PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 23

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  hot forming
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
1
Content available remote Bi-axial stress state hot bulging behavior and plane-stress visco-plastic material modelling of TA32 sheets
Peng Heli, Luo Zhiqiang, Qu Shuguang, Shi Wenzhan, Fu Kunning, Xiao Wenchao, Zheng Kailun
Archives of Civil and Mechanical Engineering
|
2023
|
Vol. 23, no. 3
art. no e167, 2023
EN
Bi-axial state is the dominant stress state experienced by the sheet metal during various forming processes, which requires a thorough understanding and modelling for process designs. In this paper, effects of equal bi-axial stress-state on the hot deformation behavior of titanium alloys are thoroughly investigated using hot bulging tests, and is further compared to the uniaxial stress state. Firstly, a specific hot bulging test device enabling a uniform temperature field and constant control of strain rate was established, using which, systematic hot bulging tests at various temperatures (750–850 °C) and strain rates (0.001–0.1 s−1) of the near-alpha phase TA32 sheets were conducted to determine the hot equal bi-axial bulging behavior. Based on the testing data of force and geometry variations of bulged domes, the equivalent stress–strain curves were calculated. Secondly, a plane-stress visco-plastic plane-stress model of near-alpha TA32 sheets was developed for the first time, enabling both the uniaxial and biaxial flow behavior and forming limits to be precisely predicted. The prediction accuracies for uniaxial and biaxial cases are 93.5% and 89%, respectively. In the end, the uniform deformation resulting from the strain and strain rate hardening was determined, which contributes to the understanding of the stress-state effect on hardening preliminarily. The plane stress visco-plastic model provides an efficient and reliable material model for finite element (FE) simulations of hot forming titanium alloy sheets.
2
Content available remote Effects of manufacturing methods and production routes on residual stresses of rectangular and square hollow steel sections: a review
Abathun Mehari Zelalem, Han Jingtao, Yu Wang
Archives of Civil and Mechanical Engineering
|
2021
|
Vol. 21, no. 3
246--264
EN
Rectangular and square hollow steel sections can be manufactured using either a “direct forming” or an “indirect forming” method. The production route for both “direct forming” and “indirect forming” techniques can be conducted at room temperature (cold forming) or elevated temperature (hot forming). It might also start by forming at room temperature and subsequently followed by heat treatment (hot-finishing). The manufacturing method and production route choice cause the final products that are roll-formed from the same material to possess different mechanical properties. One of the main reasons for the disparity of mechanical properties is the variation of residual stress induced during forming processes. In this paper, available numerical and experimental studies of different rectangular and square steel hollow sections manufacturing methods and production routes on residual stresses are comprehensively reviewed. Furthermore, studies on the effects of roll-forming parameters on product quality and residual stresses are integrated. Moreover, future research activities aiming to manufacture residual stresses-free rectangular and square hollow sections are recommended.
3
Content available Analysis of the Forming Process of Energy-Absorbing Elements made from 7000 Series High-Strength Aluminum Alloy
Jaśkiewicz K., Skwarski M., Polak S., Gronostajski Z., Krawczyk J., Kaczyński P., Chorzępa W.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2020
|
Vol. 65, iss. 2
697--705
EN
The paper covers the research on the process of solutionizing of 7075 aluminum alloy in cold tools during the stamping of a high-strength structural element (B-pillar’s base). For technological reasons, in order to obtain high strength parameters of the 7075 alloy, it is necessary to carry out a solutionization process, which allows to obtain dispersion strengthening during ageing process. Properly performed heat treatment of the alloy increases the strength of the material to approx. 600 MPa. The combination of the process of solutionization with simultaneous shaping is aimed at improving and simplifying technological operations of aluminum alloy stamping, shortening the duration of the manufacturing process and reducing production costs. The manufactured lower part of the B-pillar will be used for the verification of the validity of the developed method. During the experiment, a series of stamping tests were carried out, in which the lubricants, pressure and position of the upper and lower blankholders were the variables. The obtained results allow to estimate the influence of the cooling conditions on the strength of the drawpieces obtained after the process of artificial ageing. In order to verify and analyse the results more quickly, a numerical simulation was carried out.
