W artykule zaprezentowano model zmian mikrostruktury i plastyczności opracowany dla stopu magnezu AZ31. We wcze‐śniejszych pracach bazując na próbach jednoosiowego ściskania na gorąco opracowano funkcję naprężenia uplastyczniają‐cego. Na podstawie wyznaczonych krzywych relaksacji i badań ilościowych struktury wyznaczono wskaźniki mięknięcia i opracowano równania opisujące zmiany rozmiaru ziarna. Wyznaczone współczynniki równań wprowadzono do kodu pro‐gramu symulacyjnego. Obliczenia wykonano dla zadanych wartości temperatury 450÷250 °C i prędkości 0,01÷10 s-1, co odpowiada zakresowi temperatury walcowania tego stopu. Opracowane zależności poprawnie odwzorowują płynięcie pla‐styczne i zmiany średniego rozmiaru ziarna stopu magnezu. Model umożliwia dobór parametrów procesu walcowania na gorąco tego stopu dla uzyskania założonej mikrostruktury. Słowa kluczowe: stop magnezu AZ31, modelowanie, odkształcenie plastyczne na gorąco, naprężenie uplastyczniające, mi‐krostruktura MODELLING OF STRUCTURE AND PLASTICITY CHANGES IN HOT DEFORMED MAGNESIUM Mg‐Al‐Zn ALLOY Since the beginning of the 21st century, one can observe significant increase of the interest in magnesium alloys as applied in automotive, aerospace industry, as well as in space technology. The development of deformable magnesium alloys and plastic forming methods has been strongly limited so far. Plastically worked magnesium alloys are very rarely used due to technological difficulties in plastic working and to high production costs. Alloys for plastic working are more and more promising, however, due to the elaboration of new ones and development of the technologies of processing them. A major drawback of magnesium and its alloys is their low deformability at ambient temperature, which is due to the type of crys‐tallographic lattice. The favorable properties of magnesium account for the fact that it is applied not only in cast structural components but a[...]

W artykule analizowano wpływ parametrów odkształcania na strukturę stopu Fe-38 % at. Al. Próbę osiowosymetrycznego ściskania wykonano na symulatorze Gleeble 3800 w temperaturze od 600 °C do 1200 °C z prędkością odkształcania od 0,01s-1 do 10 s-1. Ilościową ocenę struktury wykonano za pomocą programu "MET-ILO" na podstawie obrazów uzyskanych z mikroskopu świetlnego. Uzyskane wyniki będą wykorzys[...]

W pracy podjęto badania zmierzające do oceny zmian struktury podczas wygrzewania oraz odkształcenia plastycznego na gorąco na procesy odbudowy struktury stopu magnezu do przeróbki plastycznej typu AZ31. Strukturę stopu badano po izotermicznym wygrzewaniu i ściskaniu na symulatorze GLEEBLE. The hot working flow stress and structure for wrought magnesium alloy AZ31 have been analyzed. After rolli[...]

The presented paper constitutes part of the conducted research on the possibility of forming alloys based on intermetallic phases from the Fe-Al system by thermoplastic processing. Insufficient plasticity, which is an inhibitor of further development of these intermetallics as constructional materials, makes the range of their applications limited. In the paper, an analysis is conducted of th[...]

W pracy przedstawiono nową metodę generowania początkowej reprezentacji mikrostruktury w stanie wyżarzonym. Za pomocą metody automatów komórkowych uzyskano wstępną reprezentację mikrostruktury, zgodną z danymi doświadczalnymi pod względem średniej wielkości ziarna i rozkładu wielkości ziarna. Dane doświadczalne dla wyżarzonych próbek ze stali austenitycznej X3CrNi18-9 otrzymano za pomocą mikroskopii świetlnej i pomiarów EBSD orientacji ziaren. Za pomocą metody optymalizacji rojem cząstek zidentyfikowano układ orientacji ziaren reprezentowanych w siatce automatów komórkowych. Porównanie mikrostruktury wygenerowanej z pomiarami mikrostruktury rzeczywistej wykazuje wysoką zgodność ilościową. A new method that improves digital representations of annealed microstructure is discussed in th[...]

