Prediction and investigation of fracture initiation in warm forging of martensitic stainless steel with aid of FEM simulation

• Autorzy: Lisiecki Ł. , Skubisz P. , Karwan J.

Warianty tytułu

PL

Przewidywanie i analiza powstawania pęknięć podczas kucia na ciepło nierdzewnej stali martenzytycznej przy pomocy symulacji numerycznej MES

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Warm forging brings together advantages of hot (e.g. forging load reduction) and cold (e.g. no scale) metal forming operations. However, due to decreasing the process temperature, the risk of fracture occurrence increases. In this paper the risk of cracking initiation during warm forging of surgical forceps made of martensitic stainless steel is estimated. The investigations assume the analysis of the fracture initiation point in the component during forging and attempt to define the critical value of process parameters by means of laboratory tests and FEM numerical simulation.

PL

Kucie na ciepło łączy ze sobą zalety procesów przeróbki plastycznej na gorąco (np. zmniejszenie siły nacisku narzędzi) oraz na zimno (np. brak zgorzeliny). Jednakże obniżeniu temperatury procesu towarzyszy zwiększone ryzyko powstawania pęknięć. W artykule oszacowano ryzyko występowania pęknięć podczas kucia na ciepło kleszczy chirurgicznych z martenzytycznej stali nierdzewnej. Badania zakładają analizę miejsca inicjacji pęknięcia podczas kucia oraz próbę określenia krytycznych wartości para-metrów procesu przy pomocy metody łączącej testy laboratoryjne oraz symulację numeryczną MES.

Słowa kluczowe

EN

martensitic stainless steel; warm forging; fracture criteria; workability

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 15, No.2
• Strony: 346--352
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Lisiecki Ł.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Mickiewicza Av. 30, 30-059, Kraków, Poland

autor

Skubisz P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Mickiewicza Av. 30, 30-059, Kraków, Poland

autor

Karwan J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Mickiewicza Av. 30, 30-059, Kraków, Poland

Bibliografia

• Andrade Pires, F.M., Cesar de Sa, J.M.A., Costa Sousa, L., Natal Jorge, R.M., 2003, Numerical modelling of ductile plastic damage in bulk metal forming, International Journal of Mechanical Sciences, 45, 273-294.
• Brnic, J., Turkalj, G., Canadija, M., Lane, D., Krscanski, S., 2011, Martensitic stainless steel AISI 420-mechanical properties, creep and fracture toughness, Mech Time-Depend Mater, 15,341-352.
• Byrer, T.G., Semiatin, S.L., Vollmer, D.C., 1985, Forging Handbook. Forging Industry Association. American Society of Metals, Cleveland, OH.
• Gouveia, B.P.P.A., Rodrigues, J.M.C., Martins, P.A.F., 1996, Fracture criteria in bulk metal forming, International Journal of Mechanical Sciences, 38, 361-372.
• Hutter, G., Linse, T., Muhlich, U., Kuna, M., 2013, Simulation of ductile crack initiation and propagation by means of a non-local Gurson-model, International Journal of Solid and Structures, 50, 662-671.
• Nasery Isfahany, A., Saghafian, H., Borhani, G, 2011, The effect of heat treatment on mechanical properties and corrosion behavior of AISI420 martensitic stainless steel, Journal of Alloys and Compounds, 509, 3931-3936.
• Samolczyk, J., Jóźwiak, K., Kachlicki, T., 2007, Martenzytyczne stale odpome na korozję poddane obróbce plastycznej na ciepło, Obróbka Plastyczna Metali, 18, 23-32.
• Skubisz, P., Krawczyk, J., Sińczak, J., 2012, Tool life enhancement in warm forging of CV joint with utilization of the divided flow method, Proceedings of the 14th International Conference on Metal Forming 2012, eds.: Kusiak J., Majta J., Szeliga D., Steel Research International, spec, ed., 235- 238.