SIGMA-NOT - PORTAL INFORMACJI TECHNICZNEJ - Największa baza artykułów technicznych online

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE

Miesięcznik ISSN 1230-3534, e-ISSN 2449-9897 - rok powstania: 1929
Czasopismo Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Przemysłu Hutniczego w Polsce (SITPH)

Zeszyt 2012-8

kup! (PDF) - 1.16 zł »

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

kup! - 12h za 73.80 zł »

kup! - 4h za 43.05 zł »

kup! - 1h za 24.60 zł »

Wysoko wytrzymałe stale Mn-Al przeznaczone na elementy konstrukcyjne pojazdów mechanicznych

Grzegorz Niewielski

Wprowadzenie. Zastosowanie w przemyśle sa- mochodowym nowych, wysoko wytrzymałych stali o dużej odkształcalności prowadzi do zmniejszenia masy samochodu. Znaczący wkład w rozwój stali dla motoryzacji wniosły światowe projekty badawcze UL- SAB i ULSAB-AVC, które wyznaczyły kierunki badań i wskazały na możliwości zmniejszenia zużycia paliwa, poprawę bezpieczeństwa jazdy poprzez zastosowanie nowych wysoko wytrzymałych gatunków stali na ele- menty karoserii. Obserwuje się jednoczesną poprawę bezpieczeństwa podczas zderzenia dzięki wysokiej ab- sorpcji energii elementów wykonanych z tych stali. Wy- sokomanganowe stale, będące aktualnie obiektem za- interesowań ośrodków badawczych, charakteryzują się szczególnie wysoką odkształcal nością i znaczną wytrzy- małością. Również zdolność do pochłaniania energii jest w tym przypadku znacznie większa niż stali konwen- cjonalnych. Optymalna zawartość manganu w tych stalach wynosi około 20÷35 % masowych. Stale te za- wierają również aluminium i krzem. Korzystne właści- wości w tych stalach możliwe są do uzyskania poprzez odpowiednią kombinację mechanizmów odkształcania plastycznego takich jak: - indukowana odkształceniem przemiana martenzytyczna (efekt TRIP); - bliźniakowanie (efekt TWIP); - plastyczność wywołana ścinaniem pasm austenitu (efekt SIP) w najnowszych gatunkach stali typu TRIPLEX. Na przeszkodzie do szerszego wykorzystania tych stali stoją trudności związane z procesami ich wytwarzania i przetwarza więcej »

Zużycie ścierne materiałów stosowanych w transporcie szynowym

Krzysztof ANIOŁEK Jerzy HERIAN

O trwałości elementów pary ciernej koła i szyny decydują cechy materiałowe, konstrukcyjne oraz warunki eksploatacyjne. W badaniach określono strukturę i właściwości mechaniczne stali R260 walcowanej na gorąco i stali P60 ulepszonej cieplnie. Dla pary ciernej złożonej z tych materiałów wykonano badania odporności na zużycie ścierne na stanowisku Amslera. Uzyskane wyniki potwierdziły, że wartość ubytku względnego masy badanych stali jest zależna od nacisku i współczynnika poślizgu. Przy stałym nacisku zużycie badanych stali jest zależne od wartości poślizgu oraz mikrostruktury stali. The durability of the wheel/rail friction couple components are determined by material and construction properties as well as operating conditions. Mechanical properties and the structure of hot-rolled R260 steel and thermally improved P60 steel were determined in tests. Tests of resistance to abrasive wear for this material pair were conducted on an Amsler test bench. The wear tests showed that the value of relative mass decrement of the examined steels depended on pressure and on the sliding coefficient. At constant pressure, the wear of the examined steels depended on the sliding value and microstructure steel. Słowa kluczowe: stal, mikrostruktura, właściwości mechaniczne, zużycie ścierne Key words: steel, microstructure, property, abrasive wear.Wprowadzenie. Trwałość szyn i kół zestawów kołowych pojazdów szynowych oraz bezpieczeństwo przewozów kolejowych zależne są między innymi od charakterystyki materiałów zastosowanych do ich produkcji. Elementy te, podczas eksploatacji przenoszą wysokie obciążenia statyczne i cyklicznie zmienne dynamiczne, skutkiem czego powierzchnie toczne szyn i kół ulegają intensywnemu zużyciu ściernemu pogarszając warunki ich współpracy [1]. Decydujący wpływ na zużycie w układzie koło-szyna mają poślizg i obciążenie oraz właściwoś więcej »

Wyciskanie przeciwbieżne kształtowników ze stopu magnezu AZ31

Tadeusz Balawender Łukasz BIeniasz Romana Ewa ŚLIWA

Korzystne właściwości użytkowe stopów magnezu (niska gęstość i wysoka wytrzymałość) uzasadniają zastosowania lotnicze tych materia- łów. Dodatkową zaletą może być również dobra przetwarzalność metodami wyciskania, umożliwiająca otrzymywanie kształtowników o zło- żonym profilu, mających zastosowanie jako elementy konstrukcyjne. W pracy dokonano analizy możliwości wykonania profili konstrukcyj- nych ze stopu magnezu AZ31 o skomplikowanym kształcie przekroju poprzecznego w procesie wyciskania przeciwbieżnego. Przedstawiono wyniki testów swobodnego spęczania i wyciskania, określono przedział optymalnych temperatur przeróbki plastycznej na gorąco i prędkości wyciskania kształtowników o różnorodnych kształtach przekroju poprzecznego. Wyniki badań pozwoliły na wyselekcjonowanie warunków realizacji procesu rzeczywistego prowadzącego do uzyskania wyrobu bez wad o wysokich wymaganiach jakościowych. Advantages properties of magnesium alloys (low density and high strength) motivates to their application in aerospace industry. Additional advantage is their good extrudability, enabling manufacturing sections of complex shapes. In this paper, the analysis of manufacturing potentials of AZ31 magnesium alloy sections by backward extrusion process is discussed. The results of upsetting and extrusion tests are shown, the optimal range of manufacturing temperatures and extrusion rates of different profiles are determined. The tests results let determination of real extrusion process conditions, that led to obtain high quality products. Słowa kluczowe: wyciskanie przeciwbieżne, stopy magnezu, AZ 31, kształtowniki Key words: backward extrusion, magnesium alloys, AZ31, sections.Wprowadzenie. Dzięki niskiej masie, przy sto- sunkowy dobrej wytrzymałości mechanicznej, stopy magnezu wypierają powszechnie dotychczas stosowa- ne materiały konstrukcyjne (np. stale, durale ) i wypeł- niają zapotrzebowanie, zwłaszcza w przemyśle lotni- czym, na profile, pręty i rury poz więcej »

Analiza procesu zaciskania tulei na linach stalowych

Jarosław BARTNICKI Janusz TOMCZAK Zbigniew PATER

W pracy przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu zaciskania tulei na linach stalowych za pomocą obrotowych segmentów bruz- dowych. Omówiono obszary zastosowań wyrobów typu liny i cięgna oraz przedstawiono sposoby wykonywania na nich zakończeń wie- lofunkcyjnych. Analizę numeryczną procesu przeprowadzono opierając się na metodzie elementów skończonych (MES), wykorzystując komercyjny pakiet oprogramowania DEFORM-3D. Omówiono rezultaty uzyskane dla dwóch wielkości opracowanych wykrojów, zesta- wiając uzyskiwane rozkłady odkształceń oraz wartości sił. Otrzymane wyniki analizy numerycznej wykorzystano w projekcie przyrządu do praktycznej realizacji tego procesu. Pomyślne wyniki prób zaciskania końcówek lin potwierdziły poprawność opracowanej koncepcji. This paper deals with the results of numerical analysis of bush clamping for example on steel cables by means of rotary groove segments. The areas of application of cables and strings are discussed and the way of making on them endings is presented. Numerical analysis of the process was made basing on finite element method (FEM), using commercial software DEFORM-3D. The results of numerical analysis were discussed focused on strain distributions and force parameters. The obtained results of the numerical analysis were used during designing a machine for the process practical realization. Successful realization of laboratory tests of clamping confirmed in practice took into consideration assumptions in this conception. Słowa kluczowe: zaciskanie, walcowanie bruzdowe, MES Key words: clamping, groove rolling, FEM.Wprowadzenie. Duże zastosowanie w przemyśle znajdują liny oraz cięgna. Są one wykorzystywane mię- dzy innymi w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym do napędu wszelkiego rodzaju mechanizmów sterowa- nia, od których wymaga się dużej niezawodności. Inną dziedziną zastosowania lin są urządzenia dźwigowe oraz holownicze używane w transporcie, które bardzo często narażone są na obciąże więcej »

Wpływ sposobu ciągnienia drutów ze stali wysokowęglowej na naprężenia własne i wytrzymałość zmęczeniową

