PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 22

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
1
Content available Determination of heat flux at a solid-solid intreface
Rywotycki M., Malinowski Z., Sołek K., Falkus J., Miłkowska-Piszczek K.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2019
|
Vol. 64, iss. 1
79--86
EN
Determining the boundary conditions of heat transfer in steel manufacturing is a very important issue. The heat transfer effect during contact of two solid bodies occurs in the continuous casting steel process. The temperature fields of solids taking part in heat transfer are described by the Fourier equation. The boundary conditions of heat transfer must be determined to get an accurate solution to the heat conduction equation. The heat flux between the tool and the object processed depends mainly on temperature, pressure and time. It is very difficult and complicated to accomplish direct identification and determination of the boundary conditions in this process. The solution to this problem may be the construction of a process model, performing measurements at a test stand, and using numerical methods. The proposed model must be verified on the basis of parameters which can easily be measured in industrial processes. One of them is temperature, which may be used in inverse methods to determine the heat transfer coefficient. This work presents the methodology for determining the heat flux between two solid bodies staying in contact. It consists of two stages – the experiment and the numerical computation. The problem was solved by using the finite element method (FEM) and a numerical program developed at AGH University of Science and Technology in Krakow. The findings of the conducted research are relationships describing the value of the heat flux versus the contact time and surface temperature.
2
Content available Thixoforming of high-melting-point alloys
Sołek K.
Metallurgy and Foundry Engineering
|
2017
|
Vol. 43, no. 4
249--268
EN
Processing of steel in the semi-solid state concerns mainly continuous casting and thixoforming processes. Continuous casting is usually applied within the confines of steel making processes. Due to stringent process requirements, thixotropic forming of steel alloys has not been practically applied in industry yet. However, it is believed that this method could be used for forming selected products. Thixoforming could be treated as alternative method of production for forging techniques in the case non-plastic alloys. In this paper the method of development of globular microstructure, thixoforming process and analysis of rheological properties of selected steels were described.
PL
Procesy formowania tiksotropowego stopów aluminium oraz magnezu znajdują zastosowanie w praktyce przemysłowej. Ze stopów aluminium w ten sposób wykonuje się szereg elementów, między innymi na potrzeby przemysłu motoryzacyjnego. Kształtowanie w stanie stałociekłym stopów magnezu jest realizowane z wykorzystaniem technologii nazywanej thixomolding, pozwalającej kształtować elementy produkowane na potrzeby na przykład przemysłu elektronicznego. Procesom formowania tiksotropowego stopów metali wysokotopliwych takich jak stale lub stopy Co-Cr-Ni towarzyszy szereg trudności powodowanych wysoką temperaturą formowania, dlatego tiksoformowanie tych stopów nie znalazło jak dotąd praktycznego zastosowania. Obecnie realizuje się szereg badań naukowych, których celem jest wyeliminowanie trudności technicznych oraz obniżenie kosztów tych procesów. W tej pracy zostały omówione metody rozwoju struktury globularnej, procesy formowania tiksotropowego oraz właściwości reologiczne wybranych stali.
3
Content available Analysis of strength characteristics of composite materials under vibration loads at higher temperatures
Sołek K., Kalisz D., Arustamian A., Ishchenko A. A.
Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
|
2017
|
no. 1
93--97
EN
This paper focuses on the analysis of mechanical properties of organic-inorganic polymeric hybrid material Multimetall “Stahl 1080” containing metallic particles. This material is designed for the regeneration of used metallic parts made of steel, cast iron, or composite materials. This type of material provides a 100% contact with the surface of the filled material, attenuation of vibration loads during the operation under strains, as well as protection against corrosion and tribological wear. The analysis concentrated on the behaviour of the material under vibration loads at higher temperatures.
PL
W artykule zaprezentowano analizę właściwości mechanicznych materiału hybrydowego polimerowego organiczno-nieorganicznego Multimetall “Stahl 1080” zawierającego cząstki metaliczne. Materiał ten został zaprojektowany w celu regeneracji zużytych metalicznych części ze stali, żeliwa lub materiałów kompozytowych. Ten typ materiału zapewnia 100% przyleganie do powierzchni pokrywanego materiału, tłumi drgania, jak również chroni przed korozją i zużyciem tribologicznym. Analizę skoncentrowano na badaniu oddziaływania na materiał drgań w wysokich temperaturach.
4
Rozwiązanie problemu mieszanek w logistyce procesów hutniczych z wykorzystaniem aplikacji mobilnej
Kastelik P., Sołek K., Drożdż P.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2017
|
Vol. 84, nr 9
406--410
PL
Artykuł opisuje rozwiązanie zagadnienia logistycznego polegającego na doborze proporcji składników stopowych w procesie wytopu stopów metali o określonym składzie chemicznym pod kątem minimalizacji kosztów zakupu tych składników. W sytuacji, gdy koszty zakupu są nieznane, jest możliwość przeprowadzenia obliczeń, przyjmując jako kryterium doboru wyłącznie skład chemiczny wytopu. Problem został rozwiązany w oparciu o utworzony program działający na urządzeniach mobilnych z systemem Android. Program został udostępniony za darmo na portalu Amazon Appstore. W pracy opisano technologie informatyczne, narzędzia i modele matematyczne potrzebne do rozwiązania tego zagadnienia w oparciu o utworzoną aplikację mobilną. W artykule przedstawiony został dobór składników stopowych do wytopu przykładowej stali w piecu indukcyjnym jako praktyczne zastosowanie aplikacji mobilnej.
