Własności i struktura stali S235JR po statycznym i dynamicznym przeginaniu i prostowaniu na zimno

• Autorzy: Rdzawski Z. , Głuchowski W. , Sobota J. , Pacyna J. , Dąbrowski R. , Rożniata E.

Warianty tytułu

EN

Properties and structure of S235JR steel after static and dynamic cold corrugation and straightening

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The periods of economic crises very often see serious problems in the maintenance of production at the appropriate quantitative and qualitative level as required for constant development. To meet the growing needs it is necessary to put considerable effort in ensuring the desired set of functional properties while maintaining adequate production economics. Those problems, especially in a severe form, are encountered by companies equipped with outdated production facilities, the companies which see their chance of survival in improvement of production processes based on the knowledge. There is a growing demand for functional copper alloys characterized by specific sets of functional properties such as advantageous combination of high mechanical properties with electrical and thermal conductivity, stable properties in operating conditions, resistance to corrosion and abrasive wear, resistance to changing mechanical, thermal and current loads. Meeting these expectations requires selection of appropriate copper alloy components as well as a relevant technology to achieve adequate and stable structure of alloys. This applies mainly to copper alloys which are susceptible to precipitation, dispersion, solution and strain hardening. Particular attention is paid to production of a highly fragmented structure of alloys (ultrafine grain size – UFG). One of the methods for production of highly fragmented structure consists of continuous repetitive corrugation and straightening (CRCS). This method was successfully applied for significant improvement of properties of copper alloys strips. The produced results provided some incentive to apply the method of corrugation and straightening to metals with body centred A2 lattice. For this purpose, hot-rolled S235JR steel grade rods of 12x12 mm section were used. Because of the dimensions of the rods and availability of corrugation and straightening equipment the number of cycles was reduced while the values of stress and strain were increased.

PL

Bardzo często w okresach kryzysów gospodarczych pojawiają się uciążliwe niedomagania w zakresie utrzymania produkcji na odpowiednim poziomie ilościowym oraz jakościowym zapewniającym stały rozwój. Podołanie rosnącym potrzebom wymaga znacznego wysiłku w zapewnieniu pożądanego zespołu cech użytkowych przy zachowaniu odpowiedniej ekonomiki wytwarzania. Z tymi problemami, szczególnie w ostrej formie, spotykają się przedsiębiorstwa wyposażone w przestarzałe urządzenia produkcyjne, które swoją szansę na przeżycie upatrują w doskonaleniu procesów technologicznych opartych o wiedzę. Rosnące zapotrzebowanie na funkcjonalne stopy miedzi, charakteryzujące się takimi szczególnymi zespołami własności użytkowych, jak korzystna kombinacja wysokich własności mechanicznych oraz konduktywności elektrycznej i cieplnej, stabilne właściwości w warunkach eksploatacyjnych, odporność na korozję oraz zużycie ścierne, odporność na zmienne obciążenia mechaniczne, cieplne i prądowe. Spełnienie tych oczekiwań wymaga dobrania odpowiednich składników stopowych miedzi jak też technologii osiągania odpowiedniej i stabilnej struktury stopów. Dotyczy to głównie stopów miedzi podatnych do utwardzania wydzieleniowego, dyspersyjnego, roztworowego oraz umacniania odkształceniowego. Szczególną uwagę przywiązuje się do wytwarzania silnie rozdrobnionej struktury stopów (ultrafine grain size – UFG). Jedną z metod osiągania silnie rozdrobnionej struktury jest cykliczne przeginanie i prostowanie (continous repetitive corrugation and straightening – CRCS). Metodę tę wykorzystano z powodzeniem do zdecydowanej poprawy własności taśm z miedzi chromowej, podatnej do utwardzania wydzieleniowego, dla stopu CuNi2Si1 oraz dla brązu cynowego i mosiądzów. Otrzymane rezultaty stanowiły pewną zachętę do wykorzystania metody przeginania i prostowania dla metali o sieci regularnej, przestrzennie centrowanej A2. W tym celu do badań wybrano pręty walcowane na gorąco o przekroju 12x12 mm ze stali w gat. S235JR. Ze względu na wymiary prętów oraz dostępność urządzenia do przeginania i prostowania ograniczona została liczba cykli oraz zwiększono wartość odkształcenia i naprężenia.

Słowa kluczowe

EN

steel; microstructure; mechanical properties; hot rolling; corrugation; straightening; SEM; TEM

PL

stal; struktura; własności mechaniczne; walcowanie na gorąco; gięcie; prostowanie; SEM; TEM

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 29, nr 2
• Strony: 151--168
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rdzawski Z.

• Instytut Metali Nieżelaznych, ul. Generała Józefa Sowińskiego 5, 44-121 Gliwice, Poland

autor

Głuchowski W.

• Instytut Metali Nieżelaznych, ul. Generała Józefa Sowińskiego 5, 44-121 Gliwice, Poland

autor

Sobota J.

