Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badanie zdolności chłodzącej wodnego roztworu polimerowego Polihartex

Adrian H., Osika M.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2016

|

nr 7-8

34--40

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań zdolności chłodzącej wodnych roztworów polimerowych Polihartex. Zakres stężeń glikolu polialkilenowego wynosił 5-30% objętościowych. Wyniki pomiarów szybkości chłodzenia uzyskane za pomocą urządzenia ivf SmartQuench pozwoliły obliczyć zależności współczynnika przejmowania ciepła (α) w funkcji temperatury. Wraz ze wzrostem stężenia polimeru zmniejszała się zdolność chłodząca roztworu, ale przy niskich stężeniach polimeru zdolność chłodząca roztworu była większa w porównaniu z wodą. Przedstawiono przykład zastosowania obliczonych zależności α = f(T) do symulacji procesu hartowania elementów stalowych.

EN

The results of the research on the quenching ability of the water polymer solutions Polihartex are presented in the paper. The polyalkylene glycol solutions were in the range of 5-30 vol.%. The results of the quenching rate measurements using the ivf Smart Quench device were applied for the calculations of heat transfer coefficient, D, as a function of temperature, T. With increasing the polymer concentration in aqueous solution its quenching ability decreased but at low polymer concentration the quenching ability of the solution was higher when compared to water. An example of the practical application of the developed relationships D = f(T) for the simulation of the quenching process of steel components is presented.

2

Hartowanie stali, klasyfikacja, skład i charakterystyka olejów hartowniczych

Pomykała K., Skibińska A.

Nafta-Gaz

|

2016

|

R. 72, nr 4

285--293

PL

W artykule zdefiniowano proces hartowania stali. Opisano wszystkie przemiany stali, do jakich dochodzi podczas chłodzenia hartowanego detalu, oraz omówiono rodzaje hartowania stali. Przytoczono podział olejów hartowniczych: według normy ISO 6743-14 oraz temperatury pracy. Omówiono stosowane w olejach hartowniczych, rodzaje dodatków i baz olejowych, a także ich charakterystyczne właściwości.

EN

This paper describes the process of hardening steel. All the transformations of the steel that occur during cooling tempered detail are described and the ways of hardening steel are discussed. The division of quenching oils: according to ISO 6743-14 and the operating temperature are quoted. Discusses used in oil hardening, types of additives and base oils, as well as their characteristic properties

