Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Characterization of High Pressure Water Descaling Jets for Slabs Based on Different Shape Factors

Yang Bowen, Liu Guangqiang, Xu Chengcheng, Liu Kun, Han Peng

Archives of Foundry Engineering

|

2024

|

Vol. 24, iss. 1

121--128

EN

The surface temperature of steel billets during hot rolling can reach up to 1200°C. High temperature promotes rapid oxidation of the surface of steel billets, forming a dense oxide layer similar to fish scales. If not removed in a timely manner, it will damage the surface of the steel billets and exacerbate the wear of the rolls during the descaling process. There are many methods for descaling, but high-pressure water jet has become the main method for descaling due to its excellent descaling performance, low cost, and ease of use. The tip of the descaling nozzle serves as the main component, and its structural parameters affect the final descaling effect. This research changes the shape factor of the nozzle groove curve and the diameter of the nozzle throat, and performs computational fluid dynamics (CFD) simulations on the simplified nozzle external flow field. The axial velocity at the center of the jet generates a velocity peak at 0.5-1 Dc. The peak velocity increases with the increase of shape factor and throat diameter, and the influence of shape factor on the peak velocity is greater. For a constant target distance, the length of the velocity stable section along the jet impact line increases with the increase of the shape factor. The maximum value of dynamic pressure increases, and the smaller the target distance, the greater the dynamic pressure difference. The trend of water volume is roughly the same as that of dynamic pressure.

2

Effect of Roll Force Decrease in Hot Rolling of Dp600 Steel Grade by Use of Roll Gap Lubrication

Kaźmierski Tomasz, Krawczyk Janusz

Tribologia

|

2023

|

nr 2

27--33

EN

The force required for plastic deformation of steel in the hot rolling process is an important parameter which impacts roll wear, strip steering in finishing stands, shape and profile of the rolled strip and energy consumption. Theoretically, the roll force could be effectively decreased by rolling strips with higher temperatures and a lower speed or by reducing the strip’s input thickness. Due to the required mechanical properties of hot rolled strips as well as the continuous drive toward increased rolling line productivity and cost optimisation, in most cases, it is impossible to lower roll force by changing these two parameters. Roll gap lubrication effectively decreases the roll force, and lowering the friction between the work roll's surface and rolled material reduces roll force by 5% to 20%. Lower roll force brings obvious results in lower energy consumption, but even more important are benefits coming from lower work roll wear and improved strip shape and profile. These issues are particularly important during the hot rolling of dual-phase steel, which due to relatively low final rolling temperature (FRT), requires a higher roll force resulting from increased steel yield stress at lower temperatures.

PL

W procesie walcowania na gorąco siła konieczna do uzyskania pożądanego stopnia odkształcenia plastycznego materiału w kotlinie walcowniczej jest istotnym parametrem, wpływającym na stopień zużycia walców, prowadzenie pasma w klatkach walcowniczych, kształt i profil walcowanego pasma oraz zużycie energii elektrycznej. Efektywnymi sposobami zmniejszenia siły koniecznej do odwalcowania pasma w grupie klatek wykańczających mogłoby być prowadzenie walcowania w wyższej temperaturze i z mniejszymi prędkościami lub zmniejszenie wejściowej grubości pasma. Z uwagi na wymagane własności mechaniczne blachy po walcowaniu na gorąco, a także ciągłe dążenie do zwiększenia wydajności linii i optymalizacji kosztów, najczęściej nie jest to możliwe. Skutecznym sposobem pozwalającym na zmniejszenie siły walcowania jest zastosowanie smarowania kotliny walcowniczej. Zmniejszenie tarcia pomiędzy powierzchnią walców i walcowanym materiałem pozwala uzyskać spadek siły na poziomie 5–20%. Spadek siły walcowania przekłada się wprost na zmniejszenie zużycia energii elektrycznej, jednak najważniejsze są korzyści związane ze zmniejszonym zużyciem walców roboczych i lepszą kontrolą kształtu pasma. Kwestie te nabierają szczególnego znaczenia podczas produkcji blachy o strukturze dwufazowej, która z uwagi na wymaganą stosunkowo niską temperaturę końca walcowania charakteryzuje się dużym oporem odkształcenia skutkującym występowaniem dużych sił w trakcie walcowania w grupie klatek wykańczających.

