Experimental method for the controlled cooling of steel sections with varied wall thickness

• Autorzy: Adamczyk Mariusz , Woźniak Dariusz , Żak Artur , Zalecki Władysław , Burdek Marek , Walnik Bartłomiej , Bagińska Aleksandra

Identyfikatory

DOI

10.32730/mswt.2024.68.4.1

Warianty tytułu

PL

Eksperymentalna metoda regulowanego chłodzenia kształtowników stalowych o zróżnicowanej grubości ścianki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the results of controlled cooling experiments after austenitising a V36 section made of structural steel S480W. The experiments involved variable cooling intensity affecting the cross-section of the test element. The tests aimed to investigate the possibility of modifying the microstructure and uniformly increasing the mechanical properties of steel sections with varied cross-sectional wall thickness in relation to free-air cooling. The research work involved the determination of section-related cooling characteristics identified using various parameters of compressed air blown from nozzles onto selected surfaces of the section. The accelerated cooling tests led to the formation of a fine ferritic-pearlitic microstructure having ferrite grain size Dα restricted within the range of 6.8 μm to 6.5 μm. In addition, the tests resulted in the obtainment of uniform hardness distribution in cross-section, an increase in yield point Re and tensile strength Rm (restricted within the range of approximately 40 MPa to 60 MPa) while maintaining similar elongation.

PL

W artykule przedstawiono wyniki eksperymentów regulowanego chłodzenia po austenityzowaniu kształtownika V36 ze stali konstrukcyjnej S480W w warunkach zmiennej intensywności chłodzenia na przekroju poprzecznym. Celem prób było zbadanie możliwości modyfikacji mikrostruktury i równomiernego zwiększenia właściwości mechanicznych kształtowników stalowych o zróżnicowanej grubości ścianki na przekroju poprzecznym, w odniesieniu do chłodzenia swobodnego. Wyznaczono charakterystyki chłodzenia kształtownika, z zastosowaniem zróżnicowanych parametrów nadmuchu sprężonego powietrza kierowanego z dysz na wybrane jego powierzchnie. W efekcie przeprowadzonych prób przyśpieszonego chłodzenia uzyskano drobną mikrostrukturę ferrytyczno-perlityczną o wielkości ziarna ferrytu Dα w zakresie 6,8–6,5 μm. Na przekroju poprzecznym otrzymano jednorodny rozkład twardości oraz wzrost granicy plastyczności Re i wytrzymałości na rozciągnie Rm stali w zakresie około 40–60 MPa, przy zachowaniu zbliżonej wartości wydłużenia.

Słowa kluczowe

EN

structural section; structural steel; accelerated cooling; microstructure; mechanical properties

PL

kształtownik; stal konstrukcyjna; mikrostruktura; właściwości mechaniczne; chłodzenie przyspieszone; przyspieszone chłodzenie

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Materials Science and Welding Technologies / Technologie Materiałowe i Spawalnicze
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 68, No. 4
• Strony: art. no. 1
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab. wykr.

Twórcy

autor

Adamczyk Mariusz

• Łukasiewicz Research Network – Upper-Silesian Institute of Technology

• https://orcid.org/0000-0002-9120-5487

autor

Woźniak Dariusz

• Łukasiewicz Research Network – Upper-Silesian Institute of Technology

• https://orcid.org/0000-0001-7208-5347

autor

Żak Artur

• Łukasiewicz Research Network – Upper-Silesian Institute of Technology

• https://orcid.org/0000-0002-1902-8615

autor

Zalecki Władysław

• Łukasiewicz Research Network – Upper-Silesian Institute of Technology

• https://orcid.org/0000-0003-4551-1886

autor

Burdek Marek

• Łukasiewicz Research Network – Upper-Silesian Institute of Technology

• https://orcid.org/0000-0002-2556-6460

autor

Walnik Bartłomiej

• Łukasiewicz Research Network – Upper-Silesian Institute of Technology

• https://orcid.org/0000-0001-5966-378X

autor

Bagińska Aleksandra

• Łukasiewicz Research Network – Upper-Silesian Institute of Technology

• https://orcid.org/0009-0008-9321-2796

Bibliografia

• [1] Dilg Ch., Kirsch H. J., Streisselberger A.: Accelerated cooling during plate production. Steel Technol. Int., 1992, pp. 211–217.
• [2] Dilg Ch., Kirsch H. J., Schutz W. et al.: TMCP process including two accelerated cooling stages. Rev. Metall. CIT, 1995, no. 7/8, pp. 883–892.
• [3] Grajcar A.: Technologie wytwarzania blach cienkich ze stali wielofazowych AHSS dla motoryzacji. Stal Metale & Nowe Technologie, 2014, no. 5–6, pp. 97–102.
• [4] Grosman F., Woźniak D.: Technologiczne aspekty walcowania walcówki z nowoczesnych stali. Hutnik, Wiadomości Hutnicze, 2002, vol. 69, no. 11, pp. 408–414.
• [5] Grajcar A., Morawiec M., Kozłowska A.: Obróbka cieplna prętów zbrojeniowych z samoodpuszczaniem martenzytu, Stal Metale & Nowe Technologie, 7–8/2018, pp. 22–25.
• [6] Guo Fei, Zhao Xian-ming, Wang Li-na et al.: Effect of Controlled Cooling on Microstructure and Mechanical Properties of H-Beam. Journal of iron and steel research, international, 2013, 20(8), pp. 60–65.
• [7] Yu-Feng Gan, Jiin-Yuh Jang: Optimal Heat Transfer Coefficient Distributions during the Controlled Cooling Process of an H-Shape Steel Beam. Advances in Materials Science and Engineering, T. 2017, Article ID 9873283, pp. 1–15.
• [8] Garstka T., Dobrakowski R., Koczurkiewicz B., Dyja H.: The system of automation for controlled cooling of the shapes. Journal of Materials Processing Technology, 20 December 2004, vol. 157–158, pp.159–164.
• [9] Mróz S., Szota P., Koczurkiewicz B.: Modelling Of Rolling And Cooling Processes Of The Bulb Bars HP220. Numiform 07. Materials Processing and design: Modelling, Simulation and Applications, 2007, pp. 1243–1248.
• [10] Işıkgül A., Ahlatci H., Esen İ., Türen Y., Yağız O.: Investigation of Mechanical Properties of Accelerated Cooled and Self-Tempered H-Type Structural Sections. Arch. Metall. Mater., 2023, vol. 68, no. 3, pp. 1191–1204.
• [11] Caban P., Stoiński K., Rotkegel M., Rajwa S., Pacześniowski K.: Rozwój konstrukcji stalowych odrzwi do rozcinek ścianowych. Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering, 2020, vol. 542, no. 2, pp. 41–58.
• [12] Kuziak R., Żak A., Woźniak D., Rotkegel M. et al.: Odrzwia obudowy chodnikowej ze stali II generacji. Prace IMŻ 2012, vol. 64, no. 4, pp. 4–17.
• [13] PN-H-84042:2009. Stale mikrostopowe na kształtowniki i akcesoria górnicze.
• [14] Norma PN-H-93441-3:2004. Kształtowniki stalowe walcowane na gorąco dla górnictwa – Część 3: Kształtowniki typu V – Wymiary.
• [15] Program μGrain – Micrograph Processing and Analysis Tool, https://www.mark-henning.de/mhm_about_eng.php

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).