EN
Article depicts the solution to logistic problem concerned an optimisation of amount of alloying components in metallurgical processes to receive smelt having assumed chemical composition considering minimal price of steel alloys. If costs are unknown there is option to calculate of composition considering only desired chemical composition of smelt. The problem is solved by mobile application operative on mobile devices with Android operating system. The mobile application is free for use and download from Amazon Appstore. The next chapters describe programs, tools and system of linear equations that were used to solve the considered problem. Among other things the calculalation of alloys propetion to smelt exampled steel in vacuum furnace was shown as practical use of prepared application in this work.
5
Wymiana ciepła przy przeróbce plastycznej metali – porównanie modeli
Rywotycki M., Malinowski Z., Szajding A., Falkus J., Sołek K., Miłkowska-Piszczek K.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2016
|
Vol. 83, nr 1
13--17
PL
W artykule zostały porównane wyniki obliczeń pola temperatury wsadu uzyskane z wykorzystaniem modeli zaczerpniętych z literatury oraz własnym modelem wymiany ciepła. Wartość współczynnika wymiany ciepła została uzyskana z badań własnych z zastosowaniem nowej metodyki określania strumienia ciepła przepływającego między powierzchniami wymieniającymi ciepło. Składa się ona z dwóch etapów: eksperymentu i obliczeń numerycznych. Badania eksperymentalne zawierają pomiary zmian temperatury w określonych punktach w dwóch próbkach pozostających w kontakcie. Część numeryczna wykorzystuje rozwiązanie odwrotne i metodę elementów skończonych do obliczania strumienia ciepła na powierzchni styku.
EN
The results of calculations of the temperature field of the deformed material conducted using heat transfer coefficient form literature are compared with that obtained for developed heat transfer boundary condition model. The developed heat transfer boundary condition model has been obtained using a new methodology for determining heat flux transferred between two solid surfaces. The methodology consists of two parts: experimental and numerical one. The experimental part involves measurements of temperature at specific points in the two samples brought into contact. The numerical part uses an inverse method and the finite element method to calculate the heat flux at the interface.
6
Content available Rheology of StelliteTM 21 Alloy in Semi-Solid State
Sołek K., Kapranos P.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2016
|
Vol. 61, iss. 4
1901--1908
EN
The main objective of this study was to conduct an analysis of the rheological properties of StelliteTM 21 alloy in the semi-solid state, as the results could be used for identifying the appropriate temperature range for thixoforming of this alloy, and a secondary objective of the experimental work was the development of mathematical model of the alloy’s apparent viscosity. Such viscosity models are necessary for numerical simulations of the thixoforming processes. The StelliteTM 21 alloy exhibits high hardness and thus shaping in the semi-solid state is promising route of production of parts from this alloy. Within the confines of experimental work the measurement methods of the rheological properties at high temperatures was developed. They are based on the use of specially designed viscometer equipped with high temperature furnace.
7
Content available Modelling of Heat Transfer at the Solid to Solid Interface
Rywotycki M., Malinowski Z., Falkus J., Sołek K., Szajding A., Miłkowska-Piszczek K.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2016
|
Vol. 61, iss. 1
341--346
EN
In technological process of steel industry heat transfer is a very important factor. Heat transfer plays an essential role especially in rolling and forging processes. Heat flux between a tool and work piece is a function of temperature, pressure and time. A methodology for the determination of the heat transfer at solid to solid interface has been developed. It involves physical experiment and numerical methods. The first one requires measurements of the temperature variations at specified points in the two samples brought into contact. Samples made of C45 and NC6 steels have been employed in physical experiment. One of the samples was heated to an initial temperature of: 800°C, 1000°C and 1100°C. The second sample has been kept at room temperature. The numerical part makes use of the inverse method for calculating the heat flux and at the interface. The method involves the temperature field simulation in the axially symmetrical samples. The objective function is bulled up as a dimensionless error norm between measured and computed temperatures. The variable metric method is employed in the objective function minimization. The heat transfer coefficient variation in time at the boundary surface is approximated by cubic spline functions. The influence of pressure and temperature on the heat flux has been analysed. The problem has been solved by applying the inverse procedure and finite element method for the temperature field simulations. The self-developed software has been used. The simulation results, along with their analysis, have been presented.
