Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ductility improvement of high carbon steel by alternate wire drawing method

Nagashima H., Yoshida K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 70, nr 1

29--35

EN

Purpose: High carbon steel wires have been widely used in industrial products such as bridge cables and steel cords for automotive tires due to their high mechanical strength and high fatigue characteristics. The wires are expected to have higher strength and smaller diameter in the future. Wire drawing is carried out to measure up to these requirements. However, after the processing, tensile strength increases, but ductility decreases due to the shear deformation on the wire surface. This research focuses on increasing the ductility for high carbon steel wires for production. Design/methodology/approach: As a process for obtaining wires with high strength, high ductility, and high fatigue strength, “alternate drawing” is proposed. Alternate drawing is a wire drawing process where the direction of the material flow is changed every few passes. Findings: And tensile test, torsion test, FEM analysis, and bending test were carried out to investigate the effect on alternate drawing on the ductility of the drawn wire. And then the results were compared with those of wires processed by conventional drawing. It is revealed that mechanical properties of wires processed by alternate drawing have been improved by the decrease of additional shear- strain accumulation on the wire surface portion. Research limitations/implications: This research is focused on the improvement of ductility, so in it the future we hope to achieve even lower drawing diameters and make finer wires. Practical implications: These fine high carbon steel wires could be used for making steel cord for vehicle tires, production of springs and production of steel ropes for industrial purposes. Originality/value: This paper is based on a previous research from Tokai University’s Yoshida Laboratory, but all the experiments and results were conducted by me.

2

Selected Problems from the High-Carbon Steel Wire Drawing Theory and Technology

Muskalski Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 2

527--535

EN

Use of computer programs based on finite element methods for simulations of plastic working processes allows for their wider analysis. The theoretical studies presented in the paper, carried out using Drawing 2D, a specialized software application for modelling of the multi-stage drawing process, and their experimental verification have enabled a comprehensive analysis of many problems related to high-carbon steel wire drawing to be made, such as: drawing under hydrodynamic lubrication conditions, drawing with a change in the deformation direction, drawing with small final reductions, and high-speed drawing.

PL

Zastosowanie opartych na MES programów komputerowych do symulacji procesów przeróbki plastycznej, pozwala na ich szerszą analizę. Przedstawione w pracy badania teoretyczne, wykonane z wykorzystaniem specjalistycznego programu komputerowego Drawing 2D do modelowania procesu ciągnienia wielostopniowego oraz ich eksperymentalna weryfikacja pozwoliły na kompleksowe przeanalizowanie wielu zagadnień związanych z ciągnieniem drutów ze stali wysokowęglowych takich jak: ciągnienie w warunkach smarowania hydrodynamicznego, ciągnienie ze zmianą kierunku odkształcenia, ciągnienie ze „zredukowanym” odkształceniem postaciowym, ciągnienie z małymi gniotami końcowymi oraz ciągnienie z dużymi prędkościami.

3

Analysis of the Heating of Steel Wires During High Speed Multipass Drawing Process

Suliga M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1475--1480

EN

The analysis of the heating of the wire including theoretical studies showed that in the multistage drawing process a increase drawing speed causes intense heating of a thin surface layer of the wire to a temperature exceeding 1100°C, which should be explained by the accumulation of heat due to friction at the interface between wire and die. It has been shown that with increasing of drawing speed the heated surface layer thickness measured at the exit of the wire from the dies is reduced significantly and at drawing speed of 25 m/s is equal to about 68 μm. The decrease in the thickness of this layer can be explained by a shorter time of heat transfer to the wire, which causes additional heat accumulation in the surface layer. Thus fivefold increase in drawing speed caused an approximately 110% increase in the temperature in the surface layer of the wire. Experimental studies have shown that the increase of drawing speed of 5 to 25 m/s will increase the temperature of the wire after coiled on the spool more than 400%.