3

Komputerowe projektowanie procesów obróbki cieplnej

Stańczyk-Wołowiec E.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2013

|

Z. 453

1--112

PL

Niniejsza praca dotyczy zagadnień inteligentnego wspomagania komputerowego procesów obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej, w aspekcie poprawienia osiągania zgodności właściwości rzeczywistych po obróbce z właściwościami założonymi, a tym samym doskonalenia powtarzalności wyników tych procesów. Szczegółowe badania przeprowadzono dla nawęglania niskociśnieniowego z następującym po nim hartowaniem w gazie pod wysokim ciśnieniem, hartowania w gazie stali narzędziowych oraz azotowania prowadzonego przy obniżonym ciśnieniu. Zasadniczym celem przeprowadzonych badań doświadczalnych było lepsze poznanie zależności przyczynowo-skutkowych związanych z przebiegiem procesów nawęglania i azotowania w obniżonym ciśnieniu oraz opracowanie metodologii projektowania funkcjonalnych i efektywnych procesów próżniowej obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej, z wykorzystaniem efektywnych metod obliczeniowych. Zagadnienia modelowania, prowadzenia i kontroli procesów dyfuzyjnych oraz procesów im towarzyszących omówiono w ośmiu kolejnych rozdziałach. Rozdział pierwszy wprowadza w tematykę pracy, w rozdziale drugim omówiono procesy obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej. W rozdziale trzecim syntetycznie przedstawiono metody modelowania ze szczególnym uwzględnieniem metod sztucznej inteligencji oraz przeanalizowano potencjalne możliwości i zagrożenia wynikające ze stosowania tych metod. W rozdziale czwartym omówiono zagadnienie komputerowego wspomagania procesów obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej, podsumowując jednocześnie aktualny stan wiedzy przedstawiony w literaturze. W rozdziałach piątym, szóstym i siódmym przedstawiono trzy modele i wykorzystujące je aplikacje, wspomagające procesy obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej. Aplikacje te pracują w czasie rzeczywistym, dlatego podczas opracowywania algorytmów główny nacisk położono na ich szybkość działania i tworzono rozwiązania hybrydowe, wykorzystujące w zależności od potrzeb jednocześnie: równania analityczne, systemy bazodanowe, tabelaryzację, algorytmy heurystyczne, metody numeryczne i sieci neuronowe, ponieważ zaobserwowano, że rozwiązania hybrydowe, złożone z kilku metod, często dawały efekt synergiczny. Poprawność i sprawność rozwiązań weryfikowano w oparciu o rzeczywiste bazy eksperymentalne. Całościowe podsumowanie pracy zamieszczono w rozdziale ósmym. Elementy nowatorskie pracy stanowią: - dopełnienie poznania nowoczesnej oryginalnej technologii azotowania niskociśnieniowego, realizowanego metodą segmentową „boost-diffusion”, a w szczególności określenie modelu zjawisk powierzchniowych dla określenia zmiennych warunków brzegowych, uzyskanie stabilizacji i powtarzalności zjawisk powierzchniowych zachodzących podczas procesu azotowania pod obniżonym ciśnieniem, - poznanie nowych szczegółów realizacji procesów nawęglania próżniowego i hartowania stali narzędziowych, - twórcza adaptacja metod sztucznej inteligencji do projektowania i przewidywania procesów nawęglania oraz azotowania przy obniżonym ciśnieniu, - hybrydowe podejście do wspomagania procesów w czasie rzeczywistym, umożliwiające skuteczną aplikację zaprezentowanych rozwiązań w przemyśle.

EN

This study deals with intelligent computer-aided processes in thermal and thermochemical treatment, with the aim of improving the conformity of the actual post-treatment properties with the assumed properties, thereby improving the repeatability of the process results. Detailed studies were conducted of low-pressure carburising followed by high-pressure gas quenching of tool steels and low-pressure nitriding. The main purpose of the experiment was to gain a better understanding of the cause and effect relationships in the process of low-pressure carburising and nitriding and to develop a methodology for designing functional and effective processes of thermal and thermochemical treatment, using fast, efficient or intelligent computational methods. The issues of modelling, running and control of the diffusion processes and the accompanying processes are discussed in the subsequent eight chapters. Chapter one introduces the subject matter of the study; chapter two discusses the processes of thermal and thermochemical treatment. Chapter three presents briefly the methods of modelling, taking into special account those employing artificial intelligence, and it analyses the opportunities and threats arising from the use of such methods. Chapter four discusses the issue of computer aided thermal and thermochemical treatment and it provides a review of the current state of knowledge, presented in the literature. Chapters five, six and seven present three working models and the applications which use them, assisting processes of thermal and thermochemical treatment. The applications work in real time, so the process of developing the algorithms focused on their speed and hybrid solutions were created. The correctness and efficiency of the solutions were verified based on real experimental databases. A summary of the whole study is presented in chapter eight.

4

Input physical properties in mathematical model of steel quenching

Smoljan B., Iljkić D., Pomenić L

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 58, nr 2

81--86

EN

Purpose: Developing of new methods for input data of mathematical model is established. Design/methodology/approach: Temperature dependency of both, heat transfer for quenchant with Grossmann severity of quenching H=0.35, which are adequate for oil and heat conductivity coefficients has been calibrated on the base of Crafts-Lamont diagrams. Findings: Evaluation of physical properties such as specific heat capacity, c, heat conductivity coefficient, λ, density, ρ, heat transfer coefficient, α involved in mathematical model of transient temperature field was done by the inversion method, or by calibrations. Research limitations/implications: In the future this investigation should be broaden on investigation of more quechants. Practical implications: By proper input data of mathematical model of steel quenching, correct computer simulation can be performed. Originality/value: New inverse method of input data such as specific heat capacity, c, heat conductivity coefficient, λ, density, ρ, heat transfer coefficient, α, which is based just on achieved distributions of mechanical properties in Crafts-Lamont diagrams.

