Computer simulation aided studies on the impact transition temperature of microalloyed steel forgings

• Autorzy: Dziedzic D. , Majta J.

Warianty tytułu

PL

Wspomagana symulacja komputerowa analiza temperatury przejścia w stan kruchy w odkuwkach ze stali mikrostopowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The ability to design metal forming processes requires knowledge of continuum mechanics and materials engineering. The papers presents the results of research on the complete analysis of the forging process of microalloyed steel. The forging process assessment was performed based on thermomechanical calculations and using microstructural modeling. Hardness tests were employed for the verification of computed results. A method of predicting the relation between quality of final product and history of metal forming as well as microstructural development using an FEM simulation is also presented here. The results of the FEM-simulation for the forging process and material are compared with experimental data to show the feasibility of the proposed method. Finally, it is stated that by using properly built software it is possible to eliminate brittle cracking in the forged products, especially at low temperatures.

PL

Właściwa analiza procesów przeróbki plastycznej metali wymaga zarówno wiedzy z zakresu mechaniki ośrodków ciągłych, jak i inżynierii materiałowej. Przedstawione wyniki badań stanowią przykład kompleksowego podejścia do oceny zjawisk mikrostrukturalnych towarzyszących procesowi kucia matrycowego stali z mikrododatkami stopowymi. W oparciu o wyniki obliczeń w części termomechanicznej przeprowadzonej analizy oraz wykorzystując podstawowe modele opisujące zmiany zachodzące w mikrostrukturze odkształcanego materiału przeprowadzono ocenę poprawności przeprowadzonej symulacji komputerowej procesu wytwarzania odkuwki o złożonym kształcie. Weryfikacja uzyskanych obliczeń została wykonana za pomocą pomiarów twardości. W efekcie sformułowane zostały wnioski wskazujące na ścisły związek pomiędzy jakością wyrobu gotowego a całą historią procesu przeróbki plastycznej i związanym z tym rozwojem mikrostruktury. Stwierdzono, że wykorzystując poprawnie zbudowany program symulacji procesu kucia możliwe jest zlokalizowanie obszarów najbardziej narażonych na kruche pęknięcia w czasie eksploatacji w niskich temperaturach.

Słowa kluczowe

EN

metal forming; microalloyed steel; microstructure; mechanical properties; computer simulation

PL

przeróbka plastyczna metali; metale; inżynieria materiałowa

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 2
• Strony: 565--573
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dziedzic D.

autor

Majta J.

• Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, AGH University of Science and Technology, 30-059 Kraków, 30 Mickiewicza av., Poland

Bibliografia

• [1] TRANSVALOR S.A. FORGE R.: 3D Forging Simulation Software: General Data File 1995.
• [2] K. Felkins, H. P. Leighly, Jr., A. Jankovic, The Royal Mail Ship Titanic: Did a Metallurgical Failure Cause a Night to Remember? JOM 50 (1), 12-18 (1998).
• [3] F. J. Zerilli, R. W. Armstrong, Dislocation – mechanics-based constitutive relations for material dynamics calculations. Journal of Applied Physics 61, 1816 (1987).
• [4] C. M. Sellars, G. J. Davies, Hot working and forming processes. Londyn 1980.
• [5] J. Majta, Complete Model for Niobium-Microalloyed Steels Deformed under Hot Working Conditions, Kraków 2000.
• [6] J. Majta, Odkształcanie i własności: stale mikrostopowe: wybrane zagadnienia, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2008.
• [7] P. D. Hodgson, R. K. Gibbs, A Mathematical Model to Preedict the Final properties of Hot Rolled C-Mn and Microalloyed Steels. Mathematical Modeling of Hot Rolling of Steel, ed. Yue S., CIMM, Hamilton, 76-85 (1990).
• [8] N. Young Hyun, K. Yong-Il, N. Seung Hoon, Evaluation of fracture appearance transition temperature to forged 3Cr-1Mo-0.25V steel using ultrasonic characteristics Y.H. Nam et al. / Materials Letters 60, 3577-3581 (2006).