Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 2019

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Optimization of the heat treatment process to obtain the required distribution of mechanical properties in the rail head of pearlitic rails

Kuziak Roman, Pidvysotsk’yy Valeriy, Radwański Krzysztof, Mazur Artur, Zygmunt Tomasz, Pietrzyk Maciej, Rauch Łukasz, Bachniak Daniel

Journal of Metallic Materials

2019

Vol. 71, no. 1

3--9

The paper presents metallurgically based approach allowing the design of the parameters of the pearlitic rail head heat treatment to obtain the targeted mechanical properties. The described solutions enable predicting the progress of phase transformations, final microstructure and mechanical properties distribution in the pearlitic rail subject to heat treatment. It also allows the optimization of the cooling conditions to obtain a strictly defined distribution of mechanical properties in the rail head. The program is developed as a result of research activities performed in the HyPremRail R&D project. The core of the program consists of the phase transformations model which is implemented in the numerical code based on the FEM for heat transfer calculations. The model predicts the pearlite nodule and colony size as well as cementite interlamellar spacing. Using these parameters, strength properties distribution in the rail can be predicted, since the phase transformations model is combined with the Fourier heat transfer equation. To perform the numerical simulations, the boundary conditions for heat treatment should be defined. On the contrary, using inverse analysis, the program can provide the cooling conditions allowing obtaining defined mechanical properties distribution in rail head.

Artykuł przedstawia matematyczny model oparty na wiedzy metaloznawczej, umożliwiający zaprojektowanie parametrów obróbki cieplnej główki szyny ze stali perlitycznej w celu uzyskania pożądanych właściwości mechanicznych. Dzięki implementacji modelu w programie komputerowym opartym na metodzie elementów skończonych możliwe jest śledzenie postępu przemian fazowych w trakcie obróbki cieplnej główki szyny o strukturze perlitycznej, a w efekcie końcowym również przewidywanie parametrów mikrostruktury finalnej oraz właściwości mechanicznych szyny. Drugą funkcją programu jest określenie warunków obróbki cieplnej powodujących uzyskanie założonego rozkładu właściwości mechanicznych w główce szyny obrabianej cieplnie. Prezentowane podejście oraz program komputerowy opracowano w ramach prac związanych z realizacją projektu badawczo-rozwojowego „HyPremRail”. Po zadaniu warunków chłodzenia program realizuje lokalnie obliczenia odległości między płytkami cementytu, wielkości ziarna i kolonii perlitu w oparciu o opracowany model przemian fazowych, posługując się rozwiązaniem MES równania Fouriera, a następnie przelicza wartości uzyskanej odległości międzypłytkowej na twardość, granicę plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie. Przeprowadzenie obliczeń wymaga zdefiniowania warunków początkowych i brzegowych procesu obróbki cieplnej. Z kolei zagadnienie optymalizacji parametrów procesu w celu uzyskania korzystnego rozkładu właściwości mechanicznych w obszarze główki rozwiązywane jest za pomocą metody obliczeń odwrotnych.

Fast model for phase transformations during cooling of pre-annealed multiphase steels

Szeliga Danuta, Kuziak Roman, Zalecki Władysław, Pidvysotskyy Valeriy, Chang Yuling, Bleck Wolfgang, Bachniak Daniel, Pietrzyk Maciej

Computer Methods in Materials Science

2019

Vol. 19, No. 4

150--161

A thorough experimental and numerical analysis of phase transformations in a selected CP800 steel was the general objective of the paper. Dilatometric tests were performed for a wide range of cooling rates. Two models based on a mean field approach were considered. The first was an upgrade of the Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov equation. The second model was based on the Leblond equation. Both models were identified using inverse analysis of the experimental data. Simulations of various cooling schedules were performed to validate the models. Phase compositions for these cooling schedules were determined. Following this the effect of elements' segregation during solidification of steel on the occurrence of marteniste/bainite bands was accounted for using the developed models.

W artykule opisano doświadczalną i numeryczną analizę przemian fazowych w wybranej stali o podwyższonej wytrzymałości. Próby dylatometryczne wykonano w szerokim zakresie prędkości chłodzenia. Rozważono dwa modele wykorzystujące metodę średniego pola. Pierwszym modelem była zmodernizowana wersja modelu JMAK (Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov). Drugim modelem było rozwinięcie równania Leblonda. Przeprowadzono identyfikację modeli wykorzystując rozwiązanie odwrotne dla prób dylatometrycznych. W celu walidacji modeli wykonano symulacje różnych schematów chłodzenia. Wyznaczono skład fazowy dla tych schematów. Następnie oszacowano wahania składu chemicznego w badanej stali i wykorzystano opracowane modele do określenie wpływu segregacji pierwiastków podczas krzepnięcia stali na powstawanie pasm martenzytu/bainitu.