Warm forming of stainless steel sheet

• Autorzy: Stachowicz, F. , Trzepieciński, T. , Pieja, T.

Warianty tytułu

PL

Kształtowanie na półgorąco blachy ze stali odpornej na korozję

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of warm sheet metal forming processes is to improve plastic flow of material, as well as to decrease the springback effect. This investigation deals with the effect of temperature in the range from 20 C to 700 C on basic material parameters of stainless steel sheet metal such as yield stress, ultimate strength, total and uniform elongation, strain hardening parameters and plastic anisotropy factor. The results of carried out investigations will be useful for deep drawing processes preparation and modification, especially considering proper forming temperature. It was determined that the most suitable temperature of warm forming of the AMS 5604 stainless steel sheet is 500 C. Examination of the influence of the temperature, sheet thickness and material heating method (only sheet heating, sheet and forming die heating, isothermal conditions) on springback quantity was performed in air bending test. The MSC Marc Mentat commercial computer code was used for numerical simulation of analyzed forming processes.

PL

Celem procesów plastycznego kształtowania blach na półgorąco jest zwiększenie możliwości plastycznego płynięcia materiału, jak również zmniejszenie wartości powrotnych odkształceń sprężystych. Prezentowane wyniki badań dotyczą wpływu temperatury rozciągania próbek z zakresu 20 C do 700 C na wartość podstawowych parametrów mechanicznych blachy ze stali odpornej na korozję, takich jak: granica plastyczności, granica wytrzymałości, wydłużenie równomierne, wydłużenie całkowite, parametry krzywej umocnienia odkształceniowego, współczynnik anizotropii plastycznej. Uzyskane wyniki mogą być przydatne do opracowywania oraz modernizacji procesów plastycznego kształtowania blach, zwłaszcza w zakresie doboru temperatury kształtowania. Określono, że najbardziej odpowiednią temperaturą kształtowania na półgorąco blach ze stali odpornej na korozję AMS 5604 jest temperatura 500 C. Ocenę wpływu temperatury kształtowania, grubości blachy oraz sposobu nagrzewania (nagrzewana tylko blacha, nagrzewana blacha oraz podgrzewane narzędzia, nagrzewanie izotermiczne w przestrzeni zamkniętej) na wartość powrotnych odkształceń sprężystych przeprowadzono w próbie gięcia swobodnego. Przeprowadzone zostało modelowanie numeryczne analizowanego procesu gięcia przy wykorzystaniu oprogramowania MSC Marc Mentat.

Słowa kluczowe

PL

kształtowanie blach na półgorąco; odkształcenia sprężyste; granica plastyczności

EN

stainless steel; sheet metal; warm forming; air bending; springback

• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 10, no 4
• Strony: 85-94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Stachowicz, F.

autor

Trzepieciński, T.

autor

Pieja, T.

• Politechnika Rzeszowska, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów, Poland

Bibliografia

• [1] Frechard S., Redjaimia A., Lach E., Lichtenberger A.: Mechanical behaviour of nitrogenalloyed austenitic stainless steel hardened by warm rolling, Materials Science and Engineering, Vol. A415, 2006, pp. 219-224.
• [2] Lange K. (ed.): Handbook of metal forming, McGraw-Hill Book Co., New York, 1985.
• [3] Erbel S., Kuczyński K., Marciniak Z.: Obróbka plastyczna, PWN, Warszawa, 1981.
• [4] Marciniak Z.: Non-uniformity of strains in shearing within the warm-forming temperature range, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 29, No. 10-11, 1987, pp. 721-731.
• [5] Takuda H., Mori K., Masachika W., Watanabe Y.: Finite element analysis of the formability of an austenitic stainless steel sheet in warm deep drawing, Journal of Materiale Processing Technology, Vol. 143-144, 2003, pp. 242-248.
• [6] Switzer N.T., Van Tyne C.J., Mataya M.C.: Effect of forging strain rate and deformation temperature on the mechanical properties of warm-worked 304L stainless steel, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 210, 2010, pp. 998-1007.
• [7] Bruni C., Forcellese A., Gabrielli F., Simoncini M.: Air bending of AZ31 magnesium alloy in warm and hot forming conditions, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 177, 2006, pp. 373-376.
• [8] Sheng Z.Q., Shivpuri R.: A hybrid process for thin-walled magnesium parts, Materiale Science and Engineering, Vol. A428, 2006, pp. 180-187.
• [9] Chang Q.-F., Li D.-Y., Peng Y.-H., Zeng X.-Q.: Experimental and numerical study of warm forming of AZ31 magnesium alloy sheet, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 47, 2007, pp. 436-443.
• [10] Chang J.-K., Takata K., Ichitani K., Taleff E.M.: Ductility of an aluminium-4.4 wt. pct. magnesium alloy at warm- and hot-working temperatures, Materials Science and Engineering, Vol. A527, 2010, pp. 3822-3828.
• [11] Kim H.-K., Kim W.-J.: Failure prediction of magnesium alloy sheets deforming at warm temperatures using Zener-Hollomon parameter, Mech. Mar., Vol. 42, 2010, pp. 293-303.
• [12] Kurukuri S., Van den Boogaard A.H., Miroux A., Holmedal B.: Warm forming simulation of Al-Mg sheet, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 209, 2009, pp. 5636-5645.
• [13] Zhang C., Leotoing L., Guines D., Rangneau E.: Experimental and numerical study on effect of forming rate on AA5086 sheet formability, Materials Science and Engineering, Vol. A527, 2010, pp. 967-972.
• [14] Takuda H., Mori K., Masuda I., Abe Y., Matsuo: Finite element simulation of warm deep drawing of aluminium alloy sheet when accounting for heat conduction, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 120, 2002, pp. 412-418.
• [15] Keum Y.T., Han B.Y.: Springback of FCC sheet in warm forming, J. Ceramic Res., Vol. 3, No. 3, 2002, pp. 159-165.
• [16] Naka T., Nakayama Y., Uemori T., Hino R., Yoshida F.: Effects of temperature on yield locus for 5083 aluminium alloy sheet, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 140, 2003, pp. 494-499.
• [17] Li D., Ghosh A.K.: Biaxial warm forming behaviour of aluminium alloy sheet, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 145, 2004, pp. 281-293.
• [18] Kim H.S., Koc M., Ni J.: A hybrid multi-fidelity approach to the design of warm forming processes using a knowledge-based artificial neural network, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 47, 2007, pp. 211-222.