4
Content available remote Efekt sprężynowania belki zderzaka samochodu osobowego dla metody formowania na zimno i na gorąco
Bałon Paweł, Świątoniowski Andrzej, Rejman Edward, Kiełbasa Bartłomiej, Smusz Robert, Szostak Janusz, Kowalski Łukasz
Mechanik
|
2019
|
R. 92, nr 7
426--429
PL
Aby sprostać rosnącym wymaganiom dotyczącym przemysłu samochodowego, wprowadzanym przez dyrektywy i wytyczne Unii Europejskiej w zakresie zwiększania bezpieczeństwa i obniżania limitów emisji dwutlenku węgla, firmy z branży motoryzacyjnej wdrażają nowe materiały i technologie produkcji. Prym wiodą dwa trendy w wytwarzaniu elementów karoserii: tłoczenie na zimno stali o wytrzymałości na rozciąganie Rm do 1600 MPa oraz tłoczenie na gorąco stali o wytrzymałości Rm do 1800÷2000 MPa. Najwięksi europejscy producenci części samochodowych stanęli przez wyzwaniem związanym z projektowaniem i wytwarzaniem narzędzi do tłoczenia na gorąco. Jest to jedna z najnowocześniejszych technologii tłoczenia wdrażana od kilku lat w innowacyjnych zakładach w Europie i USA. Projektowanie, badania i testy tego typu narzędzi są realizowane przez firmy o zaawansowanych możliwościach produkcyjnych. Zastosowanie tego typu technologii zwiększa poziom innowacyjności produktów ze względu na know-how, jakim dysponują firmy dla tak skomplikowanych narzędzi, pomimo że koszty narzędzi znacznie przekraczają koszty standardowych tłoczników. Konkurencja na rynku europejskim w produkcji części w procesie hot forming nie jest jeszcze duża.
EN
In order to meet the increasing requirements introduced by European Union directives and guidelines for the automotive industry, in the area of increasing safety while constantly reducing carbon dioxide emission limits, companies in the automotive industry implement new materials and new technologies for production. Currently, two trends are propagated in the way of manufacturing car body elements: the cold forming process of steel with a tensile strength Rm up to 1600 MPa and the hot forming process of steel with a strength Rm of up to 1800÷2000 MPa. The largest European manufacturers of car parts must meet the design and manufacture of hot forming tools. It is one of the most modern pressing technologies implemented for several years in innovative plants located both in Europe and the USA. Designing and testing of this type of tools are carried out by companies with advanced technological production capabilities. The use of this type of technology increases the level of product innovation, due to the know-how of companies for such complex tools, despite the fact that the costs of tools significantly exceed the costs of standard dies. The competition on the European market in the production of parts in hot forming process is not so large at the moment.
5
Content available remote Analiza MES procesu tłoczenia na gorąco słupka B z nakładką
Wróbel Ireneusz
Mechanik
|
2019
|
R. 92, nr 7
430--432
PL
W artykule przedstawiono analizę procesu tłoczenia na gorąco słupka B z nakładką. Do tego celu opracowano specjalny model dyskretny formatki i nakładki, uwzględniający połączenie zgrzewane oraz dwa typy elementów kontaktowych. Wykonano symulację procesu tłoczenia na gorąco i opracowano wyniki symulacji. Sformułowano wnioski.
EN
The article presents the analysis of the hot stamping process of the B-pillar with patch. Special model of discrete blank and patch has been developed, taking into account the welded connection and two types of contact elements. The simulation of the hot stamping process was carried out and the simulation results were developed. The conclusions were formulated.
6
Analiza procesu tłoczenia złożonych kształtów z wysokowytrzymałego stopu aluminium serii 7000
Skwarski Mateusz, Jaśkiewicz Karol, Gronostajski Zbigniew, Polak Sławomir, Kaczyński Paweł, Krawczyk Jakub, Chorzępa Władysław
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2019
|
Vol. 86, nr 10
324--327
PL
W artykule opisano badania wokół procesu przesycania stopu aluminium serii 7075 w zimnych narzędziach podczas tłoczenia wysokowytrzymałego elementu konstrukcyjnego (stopa słupka B). Ze względów technologicznych do otrzymania wysokich parametrów wytrzymałościowych stopu 7075 wymagane jest wykonanie procesu przesycania, który umożliwia uzyskanie umocnienia dyspersyjnego podczas sztucznego starzenia. Prawidłowo przeprowadzona obróbka cieplna stopu powoduje wzrost wytrzymałości materiału do wartości ok 600 MPa. Połączenie procesu przesycania z jednoczesnym kształtowaniem, ma na celu usprawnienie i uproszczenie operacji technologicznych tłoczenia stopu aluminium, skrócenie czasu trwania procesu wytwarzania i obniżenie kosztów produkcji. Wytworzenie dolnej części słupka B o wysokich własnościach wytrzymałościowych ze stopu aluminium posłuży jako weryfikacja zasadności opracowanej metody. Podczas eksperymentu wykonano serie prób tłoczenia, w których zmiennymi były ciśnienie i położenie górnego i dolnego dociskacza. Uzyskane wyniki pozwolą oszacować wpływ warunków chłodzenia narzędzi na wytrzymałość wytłoczek po procesie sztucznego starzenia.