5

Wpływ naprężeń mechanicznych w czasie hartowania stali na kinetykę przemiany bainitycznej

Woźniak T. Z.

Obróbka Metalu

|

2010

|

nr 2

22--30

6

Algorithm for Controling of Quench Hardening Process sof Constructional Steels

Olejarczyk I., Adrian A., Adrian H., Mrzygłód B.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 1

171-179

EN

The computer program "PWD - QUENCH HARDENING" was developed for supporting of ąuenching process of constructional steel. Using data on the effect of chemical composition of steel on its ideał critical diameter the hardenability parameters are calculated. Program enables to select a ąuenching media for through hardening of steel bars with given diameter. The data base of 91 grades of constructional steels was prepared.

PL

Opracowano program "PWD - QUENCH HARDENING" do wspomagania procesu hartowania stali konstrukcyjnych. Program umożliwia obliczenie parametrów hartowności stali na podstawie składu chemicznego i wielkości ziarna austenitu, jak również dobór ośrodka chłodzącego, zapewniającego hartowanie na wskroś elementu w kształcie walca o danej średnicy. Opracowano bazę składów chemicznych 91 gatunków stali konstrukcyjnych.

7

Kinetics of the continuous reaction crystallization of barium sulphate in BaCl2 - (NH4)2SO4 - NaCl - H2O system - neural network model

Piotrowski K., Koralewska J., Wierzbowska B., Matynia A.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2009

|

Vol. 11, nr 4

13-19

EN

One of the main toxic components of post quenching salts formed in large quantities during steel hardening processes is BaCl2. This dangerous ingredient can be chemically neutralized after dissolution in water by means of reaction crystallization with solid ammonium sulphate (NH4)2SO4. The resulting size distribution of the ecologically harmless crystalline product - BaSO4 - is an important criteria deciding about its further applicability. Presence of a second component of binary quenching salt mixture (BaCl2-NaCl) in water solution, NaCl, influences the reaction-crystallization process kinetics affecting the resulting product properties. The experimental 39 input-output data vectors containing the information about the continuous reaction crystallization in BaCl2 - (NH4)2SO4 - NaCl - H2O system ([BaCl2]RM = 10-24 mass %, [NaCl]RM = 0-12 mass %, T = 305-348 K and τ = 900-9000 s) created the database for the neural network training and validation. The applicability of diversified network configurations, neuron types and training strategies were verified. An optimal network structure was used for the process modeling.

8

Modelling and numerical analysis of hardening phenomena of tools steel elements

Bokota A., Domański T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 3

575-587

EN

This research the complex model of hardening of tool steel was shown. Thermal phenomena, phase transformations and mechanical phenomena were taken into considerations. In the modelling of thermal phenomena the heat transfer equations has been solved by Finite Elements Method by Petrov-Galerkin formulations. The possibility of thermal phenomena analysing of feed hardening has been obtained in this way. The diagrams of continuous heating (CHT) and continuous cooling (CCT) of considered steel are used in the model of phase transformations. Phase altered fractions during the continuous heating (austenite) are obtained in the model by formula Johnson-Mehl and Avrami and modified equation Koistinen and Marburger. The fractions ferrite, pearlite or bainite, in the process of cooling, are marked in the model by formula Johnson-Mehl and Avrami. The forming fraction of martensite is identified by Koistinen and Marburger equation and modified Koistinen and Marburger equation. The stresses and strains fields are obtained from solutions by FEM equilibrium equations in rate form. Thermophysical values in the constitutive relations are depended upon both the temperature and the phase content. The Huber-Misses condition with the isotropic strengthening for the creation of plastic strains is used. However the Leblond model to determine transformations plasticity was applied. The numerical analysis of thermal fields, phase fractions, stresses and strain associated deep hardening and superficial hardening of elements made of tool steel were done.

