Prediction Models of the final properties of steel rods obtained by thermomechanical rolling process

The objective of this research project was the setting up of a numerical model able to predict the microstructureof rod rolled products which, taking into account the rolling schedule and cooling, is able to provide themechanical and microstructural final characteristics. The model was developed starting from the theoreticalknowledge proposed by many researchers who have dealt with these issues, and the experience gained in thedesign of rolling systems by Siemens-VAI. In order to allow the maximum working flexibility to the final user, theprediction model requires to fill in the thermomechanical conditions for rod rolling (preheating temperature,reduction pass, rolling temperatures, interpass time, strain rate and cooling profile); a database of more than150 steel types was developed, containing CCT curves and the mechanical properties relative to the coolingrates. The tool provides the CCT curves, suitably modified to take into account the microstructure of the rolled,superimposed with the cooling trajectory set up by the operator, as well as mechanical and microstructural dataof interest for that particular class of steel. The Model was validated by direct comparison with the properties ofrod rolled products under controlled conditions, obtaining an excellent prediction capabilit

A New Constitutive Model Describing the Plastic Flow of Metals: Application to the AA6082 Aluminum Alloy

A new constitutive relationship based on the combination of the Garofalo and Hensel-Spittel equations has been developed and successfully used to model the plastic flow of a AA6082 aluminum alloy. Two regimes of temperature and strain rate were identified: the constitutive analysis suggested that in the low strain rate/high temperature regime, deformation was controlled by viscous glide of dislocations in atmospheres of Mg solute atoms, while in the high strain rate/low temperature regime, deformation was controlled by climb

Studi sulla formabilità di lamiere in acciaio inossidabile rivestite di CrN

L’applicazione di rivestimenti ultrasottili sta diventando un’opportunità sempre più attraente per conferire allelamiere in acciaio proprietà nuove e interessanti sia dal punto di vista tecnologico che da quello dellepotenziali applicazioni. Le tecniche di formabilità delle lamiere in acciaio sono ormai ben note e consolidate,il problema sorge quando la lamiera è rivestita da un film di natura ceramica non in grado di supportarel’elevato livello di deformazione imposto alla lamiera. La disponibilità di lamiere rivestite prodotte su scalaindustriale in un impianto pilota è alla base di questo studio. Lamiere in acciaio inossidabile austeniticorivestite con ricoprimenti ultrasottili con 150 nm di Cr-N sono state deformate, mediante prove di piegaturainversa a tre punti, con diverse profondità allo scopo di monitorare l’insorgenza di danneggiamento nelrivestimento. Il rivestimento è stato realizzato con la deposizione fisica da fase vapore (PVD) variando il flussodi N2. Inoltre, alcune lamiere sono state pretrattate superficialmente con argon plasma etching prima delprocesso di deposizione. I campioni rivestiti alle diverse condizioni sono stati caratterizzati, allo stato difornitura, mediante diffrattometria a raggi X e microscopia ottica ed elettronica in scansione (SEM); le stesseanalisi sono state effettuate dopo la fase di piegatura per valutare l’evoluzione del danneggiamento delrivestimento in funzione dei parametri di deposizione e delle profondità finali di piegatura

Prediction Models of the final properties of steel rods obtained by thermomechanical rolling process

The objective of this research project was the setting up of a numerical model able to predict the microstructure of rod rolled products which, taking into account the rolling schedule and cooling, is able to provide the mechanical and microstructural final characteristics. The model was developed starting from the theoretical knowledge proposed by many researchers who have dealt with these issues, and the experience gained in the design of rolling systems by Siemens-VAI. In order to allow the maximum working flexibility to the final user, the prediction model requires to fill in the thermomechanical conditions for rod rolling (preheating temperature, reduction pass, rolling temperatures, interpass time, strain rate and cooling profile); a database of more than 150 steel types was developed, containing CCT curves and the mechanical properties relative to the cooling rates. The tool provides the CCT curves, suitably modified to take into account the microstructure of the rolled, superimposed with the cooling trajectory set up by the operator, as well as mechanical and microstructural data of interest for that particular class of steel. The Model was validated by direct comparison with the properties of rod rolled products under controlled conditions, obtaining an excellent prediction capability

Prediction Models of the final properties of steel rods obtained by thermomechanical rolling process

The objective of this research project was the setting up of a numerical model able to predict the microstructure of rod rolled products which, taking into account the rolling schedule and cooling, is able to provide the mechanical and microstructural final characteristics. The model was developed starting from the theoretical knowledge proposed by many researchers who have dealt with these issues, and the experience gained in the design of rolling systems by Siemens-VAI. In order to allow the maximum working flexibility to the final user, the prediction model requires to fill in the thermomechanical conditions for rod rolling (preheating temperature, reduction pass, rolling temperatures, interpass time, strain rate and cooling profile); a database of more than 150 steel types was developed, containing CCT curves and the mechanical properties relative to the cooling rates. The tool provides the CCT curves, suitably modified to take into account the microstructure of the rolled, superimposed with the cooling trajectory set up by the operator, as well as mechanical and microstructural data of interest for that particular class of steel. The Model was validated by direct comparison with the properties of rod rolled products under controlled conditions, obtaining an excellent prediction capabilit