Piotr BARTOSIŃSKI Zbigniew MUSKALSKI Sylwia WIEWIÓROWSKA Monika KUCHARSKA

Naprężenia własne w warstwie przypowierzchniowej, najczęściej rozciągające, mogą wpłynąć na obniżenie wytrzymałości zmęczeniowej drutów, co jest istotne np. w pracującej linie. Aby zminimalizować wpływ naprężeń własnych poszukuje się rozwiązań umożliwiających zmianę rozkładu naprężeń lub ich obniżenie, już w czasie procesu ciągnienia. Taki efekt można uzyskać przez zastosowanie ciągnienia z małym gniotem końcowym. W pracy przeanalizowano 2 warianty procesu ciągnienia z małym gniotem końcowym, tj. przez ciągadło o zmodyfikowanej stożkowej części kalibrującej oraz przez dwa ciągadła w układzie tandem. Dla obu wariantów określono naprężenia własne I rodzaju oraz wytrzymałość zmęczeniową drutów finalnych. Przeprowadzone badania wykazały, że sposób realizacji małego gniotu końcowego w ciągadle o układzie tandem umożliwia istotne obniżenie naprężeń własnych I rodzaju w ciągnionych drutach oraz wpływa zasadniczo na wytrzymałość zmęczeniową drutów ze stali wysokowęglowej. The residual stresses in surface layer, usually stretching, can influence on the decrease of fatigue strength of wires. It is very important in working ropes. In order to reduce the influence of residual stresses, the methods of decreasing of residual stresses in wire drawing process i.e. small final reduction in last draft are introduced. In the work two variants of drawing process with small final reduction i.e. by die with modified conical bearing part and by two dies with tandem system, has been analyzed. For both variants the residual stresses of first kind and fatigue strength of final wires were done. It was proved that the application of small final reduction in tandem system during wire drawing process makes possible to decrease of residual stresses of first kind in drawn wires and also significant influences on fatigue strength of high carbon steel wires. Słowa kluczowe: ciągnienie, gniot końcowy, wytrzymałość zmęczeniowa, naprężenia własne Key words: drawing, final redu więcej »

Charakterystyka mikrostruktury stopów na osnowie fazy Fe3Al i FeAl po odkształceniu plastycznym na gorąco

Iwona BEDNARCZYK Magdalena JABŁOŃSKA

W artykule przedstawiono badania związane ze zjawiskami mikrostrukturalnymi obserwowanymi podczas odkształcenia plastycznego na gorąco w stopach z układu Fe-Al na osnowie uporządkowanych faz międzymetalicznych. Stopy z układu Fe-Al traktowane są jako przyszłościowe materiały do pracy w wysokiej i podwyższonej temperaturze i agresywnych środowiskach korozyjnych. Przedstawiono wyniki badań dla stopu Fe-28Al-5Cr, Fe-38Al podanego odkształceniu plastycznemu metodą skręcania na gorąco w zakresie temperatu- ry 800÷1100 °C i prędkości odkształcenia 0,1 s-1. Przeprowadzone obserwacje mikrostruktury stopów Fe-28Al-5Cr i Fe-38Al pozwoliły ujawnić zmiany spowodowane dynamicznymi procesami odbudowy struktury. Wyniki prób skręcania wskazują na możliwość uzyskania w stopie Fe-28Al-5Cr drobnoziarnistej struktury. The paper presents part of research related to the observed microstructural phenomena during hot plastic deformation in alloys of Fe-Al intermetallic phase matrix system. Alloys of Fe-Al system are treated as future materials for working in high and elevated temperatures as well as high corrosive and aggressive environments. The results of tests for the Fe-28Al-5Cr, Fe-38Al alloys, given plastic deformation by hot torsion tests in temperature range from 800 to 1100 °C at a rate of deformation 0.1 s-1. Conducted observations of the microstructure of Fe-28Al-5Cr and Fe-38Al alloys after torsion tests allowed to reveal changes which were caused by dynamic processes of reconstruction of the structure. The hot torsion tests results indicate the possibility of achievement of fine-grained structure for the Fe-28Al-5Cr alloy. Słowa kluczowe: stopy Fe-Al, substruktura, próba skręcania, procesy odbudowy struktury Key words: Fe-Al alloys, substructure, torsion plastometer, rebuilding structure process.Wprowadzenie. W ciągu ostatnich dwóch dziesięcioleci wiele ośrodków naukowo-badawczych realizowało badania nad stopami na osnowie uporządkowanych faz międzym więcej »

Analiza wpływu kształtu matrycy na przebieg procesu wyciskania wierteł krętych

Tomasz BULZAK Zbigniew PATER

W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu wyciskania współbieżnego wierteł krętych na gorąco. W obliczeniach wyko- rzystano pakiet oprogramowania DEFORM-3D w wersji 10.0, bazujący na metodzie elementów skończonych (MES). Analizę numeryczną procesu prowadzono w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia z uwzględnieniem zjawisk termicznych. W rezultacie prowadzonych badań przeanalizowano wpływ geometrii narzędzia na płynięcie metalu. Wyznaczono również parametry siłowe procesu, rozkłady intensyw- ności odkształcenia oraz naprężeń zredukowanych. Uzyskane rezultaty badań numerycznych procesu wyciskania wiertła krętego są użytecz- ne i pozwalają na zaznajomienie się z tematyką wytwarzania narzędzi skrawających metodą wyciskania. This paper presents the results of numerical analysis of the extrusion process of twist drills in hot conditions. Commercial software DEFORM-3D in 10.0 version ,basing on finite element method (FEM) was used in calculations. Numerical analysis of the process was conducted in the conditions of three dimensional state of strain. In the result of research works, the tool geometry influence on the process course was analyzed. The process force parameters and distributions of strain intensity and reduced stresses were also determined. The obtained results of numerical research works are useful and allow for analysis of the subject of sizing tools manufacturing by means of extrusion. Słowa kluczowe: wiertło kręte, wyciskanie, MES Key words: twisted drill, extrusion, FEM.Wprowadzenie. Wiertła kręte są podstawowymi narzędziami do wykonywania otworów walcowych o średnicach w zakresie ∅ 0,1÷100 mm. Produkcja wierteł obejmuje głownie takie techniki wytwarzania, jak frezowanie oraz specjalne metody walcowania. Wytwarzanie wierteł metodami obróbki plastycznej opiera się przede wszystkim na skośnym walcowa- niu segmentowym, które pozwala uzyskać znacznie większą wydajność w porównaniu z innymi metodami więcej »

Odporność korozyjna stopów na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl po krystalizacji i po przeróbce plastycznej

Janusz CEBULSKI

Celem prowadzonych badań było porównanie odporności korozyjnej stopów na osnowie fazy międzymetalicznej Fe40Al5CrZr po krystalizacji i po przeróbce plastycznej ze stalą odporną na korozję gatunku X12CrCoNi2120. Badania wykonano w temperaturze 700 ˚C w środowisku: 9 % O2 +0,2 HCl + 0,08 % SO2 + N2. Określono względny ubytek masy, a badania stanu powierzchni przeprowadzono za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego wraz z mikroanalizą rentgenowską EDS. Uzyskane rezultaty badań wykazują bardzo dobrą odporność stopów Fe40Al5CrZr na korozję wysokotemperaturową w środowisku zawierającym tlen, siarkę i chlor oraz stanowią podstawę do dalszych prac naukowo-badawczych w tym zakresie. The aim of conducted tests was to compare the corrosion resistance of alloys intermetallic phase matrix FeAl after crystallization and after plastic treatment with steel resistant to corrosion type X12CrCoNi2120. Tests were conducted in temperature of 700 ˚C in environment of 9 % O2 +0.2 HCl + 0.08 % SO2 + N2. Relative mass decrement was determined and the tests of surface condition were conducted with the use of scanning electron microscope together with x-ray microanalysis EDS. Achieved results of tests show very good resistance of alloys Fe- 40Al5CrZr to high-temperature corrosion in the environment which includes oxygen, sulphur and chlorine. The results serve as the basis for further scientific research works in this field. Słowa kluczowe: odporność korozyjna, korozja wysokotemperaturowa, stopy na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl Key words: corrosion resistance, high-temperature corrosion, alloys intermetallic phase matrix FeAl.Wprowadzenie. Stopy na osnowie związków międzymetalicznych żelaza z aluminium są uważane za przyszłościowe materiały do zastosowań wysokotemperaturowych z uwagi na ich dobrą odporność na utlenianie do temperatury 1100 °C zwłaszcza więcej »

Parametry energetyczne procesu walcowania MEFASS w zakresie dużych odkształceń plastycznych

Zdzisław CYGANEK Franiszek GROSMAN

W artykule przedstawiono analizę parametrów energetycznych procesu walcowania wspomaganego naprężeniami ścinającymi (tzw. walco- walco-(wanie MEFASS) z uwzględnieniem wartości odkształcenia, jaką można uzyskać w trakcie tego procesu. Badania przeprowadzono dla pasm z miedzi elektrolitycznej, walcowanych w siedmiu przepustach, co pozwoliło na uzyskanie odkształcenia zastępczego równego około 50. Na podstawie zarejestrowanych parametrów procesu walcowania obliczono parametry energetyczne procesu. Uzyskane wartości porównano z procesem walcowania konwencjonalnego. Wykazano, że w procesie walcowania MEFASS można uzyskać większe wartości odkształcenia przy mniejszym względnym zużyciu energii niż w procesie walcowania konwencjonalnego. Analysis of the energy parameters of the rolling process aided by shear stress (MEFASS rolling) with respect to the strain valuethat can be achieved during this process. The study was conducted for the copper strips, which was rolled in seven passes, which allowed to obtain value of total equivalent strainequal 50. Based on the measured parameters of rolling process deformation work was calculated. Obtained values were compared with the conventional rolling process. It was shown that during the MEFASS rolling process higher values of strain can be obtained, while using less power than in conventional rolling process. Słowa kluczowe: walcowanie, bardzo duże odkształcenie plastyczne, wymuszona droga odkształcenia, praca odkształcenia Key words: rolling process, Severe plastic deformation, induced strain path, deformation work.Wprowadzenie. Wiele gałęzi przemysłu poszuku- je obecnie nowych rozwiązań w zakresie stosowanych technologii i materiałów konstrukcyjnych. Pomimo że od wielu lat wprowadza się rozwiązania oparte na materiałach niemetalicznych, to metale i ich stopy od- grywają ciągle dominującą rolę. Wymaga się jednak od nich coraz lepszych właściwości użytkowych, których uzyskanie metodami stosowanymi do tej więcej »