W artykule przedstawiono model wieloskalowy (CAFE), który opisuje zmiany struktury w warunkach ciągłego odkształcenia oraz umożliwia obliczenie krzywych płynięcia. Do opracowania modelu zmian struktury wykorzystano metodę automatów komórkowych CA. Model zmian naprężenia uplastyczniającego bazuje na średniej gęstości dyslokacji wyznaczonej z siatki CA. Opracowany model zweryfikowano w oparciu o wyznaczone krzywe płynięcia wyznaczone dla stali austenitycznej X3CrNi18-9 i badania struktury z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej i zaawansowanych technik mikroskopii elektronowej - transmisyjnej oraz EBSD. Naprężenie uplastyczniające zostało obliczone z wykorzystaniem metody inverse na podstawie danych uzyskanych z prób osiowosymetrycznego ściskania. The paper is focused on application of[...]

Over last decade several successful applications of the cellular automata (CA) in simulation of DRX can be found in the literature, e.g. [1, 2]. The CA method leverages computational simplicity with reasonable ability to provide quantitative results. The paper is focused on application of multi-scale 2D CAFE method in hot forming. CAFE approach consists of the cellular automata model of microstructure development and the thermal-mechanical finite element (FE) code. Dynamic recrystallization phenomenon is taken into account in the 2D CA model which takes advantage of explicit representation of microstructure, including individual grains and grain boundaries. The pseudo-hexagonal neighbourhood is used as a context for state transition rule as described in [1]. Flow stress is the main material parameter in mechanical part of the FE and is calculated on the basis of the average dislocation density obtained from the CA model. Some previously published results that were achieved using this approach appear very encouraging [3, 4]. In the present study, austenitic X3CrNi18-9 steel was investigated. This specific material was selected to avoid phase transformation in the lower range of temperatures. The samples were subjected to the axisymmetrical hot compression test. Flow stress is the main material parameter in mechanical part of the FE and is calculated on the basis of average dislocation density obtained from the CA model. The results attained from the CAFE model were validated with the experimental data. CELLULAR AUTOMATA MODEL In general, any Cellular Automaton is described by a quadruplet: , where L is the lattice (spatial ordering) of the cells, S is the state of the cell, F is the state transition rule governing evolution of the state in consecutive time steps and N is a definition of the neighbourhood describing the range of the local interactions between the cells. In the current work the CA are used for modeli[...]

Selection of the most efficient and accurate rheological model for hot formed austenitic steel is the objective of the work. Plastometric tests were performed at various conditions. Inverse analysis was used to identify two groups of models. The first were equations, which describe flow stress as function of external variables. The second group were models, which use internal variable as independent variable. This variable represents the state of the material and accounts for the history of deformation. Analysis has shown that conventional models, which are simple in implementation into FE codes, give good results for processes performed at reasonably monotonic conditions. Internal variable model should be used when conditions of deformation vary or when information regarding microstructure evolution is needed. Celem pracy jest dobór najbardziej efektywnego i dokładnego modelu reologicznego stali austenitycznej odkształcanej na gorąco. Wykonano badania plastometryczne w różnych warunkach. Przeprowadzono identyfikację dwóch grup modeli metodą analizy odwrotnej. Pierwsza grupa to równania opisujące naprężenie uplastyczniające w funkcji zmiennych zewnętrznych. Drugą grupą są modele, w których zmienną niezależną jest zmienna wewnętrzna. Analiza wykazała, że konwencjonalne modele, które są proste w implementacji w MES, dają dobre wyniki dla względnie monotonicznych warunków procesu. Model zmiennej wewnętrznej powinien być stosowany dla procesów prowadzonych w zmiennych warunkach oraz kiedy informacja o stanie mikrostruktury jest również istotna. Key words: flow stress, conventional models, internal variable models, austenitic steel Słowa kluczowe: model reologiczny, model zmiennej wewnętrznej, stal austenityczna. Introduction. Selection of the rheological model of deformed materials is crucial for the accuracy of numerical simulations of metal forming proces[...]