Modello di previsione delle proprietà finali di tondini in acciaio laminati mediante processi termomeccanici

La laminazione a caldo degli acciai non determina solo un cambiamento di forma del materiale lavorato, ma ne modifica sostanzialmente anche la microstruttura da cui dipendono le proprietà finali del prodotto. La temperatura, la velocità di deformazione e il raffreddamento successivo alla laminazione possono determinare caratteristiche tecnologiche tali da poter eliminare, in alcuni prodotti, successivi costosi trattamenti termici. Alla fine della laminazione il pezzo lavorato ha una temperatura ancora molto alta, che dipende sia dall'impianto che dai parametri di laminazione adottati. Le moderne tecnologie prevedono un controllo costante della temperatura nelle varie fasi del processo, incluso il raffreddamento finale dopo l'ultima gabbia in presa, e dell'evoluzione del grano austenitico. Le fasi più interessanti del processo sono: a. laminazione a temperatura controllata nel treno sbozzatore e intermedio; b. raffreddamento ad acqua a monte e a valle delle gabbie di finitura; c. raffreddamento controllato su linee di evacuazione. L’obiettivo di questo lavoro di ricerca del quale viene descritto il prodotto finale era precisamente la messa a punto di un metodo di previsione della microstruttura che, tenendo conto delle condizioni di laminazione e raffreddamento, fosse in grado di anticipare le principali caratteristiche meccaniche e microstrutturali del prodotto finale. Il modello, contenente un database di oltre 150 acciai, è stato validato sperimentalmente mediante l’analisi delle proprietà meccaniche di acciai laminati su impianti industriali

Analysis of the effect of Deep Cryogenic Treatment on the hardness and microstructure of X30 CrMoN 15 1 steel

The heat treatment response and the microstructure of a high-chromium steel alloyed with nitrogen was investigated. Deep Cryogenic Treatment after quenching and prior to tempering was confirmed to be crucial in order to maximise the hardness of the steel. The different contributions to hardness of the various constituents (martensite, retained austenite, carbides and carbonitrides) were quantified by an equation based on the composite model. Although simple, the model was able to describe the experimentally observed variation in hardness as a function of the austenizing temperature, and could also be used to estimate the volume fraction of the different constituents for a given austenizing temperature

OTTIMIZZAZIONE DEL PROCESSO DI PRODUZIONE DI LAMIERE IN ALLUMINIO AA3105 MEDIANTE TWIN ROLL CASTING

Le lamiere di alluminio vengono storicamente prodotte mediante colata in placche che subiscono una serie di lavorazioni come la laminazione a caldo nella fase di sbozzatura e la laminazione a freddo fino allo spessore finale. Recentemente, la tecnica Twin-roll casting ha permesso la produzione di lamiere con spessori che vanno da 10mm fino a 0,5mm partendo direttamente dal metallo fuso; l’obiettivo della ricerca è quello di analizzare le proprietà meccaniche e le segregazioni delle lamiere in lega AA3105 con spessore 6mm, modificandone i parametri di colata, ed individuare il trattamento termico ottimale da eseguire prima della fase di laminazione a freddo allo scopo di ridurre l’effetto delle segregazioni sulle qualità finali delle lamiere. Sono stati analizzati due lotti con diversi parametri di colata, mediante microscopia ottica ed elettronica FEG-SEM lungo lo spessore della lamiera; i campioni dei due lotti sono stati successivamente trattati termicamente a 350, 400, 450, 500 e 550°C per tempi che vanno da 30 minuti a due ore, in linea con la logistica del processo produttivo. Dalle analisi fatte sui campioni trattati si evince come all’aumentare della temperatura del trattamento termico si riduca la zona quasi eutettica interessata dalle segregazioni (Fe, Mn, Si) e sopra i 525°C si formino dei composti intermetallici (Fe, Mn, Si) circondati da zone libere da segregazioni

MODELLI DI PREVISIONE DELLE CARATTERISTICHE QUALITATIVE DI PRODOTTI LAMINATI IN ACCIAIO TRAMITE DEFINIZIONE DEI PARAMETRI TERMOMECCANICI DI LAVORAZIONE

L’obiettivo del progetto di ricerca, è la messa a punto di un metodo di previsione della microstruttura che, tenendo conto delle condizioni di laminazione e raffreddamento, fosse in grado di anticipare le principali caratteristiche meccaniche e microstrutturali del laminato. Il modello è stato sviluppato partendo dalle conoscenze teoriche-sperimentali sviluppate dai molti ricercatori che si sono occupati di queste problematiche [1], e dall’esperienza accumulata nell’attività di progettazione di impianti. Il modello proposto prevede che siano fornite le condizioni operative di laminazione e dispone di un database di oltre 150 acciai, contenente le curve CCT e le proprietà meccaniche in relazione alla velocità di raffreddamento. Infine, il modello è stato validato tramite confronto diretto con le proprietà di prodotti laminati in condizioni controllate su impianti industriali, ottenendo un’eccellente capacità previsionale