Mikrostruktura miedzi po procesie walcowania z wymuszoną drogą odkształcenia

Zdzisław CYGANEK Kinga RODAK

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury miedzi kształtowanej plastycznie w procesie walcowania wspomaganego naprę- żeniami ścinającymi (tzw. walcowanie MEFASS). W celu uzyskania dużego odkształcenia plastycznego materiał walcowano w siedmiu przepustach. Obliczona wartość skumulowanego odkształcenia zastępczego dla tak prowadzonego procesu wynosiła ok. 50. Obserwacje mikro- oraz substruktury były wykonane po wybranych przepustach procesu walcowania. Przeprowadzone badania potwierdziły możliwość uzyskania struktury ultradrobnoziarnistej w odkształcanym materiale. Zastosowane parametry procesu walcowania oraz liczba przepustów zapewniły ujednorodnienie struktury w objętości materiału. The microstructure research results of rolled copper during the rolling process aided by shear stress - MEFASS rolling - are presented in this paper. In the aim to obtain severe plastic deformation seven passes of rolling were conducted. Total equivalent strain calculated for the last pass was ca. 50. Observations of micro-and substructure were made after selectedpasses of rolling. The possibility of ultragrained structure in the deformed material was confirmed during a research. Homogenization of the material structure after MEFASS rolling was provided by proper settings of the rolling process as well as the number of passes. Słowa kluczowe: proces walcowania, duże odkształcenie plastyczne, miedź, naprężenia ścinające, struktura Key words: rolling process, severe plastic deformation, copper, shear stress, structure.Wprowadzenie. Właściwości materiałów meta- licznych są ściśle zależne od ich struktury, m.in. od kształtu i wielkości ziaren czy gęstości dyslokacji. Pra- ce w wielu ośrodkach naukowych na świecie są skie- rowane na uzyskanie metali o ultradrobnoziarnistej strukturze, gdzie wielkość ziarna oscyluje na granicy mikro- i nanometrów. Jedną z podstawowych dróg wytworzenia tego typu struktury są procesy przeró- bki plastycznej pozwalające n więcej »

Spiekanie tytanu i hydroksyapatytu metodą iskrowego spiekania plazmowego

Dariusz GARBIEC Filip HEYDUK

W artykule omówiono metodę iskrowego spiekania plazmowego SPS (ang. Spark Plasma Sintering). Przedstawiono graficznie proces spiekania wraz ze schematem urządzenia oraz wyjaśniono mechanizm spiekania impulsami prądu stałego. Opracowano proces spiekania proszku stopu tytanu Ti6Al4V oraz proszku hydroksyapatytu (HA) wraz z 5 % dodatkiem srebra. Ocenie za pomocą mikroskopu skaningowego poddano powierzchnię uzyskanych próbek. Na podstawie badań zaproponowano parametry wytwarzania próbek przeznaczonych do badań in-vitro. Wykazano, że minimalną temperaturą przy której można uzyskać powłokę HA charakteryzującą się dobrym połączeniem z podłożem jest 750 oC. The article discusses the method of Spark Plasma Sintering. Presented graphically sintering process and SPS device diagram. Explained the mechanism of sintering DC pulses. Titanium alloy powder Ti6Al4V and hydroxyapatite powder with 5 % silver sintering process was developed. Evaluated by scanning electron microscopy were obtained surface samples. Based on the research proposed parameters for sample preparation on in-vitro. It was shown that the minimum temperature at which the HA coating can be characterized by good access to the substrate is 750 °C. Słowa kluczowe: iskrowe spiekanie plazmowe, ciepło Joule’a, stop tytanu Ti6Al4V, hydroksyapatyt Key words: Spark Plasma Sintering, Joule heating, titanium alloy Ti6Al4V, hydroxyapatite.Wprowadzenie. Instytut Obróbki Plastycznej realizuje i koordynuje prace badawcze w ramach projektu w 7. Programie Ramowym Komisji Europejskiej w ramach wspólnego konkursu Komisji Europejskiej UE i Meksykańskiej Organizacji CONACYT "Adding Value to Mining at the Nanostructure level" - "Rozwój i zastosowanie nowych nanokompozytowych materiałów otrzymywanych w recyklingu metali szlachetnych" o akronimie NANOMINING [1]. W ramach projektu wytworzono przy wykorzystaniu metody iskrowego spiekania plazmowego podłoża ze stopu tytanu Ti6Al4V o wymiarach Ø20 × 10 mm (rys. 1 więcej »

Kształtowanie mikrostruktury stali wielofazowych o podwyższonej zawartości Mn w procesie obróbki cieplno-plastycznej

Adam GRAJCAR

W pracy wyznaczono krzywe naprężenie-odkształcenie w próbie wieloetapowego odkształcania na gorąco w warunkach zbliżonych do walcowania blach taśmowych ze stali z podwyższoną zawartością Mn i Al oraz mikrododatkiem Nb. Dokonano charakterystyki uzyskanych mikrostruktur wielofazowych zawierających od 14 do 17 % austenitu szczątkowego. Zidentyfikowano nowe typy morfologiczne bainitu. Stress-strain curves were determined in the present study using the multi-step hot deformation under conditions similar to hot strip rolling of steels containing increased Mn and Al contents and Nb microaddition as well. The characterization of obtained multiphase microstructures containing from 14 to 17 % of retained austenite was carried out. New morphological types of bainite were identified. Słowa kluczowe: stal wielofazowa, stal Mn-Al, obróbka cieplno-plastyczna, austenit szczątkowy Key words: multiphase steel, Mn-Al steel, thermomechanical processing, retained austenite.Wprowadzenie. Własności mechaniczne i od- kształcalność technologiczna blach taśmowych z no- woczesnych, wysoko wytrzymałych stali dla motory- zacji (AHSS - Advanced High Strength Steels) zależą głównie od udziału i właściwości mechanicznych każ- dego składnika strukturalnego [1÷3]. W tym aspekcie ich zachowanie się w warunkach obciążenia można porównać do materiałów kompozytowych, złożonych z osnowy i zbrojenia (fazy wzmacniającej). Osnowę stali AHSS stanowi ferryt, natomiast fazą umacniającą jest martenzyt i/lub bainit. Wraz ze wzrostem udzia- łu twardego składnika strukturalnego odkształcalność technologiczna blach maleje a rosną własności wy- trzymałościowe. W ten sposób największe własności plastyczne posiadają stale o jednofazowej strukturze ferrytycznej (nie uwzględniając dyspersyjnych wydzie- leń) typu IF (Interstitial Free) i BH (Bake Hardenable). Wzrost własności wytrzymałościowych uzyskuje się w stalach dwufazowych typu DP (Dual Phase) o osnowie ferrytycznej z wysepkami m więcej »

System ekspertowy do prognozowania trwałości narzędzi w procesach kucia matrycowego

Zbigniew GRONOSTAJSKI Marek HAWRYLUK Adam NIECHAJOWICZ Marcin MARCINIAK Barbara MRZYGŁÓD

W pracy przedstawiono koncepcję systemu ekspertowego pozwalającego na określenie ilościowego udziału czterech podstawowych mecha- nizmów zniszczenia narzędzi kuźniczych (zużycia ściernego, zmęczenia cieplno-mechanicznego, odkształcenia plastycznego i zmęczenia mechanicznego) oraz geometrycznego ubytku wykroju matryc dla wybranego przemysłowego procesu kucia na gorąco. Wiedzę potrzebną do rozwiązania postawionego problemu zakodowano w systemowej bazie wiedzy w postaci regułowej. W bazie wiedzy zawarto zarówno elementy wiedzy teoretycznej dotyczącej zjawisk niszczących, jak i wiedzę empiryczną wynikającą z doświadczeń autorów, ekspertów prze- mysłowych (pracowników kuźni) oraz z analizy statystycznej danych pomiarowych wybranych parametrów technologicznych procesu kucia. Przetwarzanie tej wiedzy dokonuje się w procesie automatycznego wnioskowania bazującego na regułach logiki rozmytej. The paper presents an idea of the expert system for determining the quantitative contributions of four principal mechanisms of forging dies wear (abrasive wear, thermo-mechanical fatigue, plastic deformation and mechanical fatigue), and the geometric loss of die impression for the selected industrial hot forging process. The knowledge needed to solve the problem is encoded in a system knowledge base in the form of rules. The knowledge base contains elements of both theoretical knowledge about destructive phenomena and empirical knowledge gained from the experience of the authors and industry experts (forge employees) as well as from a statistical analysis of the acquired values of selected forging parameters. The knowledge is processed through automatic inference based on the fuzzy logic rules. Słowa kluczowe: system ekspertowy, kucie matrycowe, logika rozmyta, żywotność narzędzi, zniszczenie narzędzi Key words: expert system, closed-die forging, fuzzy logic, die life, die wear.Wstęp. Narzędzia stosowane w procesach kucia matrycowego na ciepło i gorąco cechują s więcej »