• Instytut Metali Nieżelaznych, ul. Generała Józefa Sowińskiego 5, 44-121 Gliwice, Poland

autor

Pacyna J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, ul. Czarnowiejska 66, 30-054 Kraków, Poland

autor

Dąbrowski R.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, ul. Czarnowiejska 66, 30-054 Kraków, Poland

autor

Rożniata E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, ul. Czarnowiejska 66, 30-054 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Korbel A., J. Zasadziński, W. Bochniak. 1983. „Possibilities of Cyclic Deformation Utilizaion in Metal Forming”. Metalurgia i Odlewnictwo 9 (3): 229–251.
• [2] Stobrawa J., Z. Rdzawski, W. Głuchowski, W. Malec. 2009. „Ultrafine grained strips of CuCr0,6 alloy prepared by CRCS method”. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 33 (2): 166–172.
• [3] Stobrawa J., Z. Rdzawski, W. Głuchowski, W. Malec. 2010. „Microstructure evolution in CRCS processed strips of CuCr0,6 alloy”. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 38 (2): 195–202.
• [4] Vinogradov A., V. Patlan, Y. Suzuki, K Kitagawa, V. Kopylov. 2002. „Structure and properties of ultra-fine grain Cu-Cr-Zr alloy produced by equal-channel angular pressing”. Acta Materialia 50: 1639–1651.
• [5] Głuchowski W., J. Stobrawa, Z. Rdzawski. 2011. „Microstructure refinement of selected copper alloys strips processed by SPD method”. Archives of Materials Science and Engineering 42 (2): 103–109.
• [6] Stobrawa J., Z. Rdzawski, W. Głuchowski, W. Malec. 2009. „Microstructure and Properties of CuNi2Si1 alloy processed by continuous RCS method”. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 37 (2): 466–479.
• [7] Stobrawa J., Z. Rdzawski, W. Głuchowski, W. Malec. 2011. „Ultrafine grained strips of precipitation hardened copper alloys”. Archives of Metallurgy and Materials 56 (1): 171–179.
• [8] Greger M., R. Kocich, L. Cizek, L.A. Dobrzański, W. Widomska, B. Kuretova, A. Silbernagel. 2006. „The structure and properties of chosen metals after ECAP”. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 18: 103–106.
• [9] Gubicza J., N.Q. Chinh, T. Csanadi, T.G. Langdon, T. Ungar. 2007. „Microstructure and strength of severely deformed fcc metals”. Materials Science and Engineering A462 (1–2): 86–90.
• [10] Głuchowski W., J. Domagała-Dubiel, J. Sobota, J. Stobrawa, Z. Rdzawski. 2013. „Copper, brass and bronze strips with controlled properties by CRCS method”. Archives of Materials Science and Engineering 60 (2): 53–63.
• [11] Kwaśny W., P. Nuckowski, Z. Rdzawski, W. Głuchowski. 2013. „Influence of RCS process on structure and mechanical Properties of CuSn6 alloy”. Archives of Materials Science and Engineering 62 (2): 60–66.
• [12] Zhao Y.H., X.Z. Liao, Z. Horita, T.G. Langdon, Y.T. Zhu. 2008. „Determining the optimal stacking fault energy for achieving high ductility in ultrafine-grained Cu-Zn alloys”. Materials Science and Engineering A493 (1–2): 123–129.
• [13] Głuchowski W., J. Stobrawa, Z. Rdzawski, W. Malec. 2011. „Ultrafine grained copper alloys processed by Continuous repetitive corrugation and straightening method”. Materials Science Forum 674: 177–188.
• [14] Głuchowski W., J. Domagała-Dubiel, J. Stobrawa, Z. Rdzawski, J. Sobota. 2015. „Effect of Continuous RCS deformation on microstructure and Properties of copper and copper alloys strips”. Key Engineering Materials 641: 294–303.
• [15] Huang J., Y. Zhu, H. Jiang, T. Lowe. 2001. „Microstructures and dislocation configurations in nanostructured Cu processed by repetitive corrugation and straightening”. Acta Materialia 49 (9): 1497–1505.
• [16] Huang J., Y.T. Zhu, D.J. Alexander, X. Liao, T.C. Lowe, R.J. Asaro. 2004. „Development of repetitive corrugation and straightening”. Materials Science and Engineering A371 (1–2): 35–39.
• [17] PN-EN 10025 – 2:2005.
• [18] Pacyna J., R. Dąbrowski, E. Rożniata, A. Kokosza, A. Dziurka. 2014. „Microstructure and mechanical properties of structural steel after dynamic cold working deformation”. Archives of Metallurgy and Materials 59 (4): 1699–1703.
• [19] Głuchowski W., Z. Rdzawski, J. Sobota, J. Domagała-Dubiel, G. Muzia. 2015. „Microstructure and mechanical properties of steel rods after controlled deformation”. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 71 (1): 5–13.
• [20] Tsuji N., Y. Matsubara, Y. Saito. 1997. „Dynamic recrystallization of ferrite in interstitial free steel”. Scripta Materialia 37 (4): 477–484.
• [21] Lins J.F.C., H.R. Sandin, H.J. Kestenbach, D. Raabe, K. Vecchi. 2007. „A microstructural investigation of adiabatic shear bands in an interstitial free steel”. Materials Science and Engineering A457 (1–2): 205–218.