EN
The article describes research on the process of solutioning of aluminum alloy series 7075 in cold tools during the pressing of a high-strength structural element (the foot of the B-pillar). Due to technological reasons, to achieve high strength parameters of the 7075 alloy, it is necessary to perform a solutioning process, which will then enable to obtain dispersion strengthening during artificial aging. Properly carried out heat treatment of the alloy will increase the strength of the material to the values circa 600 MPa. The combination of the solutioning process and the simultaneous forming is aimed at streamlining and simplifying the technological operations of pressing the aluminum alloy, shortening the production time and reducing production costs. The manufacturing of the foot of the B-pillar with high strength properties of an aluminum alloy will serve as a verification of the validity of the developed method.During the experiment, a series of forming were performed in which the pressure and position of the upper and lower blankholder were variable. The obtained results will allow to estimate the effect of cooling conditions on the strength of drawpiece after the artificial aging process.
7
Content available remote Wykorzystanie systemów CAx w projektowaniu konstrukcji i procesu technologicznego innowacyjnych wytłoczek karoseryjnych
Wróbel I.
Mechanik
|
2018
|
R. 91, nr 1
39--41
PL
Przedstawiono sposób projektowania konstrukcji i procesu technologicznego belki wzmacniającej drzwi samochodu osobowego. Przeprowadzono analizę MES wytrzymałości belki oraz procesu jej tłoczenia na gorąco. Omówiono wyniki symulacji. Sformułowano wnioski i zalecenia.
EN
Presented is the process of designing the construction and technological process of the passenger car door beam. The FEM beam strength analysis and FEM analysis of the hot stamping process of this beam were presented. The simulations were discussed. Conclusions and recommendations were made.
8
Content available remote Numeryczna kompensacja skrętnych deformacji hartowniczych wytłoczki wyprodukowanej metodą tłoczenia na gorąco
Wróbel I., Graboś A.
Mechanik
|
2018
|
R. 91, nr 10
904--906
PL
W artykule przedstawiono analizę deformacji hartowniczych typowej belki drzwiowej samochodu osobowego. Opracowano model obliczeniowy procesu tłoczenia na gorąco, który posłużył do symulacji i kompensacji deformacji hartowniczych analizowanej belki.
EN
The article presents an analysis of hardening deformations for a typical door beam of a passenger car. A calculation model for the hot stamping process of the analyzed beam was developed. Such a model was used to simulate which resulted in hardening deformation and to compensate for these deformations.
9
Analiza tłoczenia stopu aluminium 7075 w podwyższonych temperaturach
Skwarski M., Gronostajski Z., Jaśkiewicz K., Kaczyński P., Zwierzchowski M., Polak S., Krawczyk J.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2018
|
Vol. 85, nr 9
301--306
PL
Celem artykułu jest zaprezentowanie wyników badań eksperymentalnych przeprowadzonych nad stopem aluminium serii 7075 w postaci blachy. Uzyskane wyniki i spostrzeżenie posłużą jako informacje wejściowe do procesu projektowania technologii tłoczenia na gorąco elementów konstrukcji lekkich samochodu. Stop aluminium 7075 posiada w stanie umocnionym bardzo wysoką wytrzymałość właściwą, uzyskaną po odpowiedniej obróbce cieplnej. Autorzy artykułu postawili sobie za zadanie wyznaczenie optymalnych parametrów obróbki cieplnej, które w połączeniu z obróbką plastyczną pozwolą przeprowadzić analizę procesu tłoczenia wysokowytrzymałego stopu 7075 w warunkach przemysłowych. Wyniki przeprowadzonego eksperymentu otwierają nowe możliwości w zakresie kształtowania wysokowytrzymałego stopu aluminium 7075.
EN
The aim of the article is to present the results of experimental research carried out on the aluminum alloy series 7075 in the form of sheet metal. Obtained results and observation will serve as input information for the process of designing technology for hot stamping of light car construction elements. The aluminum alloy 7075 has, in reinforced condition, very high specific strength, obtained after a suitable heat treatment. The authors of the article set themselves the task of determining the optimal parameters of heat treatment, which in combination with the plastic processing will allow to analyze the pressing process of a high-strength alloy 7075 in industrial conditions. The results of the conducted experiment open new possibilities in the field of shaping the high-strength aluminum alloy 7075.