PL

Analiza nagrzewania się drutu obejmująca badania teoretyczne, wykazała że w procesie ciągnienia wielostopniowego wzrost prędkości ciągnienia powoduje intensywne nagrzewanie się cienkiej warstwy wierzchniej drutu, do temperatury przekraczającej 1100°C co należy tłumaczyć kumulacją ciepła spowodowanego tarciem na styku drutu i ciągadła.Wykazano, że wraz ze wzrostem prędkości ciągnienia grubość nagrzanej powierzchniowej warstwy drutu mierzonej na wyjściu z drutu z ciągadła zmniejsza się znacząco i przy prędkości ciągnienia 25 m/s wynosi ona około 68 μm. Spadek grubości tej warstwy można tłumaczyć krótszym czasem wnikania ciepła do drutu, co powoduje dodatkową kumulację ciepła w jego warstwie wierzchniej. Stąd pięciokrotny wzrost prędkości ąiagnienia spowodował około 110% wzrost temperatury w warstwie wierzchniej drutu. Badania eksperymentalne wykazały, że wzrost prędkości ciągnienia z 5 do 25 m/s spowoduje wzrost temperatury drutu po nawinięciu na szpulę zbiorcza o ponad 400%.

4

Wpływ geometrii ciągadła na wytrzymałość zmęczeniową drutów ze stali wysokowęglowej

Adamczyk J., Suliga M., Pilarczyk J. W., Krnać J., Burdek M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 1

7--9

PL

W pracy określono wpływ geometrii ciągadła na wytrzymałość zmęczeniową drutów ze stali wysoko węglowej. Do badań zastosowano 4 typy ciągadeł stożkowych różniących się kształtem strefy zgniatającej i kalibrującej. Dla drutów finalnych o średnicy 1,98 mm prze- prowadzono badania wytrzymałości zmęczeniowej oraz badania chropowatości powierzchni. Zastosowanie w procesie ciągnienia ciągadeł o zmodyfikowanej geometrii przyczyniło się do poprawy wytrzymałości zmęczeniowej oraz zmniejszania chropowatości powierzchni w drutach ze stali wysokowęglowej.

EN

In the work the influence of geometry of die on fatigue strength of the high carbon steel wires has been established. For investigation 4 type of conical dies with different shape of approach zone and bearing part of die were used. For f 1.98 mm final wires temporary fatigue strength and wire roughness was determined. The application in the drawing process of the modified conical die causes increase of fatigue strength of drawn wires and the decrease of the surfice roughness of high carbon steel wires.

5

Analiza procesu ciągnienia drutu z małym gniotem końcowym w układzie tandem

Bartosiński P., Muskalski Z., Wiewiórowska S., Kucharska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 1

14--16

PL

W pracy przedstawiono analizę teoretyczną wpływu procesu ciągnienia drutów z małym (ok. 2%) gniotem końcowym, przez ciągadła w układzie tandem, na nierównomierność dokształcenia oraz naprężenia własne I rodzaju. Analizę numeryczną procesu ciągnienia przepro- wadzono w programie Drawing 2D. Dla drutów ciągnionych konwencjonalnie oraz w układzie tandem wyznaczono rozkłady odkształcenia postaciowego, intensywności odkształcenia oraz naprężenia własne. Wykazano, że proces ciągnienia drutów z małym gniotem końcowym przez ciągadła w układzie tandem wpływa na wartość odkształcenia postaciowego w warstwie przypowierzchniowej drutu oraz na rozkład wzdłużnych naprężeń własnych I rodzaju.

EN

In the work the theoretical analyses of the influence of drawing process with small final reduction (about 2%) in tandem system on inhomogeneity of strain and residual stresses has been shown. The numerical analysis of the wire drawing process in Drawing 2D program has been done. For wires drawn in conventional and tandem system the distributions of redundant strain, effective strain and residual stresses. It has been proved that wire drawing process in tandem system with small final reduction has an influence on redundant strain in surfaces layer of drawn wires and changes the distribution of longitudinal residual stresses.

6

Wpływ prędkości ciągnienia na nierównomierność odkształcenia w procesie wielostopniowego ciągnienia drutów wysokowęglowych

Suliga M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 12

888--891

PL

W niniejszej pracy przedstawiono modelowanie numeryczne wpływu prędkości ciągnienia na nierównomierność odkształcenia drutów ze stali wysokowęglowej. Analizę numeryczną procesu przeprowadzono w oparciu 0 program komputerowy Drawing 2D. W celu odzwierciedlenia rzeczywistych warunków procesu ciągnienia do programu wprowadzono współczynniki tarcia wyznaczone w warunkach przemysłowych na ciągarce wielostopniowej. Dla drutów ciągnionych z prędkościami 5-20 m/s, wyznaczono rozkłady odkształcenia postaciowego i intensywności odkształcenia. Zastosowanie w procesie ciągnienia drutów wysokowęglowych dużych prędkości ciągnienia przyczynia się do znaczącego wzrostu nierównomierności odkształcenia na przekroju porzecznym ciągnionych drutów. Warstwy wierzchnie drutów ciągnione z prędkością 20 m/s, w stosunku do drutów ciągnionych z prędkością 5 m/s charakteryzowały się 0 około 8% większą intensywnością odkształcenia oraz o ponad 40 % większymi odkształceniami postaciowymi.