Wytwarzanie elementów integralnych w procesie kształtowania segmentowego

Franciszek GROSMAN Marek TKOCZ Jacek PAWLICKI Barbara LIPSKA

Kształtowanie segmentowe jest innowacyjnym procesem objętościowej obróbki plastycznej, pozwalającym na wykonywanie elementów konstrukcyjnych charakteryzujących się dużą powierzchnią, małą grubością i stosunkowo wysokim użebrowaniem usztywniającym, czyli spełniających podstawowe wymagania stawiane lotniczym elementom integralnym. W artykule opisane zostało stanowisko badawcze, na którym wykonany został modelowy element integralny, oraz efekty uzyskane w pilotowej próbie prasowania. Określone zostały podstawowe problemy badawcze, jakie należy rozwiązać dla osiągnięcia stanu wiedzy niezbędnej do przemysłowego zastosowania tego sposobu kształtowania. Incremental forming with punch divided into a number of segments is the innovative bulk metal forming that allows for manufacturing structural parts having large area, small thickness and relatively high ribbing (meeting the principal demands of integral parts used in the aerospace industry). The paper describes the research stand and the results of the pilot incremental forming test. The principal research problems were determined that need to be solved in order to gain the knowledge necessary for industrial application of this metal forming method. Słowa kluczowe: kształtowanie objętościowe, kształtowanie segmentowe, kształtowanie narastające, elementy integralne Key words: bulk forming, segmental forming, incremental forming, integral parts, integral elements.Wprowadzenie. W krajowych ośrodkach nauko- wo-badawczych (Politechnika Śląska, Politechnika Warszawska, Politechnika Wrocławska, AGH, INOP) od kilkunastu lat prowadzone są badania dotyczące no- wych, niekonwencjonalnych sposobów kształtowania plastycznego, tj. odkształcanie wspomagane oddzia- ływaniem naprężeń stycznych oraz kształtowanie seg- mentowe [1÷7]. Celem tych badań jest poszukiwanie praktycznych rozwiązań technologicznych, które moż- na by w szczególności zastosować do: - uzyskania dużych odkształceń kształtowanego materiału, n więcej »

Zmęczenie cieplne stali WCLV stosowanej na matryce w procesie kucia koła czołowego

Marek HAWRYLUK Marcin MARCINIAK

W pracy przedstawiono problem zmęczenia cieplnego narzędzi kuźniczych do pracy na gorąco na przykładzie procesu kucia koła czołowego przekładni za pomocą matryc wykonanych ze stali WCLV. Przeanalizowano mechanizmy niszczące występujące podczas procesu. Dokonano przeglądu literatury i zdecydowano się na wybór metody badawczej "wirującego krążka". Wykonano serię badań oraz modyfikację stano- wiska badawczego w celu uzyskania wyników opisujących charakter zmęczenia cieplnego stali WCLV. Zbudowany został również model numeryczny, dzięki któremu możliwe było określenie wartości odkształceń oraz naprężeń występujących w materiale podczas próby. Otrzy- mane wyniki potwierdziły zasadność wyboru metody badawczej oraz jej skuteczność. Dalsze badania pozwolą na określenie charakterystyki niskocyklowego zmęczenia cieplnego stali narzędziowej do pracy na gorąco. The paper presents the problem of thermal fatigue of hot-work tools. Authors have chosen the industrial process of forging gear front wheel using dies made of WCLV steel. Destruction phenomena were analyzed. A review of literature was made and test method "spinning disc" was chosen. A series of studies and modification of the fatigue test stand were made in order to obtain results describing the nature of the thermal fatigue of WCLV steel. A numerical model was developed to determine the strains and stresses occurring in the material during the test. The obtained results confirmed the validity of the selected test method and its effectiveness. Further studies will help to determine the characteristics of the low cycle thermal fatigue of hot-work tool steel. Słowa kluczowe: niskocyklowe zmęczenie cieplne, metoda "wirującego krążka", trwałość matryc, kucie matrycowe na gorąco Key word: low cycle thermal fatigue, “spinning disc" method, dies durability, hot forging.Wstęp. Istotnym problemem procesów kucia matrycowego jest niska żywotność narzędzi kształtujących [1], głównie matryc i stempli. więcej »

Odporność na pękanie stali R260 stosowanej na rozjazdy kolejowe

Jerzy HERIAN Marek CIEŚLA

Rozjazdy kolejowe wykonane z kształtowników szynowych ze stali gatunku R260 muszą wykazywać wysoką odporność na zużycie ścierne i zmęczeniowo-kontaktowe w warunkach obciążeń eksploatacyjnych. W pracy przedstawiono badania dotyczące właściwości i odporności na kruche pękanie materiału kształtowników klockowych walcowanych na gorąco. Scharakteryzowano mikrostrukturę i podstawowe właściwości mechaniczne stali R260. Wyznaczono wpływ temperatury na pracę łamania (KU) i określono odporność materiału na kruche pękanie (KIc). Railway turnouts made of rail profiles manufactured from steel grade R260 must show high resistance to abrasive wear and contact fatigue wear under operational load conditions. The paper presents preliminary studies concerning the properties and resistance to brittle cracking of the material of hot-rolled block profiles. The microstructure and basic mechanical properties of the R260 steel are characterised. The influence of temperature on impact strength (KU) and the resistance of the material to brittle cracking (KIc) have been determined. Słowa kluczowe: stal, mikrostruktura, właściwości mechaniczne, udarność, kruche pękanie, Key words: steel, microstructure, mechanical properties, impact strength, brittle cracking,Wprowadzenie. W warunkach eksploatacyj- nych drogi kolejowe wykonane z kształtowników szynowych podlegają zużyciu ściernemu i zmęcze- niowemu. Ich okres trwałości zależny jest od wła- ściwości materiałów kształtowników szynowych, charakterystyki i wartości obciążenia, rozkładu na- prężeń stykowych i odkształceń w miejscach kon- taktu kół z elementami toru i rozjazdów [1÷7]. Miej- scem szczególnie narażonym na działanie wy więcej »

Wpływ warunków smarowania i chropowatości powierzchni wsadu na rezultaty hydromechanicznego kształtowania blach z nadstopów niklu

Monika HYRCZA-MICHALSKA

W pracy przedstawiono rezultaty badań wpływu smarowania blachy oraz chropowatości jej powierzchni na wyniki wytwarzania poprzez kształtowanie cieczą, wyrobów tłoczonych. W procesie wytwarzania zastosowano wsady z blach odkształcalnych - z nadstopów niklu Inco- nel 625. Do klasycznych i przestrzennych pomiarów chropowatości wsadów wykorzystano profilografometr stykowy. Wpływ smarowania wsadów badano w warunkach przemysłowych hydromechanicznego wytwarzania wytłoczki stożka. The paper presents the results of researches on influence of sheet blank lubrication and its surface roughness on drawpieces manufacturing using liquid as a forming method. The charges of formable nickel super alloys - Inconel 625 sheet blanks have been applied into manufacturing process. For plane and three-dimensional roughness measurements of charges a contact profilografometr was used. The lubrication of charges influence was tested at industrial circumstances during hydroforming of cone drawpiece. Słowa kluczowe: pomiary chropowatości, wpływ smarowania, kształtowanie hydromechaniczne, nadstopy niklu, wytwarzanie stożków Key words: roughness measurements, lubrication influence, hydroforming, nickel super alloys, Inconel 625, cone manufacturing.Wstęp. Kształtowanie hydromechaniczne stało się jedną z podstawowych technologii kształtowania rur i blach (trójniki, czwórniki). Rozwój nowych konstruk- cji pras oraz sposobów kontrolowania procesu tłocze- nia czy sterowania ciśnieniem cieczy, przyczynił się do renesansu tej technologii kształtowania. Nie bez zna- czenia pozostaje także rozwój metod symulacyjnych, pozwalających na przewidywanie wyników hydrofor- mowania oraz projektowania narzędzi, czy operacji technologicznych. W około 90 % technologia kształ- towania cieczą znajduje zastosowanie w przemyśle sa- mochodowym. Do wytwarzania elementów karoserii, Wpływ warunków smarowania i chropowatości powierzchni wsadu na rezultaty hydromechanicznego kształtowania blach z więcej »

Analiza zachowania się stali 16HG podczas prasowania obwiedniowego

Karol JAŚKIEWICZ Maciej ZWIERZCHOWSKI Wioletta GÓRALCZYK

W pracy dokonano analizy odkształcalności stali 16HG podczas prasowania obwiedniowego. Z przeprowadzonej analizy wynika, że zmiana kąta wahań matrycy górnej, prędkości posuwu narzędzi oraz odkształcenia nie ma istotnego wpływu na zmianę twardości odkształcanego materiału.. Parametry te w znaczący sposób wpływają na jakość odkuwki, strukturę materiału po odkształceniu oraz kształt powierzchni bocznej. Zmiana kąta wahań powoduje zmianę siły kształtującej wyrób, a prędkość posuwu narzędzi wpływa na zmianę linii płynięcia mate- riału podczas odkształcania oraz kształt powierzchni bocznej. The paper contains the analysis of 16HG steel behaviour in the process of orbital forging. The analysis shows that the change of the angle of the upper die fluctuations, tool feed rate and degree of deformation have no significant effect on the change of hardness of the deformed material. Nevertheless, the change of mentioned parameters significantly affects the quality of the forgings, the structure of the material after deformation and the shape of the lateral surface. The modification of the angle of fluctuation causes a change of force shaping the product. The tool feed rate significantly influences the change of flow lines of the material during deformation and the shape of the lateral surface. Słowa kluczowe: prasowanie obwiedniowe, odkształcenia plastyczne, stal 16HG Key words: orbital forging, plastic deformation, 16HG steel.Wprowadzenie. Prasowanie obwiedniowe jest jednym z procesów, w którym w wyniku złożonej kinematyki ruchu narzędzi kształtujących dochodzi do zmiany orientacji składowych naprężenia [1, 2]. W odróżnieniu od tradycyjnego kucia w procesie prasowania obwiedniowego stempel więcej »