8
Content available Identification of Yield Point of Polymer-Based Composite Material in the Conditions of Increased Temperatures
Arustamian A., Sołek K., Kalisz D.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2016
|
Vol. 61, iss. 3
1561--1566
EN
Theoretical and practical research on the influence of temperature on mechanical characteristics of the composite material MM “Steel 1018” has been conducted. Both laboratory equipment used to measure of mechanical properties, the technique of material preparation and the experimental procedure were described. The analysis of the the obtained results revealed that with temperature increase the material yield point goes down.
9
Content available Tests of Steel Rheological Properties at Higher Temperatures for Computer Simulation in Procast Software
Sołek K., Dziarmagowski M.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2014
|
Vol. 59, iss. 4
1463--1466
EN
This paper presents the tests of properties of selected steel grades conducted at higher temperatures. The findings of these mechanical tests are presented herein in graphs and in a table. They allow us to mathematically describe a change in the stress values depending on the change in strain within the plastic range in the tested steel grades. The obtained results may be used for identification of the elasticity modulus and for developing a flow stress model for numerical simulations of the steel continuous casting process.
PL
W pracy przedstawiono badania właściwości wybranych gatunków stali w podwyższonych temperaturach. Wyniki przeprowadzonych badań wytrzymałościowych zostały przedstawione w pracy na wykresach i w tabeli. Pozwalają one na dokonanie matematycznego opisu wartości odkształcenia w zakresie plastycznym w zależności od zmiany wielkości stanu naprężenia w badanych gatunkach stali. Otrzymane wykresy mogą być użyte do identyfikacji modułu sprężystości i do opracowania modelu naprężenia uplastyczniającego wykorzystywanych w symulacjach numerycznych procesu ciągłego odlewania stali.
10
Content available remote Determination of rheological properties using hybrid optimisation method
Foder B., Sołek K.
Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering
|
2012
|
Vol. 55, nr 2
477--482
EN
Purpose: of this paper is description of special software developed for identification of parameters values of rheological models used by ProCAST package for simulation of state of stress in the solidifying castings. Design/methodology/approach: The PyTensionTest uses a hybrid optimization algorithm. This algorithm includes the stochastic method which searches the starting point for direct search optimization method. The identification of parameters values is based on measurement results obtained within the confines of the material tests carried out using the testing machine. Findings: This paper presents the results of approximation of stress-strain relationship for two grades of steel using the elasto-plastic rheological model with power law hardening where its parameters are linearly dependent on temperature. Research limitations/implications: This paper presents the special software that allows user to define any rheological model. Practical implications: Application of obtained values of rheological parameters in the ProCAST software allows to determine stress and strain distribution in continuous castings. It can help to optimize important process parameters. Originality/value: Developed software can approximate the results of static tension tests using rheological model depended on material temperature. This software makes possible an approximation of several stress-strain curves simultaneously. Application of the hybrid optimization method allows to obtain very precise approximation due to determination of the global minimum of the goal function.
11
Content available Viscosity measurements for modeling of continuous steel casting
Sołek K., Korolczuk-Hejnak M., Ślęzak W.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2012
|
Vol. 57, iss. 1
333-338
EN
This paper presents the results of the rheological analysis of five chosen grades of steel: F320, UG-m, S235-c, ETZ1, B500SP. These steels are produced in industrial conditions and used for slabs and billets. In a metallurgical processes the viscosity parameter is an important indicator characterizing the behavior of liquid metal in the industrial aggregates. Due to the difficulty of the experiments only a small number of high temperature viscosity measurements are performed. Rheological analysis of selected iron solutions was conducted in the range of liquid and below-liquid point. Measurements were taken using a high temperature viscometer FRS1600 working in accordance with the concentric cylinder method. The acquired rheological characteristic allow to conclude that the investigated steels properties depend on the shear rate and temperature. The results will be used for numerical modeling of the steel casting process.
PL
W pracy przedstawiono analizę lepkości pięciu wybranych gatunków stali: F320, UG-m, S235-c, ETZ1, B500SP. Powyższe gatunki stali są wytwarzane w warunkach przemysłowych i stosowane na wyroby płaskie oraz długie. W procesach metalurgicznych wartość współczynnika lepkości jest ważnym wskaźnikiem charakteryzującym zachowanie ciekłego metalu w agregatach przemysłowych. Ze względu na skalę trudności wykonuje się niewiele wysokotemperaturowych pomiarów lepkości. Analizę reologiczną wybranych stopów żelaza przeprowadzono w zakresie temperatur likwidus oraz poniżej punktu likwidus. Pomiar lepkości zostałprzeprowadzony na reometrze wysokotemperaturowym FRS1600. Do pomiarów wykorzystano metodę osiowo- koncentrycznych cylindrów. W ramach pracy wykonano charakterystyki reologiczne, które pozwalają stwierdzić, że analizowane stale wykazują zależności od szybkości ścinania oraz temperatury. Wyniki uzyskane z pomiarów reologicznych zostaną wykorzystane do numerycznego modelowania procesu ciągłego odlewania stali.