10
Content available remote Symulacje procesów tłoczenia na gorąco wytłoczek o zmiennej grubości
Wróbel I., Firganek D.
Mechanik
|
2017
|
R. 90, nr 11
991--993
PL
Przedstawiono metodykę analizy procesu wytwarzania – metodą tłoczenia na gorąco – wytłoczek o zmiennej grubości. Wykorzystano symulacje metodą elementów skończonych, przeprowadzone za pomocą specjalistycznego oprogramowania dla typowego elementu karoserii – podłużnicy. Zaprezentowano i omówiono wyniki symulacji. Sformułowano wnioski i zalecenia.
EN
Methodology of production process analysis – by means of hot forming – using workpieces of variable thickness, was presented. Finite element simulations were performed using specialized software for the typical car body element – the longitudinal longeron. The simulation results were presented and discussed as well as conclusions and recommendations were formulated.
11
Content available remote Symulacja MES procesów tłoczenia na gorąco
Wróbel I.
Mechanik
|
2017
|
R. 90, nr 7
606--608
PL
Przedstawiono metodykę analizy technologiczności wytłoczek produkowanych metodą tłoczenia na gorąco ze stali 22MnB5 z wykorzystaniem symulacji metodą elementów skończonych. Symulację wykonano dla typowego elementu karoserii samochodu – słupka B. Zdefiniowano parametry symulacji mające znaczący wpływ na wyniki. Przedstawiono i skomentowano wyniki symulacji. Sformułowano wnioski i zalecenia.
EN
Presented is the methodology for the analysis of manufacturability stampings manufactured using hot stamping steel 22MnB5 using finite element simulation. The simulation was performed for the B-pillar – a typical part of the car body. Defined simulation parameters having a significant impact on the results. Simulation results were showed and commented. Conclusions and recommendations were formulated.
12
Badania warunków tarcia w zakresie obróbki plastycznej na gorąco z wykorzystaniem smarów na bazie szkła
Bulzak T., Tomczak J., Pater Z.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2017
|
Vol. 84, nr 8
298--300
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań, w których określono warunki tarcia podczas kształtowania stali C45 w temperaturze 1150°C. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem smarów na bazie szkła: szkło wodne, mieszanina szkła wodnego i grafitu oraz proszek szklany. Celem badań było wyznaczenie czynnika tarcia m. Wartości czynników tarcia wyznaczono na podstawie porównania wymiarów próbek spęczanych doświadczalnie z wynikami symulacji numerycznych. Szukaną wartość czynnika tarcia określano na podstawie minimalizacji funkcji celu.
EN
The paper presents the results of investigations in which friction conditions were determined during forming of C45 steel at 1150 °C. The research was conducted using glass-based lubricants: water glass, a mixture of water glass and graphite, and glass powder. The aim of this research was determining values of friction factors m. The values of friction factors were determined on the basis of the comparison of the dimensions of the experimental samples with the results of numerical simulations. The target value of friction factor was determined on the basis of minimizing the objective function.
13
Content available remote Finite Element Modelling of Titanium Aluminides
Sizova I., Sviridov A., Günther M., Bambach M.
Computer Methods in Materials Science
|
2017
|
Vol. 17, No. 1
51--58
EN
Hot forging is an important process for shaping and property control of lightweight titanium aluminide parts. Dynamic recrystallization and phase transformations play an essential role for the resulting grain size and accordingly the mechanical properties. Due to the fact that titanium aluminides require forging under isothermal conditions, reliable process modeling is needed to predict the microstructure evolution, to optimize the process time and to avoid excessive die loads. In the present study an isothermal forging process of a compressor blade made of TNB-V4 (Ti–44.5Al–6.25Nb–0.8Mo–0.1B, at. %) is modeled using the Finite Element (FE) – Software Q-Form. A microstructure model describing the microstructure evolution during forging is presented. To calibrate the model, the high-temperature deformation behavior was investigated using isothermal compression tests. The tests were carried out at temperatures from 1150°C to 1300°C, applying strain rates ranging from 0.001s-1 to 0.5s-1, up to a true strain of 0.9. The experimentally determined flow stress data were described with model equations determined form the course of the strain hardening rate in Kocks-Mecking plots. An isothermal forging process of a compressor blade was carried out and used to validate the results from the FE simulations.