Zastosowanie modelowania numerycznego oraz badań plastometrycznych w procesie prasowania obwiedniowego

Karol JAŚKIEWICZ Sławomir POLAK

Celem pracy jest analiza możliwości zastosowania modelowania numerycznego w powiązaniu z badaniami plastometrycznymi, do przepro- wadzenia symulacji zjawisk zachodzących podczas procesu prasowania obwiedniowego. Zbudowany matematyczny model procesu umoż- liwia określenie wpływu prędkości odkształcania, kąta wychylenia stempla kształtującego oraz temperatury na proces prasowania obwie- dniowego. Istotna jest ocena wpływu zastosowanej drogi odkształcania na strukturę, gdyż w procesie prasowania obwiedniowego materiał jest odkształcany cyklicznie z przerwami w odkształceniu, których czas trwania jest zależny od geometrii oraz prędkości ruchu narzędzi. W pracy przeprowadzono modelowanie numeryczne procesu prasowania obwiedniowego, które w powiązaniu z wynikami uzyskanymi podczas badań plastometrycznych mogą pozwolić na optymalizację procesu prasowania obwiedniowego. The aim of this work is to analyze the possibility of numerical modelling and plastometric research application to the simulation of phenomena occurring during the process of orbital forging. Constructed mathematical model of the process allows determining the effect of strain rate, the deflection angle of punch and temperature on the process of orbital forging. Due to the cyclical nature of the orbital forging at which the length of breaks between cycles depends on the geometry and velocity of tools, it is important to assess the impact of strain path on the structure. This study includes numerical modelling, which in combination with the results obtained in plastometric tests, may allow optimization oforbital forging. Słowa kluczowe: prasowanie obwiedniowe, badania plastometryczne, modelowanie numeryczne Key words: orbital forging, numerical modelling, plastometric research.Wprowadzenie. Kucie wahającą matrycą w po- równaniu do konwencjonalnych metod prasowania ce- chuje się wyraźnym ograniczeniem kształtowania ele- mentów smukłych. Z praktyki i doświadczenia wynika, że najlepsze więcej »

Kucie bezwypływkowe złączek do instalacji wodnej z bezołowiowych stopów miedzi

Paweł KORCZAK

W artykule przedstawiono nowe rozwiązania w produkcji złączek o wysokich parametrach fizycznych, które dzięki zastosowaniu bezoło- wiowych stopów miedzi, pozytywnie wpływają na zdrowie człowieka i środowisko naturalne. Przeprowadzono w programie QForm3D symulacje numeryczne procesów kształtowania złączek typu mufa i trójnik. Na podstawie otrzymanych wyników możliwe było polepszenie kształtu profili narzędzi. This paper presents new solutions in the production of fittings with high physical parameters which thanks to the use of lead-free alloys, positively effect on human health and the environment. There has been carried out the numerical simulations with QForm3D for fittings forming like sleeve and tee. It was possible to improve the shape of the profiles of tools from the obtained results. Słowa kluczowe: kucie bezwypływkowe, symulacje numeryczne, złączki do instalacji wodnej, bezołowiowe stopy miedzi Key words: flashless forging, numerical simulation, fittings for water system, lead-free copper alloys.Wprowadzenie. Coraz częściej wytwórcom złączek do instalacji wodnej stawiane są wysokie wymagania dotyczące wytwarzania produktu, które nie oddziałują negatywnie na zdrowie użytkowników. Zmniejszanie się surowców oraz związany z tym wzrost ich ceny również wymusza na producentach ciągłe poszukiwanie rozwiązań, które pozwalają wykonywać wyroby doskonalsze i w konkurencyjnej cenie. Obecnie, w Europie dąży się do ograniczenia zużycia materiału, a jedną z możliwości jest kucie bezwypływkowe. Charakteryzuje się mniejszym zapotrzebowaniem materiału na daną odkuwkę niż w przypadku więcej »

Forging technology of magnesium alloys

Dariusz KUC Eugeniusz HADASIK Andrzej GONTARZ

The researches on the possibility of forming the wheel hub of the plane from magnesium alloy using the method of hot-forging were pre- sented in this paper. Actually the wheel hubs are manufactured from aluminium alloys. Before the forging process, the technological plasticity was determined using GLEEBLE simulator. Base on results, the function of flow stress was elaborated and numerical simulation of forging process was carried out for investigated alloys. W pracy analizowano możliwości wykonania piasty kola samolotu ze stopów magnezu o zróżnicowanym składzie chemicznym metodą kucia, które wykonuje się ze stopów aluminium. Proces kucia poprzedzono oceną technologicznej plastyczności stopów z wykorzystaniem symulatora GLEEBLE. Na podstawie badań opracowano funkcję zmian naprężenia uplastyczniającego oraz przeprowadzono numeryczną symulację procesu kucia piasty dla badanych stopów. Key words : forging, magnesium alloys, microstructure, mechanical properties Słowa kluczowe : kucie, stopy magnezu, mikrostruktura, właściwości mechaniczne.1. Introduction. The current trends in the automo- tive, aircraft and space industries focus first and fore- most on a reduction of the vehicle weight and saving energy, thereby protecting the environment [1÷3]. Such a set of technical, economical and ecological aspects arouses a considerable interest of the industry in light alloys. Owing to a number of their advantageous me- chanical properties including, first of all, low density (1.74 g/cm3), magnesium alloys are more and more frequently used as an engineering material. There is a regular increase visible in the number of components made of magnesium alloys in the car structure. więcej »

Badania plastyczności i mikrostruktury stopu AZ80 po odkształceniu na gorąco

Dariusz KUC Iwona BEDNARCZYK Grzegorz NIEWIELSKI

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów odkształcenia na strukturę i plastyczność technologiczną stopu AZ80. Strukturę badanego stopu analizowano po jednoosiowym ściskaniu na symulatorze Gleeble. Próby na gorąco przeprowadzono w zakresie temperatury od 250 °C do 400 °C i prędkości odkształcenia 0,01, 0,1, 1 s-1. Uzyskane wyniki pozwoliły na wyznaczenie krzywych płynięcia oraz wskaź- ników charakteryzujących technologiczną plastyczność. In the article results of the influence of deformation parameters range structure and plasticity during anneling hot deformation alloy AZ80. Structural examination after annealing and compression test on Gleeble thermo-mechanical simulator. Hot torsion test was performed on torsion plastometer at the temperature range 250÷400 °C and strain rate of 0.01÷1 s-1. The results allowed the determination of flow curves and indices characterizing the technological plasticity. Słowa kluczowe: stop magnezu AZ80, ściskanie na gorąco, krzywe umocnienia, mikrostruktura, odkształcenie plastyczne Key words: magnesium alloy AZ80, hot compression test, flow curve, microstructure, plastic deformation.Wprowadzenie. Rozwój przemysłu lotnicze- go ukierunkowany jest na zastosowaniu nowocze- snych materiałów o dużej wytrzymałości co prowadzi zmniejszenia masy samolotów, oszczędności energii (przede wszystkim paliwa) i ochrony środowiska na- turalnego. Połączenie aspektów technicznych, ekono- micznych i ekologicznych powoduje duże zaintere- sowanie stopami lekkimi a w szczególności stopami magnezu. Prowadzone są w kraju i zagranicą badania materiałowe oraz procesy wytwarzania półwyrobów ze stopów magnezu kształtowanych metodami prze- róbki plastycznej. Spośród stopów magnezu kształ- towanych plastycznie najkorzystniejsze właściwości mają stopy magnezu z grupy Mg-Al-Zn-Mn (AZ21, AZ31, AZ61 i AZ80), zawierające do 8 % mas. Al z dodatkiem Mn (do 2 % mas.), Zn (do 1,5 %) [2, 6]. Stop AZ80 z grupy Mg-Al.-Zn-Mn w s więcej »

Analiza porównawcza metod trawienia ujawniających wielofazową strukturę stali z efektem TRIP