12
Content available Thermo-mechanical model of steel continuous casting process
Sołek K., Trębacz L.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2012
|
Vol. 57, iss. 1
355-361
EN
In the paper a numerical model of heat and mass transfer in the mould zone in the steel continuous casting technology was presented. The model has been developed using ProCAST software designed for simulation of casting processes. It allows to determine temperature and stress distribution in continuous castings in order to optimize the most important process parameters. In this work calculations were executed for low carbon steel grades casted in the industry. In the simulations the real rheological properties measured in the experimental work and the boundary conditions determined on the basis of the industrial data were used.
PL
W pracy przedstawiono numeryczny model przepływu ciepła i masy w strefie krystalizatora w procesie ciągłego odlewania stali. Model ten został opracowany z wykorzystaniem oprogramowania ProCAST przeznaczonego do symulacji procesów odlewniczych. Model ten może służyć do wyznaczenia rozkładu temperatury oraz naprężenia w ciągłym wlewku, co umożliwia optymalizację parametrów procesu. W pracy przeprowadzono symulacje dla stali niskowęglowych. W symulacji wykorzystano rzeczywiste właściwości reologiczne stali wyznaczone w pomiarach laboratoryjnych oraz warunki brzegowe określone na podstawie danych przemysłowych.
13
Content available Modeling of the grain structure formation in the steel continuous ingot by cafe method
Burbelko A., Falkus J., Kapturkiewicz W., Sołek K., Drożdż P., Wróbel M.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2012
|
Vol. 57, iss. 1
379-384
EN
Computer modeling of a temperature field and a solid phase fraction in casted billets is the base of any numerical simulation of the continuous casting technology. Temperature distribution in an ingot longitudinal and cross section for the same technological parameters is a function of solidification rate and rate of the solidification heat release. Nucleation rate and solid grain growth velocity depend on a melt undercooling below the liquidus temperature, and consequently depend on a temperature value. The results of the primary grain growth and temperature distribution modeling are presented for the square steel continuous casting 160×160 mm produced by CELSA Steel Works in Ostrowiec. For the modeling the ProCASTŽ software was used. Virtual structure of primary grains in the continuous ingot cross section was compared with a structure of a real ingot.
PL
Podstawą modelowania matematycznego procesu ciągłego odlewania stali (COS) jest symulacja komputerowa pola temperatury i składu fazowego w obszarze wlewka. Rozkład temperatury wzdłuż wlewka i w jego przekroju przy zadanych parametrach odlewania zależy m.in. od intensywności przemiany fazowej, której towarzyszy wydzielanie się ciepła krystalizacji. Szybkości zarodkowania i wzrostu ziaren fazy stałej z ciekłej stali są uzależnione od jej przechłodzenia poniżej temperatury likwidus, a więc, w sposób pośredni od wartości temperatury. W pracy przedstawiono wyniki modelowania pola temperatury i procesu tworzenia się struktury pierwotnej stali B500 SP podczas krzepnięcia wlewka ciągłego o przekroju 160×160 mm, odlewanego w warunkach CELSA HUTA OSTROWIEC. Do celów modelowania wykorzystano oprogramowanie ProCAST. Uzyskaną w symulacji strukturę ziaren pierwotnych w przekroju poprzecznym skonfrontowano z wynikami badań struktury rzeczywistej przekroju poprzecznego wlewków kwadratowych.
14
Analiza lepkości stopów metali wysokotopliwych na przykładzie stali
Korolczuk-Hejnak M., Sołek K., Ślęzak W., Karbowniczek M.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2011
|
Vol. 78, nr 4
281--288
PL
Głównym celem pracy była analiza porównawcza właściwości reologicznych trzech wybranych gatunków stali narzędziowej. Analiza została przeprowadzona przy wykorzystaniu reometru wysokotemperaturowego z układem koncentrycznych cylindrów typu Searle’a. Badania przeprowadzono w warunkach dużej szczeliny reologicznej. Otrzymane wyniki mogą być wykorzystane do opracowania modeli matematycznych właściwości reologicznych. Znajomość charakterystyk materiałowych jest konieczna w przypadku numerycznego modelowania procesów technologicznych.
EN
The main objective of this work was an analysis of the rheological properties of three different type of tool steel. An analysis was performed using a high temperature rheometer with Searle’a concentric cylinder measuring system. Investigation were performed with a large cylinder gap. The results might be used for development of the mathematical models of the rheological properties. A knowledge of the material characteristic is crucial for numerical modelling of technological processes.
15
Content available An analysis of steel viscosity in the solidification temperature range
Sołek K., Korolczuk-Hejnak M., Karbowniczek M.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2011
|
Vol. 56, iss. 3
593-598
EN
The main objective of this study was to conduct an analysis of the rheological properties of steel in a semi-solid state. The results were used for the development of mathematical models of the apparent viscosity. Knowledge of the rheological properties is crucial for the numerical modeling of technological processes. Shaping in the semi-solid state, also known as thixoforming processes, is an innovative method of processing metal alloys and has a great many advantages in comparison with classical metal forming and foundry processes. Nowadays, research is conducted with the practical application of this method in steel processing [1,2] as its goal. The most significant achievement of this particular study is the application of a viscometer which was specially designed for material tests executed at extremely high temperatures, such as the measurement of liquid or semi-liquid steel viscosity. This paper presents the results of a rheological analysis of 100Cr6 (PN ŁH15) tool steel. It was performed using a rotational viscometer with a stationary external cup.