PL

Praca przedstawia kompleksowy model hartowania stali narzędziowej. W rozważaniach uwzględniono zjawiska termiczne, przemiany fazowej i zjawiska mechaniczne. W modelowaniu zjawisk cieplnych równanie przewodnictwa rozwiązano metodą elementów skończonych w sformułowaniu Petrova-Galerkina. Istnieje zatem możliwość analizowania zjawisk hartowania posuwowego. W modelowaniu przemian fazowych wykorzystano wykresy ciągłego nagrzewania CTPa i ciągłego chłodzenia CTPc rozważanej stali. Ułamek fazy przemienionej podczas ciągłego nagrzewania (austenit) wyznaczono w modelu równaniem Johnsona-Mehla i Avramiego oraz zmodyfikowanym równaniem Koistinena i Marburgera. Ułamek ferrytu, perlitu lub bainitu, w procesie chłodzenia, wyznacza się równaniem Johnsona-Mehla i Avramiego. Ułamek martenzytu wyznaczany jest równaniem Koistinena i Marburgera oraz zmodyfikowanym równaniem Koistinena i Marburgera. Pola naprężeń i odkształceń otrzymano z rozwiązania metodą elementów skończonych równań równowagi w formie prędkościowej. Wielkości termofizyczne i związki konstytutywne uzależniono zarówno od temperatury jak i od składu fazowego. Do wyznaczenia odkształceń plastycznych wykorzystano warunek plastyczności Hubera-Misessa ze wzmocnieniem izotopowym. Do wyznaczenia odkształceń transformacyujnych zastosowano model Leblonda. Przeprowadzono analizę numeryczną pól temperatury, przemian fazowych, naprężeń i odkształceń towarzyszących głębokiemu hartowaniu oraz przypowierzchniowemu elementów wykonanych ze stali narzędziowej.

9

Wpływ parametrów hartowania na naprężenia w procesach hartowania elementów maszyn

Zielnica J.

Modelowanie Inżynierskie

|

2007

|

T. 3, nr 34

167-172

PL

Tematem opracowania jest numeryczna analiza wpływu parametrów obróbki cieplnej na pola naprężeń i przemieszczeń generowane w hartowanych stalowych elementach cylindrycznych. Z uwagi na złożoność procesów zmian strukturalnych występujących podczas procesów hartowania do analizy zastosowano stale rozwijany system komputerowy #Syshart. Omówiono podstawowe zależności teoretyczne i procedury numeryczne i przedstawiono przykładowe wyniki ilustrujące wpływ parametrów hartowania na chwilowe i szczątkowe naprężenia hartownicze.

EN

The subject of the paper is numerical analysis of the influence of heat treatment parameters on stresses and displacements generated in hardened cylindrical elements made of steel. Because the processes of structural changes during quenching processes are very complex, the currently developed computer system #Syshart was used in the analysis. Basic theoretical relations and numerical procedures are discussed, and several results illustrating the influence of the quenching parameters on instantaneous and residual stresses are presented as well.

10

Numerical analysis of thermo-mechanical phenomena of hardening process of elements made of carbon steel C80U

Bokota A., Domański T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2007

|

Vol. 52, iss. 2

277-288

EN

The work concerns numerical analysis of thermal phenomena, phase transformations and mechanical phenomena associated with hardening of carbon steel C80U. The following transformations were assumed: initial structure – austenite, austenite – perlite, bainite and austenite – martensite. Numerical algorithms for evaluation of fractions of phases and their kinetics based on continuous heating and cooling diagrams (CCT) were worked out. In the algorithm of thermal phenomena relation of thermophysical values to temperature and source of phase transformations were taken into account. The dilatometric tests on the simulator of thermal cycles were performed, during which the hardening of the elements made of carbon steel C80U was simulated. The results of dilatometric tests were compared with the results of the test numerical simulations. In this way the derived models for evaluating phase content and kinetics of transformations in heating and cooling processes were verified. The stresses generated during hardening were assumed to result from thermal load, structural plastic deformations and transformation plasticity. The hardened material was assumed to be elastic-plastic, and in order to mark plastic strains the non-isothermal plastic law of flow with the isotropic strengthening and condition plasticity of Huber-Misses were used. Thermophysical properties present in the model of mechanical phenomena were made dependant on both the phase composition and on temperatures. The results of numerical simulations confirm correctness of the algorithms that were worked out.

