Analiza warunków kształtowania oraz właściwości tiksotropowych stało-ciekłej stali

• Autorzy: Sołek Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2019.4.7

Warianty tytułu

EN

Analysis of shaping conditions and thixotropic properties of semi-solid steel alloys

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Procesy kształtowania stopów metali w stanie stało-ciekłym (ang. SSM-Forming – Semi-Solid Metal Forming) są często nazywane od zjawiska tiksotropii, kształtowaniem tiksotropowym (ang. thixoforming). Procesy te posiadają wybrane zalety klasycznych procesów kucia oraz odlewania, co daje im technologiczny oraz ekonomiczny potencjał do produkcji elementów o wysokich własnościach mechanicznych i jednocześnie skomplikowanym kształcie. W artykule omówiono warunki zapewniające poprawny przebieg procesów kształtowania tiksotropowego stopów żelaza. Wśród warunków tych kluczowy jest dobór stali najbardziej nadających się do kształtowania w oparciu o dostępne technologie oraz przygotowanie struktury globularnej, która powoduje zmniejszenie lepkości stali. W celu wykazania wagi zmian w strukturze wykonano pomiary reologiczne, w trakcie których zaobserwowano zjawisko tiksotropii oraz zostały wyznaczone parametry modelu umożliwiającego analizę zmian lepkości spowodowanych tym zjawiskiem dla stali X210Cr12.

EN

Metal forming processes in the semi-solid state (SSM-Forming) are often called, from the phenomenon of thixotropy, thixoforming processes. Many advantages of both classical metal forming and casting techniques characterize thixoforming processes and this is a reason of economical potential of producing elements having high mechanical properties and complicated shapes. The article discusses the conditions that ensure the correct course of the thixoforming of steel alloys. Among these conditions, the selection of the steel alloys, which are the best for thixoforming processes based on available technologies and the preparation of the globular structure, which reduces the viscosity during shaping, are crucial. In order to show the importance of changes in the structure, rheological measurements were made, during which the phenomenon of thixotropy was observed and the parameters of the model enabling the analysis of viscosity changes caused by this phenomenon for X210Cr12 steel were determined.

Słowa kluczowe

PL

tiksoforming; stale; reologia; właściwości tiksotropowe

EN

tiksoforming; steels; rheology; thixotropic properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 86, nr 4
• Strony: 127--132
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sołek Krzysztof