Monika KUCHARSKA Sylwia WIEWIÓRKOWSKA Zbigniew MUSKALSKI Piotr BARTOSIŃSKI

W pracy przedstawiono wykorzystanie istniejących technik trawienia do obserwacji mikrostruktury stali z efektem TRIP za pomocą mikro- skopu optycznego. Badania wykonano dla średniowęglowej stali z efektem TRIP. Przeprowadzono obserwacje mikrostruktur otrzymanych w wyniku trawienia i oceniono najbardziej efektywną z metod, pozwalającą na jak najdokładniejsze oszacowanie udziału objętościowego austenitu szczątkowego w strukturze. The usage of existing etching methods to observation of TRIP steel microstructure with use of optical microscope has been presented in the work. The investigations for medium carbon steel with TRIP effect has been done. The observations of microstructure obtained as a result of different etching methods has been made and the most effective method, allowed to the most accurate estimation of volume fraction of retained austenite in the structure, has been carried out. Słowa kluczowe: struktura TRIP, struktura wielofazowa, trawienie, austenit szczątkowy Key words: TRIP structure, heterogeneous structure, etching, retained austenite.Wprowadzenie. Wielofazowa struktura stali stwarza trudności w przygotowaniu materiału do obserwacji mikroskopowej, ponieważ ujawnienie poszczególnych składników fazowych wymaga zastosowania odpowiednich metod trawienia. Klasyczne techniki trawienia używane do ujawnienia mikrostruktur stali pozwalają na jednoczesną obserwację ograniczonej liczby faz [3]. Dlatego też wraz z rozwojem specyficznych mikrostruktur pojawiały się również liczne metody trawienia, wśród których trawienie chemiczne jest niewątpliwie najłatwiejszą i najszerzej st więcej »

Wpływ technologii ciągnienia na strukturę geometryczną powierzchni drutów ze stali wysokowęglowej przeznaczonych na liny wyciągowe

Zbigniew MUSKALSKI

Jednym z czynników wpływających na wytrzymałość zmęczeniową drutów jest struktura geometryczna ich powierzchni, która zależy od sposobu i parametrów procesu ciągnienia. W pracy przedstawiono badania eksperymentalne umożliwiające analizę wpływu różnych technologii ciągnienia, takich jak: ciągnienie w warunkach smarowania hydrodynamicznego, ciągnienie ze zmianą kierunku odkształcenia oraz ciągnienie z dużymi prędkościami na parametry struktury geometrycznej powierzchni oraz wskaźnik geometryczny powierzchni Newmana w drutach ze stali wysokowęglowej, przeznaczonych na liny wyciągowe. The wire surface texture is one from the factors which influences on fatigue strength and depends on drawing process parameters .In the work the experimental research concerned with analysis the influence of different drawing process technologies as: drawing by hydrodynamic dies, drawing with change of drawing direction, drawing with high speed of drawing; on change of wires surface texture parameters and Newman surface geometrical indicator has been shown. Słowa kluczowe: prędkość ciągnienia, drut, struktura geometryczna powierzchni Key words: drawing speed, wire, surface texture.Wprowadzenie. Z literatury dotyczącej trwałości zmęczeniowej lin wynika, że na wzrost liczby pęknięć drutów, aż do zerwania liny, wpływają nie tylko warun- ki pracy, ale także konstrukcja liny, technologia i jakość jej wykonania, a przede wszystkim własności drutów zastosowanych do jej wytworzenia [1], na które wpły- wa sposób ich odkształcenia plastycznego (ciągnienia), nierównomierność umocnienia materiału, oddziaływa- nie naprężeń ciągnienia i naprężeń własnych, w powią- zaniu ze zmianą struktury, tekstury i stanem warstwy wierzchniej ciągnionych drutów. W wielu pracach [2÷4] wykazano, że na wytrzy- małość zmęczeniową drutów w sposób zdecydowany wpływa struktura geometryczna ich powierzchni, któ- ra zależy od sposobu i parametrów procesu ciągnienia. Wpływ ten nie zależy natom więcej »

Wpływ warunków odkształcenia plastycznego na zmiany naprężenia uplastyczniającego, stopień mięknięcia i strukturę stali mikrostopowej

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu parametrów odkształcenia na odkształcalność na gorąco i kinetykę mięknięcia stali mikrostopowej zawierającej 0,28 %C, 1,41 %Mn, 0,027 %Nb, 0,028 %Ti i 0,019 %V. Ciągłe oraz przerywane próby ściskania pró- bek przeprowadzono z wykorzystaniem symulatora Gleeble 3800. Próbki badano w zakresie temperatury od 900 do 1100 °C z szybkością odkształcenia 1, 10 i 50 s-1. Próby ciągłego ściskania przeprowadzono w celu wyznaczenia krzywych s-e oraz energii aktywacji procesu odkształcenia plastycznego. W celu wyznaczenia kinetyki rekrystalizacji austenitu odkształconego plastycznie przeprowadzono przerywane próby ściskania z wytrzymaniem izotermicznym próbek między kolejnymi odkształceniami przez czas od 2 do 100 s. The paper presents the results of the effect of deformation parameters on the hot-deformation behavior and softening kinetics of the microalloyed steel containing 0.28 %C, 1.41 %Mn, 0.027 %Nb, 0.028 %Ti, and 0.019 %V. Continuous and double-hit comspression tests were performed using the Gleeble 3800 thermomechanical simulator. The samples were investigated at the temperature range from 900 to 1100 °C and strain rate of 1, 10 and 50 s-1. Continuous compression tests of samples were performed in order to obtain s-e curves and activation energy of plastic deformation. To determine the recrystallization kinetics of plastically deformed austenite, discontinuous compression tests of samples with applied deformation were performed with isothermal holding of specimens between successive deformations for 2 to 100 s. Słowa kluczowe: stale mikrostopowe, rekrystalizacja statyczna, stopień mięknięcia, energia aktywacji Key words: microalloyed steels, static recrystallization, softening kinetics, activation energy.Wprowadzenie. Własności gotowego wyrobu kształtowanego plastycznie na gorąco zależą od struktury uzyskanej podczas odkształcenia plastycznego i od warunków chłodzenia po zakończeniu tej obróbk więcej »

Termomechaniczna analiza procesu walcowania kul w wykrojach spiralnych

Zbigniew PATER Janusz TOMCZAK

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych procesu walcowania kul o średnicy ∅40 mm narzędziami w kształcie dwóch dysków, na powierzchni których wykonane są spiralne wykroje. Analizę numeryczną procesu przeprowadzono na podstawie metody ele- mentów skończonych (MES), wykorzystując komercyjny pakiet oprogramowania Simufact Forming w wersji 10.0. Symulacje prowadzono w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia z uwzględnieniem pełnej analizy termicznej, w efekcie czego wyznaczono progresję kształ- tu wyrobów. Określono również rozkłady odkształceń, naprężeń, temperatur oraz przebiegi parametrów siłowych procesu. Otrzymane rezul- taty badań numerycznych potwierdziły możliwość wytwarzania półfabrykatów kul metodami walcowania w wykrojach spiralnych. This paper presents the results of numerical simulation of the rolling process of balls with diameter ∅40 mm by means of tools in the form of two disks, which have spiral impressions at the surface. Numerical analysis of the process was made basing on finite element method (FEM), using commercial software Simufact Forming in 10.0 version. Simulations were conducted in the conditions of three dimensional state of strain, considering whole thermal analysis. In the result, the products progression of shape was determined. Distributions of strain, stresses, temperatures and courses of the process force parameters were also determined. The obtained results of numerical research works confirmed the possibility of balls semi-finished products manufacturing by means of rolling methods in spiral impressions. Słowa kluczowe: walcowanie kul, MES, wykrój spiralny Key words: balls rolling, FEM, spiral impression.Wprowadzenie. Obszar zastosowania kul w prze- myśle (młyny kulowe oraz łożyska toczne) sprawia, że zapotrzebowanie na tego typu elementy jest bardzo duże. W związku z tym poszukuje się nowych metod wytwarzania półfabrykatów kul, które pozwolą na kształtowanie wyrobów o wysoki więcej »

Walcowanie poprzeczno-klinowe kul do młynów kulowych

Zbigniew Pater Arkadiusz TOFIL

W artykule przedstawiono metodę walcowania poprzeczno-klinowego (WPK) półwyrobu typu kula. Wykorzystuje się w niej klinowe szczęki płaskie, które działając na materiał kształtują w jednym przejściu kilka kul. Dla sprawdzenia poprawności przyjętego rozwiązania wykonano obliczenia numeryczne (bazujące na MES), w których wyznaczono rozkłady inten sywności odkształcenia, temperatury oraz składowe sił kształtowania. Opracowany proces walcowania sprawdzono w Górniczej Fabryce Narzędzi w Radzyniu Podlaskim, podczas wytwarzania półwyrobów kul stosowanych na mielniki do młynów kulowych. This paper presents a new way of cross-wedge rolling (CWR)of semi-finished products of ball type. Flat jaws with specially formed wedges, which act on material and form several balls at one stroke, are used in this method. In order to verify the rightness of the assumed solutions numerical calculations were made (basing on FEM), in which distributions of effective strain, metal temperature and forming forces constituents were determined. The worked out process was implemented in Tools Mining Factory in Radzyń Podlaski for manufacturing of semi- fin ished products of ball type, applied for grinding mediums in ball mills. Słowa kluczowe: walcowanie poprzeczno-klinowe, kule, MES, wdrożenie przemysłowe Key words: cross-wedge rolling, balls, FEM, industrial application.Wprowadzenie. Kule stalowe są masowo wyko- rzystywane jako mielniki młynów kulo wych stosowa- nych do rozdrabniania rud metali, węgla, zużytych mas formierskich i innych materiałów ceramicznych. Za kulistym kształtem mielników przemawia najmniejszy stosunek powierzchni do objętości, przekładający się na zmniejszone zużycie ścierne. Spośród wielu metod wytwarzania kul na miel- niki, najszersze zastosowanie mają odle wanie, kucie matrycowe i walcowanie skośne. Szczególne zain- teresowanie budzi ostatnia z wymienionych metod, która odznacza się największą wydajnością i dobrą jakoś więcej »