PL
Plastyczna przeróbka na gorąco jest ważnym procesem po-zwalającym nadawać kształt i kontrolować własności wyrobów z glinków tytanu. Dynamiczna rekrystalizacja i przemiany fazowe odgrywają kluczową rolę w kształtowaniu końcowej wielkości ziarna i, w konsekwencji, własności mechanicznych wyrobu. Ponieważ glinki tytanu wymagają kucia w warunkach izotermicznych, potrzebny jest dokładny model rozwoju mikrostruktury aby umożliwić optymalizację czasu trwania procesu i aby uniknąć przeciążenia matryc. W niniejszej pracy proces kucia łopatki kompresora został zamodelowany metodą elementów skończonych (MES) z wykorzystaniem programu Q-Form. Badanym materiałem był stop TNB-V4 (Ti—44.5Al-6.25Nb-0.8Mo-0.IB, at. %). W pracy przedstawiono zastosowany model rozwoju mikrostruktury. Model został skalibrowany na podstawie wyników prób ściskania na gorąco w warunkach izotermicznych. Badania przeprowadzono w temperaturach w zakresie 1150°C - 1300°C i dla prędkości odkształcenia w zakresie 0.001 s"1 d 0.5 s' . Całkowite odkształcenie w tych próbach wynosiło 0.9. Wyznaczone doświadczalnie naprężenie uplastyczniające zostało opisane za pomocą prędkości umocnienia zgodnie z krzywymi Kocksa-Meckinga. Fizyczny proces kucia łopatki kompresora został wykorzystany do walidacji modelu MES.
14
Content available remote Modelling of static recrystallization kinetics by coupling crystal plasticity FEM and multiphase field calculations
Güvenci O., Henke T., Laschet G., Böttger B., Apel M., Bambach M., Hirt G.
Computer Methods in Materials Science
|
2013
|
Vol. 13, No. 2
368--374
EN
In multi-step hot forming processes, static recrystallization (SRX), which occurs in interpass times, influences the microstructure evolution, the flow stress and the final product properties. Static recrystallization is often simply modeled based on Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) equations which are linked to the visco-plastic flow behavior of the material. Such semi-empirical models are not able to predict the SRX grain microstructure. In this paper, an approach for the simulation of static recrystallization of austenitic grains is presented which is based on the coupling of a crystal plasticity method with a multiphase field approach. The microstructure is modeled by a representative volume element (RVE) of a homogeneous austenitic grain structure with periodic boundary conditions. The grain microstructure is generated via a Voronoi tessellation. The deformation of the RVE, considering the evolution of grain orientations and dislocation density, is calculated using a crystal plasticity finite element (CP-FEM) formulation, whose material parameters have been calibrated using experimental flow curves of the considered 25MoCrS4 steel. The deformed grain structure (dislocation density, orientation) is transferred to the FDM grid used in the multiphase field approach by a dedicated interpolation scheme. In the phase field calculation, driving forces for static recrystallization are calculated based on the mean energy per grain and the curvature of the grain boundaries. A simplified nucleation model at the grain level is used to initiate the recrystallization process. Under these assumptions, it is possible to approximate the SRX kinetics obtained from the stress relaxation test, but the grain morphology predicted by the 2d model still differs from experimental findings.
PL
W wielostopniowych procesach obróbki plastycznej, rekrystalizacja statyczna (ang. static recrystallization - SRX) występująca w czasach przerw między odkształceniami, wpływa na rozwój mikrostruktury, naprężenie uplastyczniające oraz właściwości gotowego produktu. Statyczna rekrystalizacja jest często modelowana korzystając z równania Johnson-Mehl- Avrami-Kolmogorov (JMAK), które jest powiązane z lepkoplastycznym płynięciem materiału. Taki pół-empiryczny model nie jest w stanie przewidzieć mikrostruktury ziaren dla SRX. W niniejszym artykule przedstawiono podejście do symulacji statycznej rekrystalizacji austenitu wykorzystujące połączenie plastyczności kryształów z metodą pola wielofazowego. Mikrostruktura jest modelowana za pomocą reprezentatywnych elementów objętości (ang: Representative Volume Element - RVE) jednorodnej struktury ziaren austenitu z okresowymi warunkami brzegowymi. Mikrostruktura jest generowana za pomocą wieloboków Voronoi. Obliczenia odkształcenia RVE są prowadzone połączonymi metodami plastyczności kryształów i MES, z uwzględnieniem rozwoju orientacji ziaren oraz gęstości dyslokacji. Parametry modelu materiału wyznaczono na podstawie doświadczalnych krzywych płynięcia dla stali 25MoCrS4. Odkształcona struktura ziaren (gęstość dyslokacji, orientacja) jest przekazywana do siatki różnic skończonych w modelu pola wielofazowego stosując metodę interpolacji. W obliczeniach pola faz, siły pędne dla statycznej rekrystalizacji są obliczane na podstawie średniej energii w ziarnie i krzywizny granic ziaren. W celu zainicjowania rekrystalizacji stosowany jest uproszczony model zarodkowania na poziomie ziarna. Przy tych założeniach możliwe było oszacowanie kinetyki SRX na podstawie badań relaksacji naprężeń. Z drugiej strony przewidywana w modelu 2D morfologia ziaren wciąż odbiega od wyników doświadczalnych.
