Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 16

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  controlled cooling
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
Computer system for the design of technology of the manufacturing of pearlitic and bainitic rails was presented in this paper. The system consists of the FEM simulation module of thermal–mechanical phenomena and microstructure evolution during hot rolling integrated with the module of phase transformation occurring during cooling. Model parameters were identified based on dilatometric tests. Physical simulations, including Gleeble tests, were used for validation and verification of the models. In the case of pearlitic steels, the process of subsequent immersions of the rail head in the polymer solution was numerically simulated. The objective function in the optimization procedure was composed of minimum interlamellar spacing and maximum hardness. Cooling in the air at a cooling bed was simulated for the bainitic steel rails and mechanical properties were predicted. The obtained results allowed us to formulate technological guidelines for the process of accelerated cooling of rails.
PL
Artykuł zawiera wyniki badań eksperymentalnych, których celem był dobór składu chemicznego stali i opracowanie parametrów chłodzenia bezpośrednio po kuciu, zapewniających uzyskanie wysokiej wytrzymałości oraz dobrej plastyczności i udarności odkuwek matrycowych o średnicy /grubości do ok. 50 mm. Eksperymentalne stale poddano badaniom hartowności, opracowano diagramy przemian fazowych CTPc, wykonano symulacje obróbek cieplnoplastycznych, przeprowadzono badania mikro-strukturalne i dla wybranych wariantów obróbki zmierzono właściwości mechaniczne. Wykazano, że uzyskanie wysokiej udarności KVCharpyV/+20℃ na poziomie 170 J przy wytrzymałości powyżej 1000 MPa umożliwia stal zawierająca 0,1%C, 1,8%Mn, 0,4%Cr, o strukturze bainityczno-martenzytycznej składającej się z ok. 70% bainitu i ok. 30% martenzytu listwowego. Otrzymanie bardzo wysokiej wytrzymałości powyżej 1400 MPa i udarności KVCharpyV/+20℃ minimum 60 J jest możliwe dla stali zawierającej 0,2%C, 1,5%Mn, 0,4%Cr, 0,3%Mo, o mikrostrukturze martenzytyczno-bainitycznej składającej się z 50% lub nieco większej ilości martenzytu listwowego i 50% lub nieco mniejszej ilości bainitu.
EN
The paper presents results of experimental investigation aimed at selection of chemical composition of steel and development of parameters of cooling directly after forging allowing to obtain high strength and good plasticity and impact toughness of closed die forgings with diameter/thickness up to 50 mm. The experimental steels were characterised by assessment of the hardenability, developing of CCT phase diagrams, the effects of thermomechanical treatments and - for chosen variants - measurements of mechanical properties and description of microstructure. It was shown that high impact toughness KVCharpyV/+20℃ at the level of 170 J and strength over 1000 MPa are possible to obtain for steel containing 0.1%C, 1.8%Mn, 0.4%Cr, with bainitic-martensitic microstructure comprising ca 70% of bainite and ca 30% of lath martensite. A very high strength over 1400 MPa and impact toughness KVCharpyV/+20℃ minimum of 60 J can be obtained for steel containing 0.2%C, 1.5%Mn, 0.4%Cr, 0.3%Mo, with martensitic-bainitic microstructure comprising 50% or some more of lath martensite and 50% or little less of bainite.
PL
Artykuł zawiera wyniki symulacji numerycznych procesu walcowania na gorąco oraz kontrolowanego chłodzenia szyn, z uwzględnieniem rozwoju mikrostruktury. Do symulacji procesów wykorzystano metodę elementów skończonych (MES). Proces walcowania modelowano za pomocą komercyjnego programu Larstran. Pole temperatury w procesie kontrolowanego chłodzenia modelowano autorskim programem MES. Model rozwoju mikrostruktury podczas walcowania został zaimplementowany w programie Larstran, przy wykorzystaniu własnych procedur. Dane uzyskane z symulacji ostatniego przepustu, w tym wielkość ziarna, rozkład naprężeń, odkształceń oraz pola temperatury, stanowiły dane wejściowe do modelu przemian fazowych zachodzących podczas kontrolowanego chłodzenia szyn. Model przemian fazowych oparto na rozwiązaniu równania dyfuzji z ruchomą granicą. Uzyskane wyniki porównano z wynikami modelu bazującego na równaniu Avramiego. Na podstawie przedstawionych symulacji wyznaczono korelacje pomiędzy parametrami procesu walcowania i kontrolowanego chłodzenia oraz parametrami struktury gotowego wyrobu.