PL
Głównym celem pracy była analiza właściwości reologicznych wybranej stali w stanie stało-ciekłym. Otrzymane wyniki zostały wykorzystane do opracowania modelu matematycznego lepkości pozornej. Znajomość własności reologicznych jest konieczna w numerycznym modelowania procesów kształtowania metali. Przeprowadzona w tym przypadku analiza będzie służyć do modelowania procesów formowania stopów żelaza w stanie stało-ciekłym, nazywanych również procesami formowaniem tiksotropowego. Procesy te biorą swoją nazwą od zjawiska tiksotropii jakie zachodzi w trakcie odkształcenia stało-ciekłego metalu. Zjawisko to przejawia się zależnym od czasu zachowaniem materiału, dla którego lepkość pozorna zmniejsza się wraz ze wzrostem czasu odkształcenia oraz ponownie wzrasta do poprzedniej wartości po jego zaprzestaniu i jest wynikiem transformacji, którą można zdefiniować jako odwracalną przemianę żelu (stop, w którym faza stała występuje w postaci spójnego szkieletu zanurzonego w fazie ciekłej) w zol (stop posiadający strukturę globularną), zachodzącą pod wpływem oddziaływania mechanicznego (mieszanie, wstrząsy). W rezultacie następuje zniszczenie przestrzennej sieci żelu, co powoduje jego upłynnienie (spadek lepkości pozornej), czyli przejście w zol. Skutkiem formowania tiksotropowego jest przekształcenie struktury dendrytycznej w strukturę globularną, co ma zasadniczy wpływ na własności mechaniczne wyrobu gotowego. Zasadniczym osiągnięciem tej pracy jest wykorzystanie do pomiaru lepkości stali wiskozymetru, specjalnie zaprojektowanego do badań materiałów w wysokich temperaturach. Analiza reologii stopów żelaza w stanie stało-ciekłym wymaga zastosowania specjalnych wiskozymetrów wyposażonych w piece, których temperatura robocza zawiera się w przedziale od 1000 do 1500°C. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem wiskozymetru rotacyjnego z nieruchomym cylindrem zewnętrznym. Testy lepkości zostały poprzedzone doborem odpowiedniego kształtu tygla i wrzeciona oraz materiału, z którego zostały one wykonane, wytrzymującego temperatury ciekłej stali. Podstawowym kryterium doboru kształtu narzędzi było osiągnięcie prędkości odkształcenia postaciowego w zakresie do 20 s-1 w którym w trakcie pomiaru nie występuje zjawisko przepływu turbulentnego. Do pomiarów wykorzystano narzędzia wykonane z Al2O3. W pracy przedstawione zostały wyniki analizy reologicznej stali narzędziowej z gatunku 100Cr6 (PN ŁH15). Wyniki te obejmują zależności lepkości od prędkości odkształcenia postaciowego oraz temperatury. Biorąc pod uwagę sposób przeprowadzenia testów, polegający na równomiernym mieszaniu można założyć, że pomiar lepkości dotyczył stopu, w którym zaszła przemiana tiksotropowa. Przeprowadzone badania pozwalające wyznaczyć własności reologiczne konieczne również do ustalenia wartości podstawowych parametrów technologicznych w procesach kształtowania tiksotropowego. W chwili obecnej prowadzi się szereg badań, których celem jest wdrożenie tej metody w przetwórstwie stopów żelaza. Formowanie tiksotropowe jest nowatorską metodą przetwórstwa stopów metali, posiadającą szereg zalet w porównaniu do klasycznych metod stosowanych w plastycznej przeróbce oraz odlewnictwie.
16
Analiza właściwości reologicznych stali w stanie stało-ciekłym
Korolczuk-Hejnek M., Karbowniczek M., Sołek K.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2010
|
Vol. 77, nr 9
464-467
PL
Głównym celem pracy była analiza właściwości reologicznych stali w stanie stało-ciekłym. Otrzymane wyniki zostały wykorzystane do opracowania modelu atematycznego lepkości pozornej. Znajomość własności reologicznych jest konieczna do przeprowadzenia numerycznego modelowania procesów technologicznych. Procesy kształtowania w stanie stało-ciekłym, nazywane również formowaniem tiksotropowym, są nowatorską metodą przetwórstwa stopów metali, posiadającą szereg zalet w porównaniu do klasycznych metod stosowanych w plastycznej przeróbce oraz odlewnictwie. W chwili obecnej prowadzi się szereg badań, których celem jest wdrożenie tej metody w przetwórstwie stopów stali [1, 2]. Zasadniczym osiągnięciem tej pracy jest wykorzystanie do pomiaru lepkości stali wiskozymetru specjalnie zaprojektowanego do badań materiałów w skrajnie wysokich temperaturach. W pracy przedstawione zostały wyniki analizy reologicznej stali narzędziowej z gatunku NC11 (EN X210Cr12). Analiza została przeprowadzona przy wykorzystaniu wiskozymetru rotacyjnego z nieruchomym cylindrem zewnętrznym.