15
Wybrane własności fizyczne spieku aluminium w wysokich temperaturach
Pokorska I.
Rudy i Metale Nieżelazne
|
2008
|
R. 53, nr 3
177-180
PL
Celem pracy jest analiza doświadczalna uplastycznienia spieku czystego aluminium w podwyższonych temperaturach. Badanie polegało na badaniu naprężeń podczas odkształcenia plastycznego spieków o różnej porowatości początkowej. Przedstawiono zależność naprężenia uplastyczniającego materiału spiekanego od naprężenia uplastyczniającego dla materiału bazowego.
EN
The purpose of the paper is to analyze the yielding of pure aluminum P/M specimen at high temperatures. The identification is based on strain and stress measurements during plastic deformation of P/M specimen for various initial porosities. The relation between apparent yield stress of P/M material and the base material is presented.
16
Content available remote Struktura i wybrane własności kompozytu z gradientem składu chemicznego otrzymanego z proszku aluminium i stopu Al-Si-Fe-Cu-Mg
Szczepanik S., Krawiarz J.
Kompozyty
|
2008
|
R. 8, nr 4
369-374
PL
Zakres możliwości materiałowych elementów konstrukcyjnych i narzędzi znacznie poszerzają materiały gradientowe, które umożliwiają wytwarzanie wyrobów o mniejszej masie i ukierunkowanych własnościach. W grupie tych tworzyw postrzegane są materiały kompozytowe na osnowie aluminium i jego stopów. W pracy przedstawiono wyniki badań wytwarzania kompozytów z proszku aluminium i stopu Al17Si5Fe3Cu1,1Mg0,6Zr, obrabianego cieplnie przez przesycanie i starzenie. Wypraski z proszków materiałów wyjściowych i ich mieszanek z gradacją 20% proszku stopowego od 0 do 100% mas. i proszku aluminium odkształcano w matrycach zamkniętych, w warunkach izotermicznych. Dla otrzymanych materiałów opracowano struktury i własności mechaniczne po odkształcaniu. Wytworzono również kompozyt z gradientem składu chemicznego. Wyroby otrzymane zarówno z samego proszku aluminium RAl-1, jak i stopu Al17 oraz ich mieszanek są praktycznie pozbawione porowatości. Wraz ze wzrostem zawartości proszku stopu Al17 w tworzywach rośnie wytrzymałość na ściskanie oraz następuje umocnienie, w wyniku zmniejsza się plastyczność otrzymanych materiałów. Udział powierzchni przełomu kruchego zwiększa się z rosnącą zawartością stopu Al17 w materiałach. W wytworzonym kompozycie z gradientem składu chemicznego uzyskano kierunkową wytrzymałość na ściskanie. Jest ona znacznie większa podczas obciążenia próbki siłą przyłożoną prostopadle do gradientu składu chemicznego niż równolegle.