EN

The theoretical analysis of the inﬂuence of the drawing speed on inhomogeneity of strain in drawing process of high carbon steel wires has been done. The numerical analyses on the base of Drawing 2D program has been conducted. In order to reﬂect the true condition of drawing process the friction coefficients obtained in industry condition on multipass drawing machine for the program has been introduced. For wires drawn with speed 5-20 m/s speed the distributions of redundant strain and effective strain were determined. The application in drawing process of high carbon steel wires high drawing speed causes decrease of inhomogeneity strain on cross section drawn wires. The surface layers of wires drawn with speed 20 m/s, in comparison to wires drawn with speed 5 m/s decrease the 8% of effective strain and the 40% redundant strain have been noted.

7

The comparison analysis of mechanical properties and fatigue strength for wires made from TRIP steel and from high carbon steel

Wiewiórska S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 12

904--907

EN

The TRIP steels are multiphase steels from the group AHSS (Advanced High Strength Steel) which contain in the structure bainite, ferrite and the most important component - retained austenite. The retained austenite is responsible for very high mechanical properties drawn wires, which can be obtain as the result of phase change retained austenite into martensite. On the base of research shown in the literature can be state that the increase of retained austenite in structure of steel through, for example, the increase of carbon content, can allow to obtaining the ﬁnal wires with high mechanical properties. Such wires can be alternative for wires made from high carbon steel. In the work the values of mechanical properties and fatigue strength for wires from TRIP steel (0.29% C), and for wires from GD 75A steel has been comprised.

PL

Stale TRIP stanowią przykład stali wielofazowych zaliczanych do grupy stali AHSS (Advanced High Strength Steel), które w swej strukturze zawierają bainit, ferryt oraz najbardziej istotny składnik - austenit szczątkowy. Austenit szczątkowy jest odpowiedzialny za wysokie własności mechaniczne ciągnionych drutów, które uzyskuje się w rezultacie przemiany austenitu szczątkowego w martenzyt. Na podstawie analizy literatury, można stwierdzić, że wzrost zawartości austenitu szczątkowego w strukturze drutów poprzez podwyższenie zawartości węgla, może pozwolić na otrzymanie z nich drutów charakteryzujących się wysokim własnościami mechanicznymi. Tego typu druty mogą stanowić alternatywę dla drutów wykonanych ze stali wysokowęglowych. W pracy przedstawiono analizę porównawcza własności mechanicznych i wytrzymałości zmęczeniowej drutów ze stali TRIP (0, 29% C) z własnościami drutów ze stali wysokowęglowej w gatunku GD 75A.

8

Novel techniques for measurement of residual stress in axial direction of heavily cold drawn thin-sized steel wires by focused ion beam and its application

Bae J. G., Ban D. Y., Yang Y. S., Park C. G.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2011

|

Vol. 78, nr 1

8-13

EN

Residual stress in the axial direction of the heavily cold drawn steel wires has been measured by a method based on the combination of the dual focused ion beam (FIB) milling and digital image correlation program. The residual stress was calculated from the measured displacement field before and after the introduction of a slot along the steel wires. The displacement was obtained by the digital correlation analysis of high-resolution scanning electron micrographs, while the slot was introduced by FIB milling under high energy beam of 30 kV. The fitting of the experimental results to an analytical model with the independent Young's modulus determined allows us to find the residual stress.