Proposition of a new internal variable materials models accounting for twinning and slip was described in the paper. Slip is base deformation mechanism but twinnig occurring for example in magnesium alloys or in some special steels. The model is based on the internal variable method, this method is well researched for slip. In the proposed model twinning is treated as pseudo‐slip with the twin volume fraction being a dependent variable. Keywords: internal variable, modelling, structure, twinning, magnesium alloy MODEL ZMIENNEJ WEWNĘTRZNEJ DLA MATERIAŁÓW METALICZNYCH UWZGLĘDNIAJĄCY BLIŹNIAKOWANIE W artykule przedstawiono nowy model zmian struktury bazujący na zmiennych wewnętrznych uwzględniający proces bliźniakowania. Podstawowym mechanizmem podczas odkształcania jest poślizg, ale w niektórych materiałach, takich jak stopy magnezu lub niektóre stale, występuje również proces bliźniakowania. Model bazuje na metodzie zmiennej wewnętrznej, która dobrze opisuje poślizg. W proponowanym modelu bliźniakowanie jest traktowane jest jako pseudo‐poślizg, a zmienną zależną jest udział objętościowy bliźniaków. Słowa klucze: zmienna wewnętrzna, modelowanie, struktura, bliźniakowanie, stop magnezu Introduction For years rheological models used for simulation of processing of materials have been based on static function of such external variables as temperature, strain rate and strain [1, 2]. It is, however, observed in experiments that microstructural changes in metals and alloys, caused by changes of the external variables, require some time, and delay in response may be observed [3]. Thus, a kinetics of the process has to be considered. New material models, which use time as independent variable, were developed to account for this phenomenon [4, 5]. Internal variables are the dependent variables in these models, which are successfully used to model behaviour of materials during deformation when slip is a dominant mechanism. There [...]

  Microstructure evolution model for the austenitic steel based on the distribution of dislocation density function is described in the paper. The parameters of the model were identified on the basis of results of two experiments using Gleeble 3800 simulator. Results of plastometric tests were used for identification of coefficients in the hardening and recovery models. Relaxation tests were used to identify coefficients in the recrystallization part of the model. Results of the numerical tests performed with the complex model are presented in the paper. Capabilities of the model to predict realistically the metadynamic recrystallization in austenitic steels are demonstrated. Streszczenie. W pracy przedstawiono model rozwoju mikrostruktury w stali austenitycznej wykorzystujący rozwiązanie różniczkowego równania opisującego ewolucję funkcji rozkładu gęstości dyslokacji w czasie obróbki cieplno-plastycznej. Parametry modelu zostały wyznaczone na podstawie dwóch doświadczeń przeprowadzonych na Gleeble 3800. Wyniki badań plastometrycznych zastosowano do identyfikacji współczynników w modelach umocnienia i zdrowienia. Próby relaksacji naprężenia użyto do identyfikacji części modelu odpowiadającej za rekrystalizację statyczną. W artykule przedstawiono wyniki numerycznych testów wykonanych z wykorzystaniem pełnego modelu. W pracy przedstawiono ponadto możliwości modelu w zakresie przewidywania rozwoju mikrostruktury, w szczególności w wyniku rekrystalizacji metadynamicznej w stali austenitycznej Key words: modelowanie, zmienne wewnętrzne, przeróbka plastyczna, mikrostruktura, rekrystalizacja Słowa kluczowe: modelling, internal variables, hot working, microstructure, recrystallization.Introduction. Selection of the rheological model of deformed materials is crucial for the accuracy of nu- merical simulations of metal forming processes. Reali- stic description of materials behaviour is particularly difficult when deformation takes place at elevated t[...]