Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical simulation of manufacturing process chain for pearlitic and bainitic steel rails

Milenin Andrij, Zalecki Władysław, Pernach Monika, Rauch Łukasz, Kuziak Roman, Zygmunt Tomasz, Pietrzyk Maciej

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 4

125--142

EN

Computer system for the design of technology of the manufacturing of pearlitic and bainitic rails was presented in this paper. The system consists of the FEM simulation module of thermal–mechanical phenomena and microstructure evolution during hot rolling integrated with the module of phase transformation occurring during cooling. Model parameters were identified based on dilatometric tests. Physical simulations, including Gleeble tests, were used for validation and verification of the models. In the case of pearlitic steels, the process of subsequent immersions of the rail head in the polymer solution was numerically simulated. The objective function in the optimization procedure was composed of minimum interlamellar spacing and maximum hardness. Cooling in the air at a cooling bed was simulated for the bainitic steel rails and mechanical properties were predicted. The obtained results allowed us to formulate technological guidelines for the process of accelerated cooling of rails.

2

Thermal-mechanical-microstructural model of rolling and cooling of rails

Smyk G., Pernach M., Ambroziński M.

Computer Methods in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, No.3

416--426

EN

The paper describes complex thermal-mechanical-microstructural model of rolling and cooling of rails. The equations describing microstructure evolution and phase transformations in rail steels were implemented in the Finite Element code, which simulates thermal and mechanical phenomena. Numerical tests of the model were performed. Simulations covered last three passes of the rolling process followed by controlled cooling of the rail head. The results included changes of the temperature during the whole manufacturing cycle, as well as changes of the austenite grain size during rolling and kinetics of the phase transformations during cooling. Numerical tests confirmed good predictive capabilities of the model.

PL

W artykule opisano cieplno-mechaniczno-mikrostrukmralny model walcowania i kontrolowanego chłodzenia szyn. Modele opisujące rozwój mikrostruktury i przemiany fazowe w stalach szynowych zostały zaimplementowane w programie z metody elementów skończonych, który symuluje zjawiska cieplne i mechaniczne. Przeprowadzone zostały numeryczne testy opracowanego programu. Symulacje objęły ostatnie trzy przepusty w procesie walcowania oraz proces kontrolowanego chłodzenia główki szyny po walcowaniu. W pracy przedstawiono wyniki w postaci rozkładów odkształceń i naprężeń oraz zmian temperatury w procesie walcowania, a także zmian wielkości ziarna austenitu w poszczególnych przepustach i kinetyki przemian fazowych w czasie chłodzenia. Numeryczne testy potwierdziły duże możliwości obliczeniowe modelu.

3

Experimental verification and validation of the phase transformation model used for optimization of heat treatment of rails

Kuziak R., Molenda M., Wrożyna A., Kusiak J., Pietrzyk M.

Computer Methods in Materials Science

|

2014

|

Vol. 14, No. 1

53--63

EN

Dilatometric tests for the eutectoid steel were performed and the results were used for identification of the phase transformation model for this steel. Physical simulations of controlled heat treatment of rail head were performed. Microstructure and properties after various thermal cycles were determined and these data were used to validate the model of controlled cooling of rails. As a consequence, a reliable model which predicts temperature field during cooling, kinetics of phase transformations, microstructural parameters and mechanical properties of the product was developed. This model can be applied to solve the optimization task formulated with the objective of searching for the cooling process parameters, which give as low as possible interlamellar spacing in pearlite, microstructure free of bainite and uniform hardness distribution in the rail head.

PL

Identyfikację modelu przemian falowych dla stali eutektoidalnej przeprowadzono na podstawie prób dylatometrycznych i analizy odwrotnej. W pracy przeprowadzono fizyczne symulacje kontrolowanego chłodzenia główki szyny po walcowaniu. Wyznaczono parametry mikrostruktury oraz własności mechaniczne po różnych cyklach cieplnych i te dane wykorzystano do weryfikacji i walidacji modelu. W konsekwencji opracowany został wiarygodny model kontrolowanego chłodzenia główki szyny. Ten model może zostać zastosowany do w rozwiązaniu zadania optymalizacyjnego z funkcją celu sformułowaną jak osiągnięcie minimalnych odległości międzypłytkowych w perlicie, zminimalizowanie udziału bainitu w stali i osiągnięcie możliwie równomiernego rozkładu twardości na przekroju szyny.

4

Analiza numeryczna możliwości produkcji szyn ze stali perlitycznych o podwyższonej odporności na zużycie ścierne

Pietrzyk M., Kuziak R., Zugmunt T.

Mechanik

|

2013

|

R. 86, nr 4

272--276

PL

W pracy przeprowadzono badania numeryczne procesu wytwarzania szyn o podwyższonej odporności na zużycie ścierne powierzchni tocznej. Przedstawiono podstawy metalurgiczne stali perlitycznych, z których wytwarzane są szyny. Zaproponowano metodę obróbki cieplnej pozwalającej na uzyskiwanie mikrostruktury perlitu charakteryzującej się wysoką wytrzymałością i plastycznością oraz odpornością na zużycie ścierne. Opracowany został model przemian fazowych w czasie obróbki cieplnej główki szyny, który wykorzystano do zaprojektowania najkorzystniejszych parametrów technologicznych tej obróbki.

EN

Numerical analysis of manufacturing of rails with increased wear resistance is presented in the paper. Metallurgical basis of pearlitic steels used for rails is discusses. Method of heat treatment, which allows obtaining pearlite microstructure characterized by high strength and ductility, which gives good wear resistance, was proposed. Phase transformation model was developed and it was used for design of the best cooling schedule during heat treatment.