3

A roll’s wear during hot rolling of high-silicon steel and its impact on the quality of a strip’s profile

Ścibisz Kamila, Kaźmierski Tomasz, Krawczyk Janusz

Tribologia

|

2023

|

nr 3

95--102

EN

Hot rolling of grain-oriented high silicon steel is related to technical problems such as high temperature and long rolling campaigns with strips of the same width. Numerous methods may be carried out as a solution to these problems. Before the rolling campaign, all rolls of finishing stands are exchanged. The campaign is scheduled with additional exchanges of rolls on two last stands in two stages. A roll’s wear increases with the quantity of rolled material and may lead to strip profile deformation. Exchanging the rolls ensures the required steel quality and prevents losses caused by quality defects. This work identifies factors affecting the work roll's wear and refers to the material from which rolls are made. This work aimed to determine the wear of work rolls of the finishing group rolling mills during the rolling of high-silicon steel. The work presents wear analyses of 30 rolls. It was analysed depending on roll type and high silicon steel rolled material quantity. Compared wear of rolls after rolling high-silicon steel and black sheet. By analysing the distribution of roll wear along the length of the roll, it was found that the wear of working rolls directly affects the geometry of the rolled sheet, which may affect the quality of the strip profile of the rolled sheet.

PL

Walcowanie stali wysokokrzemowych o zorientowanym ziarnie wiąże się z problemami technologicznymi takimi jak: wysoka temperatura walcowania i bardzo długa sekwencja walcowania blachy o tej samej szerokości. Rozwiązanie tych problemów prowadzone jest wieloaspektowo. Przed rozpoczęciem procesu walcowania stali wysokokrzemowych następuje wymiana walców roboczych we wszystkich walcarkach wykańczających. Walcowanie planowane jest z przebudową pośrednią walców roboczych, w dwóch ostatnich walcarkach. Po odwalcowaniu określonej ilości materiału konieczne jest wycofanie narzędzi do regeneracji z uwagi na postępujące zużycie walców roboczych. Przebudowa pośrednia walców ma na celu zapewnienie wymaganej jakości blachy i niedopuszczenie do strat związanych z powstawaniem wad jakościowych. Niniejsza praca określa czynniki wpływające na zużycie walców, odnosząc je również do materiału, z którego wykonane są narzędzia. Celem pracy było określenie zużycia walców roboczych walcarek grupy wykańczającej podczas walcowania stali wysokokrzemowej. W pracy przedstawiono analizę zużycia 30 walców roboczych. Analizowano zużycie w zależności od rodzaju walca podczas walcowania stali wysokokrzemowej, porównano zużycie walców na poszczególnych klatkach walcowniczych w zależności od ilości przewalcowanej stali wysokokrzemowej, dokonano porównania zużycia walców po walcowaniu stali wysokokrzemowej i walcowaniu blachy czarnej. Obserwowany nierównomierny rozkład zużycia walców na ich długości może wpływać na kształt walcowanej blachy, co może przekładać się na jakość profilu poprzecznego.

4

Microstructure-related properties of explosively welded multi-layer Ti/Al composites after rolling and annealing

Solecka Monika, Mróz Sebastian, Petrzak Paweł, Mania Izabela, Szota Piotr, Stefanik Andrzej, Garstka Tomasz, Paul Henryk

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e39, 2023

EN

The processes of rolling and annealing of explosively welded multi-layered plates significantly affect the functional properties of the composite. In current research, fifteen-layered composite plates were fabricated using a single-shot explosive welding technique. The composites were then rolled up to 72% to reduce layer thickness, followed by annealing at 625 °C for varying times up to 100 h. Microstructure evolution and chemical composition changes were investigated using scanning electron microscopy equipped with energy-dispersive spectroscopy. The mechanical properties of the composite were evaluated by tensile testing, while the strengths of individual layers near the interface were evaluated by micro-hardness measurements. After explosive welding, the wavy interfaces were always formed between the top layers of the composite and the wave parameters decreasing as the bottom layers approach. Due to the rolling process, the thickness of Ti and Al layers decreases, and the waviness of top interfaces disappeared. Simultaneously, the necking and fracture of some Ti layers were observed. During annealing, the thickness of layers with chemical composition corresponding to the Al3Ti phase increased with annealing time. A study of growth kinetic shows that growth is controlled by chemical reaction and diffusion. The results of micro-hardness tests showed that after annealing, a fourfold increase of hardness can be observed in the reaction layers in relation to the Ti, while in relation to Al, the increase of hardness is even 15 times greater.