PL

Praca dotyczy analizy numerycznej zjawisk cieplnych, przemian fazowych i zjawisk mechanicznych towarzyszących hartowaniu węglowej stali C80U. Założono istnienie przemian: struktura wyjściowa – austenit, austenit – perlit, bainit oraz austenit – martenzyt. Opracowano algorytmy numeryczne szacowania ułamków faz oraz ich kinetyki oparte na wykresach ciągłego nagrzewania oraz ciągłego chłodzenia (CTPc). W algorytmie zjawisk cieplnych uwzględniono zalezność wielkości termofizycznych od temperatury oraz źródła przemian fazowych. W celu zweryfikowania modelu szacowania udziałów fazowych i kinetyki przemian w procesach nagrzewania i chłodzenia wykonano badania dylatometryczne na symulatorze cykli cieplnych, podczas których symulowano hartowanie elementów wykonanych ze stali C80U. Wyniki badań dylatometrycznych porównano z wynikami symulacji numerycznej. Przyjęto, że naprężenia generujące się podczas hartowania są wynikiem obciążenia termicznego, odkształceń strukturalnych, plastycznych i odkształceń transformacyjnych. Założono, że hartowany materiał jest sprężysto-plastyczny, a do wyznaczania odkształceń plastycznych zastosowano prawo nieizotermicznego plastycznego płynięcia ze wzmocnieniem izotropowym i warunkiem plastyczności Hubera-Misesa. Wielkości termofizyczne występujące w modelu zjawisk mechanicznych uzależniono zarówno od składu fazowego jak i od temperatury. Wyniki symulacji numerycznych potwierdzają poprawność opracowanych algorytmów.

11

Model and numerical analysis of hardening process phenomena for medium-carbon steel

Bokota A., Kulawik A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2007

|

Vol. 52, iss. 2

337-346

EN

This paper refers to numerical modeling of thermal phenomena, phase transformations in solid state and mechanical phenomena occurring during hardening process of steel element (C45). In the algorithm heat transfer equation, equilibrium equations and macroscopic model of phase transformations basis of CCT diagrams are used. Coupling between basic phenomena of hardening process is considered, in particular the influence of latent heat on the temperature, and also thermal, structural and plastic strains – the transformation induced plasticity in the model of mechanical phenomena is taken into account as well. Heat conductivity equation is used to estimate the temperature field in the process of heating and cooling. This equation is solved by finite element method in G a l e r k i n formulation. Field of stresses and strains are obtained from solutions of finite element method equations of equilibrium in increment form. The influence of the temperature on material properties is also taken into account. To calculate of plastic strains the H u b e r-M i s e s condition with isotropic enhancement is used. The method of calculating the phase transformation during heating applied by the authors uses data from the continuous heating diagram (CHT). Because start and finish of phase transformations strongly depends on the rate of heating or holding in specified temperature the dynamics curves Ac1 and Ac3 are used. The homogenization line of austenite determines the end of heating. The volume fraction of austenite during high rate of heating is determined by modified K o i s t i n e n-M a r b u r g e r equation. The volume fractions of phase that emerge during cooling is determined by Av r a m i equation. The influence of austenisation temperature on the kinetics of transformations is taken into account. To calculate the increase of martensite content Koistinen-Marburger formula is used. The numerical model was implemented in the Borland C++Builder 5.0 Environment. Using presented model, simulation of hardening for the cubic steel element is made. The element was heated by superficial source, and then cooled in water. The obtained results confirmed correctness of developed model and numerical algorithms.