EN
The main objective of this work was an analysis of the rheological properties of steel in the semi-solid state. The results were used for development of the mathematical models of the apparent viscosity. A knowledge of the rheological properties is crucial for numerical modeling of technological processes. Shaping in the semi-solid state, also called thixoforming processes, is innovative method of processing of metal alloys, having a lot of advantages in comparison with the classical metal forming and foundry processes. Nowadays, some research are conducted which goal is the practical application of this method in steel processing [1,2]. The main result of this work is the application of the viscometer, which was specially designed for the material tests executed in extremely high temperatures, in the measurement of steel viscosity. This paper presents the results of the rheological analysis of X210Cr12 (PN NC11) tool steel. It was performed using a rotational viscometer with a stationary external cup.
17
Content available remote The application of Thermodynamic calculations for the semi-solid processing design
Sołek K., Kuziak R. M., Karbowniczek M.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2007
|
Vol. 52, iss. 1
25-32
EN
Semi-solid metal processing is now a commercially successful manufacturing route producing lots of near net-shape parts. One member of such processing technologies is thixoforming which is based on the special behaviour of alloys with non-dendritic microstructure in the partially liquid state. The semi-solid processing design requires the use of faithful values of thermodynamic material properties. Thermodynamic modelling is a potential tool for predicting alloy compositions suitable for thixoforming. Thixoformable alloys must have a wide melting range with some additional feature. Namely, the slope of the curve of the liquid fraction versus the temperature should be low at the liquid fraction value of 40%. The data from thermodynamic calculations might be also applied in the industrial thixoforming processes design. It is very helpful to find different thermal properties of alloys in order to simulate precisely the temperature distribution inside the formed materials. The thermodynamic calculations allow one to find the heat transfer coefficient, the specific heat value and the latent heat value. The purpose of the present paper is to provide examples of the numerical modelling of the thermodynamic properties for commercial, industrial Al alloys. All the calculations in the present work are performed using JMatPro software. The determination of the phase composition for multi-component alloys is originally based on the Gibbs energy minimisation. Furthermore, the conditions of the non-equilibrium solidification are determined using the Scheil-Gulliver equation. An additional advantage of the software used is the possibility of calculation of the formation conditions for metastable phases which have also an influence on the mechanical properties of the alloys.
PL
Procesy przetwórstwa metali w stanie stało-ciekłym są nową, sprawdzoną komercyjnie, metodą precyzyjnego kształtowania dużej ilości elementów. Przykładem takiej technologii jest formowanie tiksotropowe, właściwością którego jest specyficzne zachowanie formowanych stopów posiadających niedenndrytyczną mikrostrukturę w częściowo ciekłym stanie. Projektowanie procesów formowania w stanie stało-ciekłym wymaga użycia prawidłowych wartości własności termodynamicznych materiałów. Modelowanie termodynamiczne jest potencjalnym narzędziem opracowania składu chemicznego stopów odpowiednich dla formowania tiksotropowego. Tiksoformowalne stopy muszą posiadać szeroki zakres temperatur krzepnięcia. Ponadto, nachylenie krzywej ułamka fazy ciekłej w zależności od temperatury powinno być jak najmniejsze dla wartości 40% tego ułamka. Wyniki obliczeń termodynamicznych mogą mieć również zastosowanie w trakcie projektowania przemysłowych procesów formowania tiksotropowego. W szczególności symulacje rozkładu temperatury wewnątrz formowanego materiału wymagają znajomości wartości jego właściwości termo-fizycznych. Obliczenia termodynamiczne pozwalają, między innymi, wyznaczyć współczynnik wymiany ciepła, ciepło właściwe czy ciepło przemiany fazowej. Celem tej pracy jest przedstawienie przykładów zastosowania modelowania numerycznego własności termodynamicznych przemysłowych stopów aluminium. Wszystkie obliczenia zostały wykonane z wykorzystaniem oprogramowania JMatPro. Wyznaczenie składu fazowego dla wieloskładnikowych stopów zostało oparte na minimalizacji energii Gibbs’a. Ułamek fazy ciekłej w warunkach nierównowagowego krzepnięcia został wyznaczony w oparciu o równanie Scheil-Gulliver’a. Dodatkową zaletą wykorzystanego oprogramowania jest możliwość przewidywania warunków powstawania metastabilnych faz, które maja wpływ na właściwości mechaniczne stopów.
