Validation of material models for bainitic steels used in optimization of manufacturing chain for fasteners

• Autorzy: Kuziak R. , Radwański K. , Perzyński K. , Madej Ł. , Pietrzyk M.

Warianty tytułu

PL

Stale bainityczne jako alternatywa dla konwencjonalnych stali węglowo-manganowych w wytwarzaniu elementów złącznych : symulacja cyklu produkcji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Physical simulations were performed to identify and validate material models, which are used in optimization of manufacturing chains of fasteners. The focus was on hot rolling and controlled cooling. Physical simulations of thermomechanical processes were performed to validate microstructure evolution model for hot forming. Multi-stage deformations in the plane strain compression test were performed on the Gleeble 3800 simulator. Dilatometric tests were performed to identify and validate phase transformation model. Microstructure was investigated after each test using optical and electron microscopy. Good predictive capability of the models was confirmed.

PL

Celem pracy było przeprowadzenie weryfikacji modeli reologicznych i modeli rozwoju mikrostruktury stosowanych w optymalizacji wytwarzania elementów złącznych ze stali bainitycznych. Wykonano symulacje fizyczne poszczególnych doświadczeń i przeprowadzono identyfikację współczynników w modelach. Szczególny nacisk położono na walcowanie na gorąco prętów i kontrolowane chłodzenie. Fizyczną symulację procesów termomechanicznych wykonano na symulatorze Gleeble 3800 i na tej podstawie wykonano identyfikację modelu rozwoju mikrostruktury. Próby dylatometryczne wykorzystano do weryfikacji modelu przemian fazowych. Do analizy mikrostruktur wykorzystano mikroskopię optyczną i elektronową. Wyniki analizy potwierdziły dobrą dokładność modeli.

Słowa kluczowe

EN

material models; validation; bainitic steels; hot rolling; controlled cooling

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 14, No. 1
• Strony: 37--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Kuziak R.

• Institute for Ferrous Metallurgy, ul. K. Miarki 12, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Radwański K.

• Institute for Ferrous Metallurgy, ul. K. Miarki 12, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Perzyński K.

• Institute for Ferrous Metallurgy, ul. K. Miarki 12, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Madej Ł.

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Pietrzyk M.

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Avrami, M., 1939, Kinetics of phase change I, J. Chem. Phys., 7, 1103-1112.
• Bhadeshia, H.K.D.H., Edmonds, D.V., 1980, The mechanism of bainite formation in steels, Acta Metallurgica, 28, 1265-1273.
• Davenport, S.B., Silk, N.J., Sparks, C.N., Sellars, CM., 1999, Development of constitutive equations for the modelling of hot rolling, Materials Science and Technology, 16, 1 -8.
• Hansel, A., Spittel, T., 1979, Kraft- und Arbeitsbedarf Bildsamer Formgebungs-verfahren, VEB Deutscher Verlag fur Grundst off industrie, Leipzig.
• Hon, K.K.B., Xu, S., 2007, Impact of product life cycle on manufacturing systems reconfiguration, Annals of the CIRP, 56, 455-458.
• Karjalainen, L.P., Perttu, J., 1996, Characteristics of static and metadynamic recrystallization strain accumulation in hot deformed austenite as revealed by stress relaxation method, ISUInternational, 36, 729-736.
• Kowalski, B., Sellars, CM., Pietrzyk, M., 2000, Development of a computer code for the interpretation of results of hot plane strain compression tests, ISU International, 40, 1230-1236.
• Kusiak, J., Thompson, E.G., 1989, Optimization techniques for extrusion die shape design, Proc. NUMIFORM'89, eds, Thompson, E.G., Wood, R.D., Zienkiewicz, O.C and Samuelsson, A., Fort Collins, 569-574.
• Kuziak, R., Pidvysots'kyy, V., Weglarczyk, S., Pietrzyk, M., 2011, Bainitic steels as alternative for conventional carbon-manganese steels in manufacturing of fasteners -simulation of production chain, Computer Methods in Materials Science, 11, 443-462.
• Legwand, A., Perzyiiski, K, Madej, L., Pietrzyk, M., 2014, Approach for an automatic optimisation of production chain as a tool for intelligent manufacturing in metal forming, Computer Methods in Materials Science, 14 (1), 64-74.
• Madej, L., Weglarczyk, S., Rauch, L., Pietrzyk, M., 2008, Modelling of production chains as a tool for intelligent manufacturing in metal forming, Journal of Machine Engineering, 8, 33-42.
• Pereira, J., Paulre, B., 2001, Flexibility in manufacturing systems: a relational and a dynamic approach, European Journal of Operational Research, 130, 70-82.
• Pietrzyk, M., Madej, L., Weglarczyk, S., 2008, Tool for optimal design of manufacturing chain based on metal forming, The CIRP Annals, 57/1, 309-312.
• Szeliga, D., Gawad, J., Pietrzyk, M., 2006, Inverse analysis for identification of Theological and friction models in metal forming, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 195, 6778-6798.
• Waengler, S., Kawalla, R., Kuziak, R., 2008, High strength-high toughness bainitic steels alloyed with niobium for long products, Steel Research International, 79, spec, ed. Metal Forming Conf, 2, 273-279.