Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Physical and numerical simulation of the production chain of fasteners manufactured of 32CrB4 steel control-cooled in the stelmor process to develop the multiphase microstructure

Piwowarczyk Michał, Wolańska Natalia, Wilkus Marek, Pietrzyk Maciej, Rauch Łukasz, Kuziak Roman, Pidvysots’kyy Valeriy, Radwański Krzysztof

Computer Methods in Materials Science

|

2023

|

Vol. 23, No. 2

5--16

EN

The development of the concept of Thermomechanical Controlled Processing (TMCP) in the wire rod rolling mill of CMC Poland has opened up new opportunities for the production of fasteners without the application of heat treatment. The crucial effect of TMCP in the case of wire rod rolling is its capability of shaping fine austenite grain size following the last pass, typically below 20–25 µm in the wire rod cross-section. This is a prerequisite for obtaining the required cold workability level for the cold forming of fasteners, even if hard constituents (bainite, martensite) are present in the wire rod structure. In this paper, the physical simulation and numerical modelling capabilities were described for the design of cooling conditions in the Stelmor process and cold heading operation. The investigated material was conventional 32CrB4 grade used for the fasteners production with the application of heat treatment.

2

Komputerowy system wspomagający projektowanie technologii walcowania blach cienkich ze stali wielofazowych

Rauch Ł., Bzowski K., Bednarski K., Kuziak R., Radwański K., Pietrzyk M.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 2

129--135

PL

W artykule opisano komputerowy system wspierający projektowanie technologii walcowania blach ze stali wielofazowych. Do modelowania złożonych procesów metalurgicznych występujących w procesie walcowania zastosowano heterogeniczne architektury komputerowe. Zasadniczym celem pracy było uzyskanie integracji dziedzinowo zorientowanego systemu VirtRoll z platformą Scalarm działającą na bazie architektury usług sieciowych SOA (ang. Service Oriented Architecture) i umożliwiającą masowe zrównoleglenie oraz analizę parametryczną. Szczególny nacisk położono na aspekty bezpieczeństwa integracji oraz udostępniania zasobów. W artykule opisano następującą funkcjonalność systemu: przepływ informacji przy modelowaniu walcowania, dziedzinowo zorientowany system do interpretacji badań doświadczalnych, integracja tego systemu z platformą do analizy parametrów procesu. Ponadto, omówione zostały możliwości zastosowania opracowanego rozwiązania w praktyce jak i potencjalne korzyści ekonomiczne wynikające z tego zastosowania.

EN

The paper describes the computer system for the design of rolling technology for multiphase steel strips. Heterogeneous computational infrastructures were applied to study complex metallurgical processes occurring during rolling. The goal of the work was achieved by integration of a domain-oriented system (VirtRoll) with a platform for massive parameter studies (Scalarm) on the basis of Service Oriented Architecture (SOA). In particular, technological and security aspects of the integration and permissions delegation are discussed in the paper. The following aspects of the system are describe: a workflow of studying rolling processes with the parameter study approach, the domain-oriented system for conducting metallurgical experiments, its integration with the platform for parameter studies along with its enhancements, a sample use of the developed solution and its potential business benefits.

3

Formation of ferritic-bainitic structure with retained austenite in subeutectoid steel

Gołaszewski A., Szawłowski J., Świątnicki W.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

121--126

EN

An attempt to form a ferritic-bainitic microstructure with retained austenite in 35CrSiMn5-5-4 steel was undertaken. In order to obtain such a structure, the process of annealing in the intercritical region followed by the process of austempering was applied. JMatPro simulations, austenite quantitative analysis after annealing in the intercritical region and dilatometric tests were conducted to design the heat treatment. The dilatometric studies have shown that in order to determine the appropriate values of Ac1 and Ac3 temperatures, much lower heating rates should be used than the standard heating rate. The transmission electron microscopy (TEM) investigations revealed that in steel after annealing in the intercritical region followed by low temperature austempering the structure composed of ferrite and carbide-free bainite was formed. Mechanical tests demonstrated that after application of the designed heat treatment, 35CrSiMn5-5-4 steel gains an interesting set of mechanical properties.