18
Content available remote Modelling of thixocasting processes of magnesium alloys
Sołek K., Białobrzeski A.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2004
|
Vol. 49, iss. 3
681-698
EN
The purpose of this work is to demonstrate numeric model of magnesium alloy forming on the basis of pressure die casting technology. First section of the work discusses thixotropic casting process characteristics, process technological grounds and methods applied to obtain globular structure in magnesium alloys. Second section of the work constitutes a description of thixotropic casting process numeric model. Demonstrated method includes modelling of a whole range of phenomena, which take place during the casting process. Particular attention is focused on the construction of rheological model for material in solid-liquid state. A power-law model dependent on temperature, which describes material shear-thinning phenomenon, has been applied in order to do that. The applied model takes into account an internal variable, which describes phase proportion in the material being formed. During thixotropic forming the material goes through the phase change, progress of which strongly depends on temperature. In connection with this, the modelling of phase change thermal effect phenomenon has been introduced in the applied method. Computer program FORGE3Ž, in which both mechanical problem and thermal problem have been solved using finite element method, has been used for computing. Asa result of performed analysis, three-dimensional simulations of die casting process have been obtained. They constitute a source of information on casting process parameters, including also that on material flow during mould filling.
PL
Celem niniejszej pracy jest przedstawienie numerycznego modelu kształtowania stopów magnezu w oparciu o technologie odlewania ciśnieniowego. W pierwszej cześci pracy została opisana charakterystyka procesu odlewania tisotropowego, podstawy technologiczne procesu oraz metody uzyskiwania struktury globularnej w stopach magnezu. Druga część pracy jest opisem modelu numerycznego procesu odlewania tisotropowego. prezentowana metoda obejmuje modelowanie szerego zjawisk jakie mają miejsce w trakcie procesu odlewania. Szczególna uwaga została zwrócona na budowę modelu reologicznego materiału w stanie stało-ciekłym. Wykorzystano w tym celu model potęgowy, zależny od temperatury, który opisuje zjawisko rozrzedzania ścinaniem materiału. Zastosowany model uwzględnia zmienna wewnetrzna, która opisuje propozycję faz w formowanym materiale. materiał podczas formowania tisotropowego znajduje się w trakcie przemiany fazowej, której postęp bardzo mocno zależy od temperatury. W związku z tym w zastosowanej metodzie wprowadzono modelowanie zjawiska efektu cieplnego przemiany fazowej. Do obliczeń wykorzystano komputerowy program FORGE3, w którym zarówno problem mechaniczny, jak również termiczny został rozwiązany przy pomocy metody elementów skończonych. W wyniku przeprowadzonej analizy otrzymano trójwymiarowe symulacje procesu odlewania ciśnieniowego. Są one źródłem informacji o parametrach procesu odlewania, w tym również o przepływie materiału podczas wypełniania formy.
19
Analiza formowania stopów aluminium i magnezu w stanie stało-ciekłym przy użyciu zaawansowanego modelowania komputerowego
Sołek K., Białobrzeski A., Stuczyński T., Mitura Z.
Informatyka w Technologii Materiałów
|
2003
|
T. 3, Nr 3-4
126-137
PL
W niniejszym artykule przestawiono szczegółową analizę procesów odlewania tiksotropowego, prezentując zarówno wyniki doświadczalne oraz numeryczne. Na podkreślenie zasługuje, że uzyskano duża zgodność wyników eksperymentalnych z wynikami zaawansowanych symulacji komputerowych. W podsumowaniu warto omówić główne cechy podejścia zastosowanego w modelowaniu komputerowego, tj. wskazać jego wady i zalety. Otóż modelując proces wypełniania wnęki odlewniczej zastosowano tzw. jednofazowy model materiału. Oznacza to, że fakt współistnienia fazy ciekłej i stałej potraktowano w uproszczony (uśredniony) sposób. Dzięki takim uproszczeniom było możliwe przeprowadzenie bardzo udanych, trójwymiarowych symulacji procesu wypełniania wnęki, śledząc zarówno przepływ materiału oraz towarzyszące mu zmiany pola temperatury. Jednak warto w tym miejscu podkreślić, że w ramach zastosowanego podejścia nie można analizować wszystkich efektów towarzyszących formowaniu tiksotropowemu, między innymi segregacji faz wynikającej z gradientu ciśnienia występującego w formowanym materiale. Kolejny etap prac powinien stanowić poszukiwanie algorytmu pozwalającego opisać tego rodzaju zjawiska, jak również powinien dążyć do udoskonalenia technik pomiarowych pozwalających na łatwy pomiar własności reologicznych. W pracy przedstawiono trójwymiarowe symulacje procesu wypełniania formy odlewniczej. W tym celu został wykorzystany program FORGE3Ž oparty na rozwiązaniu modelu termomechanicznego przy pomocy metody elementów skończonych. Program ten bazuje na schemacie Lagrange'a, który pozwala na precyzyjne zamodelowanie zmian frontu materiału wypełniania wnęki formy. Zastosowanie schematu Lagrange'a w odniesieniu do procesów