PL

Pomiar wzdłużnych naprężeń własnych w drutach stalowych po procesie ciągnienia określono w oparciu o frezowanie skupioną wiązką jonową (FIB) połączoną z programem do korelacji obrazu. Pomiar naprężeń własnych obliczono z pomiaru przemieszczenia pola przed i po wprowadzeniu wzdłużnej szczeliny w drutach stalowych. Przemieszczenie uzyskano poprzez analizę cyfrowej korelacji wysokorozdzielczego mikroskopu skaningowego. Szczelina została uzyskana z zastosowaniem frezowania skupioną wiązką jonową (FIB), przy wiązce energii 30 kV. Dopasowanie wyników doświadczalnych do modelu analitycznego z niezależnymi modułami Yunga umożliwia wyznaczenie naprężeń własnych.

9

Wpływ wielkości gniotu pojedynczego na naprężenia własne w drutach ze stali wysokowęglowej

Suliga M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 12

712-715

PL

W pracy określono wpływ wielkości gniotów pojedynczych na naprężenia własne w drutach ze stali wysokowęglowej. Analizę numeryczną procesu ciągnienia przeprowadzono opierając się na programie komputerowym Drawing 2D, w którym to określono rozkłady wzdłużnych naprężeń własnych na przekroju drutów, temperaturę, odkształcenia postaciowe i intensywność odkształcenia. W celu weryfikacji uzyskanych wyników badań przeprowadzono eksperymentalny pomiar naprężeń własnych I rodzaju metodą Sachsa-Linicusa. Wykazano, że stosowanie w procesie ciągnienia drutów wysokowęglowych małych wartości gniotów pojedynczych przyczynia się do znaczącego spadku wzdłużnych naprężeń własnych I rodzaju.

EN

The influence of the value of a single draft on residual stresses of high carbon steel wires has been done. The numerical analysis of the drawing process on the base of Drawing 2D in which distribution of longitudinal residual stresses, temperature, effective strain and non-dilatation strain has been shown. For verification obtained data investigation experimental measure of residual stresses by Sachs-Linicus method has been done. It was found that applying in wire drawing process of high carbon steel wires the small single drafts cause the decrease of residual stresses.

10

Wpływ dużej prędkości ciągnienia na wytrzymałość zmęczeniową drutów ze stali wysokowęglowej

Suliga M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 8

428-430

PL

W pracy oceniono wpływ dużej prędkości ciągnienia na wytrzymałość zmęczeniową i strukturę geometryczną powierzchni drutów ze stali wysokowęglowej. Proces ciągnienia drutów o średnicy 5,5 mm na średnicę końcową średnicy 1,60 mm zrealizowano na wielociągu Kocha. Prędkości ciągnienia na ostatnim ciągu wynosiły odpowiednio: 5, 10, 15 i 20 m/s. Przeprowadzone badania wykazały pozytywny wpływ dużej prędkości ciągnienia na wytrzymałość zmęczeniową drutów. Stwierdzono, że większa wytrzymałość zmęczeniowa drutów ciągnionych z prędkością 20 m/s, w stosunku do drutów ciągnionych z prędkościami 5÷15 m/s, związana jest z ich korzystniejszą strukturą geometryczną powierzchni.

EN

The estimation of the influence of high speed drawing on fatigue strength and geometrical structure of surface of high carbon steel wires has been done. The wires from .5.5 mm diameter were drawn on the final diameter o1.6 mm on a Koch multi-die drawing machine. Drawing speeds on the last drafts were: 5, 10, 15 and 20 m/s. The tests which were carried out showed a positive effect of high drawing speed on the fatigue strength of wires. It was found that the better fatigue strength of wires drawn at the speed of 20 m/s compared to the wires drawn at the speeds of 5÷15 m/s is associated with a better geometric structure of the surface of those wires.

11

Wpływ gniotu pojedynczego na nierównomierność odkształcenia w procesie ciągnienia drutów wysokowęglowych

Suliga M., Muskalski Z., Wiewiórkowska S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2009

|

Vol. 76, nr 7

483-486

PL

W niniejszej pracy przedstawiono analizę teoretyczną wpływu wielkości gniotów pojedynczych na nierównomierność odkształcenia w procesie ciągnienia drutów ze stali wysokowęglowej. Analizę numeryczną procesu przeprowadzono opierając się na programie komputerowym Drawing 2D. Dla drutów ciągnionych z średnim gniotem pojedynczym 26,5 %, 15,5 % oraz 10,4 % wyznaczono rozkłady odkształcenia postaciowego i intensywności odkształcenia. Zastosowanie w procesie ciągnienia drutów wysokowęglowych małych wartości gniotów pojedynczych przyczynia się do obniżenia nierównomierności odkształcenia na przekroju porzecznym ciągnionych drutów.