EN
Gradient materials are a unique type of composite, formed from two distinct constituents, which exhibits a graded composition, appearing to transform from one material to another, thus producing gradual changes in characteristics and resultant new exploitable functional properties. Accordingly they extend the range of solutions for constructional components. Research to extend the development of these materials are directed mainly towards obtaining experimental data necessary for working out their optimum chemical composition, microstructure and properties, and also developing methods of manufacture and processes of forming semi and finished products. Aluminium and aluminium alloys form an important group of gradient materials with potential for manufacture of low density construction parts. Aim of this research was, using Powder Metallurgy and subsequent plastic work and heat treatment, the production of composite with gradient chemical composition from the aluminium and its alloy Al-Si-Fe-Cu-Mg. Gradient composite preforms were manufactured by cold pressing aluminium, RAl-1, and aluminium alloy Al17Si5Fe3Cu1.1Mg0.6Zr, designated Al17, powders. Concentration changed from 0 to 100% alloy at 20% intervals. The performs were closed - die forged at a temperature of 490° C and their structures and mechanical properties after forging and additional heat treatment studied. Materials from RAl-1, aluminium alloy Al17 and some mixtures were without porosity. The influence of chemical composition gradient on material flow and tensile, bend and compression properties was examined. Increase in Al17 content increases the compressive strength, but decreases plasticity: on fractographs the increase in brittle regions is visible. Chemical composition of the specimens influenced stress-strain dependence during compression test. In gradient materials there was a pronounced anisotropy in compressive strength with values perpendicular to the concentration gradient being approximately double compared to parallel to the gradient. Optimum strengths were for Al-80% Al17 material: tensile - 219 MPa and compressive - 620 MPa, respectively. The value of compressive strength for the gradient material, measured perpendicular to the concentration gradient and plasticity are comparable with the Al-60%Al17 material.
17
Content available remote Computer aided design of manufacturing technology for copper-chromium alloys
Nowak S., Węglarczyk S., Kuziak R., Drozdowski K., Pietrzyk M.
Computer Methods in Materials Science
|
2008
|
Vol. 8, No. 4
186-195
EN
Forged products made of copper-chromium alloys are considered in the paper. Analysis of possibilities of manufacturing of these products is the main objective of the work. Two technological variants are considered. The first is com-posed of casting, hot extrusion, cooling, heating to the temperature between 800-900°C, hot forging, cooling, saturation annealing and ageing. It is proved in earlier publications that this technology allows to obtain required properties of products, but it is expensive. Therefore, in the present paper the proposition of substituting the final heat treatment by additional cold forging is considered. Simulations of the manufacturing process for four different products were performed using finite element software FORGE 3. Results of numerical simulations, including the distribution of hardness in the volume of the forgings, are presented in the paper. Implementation of additional cold forging allowed to obtain the required hardness, comparable to that obtained after heat treatment, for some of the forgings.
PL
Celem pracy była analiza możliwości kucia produkcji odkuwek o różnych kształtach z miedzi chromowej z zastosowa-niem nowej technologii kucia. Rozważono dwa warianty technologiczne. Pierwszy składa się z odlewania, chłodzenia, nagrzewania do temperatury z przedziału 800-900°C, kucia na gorąco, chłodzenia, przesycania i starzenia. We wcześniejszych pracach wykazano, że ten wariant pozwala uzyskać wymagane własności wyrobu, ale jest kosztowny. W niniejszej pracy zaproponowano alternatywny proces polegający na zastąpieniu obróbki cieplnej dodatkowym dokuwaniem na zimno. Obliczenia numeryczne dla czterech odkuwek zostały przeprowadzone programem Forge3 opartym na metodzie elementów skończonych. W artykule przedstawiono wyniki symulacji obejmujące także rozkłady twardości w objętości odkuwek. Wprowadzenie dodatkowego odkształcenia na zimno pozwoliło dla niektórych odkuwek uzyskać wymaganą twardość porównywalną z otrzymaną po kuciu na gorąco z dodatkową obróbką cieplną.
18
Content available remote Application of the microstructure developement model to the multiscale FEM simulation of metal forming processes
Żmudzki A., Nowak J.
Computer Methods in Materials Science
|
2007
|
Vol. 7, No. 1
83-87
EN
Models of recrystallization and grain growth mechanisms in hot forming processes are rarely implemented in commercial finite elements codes. However, most of the software used for metal forming processes simulations gives ability to implement additional modules for specific phenomena calculation. In this paper, an algorithm for recrystallization in hot forming processes and its application in commercial finite element code FORGE2 are presented. Most of commonly used models calculate the microstructure evolution after the deformation. During deformation only the reduction of flow stress described by analytical equaitions is included. In this study the model describing phenomena of dynamic recrystallization during metal forming processes and its direct influence on the flow stress, and grain growth evolution after the static recrystallization, are taken into consideration. The analysis is based on computation of recrystallized fraction and the kinetics of austenite grain growth in micro scale (locally in each integration point of finite elements for specific temperature, strain and strain rate values), and the relation to flow of the material in the macro scale. The influence of holding time on grain size distributions at the end of the process is also shown. Results of FEM calculations combined with microstructural model of hot compression and rolling process has been presented and compared with numerical and experimental results for C-Mn steels, showing good agreement between experiment and numerical prediction.