PL

Praca dotyczy modelowania numerycznego zjawisk cieplnych, przemian fazowych w stanie stałym oraz zjawisk mechanicznych towarzyszących procesom hartowania elementów ze stali średniowęglowej (C45). W algorytmie wykorzystano równanie przewodzenia ciepła, równania równowagi oraz makroskopowy model przemian fazowych oparty na wykresach CTPc. Zostały uwzględnione sprzężenia pomiędzy podstawowymi zjawiskami procesu hartowania, a w szczególności: wpływ ciepła przemiany fazowej na temperature, a w modelu zjawisk mechanicznych uwzględniono oprócz odkształceń termicznych, strukturalnych i plastycznych – również odkształcenia transformacyjne. Do wyznaczania pól temperatury w procesie nagrzewania i chłodzenia wykorzystano równanie różniczkowe przewodzenia ciepła. Równanie to rozwiązano metodą elementów skończonych w sformułowaniu G a l e r k i n a. Pola naprężeń i odkształceń uzyskano z rozwiązania metodą elementów skończonych równań równowagi w formie przyrostowej. Stałe termofizyczne uzależniono od temperatury. Odkształcenia plastyczne wyznacza się stosując warunek H u b e r a-M i s e s a ze wzmocnieniem izotropowym. W modelu przemian fazowych nagrzewania wykorzystuje się dane z wykresu CTPa. Ponieważ początek i koniec przemiany silnie zależy od prędkości nagrzewania bądź wytrzymania w określonej temperaturze, zastosowano dynamiczne krzywe Ac1 i Ac3. Linia homogenizacji austenitu determinuje koniec nagrzewania. Do szacowania przyrostu fazy austenitycznej przy dużych szybkościach nagrzewania wykorzystano zmodyfikowany wzór K o i s t i n e n a-M a r b u r g e r a. Objętościowe udziały faz, mających miejsce podczas chłodzenia, szacuje się wzorem Av r a m i e g o. Przyrost udziału martenzytu wyznacza się natomiast zależnością K o i s t i n e n a-M a r b u r g e r a. Aplikacja będąca implementacją modelu numerycznego została wykonana w środowisku Borland C++Builder 5.0. Wykorzystując opracowany model wykonano symulację hartowania kostki stalowej. Element ten nagrzewano powierzchniowo, a następnie chłodzono woda. Uzyskane wyniki potwierdzają poprawność zbudowanego modelu i algorytmów numerycznych.

12

Numerical model of progressive hardening process with tempering for C45 steel

Kulawik A., Węgrzyn-Skrzypczak E.

Prace Naukowe Instytutu Matematyki i Informatyki Politechniki Częstochowskiej

|

2006

|

Vol. 5, nr 1

63-68

EN

The paper deals with numerical model of thermal phenomena and phase transformation in solid state with tempering. To modeling the process heat transfer equation and macroscopic model of phase change based on CCT and CHT diagrams are used. The numerical solution of heat conductivity equation is introduced to estimate the temperature field during the heating and cooling processes. To solve this equation finite element method (FEM) derived on the base of Bubnov-Galerkin formulation is applied.

13

Application of JM®-Test in 3D simulation of quenching

Smoljan B., Tomašić N., Iljkić D., Felde I., Reti T.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 17, nr 1-2

281--284

EN

Purpose: Simulation of hardness distribution in quenched steel specimen has been investigated using 3D numerical formulation. Structural mesh has been used in numerical simulation. Numerical calculations of hardness distribution in specimen made of high hardenability steel have been performed in order to define appropriate steel for manufacturing of machine part. Possibility of application of numerical model based on experimental results in steel quenching has been investigated. Design/methodology/approach: Numerical simulation of the steel quenching is consisted of computation of cooling curve during the quenching and prediction of hardness at specimen points after the quenching. Hardness at specimen points is estimated by the conversion of cooling time results to hardness. Conversion is provided by the relation between cooling time and distance from the quenched end of Jominy-specimen. In this way the numerical simulation has been combined with experimental Jominy-test. Findings: Structure transformation and hardness distribution can be successfully estimated based on time, relevant to structure transformation. Relevant time for quenching results for most structural steels is cooling time from 800 to 500 ̊C (t8/5). Research limitations/implications: Since high hardenability of investigated steel there are limits in application of original Jominy-specimen in simulation of quenching of steels. The modified Jominy-test enables cooling time, t8/5 higher than Jominy-test. Practical implications: The simulation of quenching based on modified Jominy-test can be applied for steels with higher hardenability. This method of simulation is especially suitable for tools and dies steels. 3D numerical simulation of quenching is more confident in practical implementation and provides more information than 2D formulation. Originality/value: Using the results of simple experimental test, i.e., modified Jominy-test in numerical modeling of steel quenching it is possible to achieve better results of hardness simulation.