5

Thermal-mechanical finite element simulation of flat bar rolling coupled with a stochastic model of microstructure evolution

Szeliga Danuta, Czyżewska Natalia, Kusiak Jan, Kuziak Roman, Morkisz Paweł, Oprocha Piotr, Pietrzyk Maciej, Piwowarczyk Michał, Poloczek Łukasz, Przybyłowicz Paweł, Rauch Łukasz, Wolańska Natalia

Computer Methods in Materials Science

|

2022

|

Vol. 22, No. 3

137--148

EN

It is generally recognized that the kinetics of phase transformations during the cooling of steel products depends to a large extent on the state of the austenite after rolling. Austenite deformation (when recrystallization is not complete) and grain size have a strong influence on the nucleation and growth of low-temperature phases. Thus, the general objective of the present work was the formulation of a numerical model which simulates thermal, mechanical and microstructural phenomena during multipass hot rolling of flat bars. The simulation of flat bar rolling accounting for the evolution of a heterogeneous microstructure was the objective of the work. A conventional finite-element program was used to calculate the distribution of strains, stresses, and temperatures in the flat bar during rolling and during interpass times. The FE program was coupled with the stochastic model describing austenite microstructure evolution. In this model, the random character of the recrystallization was accounted for. Simulations supplied information about the distributions of the dislocation density and the grain size at various locations through the thickness of the bars.

6

Stochastic model describing evolution of microstructural parameters during hot rolling of steel plates and strips

Szeliga Danuta, Czyżewska Natalia, Klimczak Konrad, Kusiak Jan, Kuziak Roman, Morkisz Paweł, Oprocha Piotr, Pietrzyk Maciej, Poloczek Łukasz, Przybyłowicz Paweł

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 3

art. no. e139

EN

Enhancing strength-ductility synergy of materials has been for decades an objective of research on structural metallic materials. It has been shown by many researchers that significant improvement of this synergy can be obtained by tailoring heterogeneous multiphase microstructures. Since large gradients of properties in these microstructures cause a decrease of the local fracture resistance, the objective of research is to obtain smoother gradients of properties by control of the manufacturing process. Advanced material models are needed to design such microstructures with smooth gradients. These models should supply information about distributions of various microstructural features, instead of their average values. Models based on stochastic internal variables meet this requirement. Our objective was to account for the random character of the recrystallization and to transfer this randomness into equations describing the evolution of dislocations and grain size during hot deformation and during interpass times. The idea of this stochastic model is described in the paper. Experiments composed of uniaxial compression tests were performed to supply data for the identification and verification of the model in the hot deformation and static recrystallization parts. Histograms of the grain size were measured after hot deformation and at different times after the end of deformation. Identification and validation of the model were performed. The validated model, which predicts evolution of heterogeneous multiphase microstructure, is the main output of our work. The model was implemented in the finite element program for hot rolling of plates and sheets and simulations of these processes were performed. The model’s capability to compare and evaluate various rolling strategies are demonstrated in the paper.

7

Obróbka cieplna bezpośrednio po walcowaniu na gorąco prętów o dużych przekrojach ze stali konstrukcyjnych

Garbarz Bogdan, Woźniak Dariusz, Adamczyk Mariusz, Walnik Bartłomiej, Krawczyk Aleksandra, Grzesiak Marek

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2021

|

nr 9-10

24--32

PL

Artykuł zawiera wyniki badań bezpośredniej obróbki cieplnej prętów o średnicy 200 mm ze stali S355J2. Zastosowanie wariantu chłodzenia o zoptymalizowanych parametrach bezpośrednio po walcowaniu na gorąco prętów pozwoliło na uzyskanie wartości granicy plastyczności i udarności KV-20°C porównywalnych z wartościami uzyskiwanymi w wyniku obróbki standardowego normalizowania. W wyniku wykonanych testów na przemysłowym stanowisku eksperymentalnym opracowano dane techniczne i technologiczne niezbędne do uruchomienia przemysłowej technologii normalizowania prętów o dużych przekrojach bezpośrednio po walcowaniu na gorąco.

EN

The paper contains the results of testing the direct heat treatment of 200 mm diameter bars made of the S355J2 steel. Tests of the accelerated cooling of the bars directly after hot rolling were carried out using experimental site in Huta Bankowa, within the framework of the research project financially supported by the POIR fund. The application of cooling with optimized parameters directly after the hot rolling of the bars resulted in obtaining the values of yield stress and KV-20°C fracture toughness comparable with the values produced by the standard normalizing treatment. As a result of the tests performed at the industrial experimental site the technical and technological data were prepared that are necessary for the start-up of an industrial technology of normalizing large-diameter bars directly after hot rolling.

