alloys has not been practically applied in industry yet. However, it is believed that this method could be used for forming selected products. Thixoforming could be treated as alternative method of production for forging techniques in the case non-plastic alloys. In this paper the method of development of globular microstructure, thixoforming process and analysis of rheological properties of selected steels were described.

PL

Procesy formowania tiksotropowego stopów aluminium oraz magnezu znajdują zastosowanie w praktyce przemysłowej. Ze stopów aluminium w ten sposób wykonuje się szereg elementów, między innymi na potrzeby przemysłu motoryzacyjnego. Kształtowanie w stanie stałociekłym stopów magnezu jest realizowane z wykorzystaniem technologii nazywanej thixomolding, pozwalającej kształtować elementy produkowane na potrzeby na przykład przemysłu elektronicznego. Procesom formowania tiksotropowego stopów metali wysokotopliwych takich jak stale lub stopy Co-Cr-Ni towarzyszy szereg trudności powodowanych wysoką temperaturą formowania, dlatego tiksoformowanie tych stopów nie znalazło jak dotąd praktycznego zastosowania. Obecnie realizuje się szereg badań naukowych, których celem jest wyeliminowanie trudności technicznych oraz obniżenie kosztów tych procesów. W tej pracy zostały omówione metody rozwoju struktury globularnej, procesy formowania tiksotropowego oraz właściwości reologiczne wybranych stali.

Słowa kluczowe

EN

steels; thixoforming; rheological properties; viscosity; thixotropy

PL

stale; tiksoforming; właściwości reologiczne; lepkość; tiksotropia

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Metallurgy and Foundry Engineering
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 43, no. 4
• Strony: 249--268
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Sołek K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Rassili A., Robelet M.: Industrialization. In: Atkinson H.V., Rassisli A. (eds.), Thixoforming Steel. Shaker Verlag, Aachen 2010, 87–103
• [2] Kapranos P.: Semi-Solid Metal Processing – A Process Looking for a Market. Solid State Phenomena, 141–143 (2008), 1–8
• [3] http://exocor.com/downloads/product-datasheets/Stellite-21-Datasheet.pdf [26.09.2017]
• [4] Kapranos P.: Routes to Thixoformable Starting Material. In: Atkinson H.V., Rassili A. (eds.), Thixoforming Steel. Shaker Verlag, Aachen 2010, 13–36
• [5] Spencer D.B., Mehrabian R., Flemings M.C.: Rheological behavior of Sn-15 pct Pb in the crystallization range. Metallurgical Transactions, 3 (1972), 1925–1932
• [6] Young K.P., Kyonka C.P., Courtois J.A.: Fine grained metal composition, US Patent no. 4,415,374, 30 March, 1982
• [7] Kirkwood D.H., Sellars C.M., Elias Boyed L.G.: Thixotropic materials, European Patent no. 0305375 B1, 28 October, 1992
• [8] Kenney M.P., Courtois J.A., Evans R.D., Farrior G.M., Kyonka C.P., Koch A.A., Young K.P.: Metals Handbook, vol. 15 (1988), ASM International, Metals Park, Ohio, 327–338
• [9] Garat M., Blais S., Pluchon C., Loué W.R.: Aluminium semi-solid processing: From the billet to the finished part. In: Kumar Bhasin A. (ed.), Proceedings: 5th International Conference, Semi-Solid Processing of Alloys and Composites: Golden, Colorado, USA, June 23–25, 1998, 17–31
• [10] Zillgen M., Hirt G.: Microstructural effects of electromagnetic stirring in continuous casting of various aluminium alloys. In: Kirkwood D.H., Kapranos P. (eds.), Conference proceedings: 4th International Conference, Semi-Solid Processing of Alloys and Composites, 19–21 June 1996, the University of Sheffield, England, 180–186
• [11] Mathur P., Apelian D., Lawley A.: Analysis of the spray deposition process. Acta Metallurgica, 37, 2 (1989), 429–443
• [12] Barnes H.A.: Thixotropy – A Review. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 70 (1997), 1–33
• [13] Sołek K.P., Dutkiewicz J., Rogal Ł.: Analysis of thixoforming process and microstructure development of steel in semi-solid state. Steel Research International, 79 (2008), 239–246
• [14] Sołek K., Mitura Z., Karbowniczek M., Dutkiewicz J., Faryna M., Rogal Ł.: Microstructure evolution in hot worked steel after heating to semi-solid state. Journal of Microscopy, 237, 3 (2010), 469–474
• [15] Dutkiewicz J., Rogal Ł., Sołek K., Mitura Z.: Thixoforming technology of high carbon X210CrW12 steel. International Journal of Material Forming, 2, 1 (2009), 753–756
• [16] Dutkiewicz J., Rogal Ł., Sołek K., Mitura Z., Kapranos K.: Thixoforming of spray formed M2 tool steel. International Journal of Material Forming, 3, 1 (2010), 755–758
• [17] Sołek K.P., Rassili A., Pierret J.C., Vaneetveld G.: Characterization of thixoforming process of 100Cr6 steel. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 20, 3 (2010), 916–920
• [18] Sołek K., Korolczuk-Hejnak M., Karbowniczek M.: An analysis of steel viscosity in the solidification temperature range. Archives of Metallurgy and Materials, 56, 3 (2011), 593–598
• [19] Sołek K., Korolczuk-Hejnak M., Ślęzak W., Karbowniczek M.: An analysis of HS6-5-2 steel viscosity in the semi-solid state. In: Menary G. (ed.), The 14th International ESAFORM Conference on Material Forming: ESAFORM 2011 Proceedings. Queen’s University, Belfast, Northern Ireland, April 27–29, 2011. AIP Conference Proceedings, 1353, 1 (2011), 1033–1038
• [20] Sołek K., Korolczuk-Hejnak M., Ślęzak W.: Viscosity Measurements for Modeling of Continuous Steel Casting. Archives of Metallurgy and Materials, 57, 1 (2012), 333–338
• [21] Sołek K.P., Ślęzak W., Karbowniczek M.: Determination of rheological properties for numerical modelling of liquid steel flow inside continuous casting mould. In: Dziubiński M., Antosik K. (eds.), Rheology – Theory and Application, Vol. 2, EKMA Krzysztof Antosik, Warszawa 2011, 269–282
• [22] Sołek K.: Identification of the steel viscosity and dynamic yield stress for the numerical modelling of casting simulations in the semi-solid state. Archives of Metallurgy and Materials, 62, 1 (2017), 195–200
• [23] Perzyna P.: Fundamental problems in visco-plasticity. Advances in Applied Mechanics, 9 (1966), 243–377
• [24] Orgéas I., Gabathuler J.P., Imwinkelried T.H., Paradies Ch., Rappaz M.: Modelling of semi-solid processing using a modified temperature-dependent power-law model. Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 11, 4 (2003), 553–574