Określenie oporów tarcia metodą elementów skończonych w modelowym procesie wytłaczania

This article presents the results of measurements on friction forces carried out in the model forming process (MFP). The description of this process takes into consideration the presence of plastic strain at the interface between the test specimen and tool due to the material flow. The experimental forming process was performer with a laboratory unit constructed and manufactured at the Fundamentals of Technology Faculty of the Lublin University of Technology [L. 1, 2]. This unit was used to carry out the measurements on friction force Turing model forming of shaped test specimens at a pressure of 0 to 100kN acting on a continuous basis during the research process. The results of experimental measurements of friction forces were compared to those of numerical calculations obtained with the finite element method (FEM). Experimental results of friction for ces were compared with the results obtained using the model forming process (MFP). In order to document the effects of plastic strain in the structure of shaped test specimens subjected to experimental model forming, metallographic examinations were carried out using a light microscope. Structure observations were conducted in a bright field and polarised light with a magnification of up to 2000x.W artykule przedstawiono rezultaty badań sił tarcia w modelowym procesie wytłaczania (MPW). Uwzględniono także występowanie odkształcenia plastycznego zachodzącego wskutek płynięcia materiału przy styku próbki z narzędziem. Modelowy proces wytłaczania przeprowadzono na urządzeniu laboratoryjnym skonstruowanym i wykonanym na Wydziale Podstaw Techniki Politechniki Lubelskiej. Urządzenie pozwalało na prowadzenie badań wytłaczania próbek kształtowych dla siły nacisku (od 0 do 100 N) działającej w sposób ciągły, w trakcie procesu badawczego. Efekty doświadczalne pomiarów sił tarcia porównano z wynikami uzyskanymi metodą obliczeniową przy zastosowaniu MES w modelowym procesie wytłaczania (MPW). Użycie metod numerycznych pozwoliło również na obliczenie rozkładu odkształceń w badanych próbkach. Dla udokumentowania efektów odkształcenia plastycznego w strukturze kształtowników poddanych doświadczalnemu, modelowemu wytłaczaniu przeprowadzono badania metalograficzne przy wykorzystaniu mikroskopu świetlnego. Obserwacje struktury prowadzono w polu jasnym i świetle spolaryzowanym przy powiększeniu do 2000x

Odporność na zużycie stali konstrukcyjnych w efekcie operacji borowania

This paper presents the results of investigations on the effect of thermochemical treatment, boronising and chemical composition of selected structural steels on their wear in sliding friction process. The operation of boronising on C45, 37CrNiMo, 42CrMo6, 41Cr4, 50CrSi4-4 steels was performed by powder method at 950°C for 8 h. Following this operation, rod sections of the test steels were subjected to quench hardening from 850°C with isothermal holding at 300°C for 1h. The assessment of the construction, thickness and microhardness of boronised layers depending on the level of carbon and alloying elements in chemical composition of analysed steels was made. The testing for wear resistance of steels after boronising was carried out with the sliding friction method by applying a load of 150 N, counter-sample rotational speed of 1000 rpm and using aqueous solution of potassium chromate as a cooling medium. The metallographic observations of the structure and thickness measurement of the boronised layers were carried out using a light microscope, while the identification of phases was made by the X-ray qualitative analysis method. The hardness and microhardness measurements were taken by the Vickers method.W publikacji przedstawiono wyniki badań wpływu obróbki cieplno-chemicznej, borowania i składu chemicznego wybranych stali konstrukcyjnych na zużycie w procesie tarcia ślizgowego. Operację borowania stali gatunku C45, 37CrNiMo, 42CrMo6, 41Cr4, 50CrSi4-4, przeprowadzono metodą proszkową w temperaturze 950ºC w czasie 8 godz. Po tej operacji odcinki prętów z badanych stali poddano hartowaniu z 850ºC z wytrzymaniem izotermicznym w temperaturze 300ºC w czasie 1 godz. Przeprowadzono ocenę budowy, grubości i mikrotwardości warstw naborowanych w zależności od stężenia węgla i pierwiastków stopowych w składzie chemicznym analizowanych stali. Badanie odporności na zużycie stali po borowaniu przeprowadzono metodą tarcia ślizgowego, stosując obciążenie 150 N, prędkość obrotową przeciwpróbki wynoszącą 1000 obr./min i roztwór wodny chromianu potasu jako środek chłodzący. Obserwacje metalograficzne struktury i pomiar grubości warstw naborowanych zrealizowano z wykorzystaniem mikroskopu świetlnego, a identyfikacji faz dokonano metodą rentgenowskie analizy jakościowej. Pomiary twardości i mikrotwardości zrealizowano metodą Vickersa