8

Production Line Modelling in Accordance with the Industry 4.0 Concept as an Element of Process Management in the Iron and Steel Industry

Niekurzak Mariusz, Kubińska-Jabcoń Ewa

Management and Production Engineering Review

|

2021

|

Vol. 14, No. 4

3--12

EN

Simulations are becoming one of the most important techniques supporting production preparation, even in those industrial sectors with atypical technological processes, such as in metallurgy, where there is a multiphase material flow. This is due to the fact that in the conditions of a market economy, enterprises have to solve more and more complex problems in a shorter time. On the basis of the existing production process and the knowledge of the flow characteristics in a given process, a model is built, which, when subjected to simulation tests, provides experimental results in the scope of the defined problem. The use of computer techniques also creates new possibilities for the rational use of the reserves inherent in each technological process. Taking into account the existing demand and the state of modern technology, the computer model can be a source of information for further analysis and decision-making processes supporting company management. At work a model of the logistic system was made on the example of a hot-rolled steel strip mill, on which simulation experiments were carried out to improve the effectiveness and efficiency of the analysis production line. The presented article aims to disseminate the idea of ??Industry 4.0 in Polish companies from the manufacturing industry sector, taking into account simulation techniques.

9

Scaling Behaviour of Si-alloyed Steel Slabs under Reheating Conditions

Mikl Gregor, Höfler Thomas, Gierl-Mayer Christian, Danninger Herbert, Linder Bernhard, Angeli Gerhard

Journal of Casting & Materials Engineering

|

2021

|

Vol. 5, no. 4

71--74

EN

Reheating of steel slabs for further processing such as hot rolling usually takes place in gas-fired pusher furnaces. Temperatures well above 1000°C, combined with an atmosphere containing H2O, CO2, and O2, lead to substantial oxidation of most steel grades. Newly developed advanced steels often contain significant amounts of Si. This element plays a dominant role in the scaling behaviour near the steel-scale-interface, since fayalite (Fe2SiO4) forms a eutectic with wuestite (Fe1–xO) that melts as low as 1177°C. To better understand the high temperature oxidation behaviour, lab-scale trials were performed with different steel grades containing up to 3 wt.% Si. Possible interactions of Si with other alloying elements present in the samples such as Cr, Mn and Al were also of interest. The atmosphere contained 20% H2O, 7% CO2, and 3% O2, resembling reheating conditions in pusher furnaces, and temperatures ranged from 1100 to 1240°C. For metallographic investigation, the oxidised samples were cold mounted under vacuum using taper section angles. After preparation, the sections were examined through light microscopy, SEM/EDS, XRD, and TEM. The local distribution of the alloying elements could be mapped efficiently, and phase identification was successful in most parts. Under the applied experimental conditions, the elements of interest were present in their oxidic form either as pure or as mixed oxides. Higher Si-contents led to an increased build-up of eutectic melting phase at the steel-scale-interface at temperatures above 1177°C, which in turn further accelerated the oxidation.

10

Innowacyjna stal wysokokrzemowa z regulowaną niską zawartością zanieczyszczeń i wtrąceń niemetalicznych o kontrolowanej morfologii oraz odpowiednim poziomie inhibitora AlN z przeznaczeniem na wysokojakościowe blachy transformatorowe

Różański Piotr, Radwański Krzysztof, Niesler Marian, Woźniak Dariusz, Zdonek Bogdan, Mazur Artur, Pidvysots’kyy Valeriy, Kuziak Roman, Maracha Grzegorz, Fraś Wojciech

Journal of Metallic Materials

|

2020

|

Vol. 72, no. 2

63--82

PL

W artykule przedstawiono przebieg i wyniki badań przemysłowych wykonanych w ramach 1 Etapu projektu, którego końcowym celem jest opracowanie innowacyjnej stali elektrotechnicznej nowej generacji, przeznaczonej na blachy transformatorowe o wysokiej przenikalności magnetycznej (wysokiej indukcji 1,9 T i małej stratności 0,8 W/kg) z ziarnem zorientowanym (typ HGO) wraz z technologią jej wytwarzania w zakresie: wytapiania w konwertorze z obróbką pozapiecową uwzględniającą próżniowe odgazowanie stali w demonstracyjnej instalacji, ciągłego odlewania wlewków płaskich i walcowania ich na gorąco na półwyrób do dalszego przerobu. Pozostałe etapy wytwarzania blach transformatorowych obejmujące walcowanie na zimno, międzyoperacyjną obróbkę cieplną i cieplno-chemiczną oraz obróbkę powierzchniową stanowią tajemnicą przedsiębiorstwa. W ramach 1 Etapu projektu wykonano symulacje numeryczne i fizyczne wytapiania, odlewania i walcowania na gorąco stali o założonych parametrach jakościowych, celem uzyskania materiału do dalszych badań. Określono parametry wytapiania i odlewania zapewniające uzyskanie odpowiedniej jakości stali o maksymalnej zawartość tlenu całkowitego 12 ppm i udziale powierzchniowym wtrąceń niemetalicznych max. 0,05%, oraz wymagania techniczno-technologiczne urządzenia do obróbki ciekłej stali w próżni, stanowiącego instalację demonstracyjną, a także opracowano model reologiczny stali transformatorowej dla procesu walcowania blach na gorąco, z użyciem którego przeprowadzono wstępne symulacje w celu uzyskania rozkładów temperatury, odkształcenia i prędkości odkształcenia w walcowanym paśmie.