PL

Podjęto próbę wytworzenia w stali struktury ferrytyczno-bainitycznej z austenitem szczątkowym. W celu wytworzenia takiej struktury zastosowano proces wyżarzania w zakresie międzykrytycznym, a następnie hartowania z przystankiem izotermicznym. Do zaprojektowania obróbki cieplnej wykorzystano symulacje za pomocą programu JMatPro, analizę ilościową austenitu po wyżarzaniu w zakresie międzykrytycznym oraz badania dylatometryczne. Badania dylatometryczne wykazały, iż do wyznaczenia właściwych temperatur Ac1 i Ac3 należy stosować znacznie mniejsze niż standardowe szybkości grzania. Badania za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) ujawniły, iż w stali wyżarzanej w zakresie międzykrytycznym, a następnie hartowanej z przystankiem izotermicznym została wytworzona struktura złożona z ferrytu i bezwęglikowego bainitu. Badania mechaniczne wykazały, iż po zastosowaniu zaprojektowanej obróbki stal 35CrSiMn5-5-4 uzyskuje interesujący zespół właściwości mechanicznych.

4

Modelling the mechanical properties of multiphase steels

Thomser C., Prahl U., Vegter H., Bleck W.

Computer Methods in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, No. 1

42-46

EN

Modelling the mechanical properties of multiphase steels Corinna Thomser*, Ulrich Prahl*, Henk Vegter**, Wolfgang Bleck* *Institute of Ferrous Metallurgy, RWTH Aachen University, Germany **Corus RD&T, IJmuiden, Netherlands Due to economic, environmental and safety reasons the use of high strength steels for the automotive industry is increasing rapidly. For an optimal use of strength and formability of multiphase steels an accurate material model is required for forming simulations. At the moment the microstructure of multiphase steels, which is the most important factor influencing the strain hardening behaviour of multiphase steels, is not taken into account in FE simulations. In international projects like the ULSAB project, especially dual phase steels play an important role for the automotive industry. Their strain hardening behaviour is strongly influenced by the microstructure as is well known from several experimental investigations. Within this work an approach is presented which describes the microstructure evolution during intercritical annealing by thermodynamic calculations and predicts the strain hardening behaviour of dual phase steels by means of FE simulation of representative volume elements based on microstructural characterisations. After cold rolling, dual phase steels are intercritically annealed. The fractions and the carbon contents of austenite and ferrite depend on the annealing temperature and on the holding time. After a fast quenching, the austenite transforms to martensite, which yields a material of a soft ferrite matrix with strong martensite islands. For the determination of the phase fractions and the carbon partitioning between the two phases a DICTRA calculation was carried out, which considers thermodynamic and kinetic effects during intercritical annealing, thus taking into account that full equilibrium is not always reached. All other elements except of carbon are assumed to be uniformly distributed in both phases. The carbon content was used to calculate the strain hardening behaviour of ferrite and martensite based on dislocation theory models /1/-/2/ for different annealing temperatures. As well known from literature, the strain-hardening behaviour of martensite is mainly dependent on the carbon content, while for the prediction of the strain hardening behaviour of ferrite to the local chemical composition the grain size is needed additionally. A three-dimensional representative volume element is used to describe the interaction of ferrite and martensite in a dual phase steel during deformation in a FE simulation, done in Abaqus. The resulting strain hardening behaviour in simulation is in good agreement to the experimental determined strain hardening behaviour in tensile tests within the error range of the metallographical microstructural characterisation. Additionally to the strain hardening behaviour, the tensile strength and the uniform elongation can be determined in experiments and simulation by using the Considere criteria. References /1/ Rodriguez, R.; Gutierrez, I.: Proceeding of TMP ’04, B-Liege, 2004, p. 356-363 /2/ Rodriguez, R.; Gutierrez, I.: Materials Science Forum, Vols. 426-432, 2003, p. 4525-4530

PL

Z powodów ekonomicznych, środowiskowych oraz bezpieczeństwa gwałtownie wzrasta zapotrzebowanie na wytrzymałą stal dla przemysłu samochodowego. W celu otrzymania optymalnej kombinacji wytrzymałości i plastyczności dla wielofazowego, wymagany jest odpowiedni model materoiału, który następnie zostanie wykorzystany w symulacji. Obecnie mikrostruktura materiału wielofazowego nie jest brana pod uwagę, a w symulacjach procesów przeróbki plastycznej i elementów skończonych jest ona jednym z najważniejszych czynników wpływających na umocnienie materiału. Niniejsza praca przedstawia podejście opisujące rozwój mikrostruktury podczas etapu wyżarzania poprzez zastosowanie obliczeń modynamicznych oraz przewidujące efekt umacniania dwufazowej stali. Analizę prowadzono z zastosowaniem odpowiednich symulacji MES. Obliczone parametry wykorzystanezostaną w rzeczywistym procesie przeróbki.