PL
Modele mechanizmów rekrystalizacji i rozrostu ziarna podczas odkształcenia metali na gorąco są dość rzadko implementowane w oprogramowaniu opartym o Metodę Elementów Skończonych (MES). Jednakże większość z komercyjnego oprogramowania oferuje możliwość dołączania dodatkowych modułów obliczeniowych do modelowania specyficznych zjawisk zachodzących w odkształcanym materiale. W artykule przedstawiono algorytm modelowania zjawiska rekrystalizacji w materiale odkształcanym na gorąco, oraz jego implementację w komercyjnym programie FORGE2 opartym o MES. W większości z powszechnie używanych modeli ewolucja mikrostruktury obliczana jest na podstawie końcowego stanu materiału, po odkształceniu. Natomiast wpływ odbudowy mikrostruktury podczas odkształcenia reprezentowany jest poprzez równania naprężenia uplastyczniającego zawierające człon opisujący mięknięcie materiału. W niniejszym opracowaniu pod uwagę wzięto model opisujący zjawisko rekrystalizacji dynamicznej podczas odkształcenia metalu i jego bezpośredni wpływ na wartość naprężenia uplastyczniającego. Analiza zjawiska oparta jest o obliczenia w skali mikro ułamka objętości zrekrystalizowanej oraz kinetyki zmian wielkości ziarna austenitu, oraz wpływ tych zjawisk na płynięcie metalu w skali makro. Przedstawione zostały wyniki obliczeń MES połączonych z modelem mikrostrukturalnym, procesu spęczania oraz walcowania na gorąco stali węglowomanganowych, oraz porównanie modelu z danymi eksperymentalnymi.
19
Content available remote On micro-damage in hot metal working. Part 1: Experimental investigation
Liu Y., Foster A. D., Lin J., Farrugia D. C. J., Dean T. A.
Engineering Transactions
|
2006
|
Vol. 54, iss. 4
271-287
EN
An experimental programme was defined and performed to investigate the characteristics of micro-damage for a plain CMn and a free machining steel under hot forming conditions. To investigate damage locations - at grain boundaries and around second phase inclusions - a series of constant strain rate tests were carried out on the free machining steel, which contained manganese sulphide inclusions. Specimens from both materials were strained to failure under tension using a Gleeble material simulator at a constant temperature of 1273 K, with strain rates = 0.01-10 s-1. The damage characteristics of the two different steel microstructures was analysed through microstructural examinations of the tested specimens. Particular attention is focussed on damage locations and features. To investigate the recovery of materials between the intervals of hot deformation, a series of two-step tensile tests were carried out at 1273 K and 10 s-1. The two-step specimens were initially deformed to a strain varying from 0.3-0.7, held for varying recovery periods of 0.3-10 s, then stretched to failure. Flow stress features and strains to failure during the second stage of deformation were analysed with respect to different recovery periods and strain levels at the first stage of deformation. The damage features discovered from the experimentation and microstructural examination provide theoretical evidence to form unified viscoplastic damage constitutive equations for hot forming of free machining steels, which are described in the companion paper.
20
Prognozowanie mikrostruktury stopów aluminium w procesach przeróbki plastycznej na gorąco.
Richert J.
Rudy i Metale Nieżelazne
|
2001
|
R. 46, nr 3
118-124
PL
Dokonano krytycznej oceny komputerowych symulacji wykorzystywanych obecnie do prognozowania mikrostruktury w procesach przeróbki plastycznej. Zaproponowano nowy sposób określania ciepła generowanego odkształceniami plastycznymi. W tym celu opracowano specjalne zależności określające zmienne wartości energii zmagazynowanej w kotlinie odkształcenia. Do szczegółowej analizy zagadnienia przyjęto stop aluminium PA30(AlCu2Mg2Ni1). Stwierdzono, że wprowadzenie do bilansu cieplnego zmiennych wartości energii zmagazynowanej zapewnia prawidłowe prognozowanie struktury stopów aluminium metodą elementów skończonych.
EN
Critical evaluation of computer simulations for prediction of microstructure in metal forming has been presented. A new way of determination of the heat generated by plastic deformation was proposed. Special relations of calculation the varied values of the stored energy in a deformation zone was applied. The aluminium alloy of AA2618 (AlCu2Mg2Ni1) was chosen to perform detailed consideration of the problem. It has been found, that introduction of varied values of the stored energy to the thermal energy balance, allows to predict a microstructure of aluminium alloys by FEM solutions.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.