Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza procesu zamykania wad wewnętrznych podczas kucia wydłużającego w kowadłach płaskich i kształtowych

Kukuryk M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 10

444--448

PL

W pracy przedstawiono analizę procesu zamykania osiowych wad wewnętrznych podczas kucia wydłużającego w kowadłach płaskich i kształtowych. Przedstawiono wyniki termomechanicznej symulacji dla przestrzennego procesu kucia na gorąco z zastosowaniem metody elementów skończonych. Wyniki badań uzupełniono o prognozowanie powstawania pęknięć w obszarze pustki materiałowej oraz w objętości odkuwki podczas kucia. Do oceny skuteczności procesu zamykania nieciągłości wprowadzono współczynnik wielkości zamknięcia wewnętrznej pustki oraz krytyczne wartości intensywności odkształceń i odkształcenia rzeczywistego, przy których nastąpiło całkowite zamknięcie nieciągłości osiowej. Porównanie teoretycznych i eksperymentalnych rezultatów badań wskazuje na dobrą ich zgodność.

EN

In this study, the analysis of closing internal axial voids during the cogging process in flat and shaped anvils is presented. The results of a thermal-mechanical simulation for the spatial hot forging process with the application of the three-dimensional finite element method, are presented. The results of the research were complemented by means of the addition of forecasting the formation of fractures in the region of material void, and also in the volume of a forging in the course of the cogging process. For the purpose of the assessment of the effectiveness of the discontinuities closure process, the quantity coefficient of internal void closure, and also the critical values of true strain and effective strain, in the case of which there occurred the complete axial discontinuity closure, were introduced. Good agreement between theoretical and experimental results was observed.

2

Analiza procesu kucia wydłużającego ze skręcaniem

Kukuryk M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 11

801--804

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu procesu kucia wydłużającego ze skręcaniem na kinematykę płynięcia metalu i jakość odkuwek. Zaprezentowano nową konstrukcję narzędzia kuźniczego oraz opracowano odpowiednią metodykę kucia, która prowadzi do silnej koncentracji dodatkowych odkształceń postaciowych, tzw. mikropasm ścinania. Analizę dla przestrzennego stanu odkształcenia oparto na rozkładzie intensywności odkształcenia i naprężenia, naprężeń średnich i temperatury. Rozwiązanie uzupełniono o model zmian mikrostruktury w czasie odkształcenia. Wyniki teoretyczne poddano weryﬁkacji eksperymentalnej.

EN

The paper presents results of the studies on the effect of application of the process of cogging with torsion on the kinematic of material ﬂow and quality of forgings. New construction of the forging tool as well as appropriate methodology leading to strong concentration of the additional non-dilatation strain, micro-shear bands have been presented. The analysis for three-dimensional state of strain was based on distribution of the effective strain and stress, mean stresses and temperature. This allowed the prediction of the microstructure evolution during forging. The results are compared with the experimental data.

3

Analiza numeryczna odkształceń oraz mikrostruktury podczas wysokotemperaturowego kucia wydłużającego stopu tytanu Ti-6Al-4V

Kukuryk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 2

90-97

PL

W pracy przedstawiono analizę przestrzennego stanu odkształcenia dla procesu kucia wydłużającego stopu tytanu Ti-6Al-4V z wykorzystaniem metody elementów skończonych z założeniem sztywno-plastycznego modelu odkształcanego ciała. Przedstawiono wyniki prac związanych z symulacją schematu płynięcia metalu i zjawisk cieplnych w procesie odkształcania materiału w warunkach kucia na gorąco. Analizę numeryczną wykonano z wykorzystaniem programu DEFORM-3D, składającego się z części mechanicznej, termicznej i mikrostrukturalnej. Rezultaty obliczeń umożliwiają określenie rozkładu intensywności odkształcenia, intensywności naprężeń, naprężeń średnich i temperatury w objętości odkuwki. Rozwiązanie uzupełniono o model rozwoju mikrostruktury w czasie odkształcenia, który pozwala wyznaczyć rozkład wielkości ziarna i ułamka objętości materiału zrekrystalizowanego wewnątrz odkształcanych odkuwek. Wartości naprężenia uplastyczniającego dla stopu tytanu Ti-6Al-4V przyjmowano na podstawie przeprowadzonych badań plastometrycznych dla różnych wartości odkształceń, prędkości odkształceń i dla ustalonego zakresu temperatury przeróbki plastycznej na gorąco (?p = ?(?, ?˙, T)). Badania przeprowadzono w zakresie temperatury od 1023 K do 1373 K, przy czym ze wzrostem temperatury obserwowano obniżenie poziomu naprężenia uplastyczniającego. Doświadczalnie wyznaczone krzywe ?p = f(?) wykazują charakterystyczne maksimum naprężenia uplastyczniającego, które występuje przy odkształceniu nieco powyżej ?h = 0,20. Kucie przeprowadzono w kowadłach płaskich oraz w kowadłach specjalnych trójpromieniowych. Dla badanego stopu tytanu charakterystykę właściwości cieplnych, takich jak: gęstość, ciepło właściwe i przewodnictwo cieplne przyjęto na podstawie danych eksperymentalnych i zadawano jako funkcje temperatury. W pracy przedstawiono rozkład ułamka objętości zrekrystalizowanej dynamicznie i średniej wielkości ziarna na powierzchni poprzecznego przekroju próbki ze stopu tytanu Ti-6Al-4V podczas kucia wydłużającego w kowadłach płaskich. Rekrystalizacja dynamiczna rozpoczyna się w dużej części obszaru poddanego odkształceniu, a ułamek objętości zrekrystalizowanej dynamicznie podczas kucia na kowadłach płaskich osiąga swoje maksimum w środku odkuwki i wynosi 70% (dla gniotu 0,70). Dla powierzchni kontaktowych i bocznych ułamek objętości zrekrystalizowanej jest dużo mniejszy i wynosi 20%. Przewidywana wielkość ziarna jest najmniejsza w środku odkuwki i wynosi 24 ?m (dla gniotu 0,70) i 44 ?m dla powierzchni czołowych i bocznych odkuwki. Ze wzrostem odkształcenia obserwowano zmniejszanie wielkości ziarna. Zastosowane w badaniach kowadła specjalne trójpromieniowe wykazały korzystny wpływ na rozkład odkształceń i naprężeń w procesie kucia stopu tytanu Ti-6Al-4V. Największe wartości intensywności odkształcenia występują w obszarach odkuwki znajdujących się pod wypukłymi powierzchniami kowadeł (?i /?h = 1,44), środkowy obszar odkuwki doznaje mniejszych odkształceń (?i /?h = 0,97). Dużą zaletą kucia w tych kowadłach jest wysoka równomierność rozkładu intensywności odkształcenia. Analizą objęto również zmiany mikrostruktury podczas kucia w tych kowadłach. Podczas kucia w kowadłach specjalnych trójpromieniowych ułamek objętości zrekrystalizowanej dynamicznie osiąga swoje maksimum w obszarach odkuwki znajdujących się pod wypukłymi powierzchniami kowadeł i wynosi 65% dla gniotu 0,70. Dla środkowych części odkuwki jest mniejszy i wynosi 56%. Wielkość ziarna na powierzchni styku odkształcanego materiału z kowadłami trójpromieniowymi wynosi 20 ?m oraz 27,5 ?m dla strefy centralnej odkuwki i gniotu ?h = 0,70. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że rozkład wielkości ziarna jest znacznie korzystniejszy w kowadłach trójpromieniowych w porównaniu z kowadłami płaskimi. Wyniki teoretyczne poddano weryfikacji eksperymentalnej.