formowania tiksotropowego jest rzadkim i oryginalnym podejściem. Rezultaty niniejszej pracy potwierdzają przypuszczenie, że w najbliższej przyszłości modelowanie i symulacje komputerowe mogą stać się głównymi narzędziami prac projektowych. Można więc np. oczekiwać,że zakłady przemysłowe będą zainteresowane zatrudnianiem specjalistów z tego zakresu. Prawdopodobnie badania komputerowe pozwolą w niedalekiej przyszłe na istotne zmniejszenie kosztów prac projektów. Brzmi to dość optymistycznie, gdyż powszechnie przyjmuje się, że zmniejszanie kosztów funkcjonowania zakładów przemysłowych jest rzeczą pozytywną. Tak jest w istocie, jednak jeśli nie towarzyszą temu procesowi odpowiednie procedury transformacyjne dotyczące gospodarki całego kraju, może stać się on przyczyną napięć społecznych. Warto więc poświęcić tej spraw kilka zdań komentarza. Zmniejszenie kosztów funkcjonowania zakładów przemysłowych może prowadzić do tego, że tę samą ilość towarów będzie w stanie wytworzyć mniejsza liczba osób. Jeśli osoby 'zbędne' w przemyśle znajdą zatrudnienie w sektorze usług, to oczywiście wpłynie to pozytywnie na poziom życia wszystkich obywateli w kraju. Jednak, aby to faktycznie się wydarzyło w praktyce, konieczne jest stosowanie różnego rodzaju działań stymulujących, w tym np. przeprowadzanie reorganizacji systemu edukacji. W tym kontekście wydaje się ważne aby wyższe uczelnie techniczne modyfikowały odpowiednio szybko swoje programy kształcenia, jak również aby kontrolowały ogólną liczbę absolwentów opuszczających mury uczelni. Jest raczej oczywiste, że w nowych programach kształcenia powinno znaleźć się wiele różnych zajęć dotyczących szeroko rozumianej informatyki. Ale wydaje się też, że skoro w nowoczesnym, zautomatyzowanym przemyśle zatrudnienie może znaleźć coraz mniejszy odsetek ludności, to niestety może stać się konieczne także stopniowe zmniejszanie całkowitej liczby studentów uczelni technicznych. Jest to teza bardzo kontrowersyjna i wymagająca jeszcze dalszej dokładniejszej analizy, jednak w żadnym wypadku nie należy jej lekceważyć. Warto więc dodać, że w krajach wysoko rozwiniętych, wszechstronnej analizie skutków postępu technologicznego poświęca się dość dużo miejsca. Na tej podstawie prognozuje się strukturę zatrudnienia korzystną dla gospodarki i jednocześnie akceptowalną społecznie (np. Feather 2000). W każdym razie wydaje się ważne, aby także w polskiej rzeczywistości dostrzegać źródła potencjalnych problemów możliwie wcześnie, i aby prowadzić na ten temat rzetelną dyskusję opartą na chłodnej ocenie sytuacji.
EN
Metal forming in semi-solid state currently attracts a lot of research effort since only few manufacture steps lead to satisfactory mechanical properties even for complicated shapes. This paper presents recent authors? results for thixocasting. First, a whole technological process is described. Next, numerical modelling of pressure casting die filling (tixocasting process) is described. New constitutive equation parameters are obtained by means of inverse analysis and applied within package FORGE3. The main results are given for Al-Si alloy; however, some preliminary discussion for Mg-Al investigation is also provided. The presented results would seem to prove that reliable numerical simulation of advanced technological processes is possible
20
Zastosowanie symulacji komputerowej do oceny wariantów modernizacji walcowni gorącej blach
Sołek K., Kusiak H., Głowacki M., Pietrzyk M., Gierulski B., Dziki R.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2002
|
Vol. 69, nr 4
175--187
PL
W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania komputerowych programów do oceny różnych wariantów modernizacji walcowni gorącej blach. Celem modernizacji ma być przystosowanie walcowni do zwiększenia wymiarów wsadu przy jednoczesnej poprawie jakości produktów. W związku z dużymi kosztami modernizacji, dokonano komputerowej symulacji, która obejmowała analizę parametrów technologicznych procesu walcowania oraz ocenę przewidywanej jakości wyrobów. Symulacją objęto różne warianty modernizacji, zakładające zmianę konfiguracji grupy wstępnej walcowni oraz wymianę napędów w klatkach grupy wykańczającej. W artykule przedstawiono wybrane wyniki przeprowadzonych obliczeń oraz ocenę przydatności zastosowanych programów komputerowych do symulacji walcowania w różnych konfiguracjach walcarek.
EN
Usability of computer programs for estimation different alternatives of modernization hot rolling plate mill is presented. The aim of modernization is adaptation of the mill to greater charge size, improving simultaneously the quality of products. Because high costs of modernization computer simulation was carried out concluding technical parameters of rolling and estimation of future quality of products. Simulation included different alternatives of modernization by changing configuration of roughing mill group and replacement of drives in finishing stand group. Selected results of calculations and estimation of suitability of computer programs for rolling simulation in different configurations of rolling mills were presented.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.