EN
The paper contains the results of the numerical simulation of hot rolling and controlled cooling of the rails with taking account a microstructure development during the sequence of processes. The finite element (FE) method was used in numerical simulations. The hot rolling process was simulated by the commercial FE software Larstran and the temperature field during controlled cooling process was calculated using authors FE software. Microstructure development model was implemented into Larstran software by user subroutines developed in the project. The results from the last pass of hot rolling of rails including the grain size, strain and stress distribution and temperature field were the input data to the phase-transformation model based on the solution of the carbon diffusion equation with moving boundary. Calculated gain size was compared with the results obtained by models based on the Avrami’ equation. Results of all simulations allow to point out the correlation between parameters of hot rolling, controlled cooling process and the microstructure of finite product.
4
Content available remote Thermal-mechanical-microstructural model of rolling and cooling of rails
EN
The paper describes complex thermal-mechanical-microstructural model of rolling and cooling of rails. The equations describing microstructure evolution and phase transformations in rail steels were implemented in the Finite Element code, which simulates thermal and mechanical phenomena. Numerical tests of the model were performed. Simulations covered last three passes of the rolling process followed by controlled cooling of the rail head. The results included changes of the temperature during the whole manufacturing cycle, as well as changes of the austenite grain size during rolling and kinetics of the phase transformations during cooling. Numerical tests confirmed good predictive capabilities of the model.
PL
W artykule opisano cieplno-mechaniczno-mikrostrukmralny model walcowania i kontrolowanego chłodzenia szyn. Modele opisujące rozwój mikrostruktury i przemiany fazowe w stalach szynowych zostały zaimplementowane w programie z metody elementów skończonych, który symuluje zjawiska cieplne i mechaniczne. Przeprowadzone zostały numeryczne testy opracowanego programu. Symulacje objęły ostatnie trzy przepusty w procesie walcowania oraz proces kontrolowanego chłodzenia główki szyny po walcowaniu. W pracy przedstawiono wyniki w postaci rozkładów odkształceń i naprężeń oraz zmian temperatury w procesie walcowania, a także zmian wielkości ziarna austenitu w poszczególnych przepustach i kinetyki przemian fazowych w czasie chłodzenia. Numeryczne testy potwierdziły duże możliwości obliczeniowe modelu.
EN
Physical simulations were performed to identify and validate material models, which are used in optimization of manufacturing chains of fasteners. The focus was on hot rolling and controlled cooling. Physical simulations of thermomechanical processes were performed to validate microstructure evolution model for hot forming. Multi-stage deformations in the plane strain compression test were performed on the Gleeble 3800 simulator. Dilatometric tests were performed to identify and validate phase transformation model. Microstructure was investigated after each test using optical and electron microscopy. Good predictive capability of the models was confirmed.
PL
Celem pracy było przeprowadzenie weryfikacji modeli reologicznych i modeli rozwoju mikrostruktury stosowanych w optymalizacji wytwarzania elementów złącznych ze stali bainitycznych. Wykonano symulacje fizyczne poszczególnych doświadczeń i przeprowadzono identyfikację współczynników w modelach. Szczególny nacisk położono na walcowanie na gorąco prętów i kontrolowane chłodzenie. Fizyczną symulację procesów termomechanicznych wykonano na symulatorze Gleeble 3800 i na tej podstawie wykonano identyfikację modelu rozwoju mikrostruktury. Próby dylatometryczne wykorzystano do weryfikacji modelu przemian fazowych. Do analizy mikrostruktur wykorzystano mikroskopię optyczną i elektronową. Wyniki analizy potwierdziły dobrą dokładność modeli.
EN
Dilatometric tests for the eutectoid steel were performed and the results were used for identification of the phase transformation model for this steel. Physical simulations of controlled heat treatment of rail head were performed. Microstructure and properties after various thermal cycles were determined and these data were used to validate the model of controlled cooling of rails. As a consequence, a reliable model which predicts temperature field during cooling, kinetics of phase transformations, microstructural parameters and mechanical properties of the product was developed. This model can be applied to solve the optimization task formulated with the objective of searching for the cooling process parameters, which give as low as possible interlamellar spacing in pearlite, microstructure free of bainite and uniform hardness distribution in the rail head.