14

Modelowanie procesu laserowego hartowania stali z uwzględnieniem zmian strukturalnych

Osiński J., Szot A.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2006

|

R. 48, nr 7-8

83-87

PL

W części doświadczalnej pracy, próbki stalowe poddano hartowaniu wiązką laserową i przeprowadzono badania metalograficzne. W oparciu o wyniki doświadczenia wykonano modelowanie tej obróbki za pomocą MES. W obliczeniach naprężeń zaproponowano i zastosowano metodę uwzględnienia zmiany struktury i właściwości mechanicznych materiału.

EN

In experimental part of presented work, steel specimens were treated with the laser beam and metallographic examinations were made. Results of this experiment were entered to FEM model of the laser surface hardening process. In stresses computations, described in this paper method of consideration of the material structural and mechanical properties changes was proposed and applied.

15

Analiza numeryczna hartowania elementów maszyn ze stali C80U

Domański T., Bokota A., Sowa L.

Archiwum Odlewnictwa

|

2006

|

R. 6, nr 22

152-157

PL

Przeprowadzono symulacje numeryczne hartowania elementów ze stali węglowej narzędziowej (C80U). Dotyczą one hartowania po pełnej austenityzacji. Do symulacji wykorzystano program komputerowy, uzyskany na bazie kompleksowego modelu hartowania grupy stali narzędziowych płytko hartujących się, uwzględniający zjawiska cieplne, przemiany fazowe i zjawiska mechaniczne. Dokonano numerycznej analizy tworzących się faz i stanu naprężenia podczas chłodzenia (hartowania) stali C80U.

EN

The numerical analysis of hardening elements made of carbon tool steel (C80U) was performed. It concerns the hardening processes after full austenitisations. The computer program developed on the basis of the comprehensive model of the hardening of the group of shallow-hardening tool steel, taking into account thermal phenomena, phase transformations and mechanical phenomena was used to the simulation. The numerical analysis of forming phases and the state stress during the cooling (hardening) steel C80U was performed.

16

Pękanie zimne elementów napawanych

Pocica A., Nowak A.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2005

|

z. 86

37-41

17

System komputerowy analizy kinetyki przemian fazowych i naprężeń hartowniczych w elementach maszyn

Zielnica J.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 23

513-518

PL

W pracy przedstawiono opis systemu komputerowego i przykładowe obliczenia numeryczne dla zagadnień kinetyki przemian fazowych oraz chwilowych i szczątkowych naprężeń powstających w procesach hartowania. Opracowanie dotyczy tych gatunków stali, które posiadają krzywe CTP w kształcie litery C. W analizie uwzględniono wpływ zawartości węgla w hartowanym elemencie, zmianę współczynnika przewodności cieplnej, ciepła właściwego i współczynnika cieplnej dyfuzji na względną zmianę objętości poszczególnych struktur i faz. Związki teoretyczne oparto na modelach kinetyki przemian fazowych Avramiego i Hildenwalla oraz uwzględniono uplastycznienie materiału z wykorzystaniem teorii przyrostowej plastycznego płynięcia.

EN

The paper presents the description of a computer system and numerical results for the problem of phase transformation kinetics and residual and instantaneous stresses developed in stress hardening processes. The analysis relates to those steel grades that have the C shaped TTT curves. The analysis takes into consideration the influence of carbon content, thermal conductivity coefficient, heat density, and the coefficient of thermal diffusion on volume dilatation of the particular structure constituents and transformation phases, The theoretical model uses the model of phase transformation kinetics of Avrami and llildenwall, and the plastic ilow theory is accepted to analyse the elastic-plastic state of stress.

18

Analiza eksperymentalno - numeryczna procesu laserowego hartowania stali

Bień A., Szot A.

