Analiza stanów mechanicznych towarzyszących zamykaniu i spajaniu nieciągłości materiału w procesach przeróbki plastycznej

Grosman, F.; Tkocz, M.; Woźniak, D.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Analiza stanów mechanicznych towarzyszących zamykaniu i spajaniu nieciągłości materiału w procesach przeróbki plastycznej

Autorzy

Grosman F. , Tkocz M. , Woźniak D.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.imz.pl/pl/aktualnosci.php?wid=19

Identyfikatory

Warianty tytułu

The analysis of mechanical states associated with closing and welding of material voids during plastic working

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule omówiono zagadnienia związane z oddziaływaniem procesów walcowania i kucia swobodnego na przebieg zjawisk zamykania i spajania wewnętrznych nieciągłości materiału, występujących we wlewkach konwencjonalnych i ciągłych. Przedstawiono wybrane wyniki symulacji numerycznych walcowania prętów i blach oraz wydłużania kuźniczego, a także weryfikację doświadczalną tych wyników. Badania prowadzono dla różnych kombinacji wykrojów narzędzi i kształtów przekroju poprzecznego wsadu, stosowanych w praktyce przemysłowej. Analizowano zmiany stanu naprężenia i rozkład odkształcenia zastępczego w kotlinie odkształcenia, jak również zmiany kształtu okrągłych otworów symulujących nieciągłości materiałowe. Wykazano istotny wpływ schematu stanu naprężenia na sposób oraz szybkość zamykania otworów i możliwość spojenia zamkniętych nieciągłości. Na podstawie uzyskanych wyników badań określono warunki geometryczne i fizyczne sprzyjające efektywnemu zamykaniu i spajaniu nieciągłości materiału w procesach przeróbki plastycznej. Warunki te powinny być brane pod uwagę podczas ustalania planu walcowania i kucia w zakresie wstępnego przerobu wlewków.

Issues concerning the influence of rolling and open-die forging on closing and welding of the internal material voids in conventional and continuous ingots are discussed in the paper. Selected numerical simulation results of bar rolling, plate rolling and cogging, as well as their experimental verification are presented. Research was performed for various combinations of die shapes and billet cross-sections, which are used in the industry. Changes of the stress state and equivalent strain distribution in a deformation zone were analysed, as well as shape changes of the circular holes simulating material voids. It was found that the impact of a stress pattern on void-closing behaviour and possibility of welding of the closed voids is significant. Based on the research results the geometrical and physical conditions favouring effective closing and welding of material voids during plastic working were identified. These conditions should be taken into consideration during development of a pass design for rough rolling or cogging.

Słowa kluczowe

przeróbka plastyczna na gorąco walcowanie na gorąco kucie swobodne wlewek nieciągłość stan mechaniczny stan naprężenia symulacja numeryczna modelowanie fizyczne

hot plastic working hot rolling open-die forging ingot void mechanical state stress state numerical simulation physical modeling

Wydawca

Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica

Czasopismo

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

Rocznik

2010

Tom

T. 62, nr 1

Strony

68--72

Opis fizyczny

Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Grosman F.

autor

Tkocz M.

autor

Woźniak D.

Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Technologii Materiałów

Bibliografia

1. Woźniak D.: Teoretyczna analiza czynników wpływających na kierunek rozwoju wewnętrznych nieciągłości materiału podczas walcowania na gorąco. Prace IMŻ, nr 2, 2004, 3-7
2. Woźniak D.: Wpływ kształtu wykrojów na intensywność zamykania nieciągłości materiałowych podczas walcowania. Mat. konf. Forming 2004, Slovenska technicka univerzitav Bratislave, 2004, 318-319
3. Woźniak D.: Analysis of stress and strain states during deformation of a feedstock with axial material discontinuities in a diamond - square sequences. Acta Metallurgica Slovaca, nr 2/2005, 11, 2005, 232-237
4. Woźniak D.: Rozkład odkształceń i naprężeń w czasie odkształcania pasma z osiową nieciągłości materiałowej we wstępnych wykrojach walcowniczych. Mat. konf. Forming 2005, VSB - Technicka univerzita Ostrava, 2005, 315-320
5. Woźniak D.: Effect of mechanical conditions in the roll gap on closing and welding of material discontinuities in groove rolling process. Materiały konferencji 8th Int. Conf. on Technology of Plasticity, 2005, University of Padova, vol. 1, 559-564
6. Woźniak D.: Wpływ kształtu wykroju na stany naprężenia i odkształcenia w kotlinie walcowniczej oraz na intensywność zamykania osiowych nieciągłości materiałowych w układzie owal - okrągły. Mat. konf. Walcownictwo 2005 Procesy-Narzędzia-Materiały, Wydawnictwo Naukowe Akapit, Kraków, 2005, 85-90
7. Woźniak D.: Symulacja walcowania wsadu z nieciągłością osiową w wykrojach wstępnych walcowni bruzdowych. Mat. konf. Forming 2006, Szczawnica 2006, 243-248
8. Woźniak D., Grosman F.: SchlieBen und schweiBen von axialen Materialdiskontinuitaten im Prozess des Walzens in Kalibern. Der Kalibreur, w druku
9. Tkocz M., Kusiak J.: The 3D analysis of forging by drawing out. 9th International ESAFORM Conference on Material Forming, Liege, 23-25.04.2001
10. Tkocz M.: Analiza przestrzenna lokalnych stanów termomechanicznych w procesie kucia wydłużającego w kowadłach kształtowych, Praca doktorska, Politechnika Śląska, Katowice, 2005
11. M.Tkocz, J. Kusiak, F.Grosman: Wpływ schematu kucia prętów w kowadłach rombowych na lokalne stany mechaniczne, Mat. konf. KomPlasTech 2006, Szczawnica 2006, 185-192.
12. Tkocz M., Kusiak J., Grosman F.: Ustalenie kryteriów doboru parametrów kucia wydłużającego w kowadłach kształtowych, Mat. konf. Forming 2006, Szczawnica 2006, 215-220.
13. Tkocz M., Kusiak J., Grosman F.: Recommendations for selection of parameters of cogging in V-dies, Acta Metallurgica Slovaca, Emilena Koszyce, t. 13, 2007, nr 2, 221-228
14. Tkocz M., Grosman F.: Pass schedule design for cogging in v-dies, Steel Research Int., Special Edition - Proc. 12th Int. Conf. Metal Forming 2008, AGH Krakow, Publ. Verlag Stahleisen GmbH, Vol. 1 2008, 584-590
15. Tkocz M., Grosman F.: Algorytm do ustalania planu kucia w kowadłach rombowych, Hutnik - Wiadomosci Hutnicze, Wyd. Sigma-Not, Warszawa, 2008, nr 5, 223-227
16. Woźniak D., Tkocz M., Cyganek Z.: Zmiany stanów termomechanicznych w pobliżu pęknięć w strefach przypowierzchniowej i środkowej ciągłego wlewka płaskiego w procesie walcowania na gorąco blach, Mat. konf. Forming 2009, Zakopane 2009, Hutnik - Wiadomości Hutnicze, Wyd. Sigma-Not, Warszawa, 2009, nr 8, 670-673
17. Keife H., Stahlberg U.: Influence of pressure on the closure of voids during plastic deformation. J. Mech. Working Technol., 4, 1980, 133-145
18. Stahlberg U., Keife H., Lundberg M., Melander A.: A study of void closure during plastic deformation, J. Mech. Work. Technol., 4, 1980, 51-63
19. Dudra, S.P., Im, Y.T.: Investigation of metal flow in open die forging with different die and billet geometries. J. Mat. Proc. Technol., 21, 1990, 143-154
20. Tanaka, M., Ono, S., Tsuneno, M., Iwadate, T.: An analysis of void crushing during flat die free forging. Adv. Technol. Plast., Vol. 11, 1987, 1035-1042
21. Sun, J. X., Guo, H.: Analysis of the closing and consolidation of internal cavities in heavy rotor forgings by finite element method. Adv. Technol. Plast., Vol. 11, 1987, 1059-1064
22. Park, C.Y., Yang, D.Y.: Modelling of void crushing for large-ingot hot forging. J. Mater. Proc. Technol., 67, 1997, 195-200.
23. Wang, A., Thomson, P.F., Hodgson, P.D.: A study of pore closure and welding in hot rolling process. J. Mater. Proc. Technol., 60, 1996, 95-102
24. Zutang, W., Heng, R.: Investigation of the mechanism of void closing and optimization of forming procedure for large forgings. Adv. Technol. Plast., Proc. 4th ICTP, 1993, 1181-1186

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BAR8-0004-0039