PL
Identyfikację modelu przemian falowych dla stali eutektoidalnej przeprowadzono na podstawie prób dylatometrycznych i analizy odwrotnej. W pracy przeprowadzono fizyczne symulacje kontrolowanego chłodzenia główki szyny po walcowaniu. Wyznaczono parametry mikrostruktury oraz własności mechaniczne po różnych cyklach cieplnych i te dane wykorzystano do weryfikacji i walidacji modelu. W konsekwencji opracowany został wiarygodny model kontrolowanego chłodzenia główki szyny. Ten model może zostać zastosowany do w rozwiązaniu zadania optymalizacyjnego z funkcją celu sformułowaną jak osiągnięcie minimalnych odległości międzypłytkowych w perlicie, zminimalizowanie udziału bainitu w stali i osiągnięcie możliwie równomiernego rozkładu twardości na przekroju szyny.
EN
Chemical composition of four medium-Mn steels containing a various Mn content (3 and 5%) have been proposed in the present work. The two steels are base steels whereas the other two contain Nb microaddition. Thermomechanical rolling tests of 3.3 mm sheets have been carried out using a semi-industrial hot strip rolling line. Detailed investigations of the identification of structural constituents using light microscopy and scanning electron microscopy techniques have been performed. X-ray method has been applied to determine an amount of retained austenite and its C content. Significant microstructural parameters were revealed using an EBSD technique. It was found that the Mn addition affects strongly a microstructure type, stability of retained austenite and mechanical properties determined with a static tensile test. The steels containing 3% Mn are characterized by a good combination of strength and ductility whereas the tensile strength up to 1300 MPa is possible to obtain for the higher Mn content steels.
PL
W pracy zaprojektowano cztery składy chemiczne stali średniomanganowych zawierających 3 i 5% Mn. Dwie stale to stale bazowe, a pozostałe dwie zawierają mikrododatek Nb. Przeprowadzono próby walcowania termomechanicznego taśm o grubości 3.3 mm, stosując półprzemysłową linię walcowania na gorąco. Przeprowadzono szczegółowe badania identyfikacji składników strukturalnych z zastosowaniem mikroskopii świetlnej i skaningowej mikroskopii elektronowej. Udział austenitu szczątkowego i stężenie C w tej fazie wyznaczono metodą rentgenowska. Metoda EBSD została użyta do ilościowego wyznaczenia istotnych parametrów mikrostrukturalnych. Stwierdzono, że dodatek Mn ma silny wpływ na rodzaj otrzymanej mikrostruktury, stabilizację austenitu szczątkowego oraz własności mechaniczne wyznaczone w statycznej próbie rozciągania. Stale zawierające 3% Mn charakteryzują się dobrym połączeniem wytrzymałości i plastyczności, a stale o wyższym stężeniu Mn pozwalają uzyskać wytrzymałość na rozciąganie do 1300 MPa.
PL
Walcowane na gorąco pręty ze stali z efektem TWIP chłodzono na dwa różne sposoby – w powietrzu i przez zanurzenie w wodzie, powodujące wytworzenie różnych mikrostruktur. Wytworzone pręty ciągniono z zastosowaniem gniotów cząstkowych 15% i 25%. Wykonano badania metalograficzne i wytrzymałościowe. Właściwości mechaniczne stali TWIP istotnie wzrastają po przekroczeniu sumarycznego gniotu powyżej 60%, a w mikrostrukturze pojawiają się bliźniaki odkształcenia i lokalnie pasma poślizgu. Po sumarycznym gniocie równym 82% mikrostruktura stali ciągnionej składała się z silnie odkształconych ziaren austenitu z licznymi pasmami poślizgu.
EN
Hot rolled bars of steel with the TWIP effect were cooled in two different ways - in air and through water immersing, producing different microstructures. Manufactured bars have been drawn with area reduction per drawing pass equal 15% and 25%. Metallographic and mechanical examinations were performed. Mechanical properties of TWIP steel are growing significantly after exceeding total area reduction above 60% and deformation twins and local slip bands are formed in the microstructure. For total area reduction equal 82% the microstructure of the drawn steel consist of strongly deformed grains of the austenite with numerous slip bands.
PL
W pracy przedstawiono założenia technologiczne do walcowania z zastosowaniem obróbki cieplno-plastycznej płaskowników i prętów kwadratowych. Po walcowaniu pręty były chłodzone są w sposób naturalny w powietrzu lub podlegały chłodzeniu przyśpieszonemu natryskiem wodnym. Weryfikację opracowanej technologii przeprowadzono podczas walcowania eksperymentalnego w linii do półprzemysłowej symulacji (LPS) w Instytucie Metalurgii Żelaza.
