Modelowanie matematyczne procesu odkształcenia plastycznego stali mikrostopowych

• Autorzy: Opiela M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2016.7.1

Warianty tytułu

EN

Mathematical modelling of hot plastic deformation of microalloyed steels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy możliwości optymalizacji parametrów procesu kucia metodą obróbki cieplno-plastycznej stali z mikrododatkami Ti i V oraz Ti, Nb i V za pomocą modelowania matematycznego naprężeń uplastyczniających otrzymanych z plastometrycznych prób ściskania na gorąco. Do opisu naprężenia uplastyczniającego wykorzystano model reologiczny zaproponowany przez C.M. Sellarsa. Na podstawie tego modelu przebieg eksperymentalnych i teoretycznych krzywych naprężenie-odkształcenie został zweryfikowany, stosując minimum funkcji celu, dla najdokładniejszego dopasowania analizowanych krzywych badanych stali. W procedurze identyfikacji naprężeń uplastyczniających wyznaczonych na podstawie próby osiowosymetrycznego ściskania na gorąco niezwykle przydatna okazała się metoda analizy odwrotnej. Uzyskane wyniki pozwalają na stwierdzenie, że przyjęty w pracy model reologiczny wraz z wyznaczonymi metodą analizy odwrotnej współczynnikami opisują w sposób zadowalający wartości naprężenia uplastyczniającego badanych stali.

EN

The article concerns the possibility to optimize the parameters of forging process with the method of thermo-mechanical treatment of steel with microadditions of Ti and V and Ti, Nb and V by means of mathematical modelling of yield stress obtained from conducted plastometric hot compression tests. To describe the yield stress, rheological model proposed by C.M. Sellars was used. Based on this model, the course of experimental and theoretical stress-strain curves has been verified using a minimum of goal function, for the most accurate matching of analyzed curves of investigated steels. In the procedure for identification of yield stresses, determined basing on axisymmetrical hot-compression test, the method of inverse analysis. Obtained results allow to conclude that assumed rheological model along with coefficients, determined with the method of inverse analysis, describe satisfactorily the values of yield stress steels of studied steels.

Słowa kluczowe

PL

model reologiczny; analiza odwrotna; stale mikrostopowe

EN

rheological model; inverse analysis; microalloyed steels

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 83, nr 7
• Strony: 293--297
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Opiela M.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Beynon John, Christopher Michel Sellars. 1992. „Modelling microstructure and its effect during multipas hot rolling”. The Iron and Steel Institute of Japan International 32 (9): 359−367.
• [2] Davenport Simon, Nick Silk, Cullie Sparks, Christopher Michel Sellars. 2000. „Development of constitutive equations for modelling of hot rolling”. Materials Science and Technology 16 (5): 539−546.
• [3] Gavrus Adinel, Elisabeth Massoni, Jean Chenot. 1996. „An inverse analysis using a finite element model for identification of rheological parameters”. Journal of Materials Processing Technology 60 (1−4): 447−454.
• [4] Gawąd Jerzy, Roman Kuziak, Łukasz Madej, Danuta Szeliga, Maciej Pietrzyk. 2005. „Identification of rheological parameters on the basis of various types compression and tension tests”. Steel Research International 76 (2−3): 131−137.
• [5] Hadasik Eugeniusz, Roman Kuziak, Rudolf Kawalla, Maciej Pietrzyk. 2006. „Rheological model for simulation of hot rolling of new generation steel strips for automotive industry”. Steel Research International 77 (12): 927-933.
• [6] Hodgson Peter. 1993. Mathematical modelling of recrystallization processes during the hot rolling of steel, PhD Thesis, Queensland: The University Press.
• [7] Hodgson Peter, Russel Gibbs. 1992. „A mathematical model to predict the mechanical properties of hot-rolled C-Mn and microalloyed steels”. The Iron and Steel Institute of Japan International 32 (12): 1329−1338.
• [8] Kalinowska-Ozgowicz Elżbieta, Wojciech Wajda, Wojciech Ozgowicz. 2014. „Mathematical modelling and physical simulation of the hot plastic deformation and recrystallization of steel with micro-additives”. Materiali in Tehnologije 49 (1): 69−74.
• [9] Kowalski Bogdan, Christopher Michel Sellars, Maciej Pietrzyk. 2000. „Development of a computer code for the interpretation of results of hot plane strain compression tests”. The Iron and Steel Institute of Japan International 40 (12): 1230−1236.
• [10] Kowalski Bogdan, Wojciech Wajda, Maciej Pietrzyk, Christopher Michel Sellars. 2001. „Influence of strain and strain rate inhomogeneity on constitutive equations determined fromplane-strain compression tests”. Proceedings of the Fourth ESAFORM Conference on Materials Forming, Liege, Belgium.
• [11] Lenard John, Maciej Pietrzyk, Laszlo Cser. 1999. Mathematical and physical simulation of the properties of hot rolled products, Elsevier, Amsterdam.
• [12] Malinowski Zbigniew, John Lenard, Mary Davies. 1994. „A study of heat transfer coefficient as a function of temperature and pressure”. Journal of Materials Processing Technology 41 (2): 125−142.
• [13] Massoni Elisabeth, Bruno Boyer, Romain Forestier. 2002. „Inverse analysis of thermomechanical upsetting tests using gradient method with semi-analytical derivatives”. International Journal of Thermal Science 41 (6): 557−563.
• [14] Opiela Marek. 2014. „Effect of thermomechanical processing on the microstructure and mechanical properties of Nb-Ti-V microalloyed steel”. Journal of Materials Engineering and Performance 23 (9): 3379−3388.
• [15] Opiela Marek, Wojciech Ozgowicz. 2012. „Effects of Nb, Ti and V on recrystallization kinetics of austenite in microalloyed steels”. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 55 (2): 759−771.
• [16] Rodriguez-Ibabe Jose. 2007. Thin slab direct rolling of microalloyed steel, Trans. Tech. Publications Ltd., Switzerland.
• [17] Sellars Christopher Michel. 1990. “Modelling microstructural development during hot rolling”. Materials Science and Technology 6 (11): 1072−1081.
• [18] Siwecki Tedeusz. 1992. „Modelling of microstructure evolution during recrystallization controlled rolling”. The Iron and Steel Institute of Japan International 32 (3): 368−376.
• [19] Szeliga Danuta, Jerzy Gawąd, Maciej Pietrzyk. 2004. „Identification of parameters of material models based on the inverse analysis”. International Journal of Applied Mathematics and Computer Science 14 (4): 549−556.
• [20] Szeliga Danuta, Jerzy Gawąd, Maciej Pietrzyk. 2006. „Inverse analysis for identification of rheological and friction models in metal forming”. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 195 (48): 6778−6798.
• [21] Szeliga Danuta, Roman Kuziak, Maciej Pietrzyk. 2002. „Identification of rheological parameters on the basis of various types of plastometric tests”. Journal of Materials Processing Technology 125−126 : 150−154.
• [22] Szeliga Danuta, Maciej Pietrzyk. 2007. „Testing of the inverse software for identification of rheological models of materials subjected to plastic deformation”. Archives of Civil and Mechanical Engineering 7 (1): 35−52.
• [23] Uranga Pello, Ana Fernandez, Beatriz Lopez. 2003. „Transition between static and metadynamic recrystallization kinetics in coarse Nb microalloyed austenite”. Materials Science and Engineering A 345 (1−2): 319−327.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.