Efekty przeróbki cieplnomechanicznej odkuwek matrycowanych na młocie

• Autorzy: Skubisz Piotr

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2020.4.8

Warianty tytułu

EN

Results of thermomechanical processing of hammer drop forged parts

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki przemysłowych prób zastosowania kontrolowanej przeróbki cieplnomechanicznej w odniesieniu do wyrobów kutych na młocie. Ocenę efektów zastosowanych technologii oparto o własności mechaniczne i mikrostrukturę odkuwek wykonanych ze stali mikrostopowej do kucia o średniej zawartości węgla. Testowana technologia polegała na kontrolowanym kuciu na gorąco i następnym chłodzeniu odkuwek w sposób ciągły w specjalnie skonstruowanej linii chłodzącej o elastycznie sterowanej intensywności chłodzenia w poszczególnych strefach chłodzenia, celem wytworzenia drogą kontrolowanej przeróbki cieplnomechanicznej odpowiedniej struktury, zapewniającej uzyskanie własności równoważnych lub korzystniejszych od uzyskiwanych z niestopowych stali konstrukcyjnych poddawanych obróbce cieplnej. Uzyskane własności mechaniczne, tj. wytrzymałość na rozciąganie powyżej 900 MPa w połączeniu z wydłużeniem ok. 20% potwierdzają szerokie możliwości zastosowania cieplnomechanicznej przeróbki plastycznej dla procesów kształtowania odkuwek o złożonych kształtach, nawet w warunkach procesowych niesprzyjających zapewnieniu jednorodności odkształcenia, temperatury oraz prędkości chłodzenia.

EN

Results of experimental tests of implementation of thermomechanical controlled processing into industrial hammer forging process are presented. The efficiency of the applied processing routes was estimated by mechanical properties and microstructure of forged parts made of forging microalloyed medium-carbon steel, being processed so as to achieve mechanical properties equivalent to those of a lean structural medium-carbon steel grade after heat treatment. The processing cycle consisted of hot forging in optimized and controlled regime with direct controlled chilling in a dedicated continuous cooling line with versatile adjustment of cooling rate in consecutive segments. Achievement of tensile strength over 900 MPa with elongation to fracture reaching 20% confirm wide possibilities of application of thermomechanical controlled processing with regard to drop forging, even if manufactured under seemingly unfavourable process conditions from the standpoint of uniformity of temperature and cooling rates in the volume, typical of a hammer forging process.

Słowa kluczowe

PL

kucie matrycowe na młocie; kucie na gorąco; stal mikrostopowa; stal 38MnV6S

EN

drop forging; impression-die forging; hot forging; thermomechanical controlled processing; microalloyed steel; steel 38MnVS6

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 87, nr 4
• Strony: 114--120
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Skubisz Piotr

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Plastycznej Przeróbki Metali, al. A. Mickiewicza 30,30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Adamczyk J., Opiela M. 2005. Inżynieria wybranych wyrobów hutniczych ze stali konstrukcyjnych mikroskopowych. Hutnik - Wiadomości Hutnicze 72 (3): 162-170.
• [2] Adrian H. 1992. Thermodynamic model for precipitation of carbonitrides in high-strength low-alloy steels containing up to 3 micro alloying elements with or without additions of aluminium. Materials Science and Technology 8 (5): 176-182.
• [3] Baker T.N. 2016. Microalloyed steels, Ironmaking & Steel making Processes, Products and Applications, 43(4): 264-307.
• [4] Cohen M., Owen W.S. 1975. Thermo-Mechanical Processing of Microalloying‘75 International Conference on Microalloyed Steels, 2-8.
• [5] Guo L., Roelofs H., Lembke M.I., Bhadeshia H.K.D.H. 2017. Modelling of recalescence effect on austenite decomposition. Materials Science and Technology 33 (10): 1258-1267,
• [6] Guo, H., Cheng, J., Yang, S., He, X. 2013. Influence of combined Cu and Nb addition on the quenched microstructure and precipitation during tempering in ultra-low carbon steels. Journal of Alloys and Compounds 577S, 619-625.
• [7] Harvey, R.F. 1953. Development, principles and applications of interrupted quench hardening, J Franklin I, 255(2): 93-98.
• [8] Hasanbeigi A., Arens M., Price L. 2014. Alternative emerging iron making technologies for energy-efficiency and carbon dioxide emissions reduction: A technical review. Renew. Sust. Energ. Rev., (33) 645-658
• [9] Morelli R. T., Semiatin S. L. 1985. Heat Treatment Practices, in T. G. Byrer, S. L. Semiatin and D. C. Vollmer (eds.), Forging Hand book, chap. 4, Forging Industry Association, American Society of Metals, Cleveland, OH, 1985.
• [10] Muszka, K., Majta, J., Bienias, L.. 2006. Effect of grain refinement on mechanical properties of microalloyed steels, Metallurgy and Foundry Engineering 32, 87-96.
• [11] Opiela M., Grajcar A. 2012. Elaboration of forging conditions on the basis of the precipitation analysis of MX-type phases in microalloyed steels. Archives of Civil and Mechanical Engineering 12, 427-435.
• [12] Shanmugam S., Misra R.D.K., Mannering T., Panda D., Jansto S.G. 2006. Impact toughness and microstructure relationship in niobium- and vanadium-microalloyed steels processed with varied cooling rates to similar yield strength. Materials Science and Engineering A437, 436-445
• [13] Skubisz P., Sińczak J, Adrian H. 2011.Controlled cooling of drop forged microalloyed steel automotive crankshaft. Archives of Metallurgy and Materials 56 (1) 93-107
• [14] Skubisz P., Żak A., Burdek M., Lisiecki Ł., Micek P.2015. Design of controlled processing conditions for drop forgings made of microalloy steel grades for mining industry. Archives of Metallurgy and Materials 60 (1) 445-453
• [15] Skubisz P., Żak A. 2015. Technologie i urządzenia stosowane do obróbki cieplnej odkuwek matrycowych bezpośrednio po kuciu. Stal, Metale & Nowe Technologie 9-10, 66-70
• [16] Skubisz P., Lisiecki Ł., Majta J., Muszka K. 2019. Effect of forging sequence on evolution of parameters controlling microstructure in multistage drop forging process. Computer Methods in Material Science 19 (13) 81-88
• [17] Von Wegner K.W. 1998. Werkstoffentwicklung für Schmie deteile im Automobilbau. ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 100, 12, 918-927
• [18] Werner, W.A. (ed.). 1994.Schmiedeteile-Gestaltung. Anwendung, Beispiele, Zuverlassig Deutsche Schmiedetechnik, Hagen, 1994.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).