EN

The article presents the process and results of industrial tests carried out as part of the 1st Stage of the project, the final goal of which is to develop an innovative new-generation electrical steel designed for the manufacture of transformer plates with high magnetic permeability (high inductance of 1.9 T and low lossiness of 0.8 W/ kg) and with oriented grain (HGO type) together with the technology of its production in the scope of: melting of steel in a converter with ladle treatment taking into account vacuum degassing of steel in a demonstration installation, continuous casting of flat ingots and their hot rolling for further processing. The remaining stages of transformer plate production, including cold rolling, inter-operational heat and thermo-chemical treatment, as well as surface treatment operations, are a trade secret. As part of the 1st Stage of the project, numerical and physical simulations of melting, casting and hot rolling of steel with assumed quality parameters were carried out in order to obtain material for further research. The melting and casting processes parameters were determined to ensure obtaining the appropriate quality of steel with a maximum total oxygen content of 12 ppm and the surface fraction of non-metallic inclusions of max. 0.05%, technical and technological requirements for the device for liquid steel processing in vacuum constituting the demonstration installation were determined, and a rheological model of transformer steel for the sheet hot-rolling process was developed, with the use of which preliminary simulations were carried out to obtain temperature, deformation and strain rates in the rolled strip.

11

Digital twins as a modern approach to design of industrial processes

Rauch Lukasz, Pietrzyk Maciej

Journal of Machine Engineering

|

2019

|

Vol. 19, No. 1

86--97

EN

The objective of the paper was to describethe concept of a virtual, digital equivalent to a physical process. The basic idea of the virtual counterpart for the process called a digital twin is described first. Following this the hybrid computer system dedicated to the design of the optimal manufacturing technology for thin steel strips is presented. The models used in the system and the database are described. Numerical tests showing capabilities of the system recapitulate the work.

12

Badania właściwości mechanicznych i mikrostruktury eksperymentalnych blach warstwowych walcowanych na gorąco

Walnik Bartłomiej, Woźniak Dariusz, Adamczyk Mariusz

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2019

|

Vol. 86, nr 10

309--314

PL

W artykule przedstawiono wyniki prób walcowania na gorąco blach warstwowych w linii do badań w skali półprzemysłowej (LPS), z zastosowaniem jednego przepustu z gniotem względnym około 40%. Próby technologiczne wykonano na blachach warstwowych, będących połączeniami stali: S235JR, S355J2, 42CrMo4 i X5CrNi18-10. Wykonano próby wytrzymałościowe na zginanie i ścinanie z uzyskanych połączeń. Badania mikrostruktury przeprowadzono przy użyciu mikroskopu świetlnego. Wyniki pracy wskazują na możliwość wytworzenia unikatowych wyrobów łączących w sobie cechy stali z gatunków S235JR, S355J2, 42CrMo4 i X5CrNi18-10 bezpośrednio w procesie walcowania na gorąco.

EN

The article presents the results of experiments of one pass rolling of layered sheets with relative reduction ~40%. The experiments were carried out in the semi industrial line to simulation of hot rolling process (LPS)on layered plates from steels: S235JR, S355J2, 42CrMo4 and X5CrNi18-10. Bending and shearing strength tests were carried out. Microstructure investigation was carried out with the use of a light microscope. The results of the work indicate the possibility of creating unique products composed of different types of steels: S235JR, S355J2, 42CrMo4 and X5CrNi18-10 in hot rolling process.

