Weryfikacja modelu rozwoju mikrostruktury stali z mikrododatkiem niobu odkształcanej w zakresie dwufazowym

• Autorzy: Niżnik B. , Pietrzyk M. , Kuziak R.

Warianty tytułu

EN

Validation of microstructure evolution model of niobium steel deformed in the two-phase region

• Konferencja: Fizyczne i matematyczne modelowanie procesów obróbki plastycznej. Warszawa 17-19.05.2007 r.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Własności stali po obróbce cieplno-plastycznej są związane ze stanem ich struktury końcowej, czyli takimi jej cechami jak: udział składników strukturalnych, wielkość ziarna, niejednorodność rozkładu wielkości ziarna, a w stalach z mikrododatkami stopowymi także z wielkością i ułamkiem objętości cząstek węglikoazotków. Wymienione cechy mikrostruktury z dużym stopniu zależą od parametrów procesu wytwarzania i decydują o własnościach wyrobów. W pracy przedstawiono wyniki modelowania fizycznego procesów obróbki cieplno-plastycznej oraz model numeryczny opisujący naprężenie uplastyczniające wyznaczone metodą obliczeń odwrotnych dla stali z mikrododatkiem niobu. Modelowanie fizyczne obejmowało próby plastometryczne uzupełnione badaniami mikrostruktury. Celem badań było wyznaczenie kinetyki zmian zachodzących w strukturze stali w procesach odróbki cieplno-plastycznej. Dla osiągnięcia celu wykonano doświadczenia za pomocą symulatora Gleeble 3800 na próbkach osiowosymetrycznych ϕ 10x12 mm odkształcanych w zakresie temperatur 750C-800C z prędkościami odkształcenia 0.01 s-1, po wygrzewaniu w temperaturach 1100 i 800C. Czas wytrzymania przed odkształceniem wynosił: 10, 60, 900 s. W oparciu o wyniki badań plastometrycznych prowadzonych w temperaturowym zakresie stabilności austenitu i następnie ferrytu oraz w zakresie współistnienia tych faz możliwy był ilościowy opis rozrostu ziarna ferrytu oraz ułamka przemiany austenitu w ferryt. Ocena struktury oraz wielkość ziarna ferrytu w próbkach po odkształceniu miała na celu wyznaczenie krzywych naprężenie-odkształcenie oraz zmiany wskaźnika mięknięcia w próbie podwójnego odkształcenia. Dla oceny stopnia mięknięcia materiału w tej próbie wprowadzono tzw. współczynnik mięknięcia. Wyniki badań z pojedynczym i podwójnym odkształceniem wykonane przy temperaturach 750C-800C wykorzystano do weryfikacji parametrów modelu opisującego zachowanie się materiału dwufazowego w trakcie przeróbki plastycznej.

EN

Properties of steels after thermo-mechanical processing depend on their structure Represented by: volume fractions of structural components, grain size, inhomogeneity of grain size distribution. In microalloyed steels size and volume fraction of carbonitrides has to be accounted for, as well. These features of the microstructure depend on forming process parameters and they control final properties of products. Results of physical modelling of thermomechanical processing, as well as numerical model describing flow stress for microalloyed steels, are presented in the paper. Physical modelling is composed of plastometric tests and microstructure measurements. Determination of kinetics of microstructural processes is the objective of research. Experiments on Gleeble 3800 were performer to meet the objective. Cylindrical samples measuring ϕ 10x12 mm were deformed at temperature range 750°C-800°C with strain rates 0.01 s-1, 1.0 s-1, after preheating at 1100 and 800°C. Preheating times were: 10, 60, 900 s. Plastometric tests for the austenite, ferrite and two-phase ranges, supplied information about volume fraction of ferrite and ferrite grain changes. Analysis of results allowed to determine flow stress curves and coefficients of softening in the two-stage compression. Results of experiments supplied information to validation of the model describing behaviour of two-phase materials during forming processes.

Słowa kluczowe

PL

stal z mikrododatkami; właściwiści termiczne; mikrostruktura stali

EN

steel; thermal properties; microstructure of steel

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2007
• Tom: z. 216
• Strony: 25--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Niżnik B.

• Akademia Górniczo Hutnicza

autor

Pietrzyk M.

• Akademia Górniczo Hutnicza

autor

Kuziak R.

• Instytut Metalurgii Żelaza

Bibliografia

• [1] Niżnik B., Pietrzyk M., Kuziak R., 2005, Fizyczna i numeryczna symulacja odkształcania stali z mikrododatkiem niobu w zakresie dwufazowym; Mat. Konf. FiMM, Warszawa, 7.
• [2] Niżnik B., Adrian H., Pietrzyk M., 2005, Modelowanie przemian fazowych w stalach z mikrododatkiem niobu z uwzględnieniem wpływu wydzieleń węglikoazotku, XXXIII Szkoła Inżynierii Materiałowej, SIM, Ustroń, 491.
• [3] Kondek T., Niżnik B., 2004, Opracowanie modelu konstytutywnego dla stali odkształcanych plastycznie w zakresie dwufazowym i modelu kinetyki wydzieleń węglikoazotków niobu, Informatyka w Technologii Materiałów, 4, 154.
• [4] Pietrzyk M., Kuziak R., 2004, Development of the Constitutive Law for Microalloyed Steels Deformed in the Two-Phase Range of Temperatures, Steel GRIPS, 2, 465.
• [5] Niżnik B., Pietrzyk M., 2006, Model konstytutywny stali mikrostopowej w zakresie dwufazowym uwzględniający wpływ odkształcenia i wydzieleń węglikoazotków na przeminę fazową, Mat. Konf. Forming 2006, Szczawnica 125.
• [6] Lenard J.G., Pietrzyk M., Cser L., 1999, Mathematical and Physical Simulation of the Properties of Hot Rolled Products, Elsevier, Amsterdam.
• [7] Szeliga D., Pietrzyk M.: Identification of Rheological and Tribological Parameters, Metal Forming Science and Practice, A State-of-the-art Volume in Honour of Professor J.A. Schey’s 80th Birthday, ed., Lenard J.G., Elsevier, Amsterdam, 2002, 227.
• [8] Dong J.X., Siciliano F., Jonas J.J., Liu W.J., Essadiqi E., Effect of Silicon on the Kinetics of Nb (C,N) Precipitation during the Hot Working of Nb-bearing Steels, ISIJ Int, 40, 613.