Modelowanie procesu pękania stali DP z wykorzystaniem cyfrowej reprezentacji materiału

Konrad PERZYNSKI Łukasz MADEJ

Celem pracy jest wykorzystanie nowoczesnych technik modelowania numerycznego do przewidywania drogi pęknięcia w stalach dwufazo- wych. Model numeryczny zbudowany został na podstawie cyfrowej reprezentacji materiału stali dwufazowej typu DP w skali mikrometrycz- nej. Dokładne odzwierciedlenie struktury materiału oraz dobranie odpowiednich danych materiałowych, zarówno dla fazy martenzytu oraz ferrytu, pozwoliło na precyzyjne określenie drogi pęknięć w badanej mikrostrukturze. Opracowany model pozwala na poszukiwanie drogi pęknięć o charakterze kruchym jak i ciągliwym. Zaproponowana metodyka prowadzenia tego typu symulacji pozwala na szerokie spektrum zastosowań dla innych materiałów, w których występuje duży gradient własności wytrzymałościowych. The main aim of this work is presentation of a modern numerical approach for modelling crack initiation and propagation in the dual phase steels. The developed model is based on the digital material representation idea that can take into account explicit influence of various micro scale features on global material behaviour. Such a detailed material representation of the martensitic and ferritic phases as well as appropriate material properties provided a possibility of exact modelling of crack propagation in the DP steels. Developed model takes into account two well known crack propagation mechanisms: brittle and ductile fractures, respectively. The proposed methodology gives also an opportunity to simulate other multi phase materials where subsequent phases have a large gradient in properties. Słowa kluczowe: stale DP, pękanie ciągliwe, pękanie kruche, cyfrowa reprezentacja materiału, metoda elementów skończonych Key words: DP steel, ductile crack, brittle crack, digital material representation, finite element method.Wprowadzenie. Nowoczesne stale o podwyższo- nej wytrzymałości (ang. Advan więcej »

Powłoki ochronne na przerobionych plastycznie stopach magnezu

Joanna PRZONDZIONO Eugeniusz HADASIK Przemysław KOŹLIK Łukasz ZIGLER Marek SOBOCIŃSKI

W pracy przedstawiono wyniki badań mających na celu ocenę efektywności zastosowanych przemysłowych powłok ochronnych do zabez- pieczania powierzchni przerobionych plastycznie stopów magnezu przed erozją i korozją. Zakres badań obejmował wytwarzanie powłok akrylowych, poliuretanowych oraz polimerowo-ceramicznych na wybranych stopach magnezu w warunkach przemysłowych, próby przemy- słowe twardości i przyczepności otrzymanych systemów ochronnych, badania makrostruktury otrzymanych systemów ochronnych, badania odporności na zużycie erozyjne. Stwierdzono, że polimerowo-ceramiczne, akrylowe i poliuretanowe systemy ochronne stanowią prawidłowe zabezpieczenie korozyjno-erozyjne przerobionych plastycznie stopów magnezu. The study presents the results of tests aimed at efficiency evaluation of applied industrial protective coating for surface protection of magnesium alloy after plastic working against erosion and corrosion. The tests included creation of acrylic, polyurethane and polymer-ceramic coatings on selected magnesium alloys under industrial conditions, hardness and adherence industrial tests of created protective systems, tests of macrostructure of created protective systems, tests of resistance to erosive wear. It was proved that polymer-ceramic, acrylic and polyurethane protective systems form proper anti-corrosion and erosion protection of magnesium alloys after plastic working. Słowa kluczowe: przerobione plastycznie stopy magnezu, powłoki ochronne, odporność na korozję, erozja Key words: magnesium alloys after plastic working, protective coating, corrosion resistance, erosion.Wprowadzenie. Do głównych czynników odpo- wiadających za zużycie materiałów zalicza się oddzia- ływanie erozyjne powstałe w efekcie mechanicznego wpływu środowiska na materiał oraz oddziaływanie środowisk agresywnych powodujących zmiany koro- zyjne w materiale. W przypadku stopów magnezu istot- nym problemem jest wysoka reaktywność magnezu w większości środowisk więcej »

Sensitivity of the inverse solution with respect to the friction factor and thermo-physical parameters of the deformed material

Danuta SZELIGA Maciej PIETRZYK

Inverse solution with the metamodel for plastometric tests is an efficient tool for identification of flow stress models. Input parameters for the metamodel include coefficients in the flow stress equation and parameters of the tests (temperature, strain rate). It means that this metamodel can be used for the materials, which do not differ in thermo-physical properties. Application of the same metamodel to various metals require accounting for the different thermal conductivity and the specific heat. The objective of the present work was determination of the sensitivity of the inverse solution with respect to thermo-physical properties of the tested material. Inverse solution was performed for different coef- ficients in the specific heat and conductivity equations. Sensitivity of the inverse solution with respect to these coefficients, as well as to the friction factor and heat transfer coefficient, was evaluated. The results show that, when the tests are performed in tools preheated together with a sample, the effect of thermal parameters can be neglected. Contrary, friction factor influences the results and should be introduced as a variable in the metamodel. Rozwiązanie odwrotne z metamodelem dla prób plastometrycznych jest efektywnym narzędziem identyfikacji modeli naprężenia uplastyczniającego. Parametry wejściowe metamodelu obejmują współczynniki w równaniu naprężenia uplastyczniającego i parametry prób (temperaturę, prędkość odkształcenia). Oznacza to, że określony metamodel można zastosować dla materiałów, które nie różnią się właściwościami termofizycznymi. Zastosowanie tego samego metamodelu dla różnych metali wymaga uwzględnienia różnych wartości przewodnictwa cieplnego i ciepła właściwego. Celem niniejszej pracy było określenie wrażliwości rozwiązania odwrotnego względem parametrów termofizycznych badanego materiału. Rozwiązanie odwrotne przeprowadzono dla różnych wartości współczynników w równaniach ciepła właściwego i przewodn więcej »

Wpływ prędkości odkształcenia na właściwości i strukturę wysokomanganowej stali X30MnAlSi20-4-3

Anna ŚMIGLEWICZ Jacek PAWLICKI Grzegorz NIEWIELSKI Magdalena JABŁOŃSKA

W pracy przedstawiono wyniki wstępnych badań dynamicznego rozciągania wysokomanganowej stali gatunku X30MnAlSi20-4-3. Ba- dania przeprowadzono na młocie rotacyjnym, który posiada możliwość realizacji prób dynamicznego rozciągania w zakresie pręd- kości liniowej od 5÷40 m/s. Uzyskane wyniki badań porównano ze stalą o strukturze austenitycznej X3CrNi18-9 wyznaczając cha- rakterystyki wytrzymałościowe. Badania strukturalne wykonano z wykorzystaniem techniki skaningowej mikroskopii elektronowej i skaningowej transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Przeanalizowano powierzchnie przełomów powstałych w miejscu zerwania podczas prób rozciągania, które wskazują na obecność przełomów transkrystalicznych ciągliwych. Przeprowadzone badania substruktury ujawniły obecność mechanizmu bliźniakowania mechanicznego indukowanego w warunkach dużych prędkości odkształcenia występującego w stali X30MnAlSi20-4-3. The paper presents results of initial investigations of dynamic tensile of the high-manganese X30MnAlSi20-4-3 steel. Research was carried out on a flywheel machine, which enables to perform of dynamic tensile tests and with a linear velocity of the enforcing element in the range of 5 ÷ 40 m/s The obtained results were compared with the austenitic steel X3CrNi18-9. Structural analysis were performed with the use of a scanning electron microscopy technique and scanning transmission electron microscopy. The surface of fractures that were created in the areas where the sample was torn were analyzed. Substructure studies revealed the presence of mechanical twinning induced in a high strain rate for the X30MnAlSi20-4-3 steel. Słowa kluczowe: wysokomanganowa stal, odkształcanie dynamiczne, mechaniczne bliźniakowanie, substruktura Key words: high-manganese steel, dynamic forming, mechanical twinning, substructure.Wprowadzenie. Korzystne połączenie właści- wości wytrzymałościowych i plastycznych oraz bar- dzo duża zdolność do pochłaniania energii w procesie defo więcej »

Wpływ sterylizacji i odkształcenia w procesie ciągnienia na właściwości korozyjne drutów stosowanych w kardiologii