13

Własności i struktura stali S235JR po statycznym i dynamicznym przeginaniu i prostowaniu na zimno

Rdzawski Z., Głuchowski W., Sobota J., Pacyna J., Dąbrowski R., Rożniata E.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2018

|

T. 29, nr 2

151--168

PL

Bardzo często w okresach kryzysów gospodarczych pojawiają się uciążliwe niedomagania w zakresie utrzymania produkcji na odpowiednim poziomie ilościowym oraz jakościowym zapewniającym stały rozwój. Podołanie rosnącym potrzebom wymaga znacznego wysiłku w zapewnieniu pożądanego zespołu cech użytkowych przy zachowaniu odpowiedniej ekonomiki wytwarzania. Z tymi problemami, szczególnie w ostrej formie, spotykają się przedsiębiorstwa wyposażone w przestarzałe urządzenia produkcyjne, które swoją szansę na przeżycie upatrują w doskonaleniu procesów technologicznych opartych o wiedzę. Rosnące zapotrzebowanie na funkcjonalne stopy miedzi, charakteryzujące się takimi szczególnymi zespołami własności użytkowych, jak korzystna kombinacja wysokich własności mechanicznych oraz konduktywności elektrycznej i cieplnej, stabilne właściwości w warunkach eksploatacyjnych, odporność na korozję oraz zużycie ścierne, odporność na zmienne obciążenia mechaniczne, cieplne i prądowe. Spełnienie tych oczekiwań wymaga dobrania odpowiednich składników stopowych miedzi jak też technologii osiągania odpowiedniej i stabilnej struktury stopów. Dotyczy to głównie stopów miedzi podatnych do utwardzania wydzieleniowego, dyspersyjnego, roztworowego oraz umacniania odkształceniowego. Szczególną uwagę przywiązuje się do wytwarzania silnie rozdrobnionej struktury stopów (ultrafine grain size – UFG). Jedną z metod osiągania silnie rozdrobnionej struktury jest cykliczne przeginanie i prostowanie (continous repetitive corrugation and straightening – CRCS). Metodę tę wykorzystano z powodzeniem do zdecydowanej poprawy własności taśm z miedzi chromowej, podatnej do utwardzania wydzieleniowego, dla stopu CuNi2Si1 oraz dla brązu cynowego i mosiądzów. Otrzymane rezultaty stanowiły pewną zachętę do wykorzystania metody przeginania i prostowania dla metali o sieci regularnej, przestrzennie centrowanej A2. W tym celu do badań wybrano pręty walcowane na gorąco o przekroju 12x12 mm ze stali w gat. S235JR. Ze względu na wymiary prętów oraz dostępność urządzenia do przeginania i prostowania ograniczona została liczba cykli oraz zwiększono wartość odkształcenia i naprężenia.

EN

The periods of economic crises very often see serious problems in the maintenance of production at the appropriate quantitative and qualitative level as required for constant development. To meet the growing needs it is necessary to put considerable effort in ensuring the desired set of functional properties while maintaining adequate production economics. Those problems, especially in a severe form, are encountered by companies equipped with outdated production facilities, the companies which see their chance of survival in improvement of production processes based on the knowledge. There is a growing demand for functional copper alloys characterized by specific sets of functional properties such as advantageous combination of high mechanical properties with electrical and thermal conductivity, stable properties in operating conditions, resistance to corrosion and abrasive wear, resistance to changing mechanical, thermal and current loads. Meeting these expectations requires selection of appropriate copper alloy components as well as a relevant technology to achieve adequate and stable structure of alloys. This applies mainly to copper alloys which are susceptible to precipitation, dispersion, solution and strain hardening. Particular attention is paid to production of a highly fragmented structure of alloys (ultrafine grain size – UFG). One of the methods for production of highly fragmented structure consists of continuous repetitive corrugation and straightening (CRCS). This method was successfully applied for significant improvement of properties of copper alloys strips. The produced results provided some incentive to apply the method of corrugation and straightening to metals with body centred A2 lattice. For this purpose, hot-rolled S235JR steel grade rods of 12x12 mm section were used. Because of the dimensions of the rods and availability of corrugation and straightening equipment the number of cycles was reduced while the values of stress and strain were increased.

14

Computer system for design of the hot rolling technology for advanced multiphase steel strips

Rauch Ł., Bzowski K., Pietrzyk M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2018

|

Vol. 85, nr 4

109--114

EN

The paper presents implementation of computer system dedicated to flexible design of hot rolling technologies. The system allows to compose a production line, which includes rolling, cooling and coiling devices with all the parameters dedicated to control the manufacturing process. VirtRoll system is implemented in mixed client-server architecture including both strong server and strong client sides, where the first one is based on Model-View-Controller (MVC) Angular approach, and the latter one is based on PHP Restful API. Moreover, the server side is responsible for submission of computing jobs to High Performance Computing (HPC) infrastructure to obtain fast and reliable results. The most important advantage of the system is a flexible material models definition giving the possibility to introduce innovative materials models into the final design of the modern hot rolling processes.