EN

A three-dimensional rigid-plastic finite element (FEM) analysis has been performed to quantitatively describe the hot stretch forging process of Ti- -6Al-4V titanium alloy. Finite element method was employed to model plastic flow and heat transfer in the deformed material. For the numerical modelling a commercial program DEFORM-3D with thermomechanical and microstructural evolution coupled FEM code had been employed. The numerical calculation gave an assessment of the strain, strain rate, stress and temperature distributions in the workpiece. This allowed the prediction of the microstructure evolution during hot forging. A model was developed to predict grain size and recrystallized volume fraction during hot forging. The flow curve is determined as a function of strain, strain rate and temperature (?p = ?(?, ?˙, T)). The flow curves show the flow softening behavior in the temperature ranges of 1023 K and 1373 K, the extent of flow softening decreases to a lesser degree with an increase in temperature. In the present experiment, the peak stress was observed at true strain about 0.20. In the study, two pairs of anvils were used in the computer simulations and experimental tests of the stretch forging process: flat and assembly of three-radius anvils. Variation of the physical properties of workpiece for the Ti-6Al-4V titanium alloy as function of temperature. The distribution of dynamical recrystallized volume fraction and mean grain size from simulation in flat anvils, has been obtained. The fraction of dynamic recrystallization has been 70% (for the reduction of 0.70) at center region, and 20% at die contact region. Predicted grain size from simulation is 24.0 ?m (for the reduction of 0.70) at center region, and 44.0 ?m at die contact region. The recrystallized grain size decreased with increasing strain. For specimens deformed in the assembly of three-radius anvils the effective strain distribution was most uniform. After the second reduction values of local deformations in the range ?i /?h = 0.97 has been obtained in the central parts of specimen cross-section and in the ?i /?h = 1.44 in the external specimen layers. The distribution of dynamical recrystallized volume fraction and mean grain size from simulation in the assembly of three-radius anvils, has been obtained. The fraction of dynamic recrystallization has been 56% (for the reduction of 0.70) at center region, and 65% at die contact region. Predicted grain size from simulation is 27.5 ?m (for the reduction of 0.70) at center region, and 20 ?m at die contact region. Based on the results it can be stated that with the increase of relative reduction, the mean grain size decreases, maximal value of mean grain size has been observed for flat anvils and minimal for shape of three-radius anvils. The best results from the quality point of view has been obtained for three-radius anvils. The results of theoretical investigation were verified by experimental tests.

4

Analiza procesu kucia wydłużającego w kowadłach płaskich i kształtowych

Kukuryk M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 11

654-657

PL

W pracy przedstawiono wyniki termomechanicznej symulacji procesu kucia wydłużającego odkuwek ze stali narzędziowej z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Analizę dla przestrzennego stanu odkształcenia oparto na rozkładzie intensywności odkształcenia, naprężeń średnich i temperatury, z uwzględnieniem warunków brzegowych stosowanych w praktyce przemysłowej. Rozwiązanie uzupełniono modelem rozwoju mikrostruktury w czasie odkształcenia. Dokonano analizy wpływu trzech rodzajów kowadeł kuźniczych na odkształcenia, naprężenia i mikrostrukturę podczas kucia wydłużającego. Wyniki teoretyczne poddano weryfikacji eksperymentalnej.

EN

Finite element method was employed to model plastic flow and heat transfer in the stretch-forging of die steel. The analysis for three-dimensional state of strain was based on distribution of the effective strain, mean stresses and temperature assuming boundary conditions used in industrial practice. This allowed the prediction of the microstructure evolution during hot forging. Three types of anvils has been used in stretch-forging: flat, radial-rhombic and a combination of both. The results are compared with the experimental data.