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metalurgii Stopów Żelaza, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Barnes HA. 1997, “Thixotropy—A Review”, J Non-Newtonian Fluid Mech;70:1–33.
• [2] Dutkiewicz Jan, Łukasz Rogal, Krzysztof Sołek, Zbigniew Mitura. 2009; “Thixoforming technology of high carbon X210CrW12 steel”; International Journal of Material Forming, vol. 2 suppl. 1, ISSN 1960-6206, s. 753–756, tekst: http://link.springer.com.atoz.wbg2.bg.agh. edu.pl/content/pdf/10.1007%2Fs12289-009-0558-x.pdf.
• [3] Dutkiewicz Jan, Łukasz Rogal, Krzysztof Sołek, Zbigniew Mitura, K. Kapranos. 2010; “Thixoforming of spray formed M2 tool steel”; International Journal of Material Forming, vol. 3 suppl. 1, ISSN 1960-6206, s. 755–758, tekst: http://link.springer.com/content/ pdf/10.1007%2Fs12289-010-0880-3.pdf.
• [4] Dziubiński M., T. Kiljański, J. Sęk. 2009, Podstawy reologii i reometrii płynów, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź.
• [5] Garat M., S. Blais, C. Pluchon, W.R. Loué. 1998, “Aluminium semi-solid processing: From the billet to the finished part”, mat. konf. 5th International Conference, Semisolid processing of alloys and composites, Colorado School of Mines, Golden, Colorado (USA), XVIIXXXI.
• [6] Kapranos P. 2008 “Semi-Solid Metal Processing – A Process Looking for a Market”, Solid State Phenom., 141–143, p 1–8.
• [7] Kapranos P. 2010, “Routes to Thixoformable Starting Material”, Thixoforming Steel, ed.: H. Atkinson, A. Rassisli, Shaker Verlag, Aachen, , 87-103.
• [8] Kenney M.P., J.A. Courtois, R.D. Evans, G.M. Farrior, C.P. Kyonka, A.A. Koch, K.P. Young. 1988, Metals Handbook, v. 15, ASM International, Metals Park, Ohio 327-338.
• [9] Kiljański T., M. Dziubański, J. Sęk, K. Antosik. 2009, Wykorzystanie pomiarów właściwości reologicznych płynów w praktyce inżynierskiej, Wydawnictwo EKMA Krzysztof Antosik, Warszawa.
• [10] Kirkwood D.H., C.M. Sellars, L.G. Elias Boyed, Thixotropic materials, European Patent no. 0305375 B1, 28 October, 1992.
• [11] Mathur P., D. Apelian, A. Lawley. 1989, “Analysis of the spray deposition process”, Acta Metallurgica, 37, Issue 2 429-443.
• [12] Rassili A., M. Robelet. 2010 “Industralization”, Thixoforming Steel, ed.: H. Atkinson, A. Rassisli, Shaker Verlag, Aachen, 87-103.
• [13] Sołek Krzysztof. 2017, “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, 195-200.
• [14] Sołek Krzysztof. 2017, “Thixoforming of high-melting-point alloys”, Metallurgy and Foundry Engineering, Vol. 43, , No. 4, pp. 249– 268, http://dx.doi.org/10.7494/mafe.2017.43.4.249.
• [15] Sołek Krzysztof, Marta Korolczuk-Hejnak, Mirosław Karbowniczek. 2011; “An analysis of steel viscosity in the solidification temperature range (Analiza lepkości stali w zakresie temperatur krzepnięcia)”; Archives of Metallurgy and Materials / Polish Academy of Sciences. Committee of Metallurgy. Institute of Metallurgy and Materials Science ; ISSN 1733-3490, vol. 56 iss. 3, , s. 593–598.
• [16] Sołek Krzysztof, Zbigniew Mitura, Mirosław Karbowniczek, Jan Dutkiewicz, M. Faryna, Łukasz Rogal. 2010 “Microstructure evolution in hot worked steel after heating to semi-solid state” Journal of Microscopy, vol. 237 iss. 3, ISSN 0022-2720, s. 469–474, tekst: http:// onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2818.2009.03296.x/pdf.
• [17] Sołek K., A. Rassili, J.C. Pierret, G. Vaneetveld. 2010; “Characterization of thixoforming process of 100Cr6 steel”; Transactions of Nonferrous Metals Society of China, vol. 20 supl. 3, ISSN 1003-6326, s. 916–920, tekst: http://goo.gl/xiH1gd.
• [18] Sołek Krzysztof, Jan Dutkiewicz, Łukasz Rogal. 2008; “Analysis of thixoforming process and microstructure development of steel in semi-solid state”; Steel Research International, vol. 79, ISSN 1611-3683, , s. 239–246.
• [19] Sołek Krzysztof, Marta Korolczuk-Hejnak, Wojciech Ślęzak, Mirosław Karbowniczek. 2011; “An analysis of HS6-5-2 steel viscosity in the semi-solid state”; AIP Conference Proceedings, ISSN 0094-243X, vol. 1353 iss. 1, S. 1033–1038, (The 14th international ESAFORM conference on Material forming: ESAFORM 2011, Queens Univ, Belfast, North Ireland, April 27–29, 2011).
• [20] Spencer DB, R Mehrabian, MC Flemings. 1972, “Rheological behavior of Sn-15 pct Pb in the crystallization range”, Metall Trans; 3: 1925–32.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).