Witold WALKE Joanna PRZONDZIONO Małgorzata FILIPEK Marta KORCZ

Celem pracy była ocena odporności korozyjnej drutów wykonanych ze stali nierdzewnej X2CrNiMo17-12-2 stosowanych w zabiegach kardiologicznych. Analizowano wpływ umocnienia w procesie ciągnienia oraz modyfikacji powierzchni drutów z uwzględnieniem procesu sterylizacji parą wodną pod ciśnieniem na ich właściwości korozyjne. Badania realizowano w sztucznym osoczu symulującym środowisko krwi. Odporność na korozję wżerową oceniano na podstawie rejestracji krzywych polaryzacji anodowej metodą potencjodynamiczną. This study is aimed at evaluation of corrosion resistance of wires made of stainless steel X2CrNiMo17-12-2 used in cardiology treatment. Analyzed factors included impact of hardening in drawing process and modification of wire surface, involving sterilization process with pressurized water steam, on their corrosion properties. The tests were performed in artificial blood plasma simulating human blood environment. Resistance to pitting corrosion was evaluated on the ground of anodic polarization curves registered with application of potentiodynamic method. Słowa kluczowe: druty ze stali X2CrNiMo17-12-2, umocnienie w procesie ciągnienia, korozja wżerowa, modyfikacja powierzchni, sterylizacja parą wodną pod ciśnieniem Key words: wires made of X2CrNiMo17-12-2 steel, hardening in drawing process, pitting corrosion, surface modification, sterilization with pressurized water steam.Wprowadzenie. W zabiegach kardiologii inwazyjnej powszechnie stosowane są druty i wyroby z drutu wykonane ze stali nierdzewnych, stosowane m.in. na prowadniki i implanty kardiologiczne. Powinny one charakteryzować się odpowiednią biotolerancją, a w związku z tym wysoką odpornością na korozję elektrochemiczną w kontakcie z krwią. Właściwości korozyjne materiałów zależą w dużym stopniu od technologii wytwarzania (m.in. odkształcenia w procesie ciągnienia, sposobu przygotowania powier więcej »

Intensification of the transformation of retained austenite to martensite under the influence of change in the stress state in wires of TRIP-type steel

Sylwia WIEWIÓROWSKA

Both the magnitudes and dynamics of the stress state occurring in drawing processes may cause a considerable acceleration of the trans- formation of retained austenite to martensite in wires of TRIP-type steel. The paper presents an investigation to determine the amount of transformed retained austenite in the structure of wires made of TRIP-type steel resulting from the change in the stress state upon loading the material with cyclical and variable-sign stress under rotary bending conditions. The value of the stress acting on the material was smaller than the value of the proof stress R0.2. The carried out investigations made possible to determine whether and to what extent the loading of wire with cyclical external stresses of magnitudes lower than the R0.2 value might influence the amount of transformed retained austenite and, consequently, the mechanical properties of utility products. Występujące w procesach ciągnienia wartości, jak i dynamika stanu naprężenia może powodować znaczne przyspieszenie przemiany austenitu szczątkowego w martenzyt w drutach ze stali typu TRIP. W pracy przedstawiono badania dotyczące określenia ilości przeminionego austenitu szczątkowego w strukturze drutów ze stali typu TRIP, w efekcie zmiany stanu naprężenia, po obciążeniu materiału, cyklicznym, zmiennym co do znaku naprężeniem w warunkach zginania obrotowego. Wartość naprężeń oddziaływujących na materiał była mniejsza od wartości umownej granicy plastyczności R0,2. Przeprowadzone badania pozwoliły na stwierdzenie, czy i w jakim stopniu obciążenie drutów cyklicznymi naprężeniami zewnętrznymi o wartościach mniejszych od R0,2 może wpływać na ilość przemienionego austenitu szczątkowego, tym samym na własności mechaniczne wyrobów użytkowych. Key words: TRIP steel, wire drawing, retained austenite Słowa kluczowe: stal TRIP, proces ciągnienia, austenit szczątkowy.Introduction. Studies rep więcej »

Półprzemysłowa technologia walcowania z obróbką cieplno-plastyczną i regulowanym chłodzeniem elementów konstrukcyjnych pojazdów mechanicznych ze stali typu Mn-Al

Dariusz WOŹNIAK Grzegorz NIEWIELSKI Dariusz KUC

W pracy przedstawiono założenia technologiczne do walcowania z zastosowaniem obróbki cieplno-plastycznej płaskowników i prętów kwadratowych. Po walcowaniu pręty były chłodzone są w sposób naturalny w powietrzu lub podlegały chłodzeniu przyśpieszonemu natry- skiem wodnym. Weryfikację opracowanej technologii przeprowadzono podczas walcowania eksperymentalnego w linii do półprzemysłowej symulacji (LPS) w Instytucie Metalurgii Żelaza. In the paper it is presented brief foredesign for thermo-mechanical rolling of flat and square bars. After thermo-mechanical rolling the bars were cooled in the air or were subjected to accelerated cooling with water spray. Verification of developed technology was carried out in the experimental rolling tests in the line for semi-industrial simulation (LPS) at Institute for Ferrous Metallurgy. Słowa kluczowe: technologia, walcowanie z obróbką cieplno-plastyczną, regulowane chłodzenie, właściwości mechaniczne, mikrostruktura Key words: technology, thermo-mechanical rolling, controlled cooling, mechanical properties, microstructure.Wprowadzenie. Rozwojem nowych materiałów charakteryzujących się dużą zdolnością do pochłania- nia energii jest zainteresowany przemysł samochodo- wy. Do tej grupy materiałów można zaliczyć między innymi stale z typu Mn-Al, których właściwości są szczególnie pożądane przy produkcji lekkich kon- strukcji o znacznej wytrzymałości [1]. Stale Mn-Al charakteryzują się dużą wytrzymałością oraz znacznie większą zdolnością do pochłaniania energii niż stale konwencjonalne. Takie właściwości są następstwem występowania alternatywnych mechanizmów odkształ- cenia, takich jak tworzenie bliźniaków (efekt TWIP), przemiany fazowe wywołane odkształceniem (TRIP) i plastyczność indukowana przez pasma ścinania. Rozwój tej grupy stali oraz wdrożenie do produkcji przemysłowej i zastosowanie w charakterze materiałów konstrukcyjnych są uwarunkowane poprawą ich plastyczności w temperaturze pokojowej i w w więcej »

Wpływ metody wyciskania stopu AZ31 na odkształcenie graniczne

Stefan SZCZEPANIK Stanisław ZIÓŁKIEWICZ Piotr NIKIEL Marek PAĆKO

W pracy przedstawiono wyniki badań odkształcenia granicznego próbek ze stopu AZ31 wykonanych z prętów wyciskanych współbieżnie i zastosowaniem procesu Kobo. Badano wpływ temperatury odkształcania podczas spęczania próbek z prędkością odkształcenia 0,5 s-1 w zakresie temperatury od 20 do 220 °C na wartość odkształcenia granicznego, tj. początku pękania. Otrzymane wyniki badań wykazały, że materiał po procesie KOBO posiada znacznie lepszą plastyczność powyżej temperatury 150 °C niż po wyciskaniu. Odkształcenie krytyczne osiąga wartość 70 % i jest stabilna prawie do temperatury 225 °C. The result of research of critical strain samples form AZ31 alloy performed from direct extrusion bars and using Kobo process have been shown in this paper. Influence of temperature deformation during upset samples with a strain rate 0.5s-1 in a temperature range from 20 to 220 °C on value of limit strain has been examined. Obtain result show, that material after KOBO process own better plasticity than after extrusion higher up temperature of 150 °C. Critical strain achieve value of 70 % and it is stable almost to temperature of 225 °C. Słowa kluczowe: stopy magnezu, wyciskanie, proces KOBO, plastyczność, odkształcenie graniczne Key words: magnesium alloys, extrusion, process KOBO, plasticity, critical strai więcej »

NORMALIZACJA

Nowe Polskie Normy (tłumaczone) PN-EN 1539:2012 Suszarki i piece, w których są uwalniane substancje łatwopalne -- Wymagania bezpieczeństwa PN-EN 12581+A1:2012 Urządzenia do powlekania -- Urządzenia do powlekania zanurzeniowego i elektrolitycznego ciekłymi organicznymi materiałami powłokowymi -- Wymaga- nia bezpieczeństwa PN-EN 13675+A1:2012 Bezpieczeństwo maszyn -- Wyma- gania bezpieczeństwa dla walcarek do kształtowania i walc więcej » Czytaj za darmo! »

WŚRÓD KSIĄŻEK

Andrzej Wyciślik

Internationaler Stahlvergleich / International comparison of Steels - Międzynarodowe Po- równanie Stali Marks P., Tirler W. (wydawca DIN), wyd. Beuth, Düsseldorf 2010, ISBN 978-3- 410-20077-2, s. 784.Stały rozwój rynku wyrobów stalowych, dzięki działaniom międzynarodowych kor więcej »

WYNALAZKI I UDOSKONALENIA HUTNICZE

P-392276 Sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi Politechnika Lubelska, Lublin J. Tomczak, Z. Pater Sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi charakteryzuje się tym, że kształtowany półfabrykat w postaci odcinka pręta lub rury umieszcza się między trzema jednakowymi, stopniowymi rolkami roboczymi z uzębieniami, które obracają się w tym samym kierunku ze stałą prędkością oraz przemieszczają się promieniowo do osi wyrobu z pręd- kością V, powodując ukształtowanie wałka wielostopniowego z wieńcem zębatym, zaś trzy kształtowe rolki robocze z uzębie- niami - narzędzia rozmieszcza się na obwodzie, co 120° +/- 20°, przy czym korzystnym jest rozmieszczenie co 120°, przemiesz- czenie promieniowe trzech narzędzi rolkowych w pierwszej kolejności kształtuje stopnie o różnych średnicach na półfabry- kacie, a następnie na jednym ze stopni kształtuje się uzębienie, po osiągnięciu przez rolki robocze - narzędzia końcowego po- łożenia, wyłącza się ruch posuwisty promieniowy, a pozostawia się ruch obrotowy rolek roboczych, które w tym czasie usu więcej »