EN
In the paper it is presented brief foredesign for thermo-mechanical rolling of flat and square bars. After thermo-mechanical rolling the bars were cooled in the air or were subjected to accelerated cooling with water spray. Verification of developed technology was carried out in the experimental rolling tests in the line for semi-industrial simulation (LPS) at Institute for Ferrous Metallurgy.
EN
Certain aspects of determination of continuous cooling conditions directly after forging and their applicability to industrial conditions are discussed. On example of high-pressure-pump crankshaft problems concerning realization of drop forging of microalloyed-steel forged shaft with thermomechanical treatment involving subsequent direct controlled cooling are presented. The paper is focused on determination of both forging conditions and subsequent cooling parameters, which in combination with modelling of precipitation kinetics in the analysed steel allowed accomplishment of required final mechanical properties of the forged part. For the determined conditions of thermomechanical treatment experimental trials in industrial conditions were carried out. Obtained in simulation pattern of continuous cooling was realized with a line consisting of six stages of controlled rate of stirred air flow. Satisfactory level of mechanical properties, exceeding minimum of the assumed requirements was reported, as well as uniform fine grained microstructure regardless of cross-sectional dimensions, meeting the requirements of automotive industry.
PL
Przedstawiono niektóre zagadnienia dotyczące doboru warunków kontrolowanego chłodzenia odkuwek matrycowych bezpośrednio po kuciu i ich stosowalności w warunkach przemysłowych. Na przykładzie odkuwki wału korbowego pompy wysokociśnieniowej samochodu osobowego przedstawiono próbę zastosowania obróbki cieplnoplastycznej z uwzględnieniem warunków technologicznych jej realizacji dla odkuwek ze stali z mikrododatkami. W pracy skupiono się na określeniu zarówno warunków kucia matrycowego, jak równiez parametrów bezpośredniego chłodzenia z temperatury kucia, co w połączeniu z modelowaniem kinetyki wydzielania pozwoliło na uzyskanie założonych finalnych własności mechanicznych odkuwki. Dla określonych drogą modelowania numerycznego warunków obróbki cieplnoplastycznej przeprowadzono weryfikację doświadczalną w warunkach przemysłowych, przy wykorzystaniu specjalnej linii do ciagłego chłodzenia, składającej się z kilku stref chłodzenia z kontrolowaną szybkością. Wykonane próby przemysłowe zapewniły uzyskanie wymaganego poziomu własności mechanicznych i plastycznych odkuwki, a tym samym potwierdziły zasadność przyjętych warunków technologicznych.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań procesu termomechanicznego walcowania taśm ze stali ferrytyczno-martenzytycznej typu Dual Phase (DP). W szczególności oceniano wpływ prędkości chłodzenia po walcowaniu na skład fazowy i własności mechaniczne taśm. Otrzymane wyniki są satysfakcjonujące i mogą stanowić podstawę do projektowania procesu termomechanicznego walcowania taśm ze stali typu DP.
EN
The paper presents results of thermo-mechanical rolling of Dual Phase (DP) steel strips. Especially, the influence of cooling rate on phase volume fraction and mechanical properties of strips has been analyzed. The obtained results are satisfactory and provide the useful data for the designing of thermo-mechanical rolling of DP steel strips.
EN
The aim of the performed laboratory simulations was to verify chances of the production of hot rolled strips from a TRIP steel in conditions of the reversible rolling in the two-stand Steckel rolling mill. The unique experimental equipment was used for conducting these simulations. The laboratory hot rolled strips from the TRIP steel underwent subsequently the mechanical and microscopic analysis, which confirmed a possibility of processing this steel in the given type of rolling mills.
PL
Celem przeprowadzonych fizycznych symulacji było sprawdzenie możliwości produkcji blach taśmowych walcowanych na gorąco ze stali TRIP w warunkach nawrotnego walcowania w dwuklatkowej walcarce Steckla. Symulacje przeprowadzono na unikatowych urządzeniach laboratoryjnych. Badania właściwości mechanicznych i analiza mikroskopowa potwierdziły możliwość wytwarzania blach taśmowych ze stali TRIP w tego typu walcarkach.
13
Content available remote Drop forging of HSLA steel with application of thermomechanical treatment
EN
Problems of realization of thermomechanical treatment for microalloyed-steel forgings are presented. The issue is discussed on the example of high-pressure-pump crankshaft. On the strength of numerical analysis results conditions for favourable strain and temperature distribution were determined. In addition, by means of numerical modelling proper perform geometry was designed, which allowed elimination of costly triais in industrial conditions, necessary especially for this part due to inclination to fold formation. The knowledge of precipitation kinetics in the analysed steel in combination with the obtained profiles of temperature made it possible to determine appropriate forging temperature, time, rate and a scheme of cooling. The experimental tests run in industrial conditions confirmed reasonability of assumed technology. Mechanical testing proved required high ultimate strength and yield stress and ductility.