Inżynieria Powierzchni

|

2004

|

Nr 1

28-34

PL

W pracy przeanalizowano możliwość połączenia metod analitycznych i nmerycznych z metodami eksperymentalnymi, dla analitycznego opisu grubości warstwy przetopionej, w procesie laserowego hartowania stali. Rozważono wpływ na głębokość przetopienia materiału dwóch zmiennych niezależnych - mocy wiązki laserowej i prędkości jej przesuwu. Pozostałe parametry obróbki, t. średnica wiązki, jej mod poprzeczny (zastosowano mod TEM10), tryb działania lasera (działanie ciągłe) i sposób przygotowania powierzchni nie ulegaly zmianie. Proponowana metoda pozwala na ograniczenie liczby doświadczeń do niezbędnego minimum, umożliwiającego wprowadzenie korekty wyników obliczeń. Konieczność tej korekty powodowana jest faktem niemożliwości dokładnego określenia wprowadzanego do obliczeń współczynnika absorpcji powierzchni, mającego duży wpływ na wartości temperatur uzyskiwanych w warstwie wierzchniej materiału. Otrzymano dobrą zgodność obliczeń z wynikami doświadczeń, co potwierdza przydatnść metody elementów skończonych (MES) do modelowania procesów laserowej obróbki powierzchni.

EN

The possibility of combining the analytical and numerical methods with an experimental estimation of melted zone depth created during laser hardening process of steel was analysed. An influence of two independent parameters, i.e. power and tracking speed of laser beam, onto melted layer depth was considered. The other parameters such as beam diameter and its mode (TEM10), working regime of laser (continuous weave) and specimen surface preparation were always the same. The proposed method makes possible to reduce the number of experiments to a necessary minimum enabling to correct the computation results. The necessity of this correction arises from impossibility of precise definition of surface absorption coefficient which ought to be introduced into computation and which has a great effect on the calculated value of surface layer temperature. A good compactibility with the experimental results was achieved, that confirms the usefulness of FEM application for modelling of laser processes of surface treatment.

19

Przemiany fazowe i naprężenia podczas hartowania stali węglowych narzędziowych

Bokota A., Domański T.

Archiwum Odlewnictwa

|

2004

|

R. 4, nr 14

64-69

PL

Opracowano model przemian fazowych w stanie stałym i zjawisk mechanicznych towarzyszących hartowaniu stali narzędziowych płytko hartujących się. Dokonano numerycznej analizy tworzących się faz i stanu naprężenia od obciążeń termicznych oraz przemian fazowych w procesach chłodzenia dwóch stali: N8E i N10E. Modele przemian fazowych oparto na wykresach chłodzenia izotermicznego. Przedstawiono wyniki symulacji procesu hartowania elementu stalowego wyznaczając udziały fazowe, ich kinetykę oraz naprężenia własne.

EN

This work concerns numerical modelling of phase transformations in solid state as well as mechanical phenomena associated with quenching of shallow-hardening tool steel. The numerical analysis of forming phases and state of stress during thermal loading as well as was phase transformations during hardening of two steels: N8E and N10E was performed. The models of phase transformations were based on diagrams of isothermal cooling. The results of simulation of steel elements hardening were presented. The phase ftactions, their kinetics as well as transient and internal stresses were determined.

20

Naprężenia w hartowanym elemencie stalowym chłodzonym z różną intensywnością. Symulacje numeryczne

Bokota A., Domański T., Sowa L.

Archiwum Odlewnictwa

|

2003

|

R. 3, nr 9

57--62

PL

W pracy dokonano numerycznej analizy stanu naprężenia od obciążeń termicznych oraz przemian fazowych towarzyszących hartowaniu stali. Współczynnik przejmowania ciepła uzależniono od temperatury. Uwzględniono w nim zakresy temperatury parowania, wrzenia pęcherzykowego oraz konwekcji. Model przemian fazowych dla stali węglowych oparto na wykresach nagrzewana i chłodzenia izotermicznego. Porównano wyniki symulacji procesu hartowania elementu stalowego chłodzonego z różną intensywnością.

EN

Numerical analysis of the stress state resulting from thermal loads and phase change during steel hardening was carried out. Coefficient of the heat transfer is assumed to be a function of temperature. One takes into account the ranges of temperature of evaporation, nucleate boiling and convection. The model of phase transformations for carbon steels is based on the isothermic heating and cooling diagrams. Results of simulations of the steel element hardening which is cooled with different intensity have been presented.