Zastosowanie modelu numerycznego do analizy przemysłowego procesu walcowania prętów

• Autorzy: Niżnik B. , Pietrzyk M.

Warianty tytułu

EN

The use of numerical model for analysis of the industrial bar rolling process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania numerycznego przebiegu przemian fazowych w pręcie ze stali konstrukcyjnej niskowęglowej z mikrododatkiem niobu. Modelowanie obejmowało hipotetyczny proces przemysłowy walcowania i chłodzenia prętów żebrowanych. Model numeryczny wykorzystuje metodę elementów skończonych i równania opisujące kinetykę przemian fazowych. Równania kinetyki uwzględniają wpływ procesu wydzieleniowego oraz gęstości dyslokacji na postęp przemian fazowych w oparciu o model cząstkowy, stosujący metodę zmiennych wewnętrznych, opisujący zmiany gęstości dyslokacji w trakcie i po odkształceniu, niezależnie w austenicie i w ferrycie. W celu zaprezentowania możliwości obliczeniowych opracowanego modelu numerycznego dla skali mikro i nano włączono go do programu El_temp, który wykorzystuje metodę elementów skończonych. Obliczone tą metodą bieżące lokalne wartości temperatury, naprężenia i odkształcenia po wprowadzeniu do modelu przemian fazowych, dają możliwość określenia rozkładu ułamka objętości faz w końcowym produkcie.

EN

This article gives the results of numerical modelling of phase transformations in a low-carbon niobium microalloyed constructional steel bar. The modelling included the hypothetical industrial rolling and cooling of ribbed bars. The numerical model uses the finite-element method and equations describing the kinetics of phase transformations. The kinetics equations took into consideration the influence of the precipitation process and dislocation density on the progress of phase transformations based on a partial model, which uses the internal-variable method and describes changes in dislocation density during and after the deformation, independently for austenite and ferrite. In order to present its calculation capabilities for micro- and nanoscale, the developed numerical model was included into El_temp software, which uses the finite-element method. The current local temperature, stress and deformation values calculated by this method after the introduction into the model of phase transformation provide an opportunity to determine the distribution of phase volume fracture in the final product.

Słowa kluczowe

PL

stale z mikrododatkiem niobu; model przemian fazowych; obróbka cieplno-plastyczna

EN

niobium microalloyed steels; model of phase tranformation; thermomechanical treatment

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 4
• Strony: 15--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Niżnik B.

autor

Pietrzyk M.

• Instytut Metalurgii Żelaza

Bibliografia

• 1. Niżnik B.: Wieloskalowy numeryczny model przemiany austenit ferryt uwzględniający wpływ wydzieleń węglikoazotków niobu, Praca Doktorska, 2008, AGH Kraków.
• 2. Pietrzyk M., Kuziak R., Kondek T.: Physical and numerical modelling of plastic deformation of steels in two-phase region, Mat. Konf. MWSP, Chicago, 2003, s. 209-220.
• 3. Niżnik B, Pietrzyk M.: Rheological model for microalloyed steel in the two-phase region of temperatures, accounting for the influence of deformation and precipitation on the phase transformation, Acta Metallurgica Slovaca, t. 13, 2007, nr. 2, s. 179-189.
• 4. Niżnik B., Pietrzyk M., Kuziak R.: Fizyczna i numeryczna symulacja odkształcania stali z mikrododatkiem niobu w zakresie dwufazowym, Konf. FiMM 2005, Warszawa, Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, Seria: Mechanika, z. 207, 2005, s. 7-12.
• 5. Niżnik B., Adrian H., Pietrzyk M., Kuziak R.: Modelowanie przemian fazowych w stalach z mikrododatkiem niobu z uwzględnieniem wpływu wydzieleń węglikoazotku, XXXIII Szkoła Inżynierii Materiałowej: SIM 2005, AGH, Kraków 2005, s. 491-498.
• 6. Gawąd J., Niżnik B., Kuziak R., Pietrzyk M.: Validation of multi-scale model describing microstructure evolution in steels, Steel Research International, t. 79, 2008, s. 652-659.
• 7. Pietrzyk M., Kuziak R.: Coupling the thermal-mechanical finite-element approach with phase transformation model for low carbon steels, Mat. 2 Konf. ESAFORM on Material Forming, ed., Covas J., Guimaraes, 1999, 525-528.
• 8. Lenard J.G., Pietrzyk M., Cser L.: Mathematical and physical simulation of the properties of hot rolled products, Elsevier, 1999, Amsterdam.
• 9. Gavrus A., Massoni E., Chenot J.L.: An inverse analysis using a finite element model for identification of rheological parameters, Mat. Konf. Metal Forming"96, ed. Pietrzyk M., Kusiak J., Hartley P., Pillinger I., J. Mat. Proc. Techn., t. 60, 1996, s.447-ł54.
• 10. Suehiro M., Senuma T., Yada H., Sato K.: Application of mathematical model for predicting microstructural evolution to high carbon steels, ISIJ Int., t. 32, 1992, s. 433-439.
• 11. Kondek T., Pietrzyk M.: Identyfikacja modeli przemian fazowych w stalach na podstawie próby dylatometrycznej przy stałej prędkości chłodzenia, Informatyka w Technologii Materiałów, t. 2, 2002, s. 65-80.
• 12. Pietrzyk M., Kuziak R.: Development of the constitutive law for microalloyed steels deformed in the two-phase range of temperatures, Steel GRIPS, nr. 2, 2004, s. 465-470.
• 13. Essadiqi E., Jonas J.J.: Effect of deformation on the austenite-to-ferrite transformation in a plane carbon and two microalloyed steels, Metall. Trans A, t. 19A, s. 417-426.