PL
Przedstawiono zagadnienia dotyczące procesu obróbki cieplno-plastycznej stali z mikrododatkami. Zagadnienie omówiono na przykładzie procesu kucia wału pompy wysokociśnieniowej. Określono rozkład temperatury i odkształceń w objętości odkuwki w oparciu o obliczenia numeryczne procesu kucia. Ponadto przy pomocy modelowania numerycznego ustalono warunki poprawnej technologii kucia, dzięki czemu wyeliminowano bardzo kosztowne próby przemysłowe, które dla tej odkuwki były konieczne ze względu na skłonność do tworzenia zakuć. Znajomość kinetyki procesów wydzielania w badanej stali w połączeniu z uzyskanymi rozkładami temperatury pozwoliło na określenie optymalnej temperatury kucia, czasu, szybkości i sposobu chłodzenia po kuciu. Wykonane próby przemysłowe potwierdziły zasadność przyjętej technologii. Badania wykazały uzyskanie wymaganego wysokiego poziomu własności wytrzymałościowych i plastycznych odkuwki.
PL
Przedstawiono proces kucia matrycowego z zastosowaniem obróbki cieplnoplastycznej na przykładzie odkuwki kołnierza, wykonanej ze stali średniowęglowej z dodatkami stopowymi. Badano własności mechaniczne, plastyczne i twardość odkuwek wykonanych w kilku wariantach chłodzenia. W analizie rozkładu własności w objętości odkuwki wykorzystano rozkłady temperatury, intensywności odkształcenia, intensywności prędkości odkształcenia i naprężeń średnich. Wyniki prób kucia w warunkach przemysłowych z zastosowaniem tradycyjnej obróbki cieplnej porównano z wynikami bezpośredniego chłodzenia po kuciu. Zaobserwowano istotną poprawę własności mechanicznych przy zastosowaniu kontrolowanego chłodzenia.
EN
Impression-die forging process involving thermomechanical treatment on the example of aflange forged of medium-carbon alloy steel is presented. The study included mechanical properties, ductility and hardness offorgings obtained in variable cooling conditions. For analysis of mechanical properties distribution in the profile of the forged part numerically estimated distribution of temperature, effective strain, effective strain rate and mean stress were used. Results of forging tests carried out in industrial conditions with utilization of traditional heat treatment were compared to those involving cooling directly after forging. Significant improvement of mechanical properties obtained with controlled cooling conditions were reported.
EN
Utilization of thermo-mechanical treatment in forging medium-carbon alloyed steel including microaddition of titanium is presented. Results of forging tests carried out in industrial conditions with a use of a high-speed forging press in conventional cooling conditions are compared with those involving controlled forging and direct cooling after forging. Significant grain refinement accompanied by increase in tensile properties was observed. It was also concluded that deformation degree has an effect on the final mechanical properties.
PL
Przedstawiono zastosowanie obróbki cieplno-plastycznej w procesie wytwarzania odkuwek ze stali niestopowej (średniowęglowej), zawierającej mikrododatek tytanu. Wyniki prób kucia przeprowadzone w warunkach przemysłowych przy użyciu szybkobieżnych pras kuźniczych z zastosowaniem tradycyjnego chłodzenia porównano z próbami, w których hartowanie przeprowadzono bezpośrednio po kuciu. Zaobserwowano znaczące rozdrobnienie ziarna przy zastosowaniu obróbki cicplno-plastycznej wraz z towarzyszącą mu poprawą własności mechanicznych, które również zależą od stopnia odkształcenia.
PL
W pracy przedstawiono przykładowe wyniki badań symulacyjnych nad optymalizacją warunków chłodzenia kształtowników łebkowych. Optymalizację procesu chłodzenia prowadzono przy użyciu autorskiego programu Controlled Cooling. Zastosowany do symulacji program bazuje na Metodzie Elementów Skończonych. Program został opracowany w Instytucie Modelowania i Automatyzacji Procesów Przeróbki Plastycznej Politechniki Częstochowskiej.
EN
The exemplary results of modeling researches over optimization cooling conditions of bulb bars were presented in the work. For simulation programme based on Finite Element Methods was used. Programme was created by authors in Institute of the Modeling and Automation of Plastic Working Processes.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.