EN

The theoretical analysis of the influence of the value of single draft on inhomogeneity of strain in drawing process of high carbon steel wires has been done. The numerical analysis on the base of Drawing 2D program has been performed. For wires drawn with medium single draft 26.5 %, 15.5 % and 10.4 % the distributions of non-dilatation strain and effective strain were determined. The application of drawing process of high carbon steel wires with small values of single drafts causes decrease of inhomogeneity strain on cross section of drawn wires.

12

Wpływ dużej prędkości ciągnienia na własności drutów ze stali wysokowęglowej

Muskalski Z., Wiewiórkowska S., Sosna S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2008

|

Vol. 75, nr 7

358-361

PL

Dążenie do wzrostu wydajności maszyn i urządzeń ciągarskich odbywa się poprzez zwiększanie prędkości ciągnienia. Związana. z tym zmiana warunków tarcia i prędkości odkształcenia wpływa między innymi na odkształcenie postaciowe ciągnionego drutu, a tym samym na jego własności mechaniczne. Eksperymentalne wyznaczenie rozkładu odkształcenia postaciowego w ciągnionych drutach jest praktycznie niemożliwe, dlatego też do analizy tego problemu wykorzystano program komputerowy Drawing 2D.

EN

The increase the machine's and equipment's efficiency in drawing industry can be realized by increasing of drawing speed. The change of friction conditions and strain rate, connected with that, can influence on non-dilatational strain and mechanical properties of drawn wires. The experimental method of determination the distribution of wire's non-dilatational strain is practically impossible. The paper 's authors use for analysis of this problem the computer program Drawing 2D.

13

Analiza teoretyczna rozkładu temperatury dla drutów ciągnionych konwencjonalnie i w ciągadłach hydrodynamicznych

Wiewiórkowska S., Muskalski Z.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2008

|

Vol. 75, nr 8

456-458

PL

Wzrost temperatury materiału w procesie ciągnienia drutów następuje wskutek odkształcenia plastycznego oraz tarcia występującego na powierzchni styku materiału z roboczą częścią stożka ciągadła. Wzrost temperatury wpływa na obniżenie własności mechanicznych drutów ze stali wysoko węglowy eh [1,2]. W pracy przedstawiono porównanie rozkładu temperatury drutu na przekroju poprzecznym i powierzchni, uzyskane z obliczeń teoretycznych i z symulacji procesu ciągnienia konwencjonalnego i hydrodynamicznego. Symulacja procesu ciągnienia została przeprowadzona z wykorzystaniem programu Drawing 2D [3].

EN

As a result of plastic deformation and friction occurred on the contact surface between wire and working part of die we can observe the increase of wire's temperature in drawing processes. The increase of temperature influences in essential way on the worsening the mechanical properties of wires especially wires made from high carbon steels [1, 2J. The comparison analysis values of wire temperatures from theoretical analysis and simulation of the conventional and hydrodynamical wire drawing process was shown in the work. The simulation of wire drawing process was carried out with use of computer program Drawing 2D [3J.

14

Wpływ prędkości ciągnienia na rozkład temperatury i odkształcenie postaciowe w drutach ze stali wysokowęglowej

Muskalski Z., Milenin A., Wiewiórowska S., Bajor T., Sosna S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2007

|

Vol. 74, nr 1-2

75-77

PL

Intensyfikacja procesu poprzez wzrost prędkości ciągnienia powoduje istotne problemy związane z nagrzewaniem się odkształcanego drutu do bardzo wysokich temperatur oraz wzrostem odkształcenia postaciowego. Eksperymentalne wyznaczenie rozkładu temperatury i odkształcenia postaciowego w ciągnionych drutach jest praktycznie niemożliwe, dlatego w pracy przedstawiono teoretyczną analizę tego problemu z wykorzystaniem programu komputerowego Drawing 2D.

EN

The intensification of wire drawing process by increase the speed of drawing make the essential problems concerned with the heating ofdeformated wire to very high temperatures and increasing of non-dilatational strain. In the practise the experimental determination distribution of temperature and non-dilatational strain in drawing wire is impossible so in the work the theoretical analysis of this problem has been shown with the use of computer programm Drawing 2D.