PL

Artykuł przedstawia system komputerowy dedykowany do elastycznego projektowania technologii walcowania na gorąco. System umożliwia komponowanie linii produkcyjnych składających się z urządzeń do walcowania, chłodzenia oraz zwijania. System VirtRoll został zaimplementowany w architekturze mocnego klienta i mocnego serwera, gdzie pierwszy z nich zaimplementowany został zgodnie z rozwiązaniem Model-Widok-Kontroler (MVC) Angular, natomiast drugi w technologii Restful API umożliwiającej bezpośrednie wysłanie zapytania na serwer WWW. Ponadto, serwer odpowiada za zlecanie zadań obliczeniowych na infrastrukturę sprzętową obliczeń wysokiej wydajności (HPC) w celu osiągnięcia szybkich i wiarygodnych wyników. Najważniejszą korzyścią z opracowania systemu jest jednak możliwość elastycznego definiowania modeli materiałowych, co pozwala na wprowadzanie innowacyjnych materiałów do projektów technologii walcowania na gorąco.

15

Structure and properties of hot-rolled and annealed AZ61 magnesium alloy

Sułkowski B.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 43, no. 1

21--29

EN

Magnesium alloy AZ61 was processed by hot rolling up to a large thickness reduction (~89%) in several routes with intermediate annealing. The hot rolling process was conducted at 450°C and at a 1.5 s−1 strain rate. The structure and texture evolution as well as the mechanical properties during processing were investigated. The structure studies showed that, during the hot-rolling process, a large number of twins formed, which had an impact on the mechanical properties of the hot-rolled samples. After annealing for 15 minutes, the twins were no longer observed in the annealed samples, causing a significant decrease in hardness. Moreover, an investigation of the hardness showed that annealing for 15 minutes did not remove all of the hardening effects nor did the hardness of the annealed samples decrease to the value before hot rolling. The texture investigations showed that the texture of the hot-rolled samples was a typical basal-type texture. However, the basal pick was split into two tilted towards the rolling direction (RD). The texture changed during annealing while the new strong texture components evolved. The annealing led to an increased intensity of <1010>{1120} texture component and enhanced ductility. It was concluded that the texture changes observed in the present investigations may lead to the enhanced ductility of magnesium alloys and, therefore, help us design a deformation scheme for magnesium alloys consisting of several thermomechanical routes.

PL

Stop magnezu AZ61 został odkształcony przez walcowanie na gorąco do sumarycznego zgniotu 89%, w kilku przepustach z wyżarzaniem międzyoperacyjnym. Walcowanie odbywało się w temperaturze 450°C, a prędkość odkształcenia wynosiła 1,5 s−1. W pracy badano wpływ struktury oraz tekstury na własności mechaniczne stopu AZ61. Badania strukturalne pokazały występowanie dużej liczby bliźniaków po walcowaniu na gorąco, co miało wpływ na własności mechaniczne. Po wyżarzaniu przez 15 minut struktura nie zawierała bliźniaków oraz zaobserwowano spadek własności mechanicznych badanych próbek, ale nie do wartości sprzed walcowania. Z kolei badania teksturowe wykazały, że po walcowaniu na gorąco powstaje tekstura typu bazalnego, z dwoma pikami odchylonymi od [0001] w kierunku walcowania. Po wyżarzaniu zaobserwowano dodatkowy komponent tekstury, <1010>{1120}, co spowodowało poprawę własności plastycznych badanego materiału. Zaobserwowane zmiany strukturalne i teksturowe wpływają silnie na własności plastyczne stopu AZ61, dzięki czemu możliwe jest odpowiednie zaprojektowanie procesu walcowania tego materiału.

16

Wpływ obróbki cieplnej i plastycznej na mikrostrukturę i właściwości stali C70D

Kuc D., Szala J., Niewielski G.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 8

397--399

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów procesu walcowania na właściwości mechaniczne i mikrostrukturę stali C70D przeznaczonych na walcówkę. Proces walcowania przeprowadzono na półciągłej walcarce laboratoryjnej w VSB - Ostrawa. Badania ilościowe mikrostruktury stali perlitycznej wykonano z zastosowaniem nowego programu komputerowy „PILS” - Pearlite Inter-Lamellar Spacing. Wyniki przedstawionych badań będą wykorzystane do optymalizacji procesu walcowania na walcowni typu MORGAN wyposażonej w system regulowanego chłodzenia Stelmor.

EN

The article presents the results of tests of influence of the thermo-mechanical treatment parameters on the mechanical properties and microstructure of steel C70D for wire rod. The process of rolling was conducted in simulation in continuous finishing train arrangement of four rolling stands in a laboratory in VSB Ostrava. Quantitative analysis of microstructure pearlitic steel was determined using new computer program called PILS (from Pearlite Inter-Lamellar Spacing). Results of presented tests will be applied for optimisation of the rolling process on rolling mill type MORGAN equipped with a system of regulated cooling Stelmor.

