Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Extension of a phase transformation model for partial hardening in hot stamping

Hart-Rawung T., Buhl J., Bambach M.

Journal of Machine Engineering

|

2018

|

Vol. 18, No. 3

87--97

EN

The quality of predicted microstructural and mechanical properties in hot stamping simulations relies considerably on the material model. Many researchers studied the effect of the plastic deformation on the phase transformation of the most commonly used hot stamping steel 22MnB5, and proved that the deformation applied at high temperature promotes the formation of ferrite, pearlite and bainite. This behaviour has to be integrated into materials modelling. In this study, the effect of pre-strain on the phase transformation of the material is considered. The specimens are heated to austenitization temperature, isothermally deformed at 700°C, and quenched down to room temperature. The phase fractions and the temperature-dilatation behaviour obtained from the experiments are used to calibrate the material model. By using the experimental data obtained from dilatometer testing, the accuracy of the material model is evaluated. Additionally, an attempt to predict the results between the tested data points by using interpolation was made and compared with the simulation results.

2

Modelowanie procesu termomechanicznego kucia odkuwek z uwzględnieniem stanu struktury

Pidvysots'kyy V., Kuziak R.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2017

|

T. 69, nr 1

37--52

PL

W pracy przedstawiono opracowany przez autorów kompleksowy model, umożliwiający przewidywanie końcowej struktury i właściwości mechanicznych odkuwek dla przemysłu motoryzacyjnego. Opracowany model dla stali C45 zawiera modele cząstkowe: reologiczny, rozwoju mikrostruktury i przemian fazowych. W celu otrzymania wymaganych właściwości mechanicznych w odkuwce zastosowano podejście polegające na zwiększeniu początkowej wielkości ziarna austenitu.

EN

The paper presents the application of a complex model developed by the authors allowing for the prediction of the final structure and mechanical properties of forgings for the automotive industry. The complex material model for the C45 steel includes the following partial models: rheological, microstructure development and phase transformations. In order to obtain the required mechanical properties of the forging a strategy aimed at increasing the initial austenite grain size during forging was adopted.

3

Sensitivity analysis and identification of the phase transformation model based on the control theory

Milenin I., Bzowski K., Rauch Ł.

Computer Methods in Materials Science

|

2016

|

Vol. 16, No. 4

204--212

EN

The aim of this work was to improve the previously developed model of austenite-ferrite phase transformation by its identification for selected steels and by performing sensitivity analysis. Created model allows prediction of phase transformation kinetics for non-isothermal conditions. Model is characterized by very short computing time and relatively good predictive capabilities. There are five input coefficients in the model, which should be identified for each steel on the basis of dilatometric tests. In the previous works model was used to predict phase transformation kinetics in various DP steels for different thermal cycles. In the first part of this work sensitivity analysis of the model was performed using three methods: quality method, factorial design method and Morris analysis method. Obtained sensitivity coefficients described how changes of the model input parameters influence the response of the model and which of these parameters are the most significant. The second part of the work was devoted to model identification for the selected steels. Identification problem was turned into optimization task which was solved using Hooke-Jeeves method. Obtained model’s parameters allowed describing austenite-ferrite phase transformation in the conditions of varying temperatures. Validation of the model was performed by comparison with the results obtained from the advances numerical model based on the solution of the diffusion equation in the austenite. Results obtain from both models for typical thermal cycled used to obtain multiphase microstructure were compared.

PL

Celem pracy była poprawa modelu przemian fazowych poprzez jego identyfikację dla wybranych gatunków stali oraz przeprowadzenie analizy wrażliwości. Opracowany model pozwala przewidywać kinetykę przemian fazowych w warunkach zmiennej temperatury. Model charakteryzuje się bardzo krótkim czasem obliczeń i dobrymi możliwościami obliczeniowymi. W modelu jest pięć współczynników, które muszą być wyznaczone dla badanej stali na podstawie badań dylatometrycznych. We wcześniejszych pracach model został wykorzystany do przewidywania kinetyki przemian fazowych w wybranych stalach DP poddawanych różnym cyklom cieplnym. W pierwszej części niniejszej pracy przeprowadzono analizę wrażliwości modelu wykorzystując dwie metody: lokalną analizę wrażliwości i metodę Morrisa. Wyznaczone współczynniki wrażliwości opisują w jakim stopniu parametry modelu wpływają na jego wyjście oraz które z tych parametrów mają największe znaczenie. W drugiej części pracy przeprowadzono identyfikację współczynników modelu. Zadanie identyfikacji jest problemem odwrotnym, który przekształcono w zadanie optymalizacyjne. Optimum poszukiwano metodą Hooke-Jeevesa. Wyznaczone współczynniki modelu pozwoliły na opisanie kinetyki przemiany austenite-ferryt w warunkach zmiennej temperatury. Walidację modelu przeprowadzono poprzez porównanie uzyskiwanych wyników z rezultatami symulacji zaawansowanym modelem numerycznym wykorzystującym rozwiązanie równania dyfuzji węgla w austenicie. Analizowano standardowe cykle cieplne stosowane dla uzyskania mikrostruktur wielofazowych i uzyskano dobrą zgodność między modelami.