17

Charakterystyki zmian naprężenia uplastyczniającego stali wielofazowej C-Mn-Al-Si w zależności od parametrów procesu

Płatek K., Kuźmiński Z., Turczyn S., Dziedzic M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 10

442--444

PL

W pracy dokonano oceny wpływu warunków odkształcenia plastycznego na gorąco na wartość naprężenia uplastyczniającego wielofazowej stali C-Mn-Al-Si. Badania wykonano przy użyciu plastomeru skrętnego. Wykazano istotny wpływ parametrów cieplno-mechanicznych odkształcenia na uzyskane wartości naprężenia uplastyczniającego badanej stali w zakresie temperatur walcowania na gorąco.

EN

In the paper is presented the analysis of an influence of hot deformation condition on the yield stress value of C-Mn-Al-Si multiphase steel. The torsion plastometer was used in this research. It was proved significant effect of the parameters of thermo-mechanical deformation for obtained yield stress value in the range of hot rolling temperatures.

18

The Effects of Finish Rolling Temperature and Niobium Microalloying on the Microstructure and Properties of a Direct Quenched High-Strength Steel

Kaijalainen A., Vähäkuopus N., Somani M., Mehtonen S., Porter D., Kömi J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2A

619--626

EN

This paper comprehends the effects of finish rolling temperature (FRT) and Nb-microalloying on the microstructural evolution and resultant properties of a low carbon direct quenched steel in the yield strength category of ≥900 MPa. Results indicate that a decrease in FRT close to Ar3 temperature significantly influenced the microstructure following phase transformation, especially at the subsurface (~50-400 μm) of the rolled strip. On decreasing the FRT, the subsurface microstructure revealed a fine mixture of ferrite and bainite obviously as a result of strain-induced transformation, whereas the structure at the centreline remained essentially martensitic. Further, Nb-microalloying promoted the formation of ferrite and bainite even at higher FRTs, thus influencing the mechanical properties. The microstructures of the hot-rolled strips were further corroborated with the aid of CCT diagrams.

19

Quantitative Evaluation of the Microstructure and Mechanical Properties of Hot Rolled 23MnB4 Steel Grade for Cold Upsetting

Kuc D., Szala J., Bednarczyk I.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2A

551--556

EN

The article presents the results of tests of influence of the thermo-mechanical treatment parameters on the mechanical properties and microstructure of steel 23MnB4 for cold-upsetting. Measurements of the ferrite grains and pearlite colonies were conducted with the use of Met-Ilo program supplemented by additional procedures dedicated to structure analysis of ferritic-pearlitic steel. The process of rolling was conducted in simulation in semi-continuous finishing train arrangement with different temperature and cooling rate. Elaborated procedure of quantitative analysis of microstructure and conducted mechanical properties tests will be used during preparations of modified technologies of wire rod rolling to prepare products made of steel, the microstructure of which is characterised higher utility properties.

20

Mechanical Properties of a Bainitic Steel Producible by Hot Rolling

Rana R., Chen S., Haldar A., Das S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 4

2331--2338

EN

A carbide-free bainitic microstructure is suitable for achieving a combination of ultra high strength and high ductility. In this work, a steel containing nominally 0.34C-2Mn-1.5Si-1Cr (wt.%) was produced via industrial hot rolling and laboratory heat treatments. The austenitization (900°C, 30 min.) and austempering (300-400°C, 3 h) treatments were done in salt bath furnaces. The austempering treatments were designed to approximately simulate the coiling step, following hot rolling and run-out-table cooling, when the bainitic transformation would take place and certain amount of austenite would be stabilized due to suppression of carbide precipitation. The microstructures and various mechanical properties (tensile properties, bendability, flangeability, and room and subzero temperature impact toughness) relevant for applications were characterized. It was found that the mechanical properties were highly dependent on the stability of the retained austenite, presence of martensite in the microstructure and the size of the microstructural constituents. The highest amount of retained austenite (~ 27 wt.%) was obtained in the sample austempered at 375°C but due to lower austenite stability and coarser overall microstructure, the sample exhibited lower tensile ductility, bendability, flangeability and impact toughness. The sample austempered at 400°C also showed poor properties due to the presence of initial martensite and coarse microstructure. The best combination of mechanical properties was achieved for the samples austempered at 325-350°C with a lower amount of retained austenite but with the highest mechanical stability.