4

Application of the control theory to modelling austenite-ferrite phase transformation in steels

Milenin I., Pernach M., Pietrzyk M.

Computer Methods in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, No.2

327--335

EN

Problem of the phase transformation kinetics is investigated in the paper. Experimental observations and results of modelling showed that, when temperature changes are imposed, then the response of the material represented by the kinetics of changes of volume fraction of the new phase, is similar to the response of the second order inertia term in electrical systems. Therefore, possibility of application of the control theory to simulations of austenite-ferrite phase transformation in steels was the main objective of the paper. Equilibrium state was determined as a function of the temperature using ThermoCalc software. Description of the kinetics of phase transformation in transient states by the second order differential equation was proposed. Time constants in this equation were introduced as functions of the temperature. Identification of the model parameters was performed using inverse analysis of the results of dilatometric tests. Model based on the control theory was applied to describe changes of the new phase volume fraction as response to the changes of the temperature. Performed numerical tests confirmed good predictive capabilities of the model.

PL

Tematem artykułu jest modelowanie kinetyki przemian fazowych. Z obserwacji doświadczalnych wynika, że charakter odpowiedzi materiału na zmiany temperatury w zakresie przemian fazowych jest podobny do odpowiedzi elektrycznego elementu inercyjnego 2-go rzędu. Dlatego za cel niniejszej pracy postawiono sobie zastosowanie metod teorii sterowania do modelowania przemiany austenit-ferryt w stalach. Stan równowagi przedstawiono w funkcji temperatury wykorzystując program ThermoCalc. Zaproponowano opis kinetyki przemiany fazowej różniczkowym równaniem 2-go rzędu ze stałymi czasowymi zależnymi od temperatury. Identyfikację współczynników w modelu przeprowadzono stosując rozwiązanie odwrotne dla prób dylatometrycznych. Opracowany model zastosowano do wyznaczenia odpowiedzi materiału, czyli zmian ułamka objętości ferrytu, na zmiany temperatury. Przeprowadzone testy numeryczne dla czterech stali potwierdziły prawidłowość działania modelu.

5

Selection of the appropriate phase transformation model for design of laminar cooling and continuous annealing of DP steels

Szeliga D.

Computer Methods in Materials Science

|

2012

|

Vol. 12, No. 2

70-84

EN

In the work modified JMAK phase transformation model dedicated to dual phase steels was proposed. The model was validated with sensitivity analysis methods and the most important model parameters were selected. The sensitivity analysis results were next used in the parameters identification task. That task was formulated as an inverse problem, it was transformed to the optimization task. The minimum of the goal function defined in the optimization problem was the solution of the model parameters identification. The phase transformation model outputs with identified parameters were compared to measurements from dilatometer and microsections analysis. The comparison was satisfied. Two different case studies were defined to apply modified JMAK model to finite element software and to performed simulations of selected case studies. Investigated procedure proved the fitness for modelling of complex industrial processes combining material forming and cooling/annealing.

PL

W pracy przedstawiono zmodyfikowany model przemian fazowych oparty na równaniu JMAK, umożliwiający modelowanie procesu laminarnego chłodzenia i wyżarzania stali dwufazowych. Dla modelu przemian wyznaczono jego najistotniejsze parametry korzystając z metod analizy wrażliwości. Następnie wyznaczono parametry modelu przemian dla stali dwufazowej. Zagadnienie identyfikacji parametrów modelu zdefiniowano jako zadanie odwrotne korzystając z wcześniejszych wyników analizy wrażliwości. Ilościowe oszacowanie parametrów zostało zweryfikowane na podstawie pomiarów dylatometrycznych oraz analizy obrazów mikrostruktury. W drugiej części pracy zaprezentowano obliczenia dla dwóch różnych procesów przemysłowych z wykorzystaniem modelu przemian fazowych połączonym z metodą elementów skończonych. Otrzymane wyniki potwierdziły przydatność opracowanych modeli do modelowania złożonych procesów przemysłowych łączących formowanie materiału z procesem chłodzenia bądź wyżarzania.