Development of technology for manufacturing of carbon and medium-alloy steel forgings for the automotive industry using controlled thermoplastic treatment and accelerated-controlled cooling after forging

W pracy zaprezentowano wyniki badań związanych z opracowaniem technologii produkcji odkuwek z pominięciem dodatkowych zabiegów obróbki cieplnej. W opracowanej technologii zastosowano nagrzewanie materiału do kucia i przyspieszone-kontrolowane chłodzenie odkuwek bezpośrednio po procesie kształtowania. W ramach badań określono charakterystyki materiałowe stali węglowo-manganowej i stali z mikrododatkami tytanu i wanadu. Przeprowadzono symulacje numeryce i fizyczne kucia oraz przyspieszonego chłodzenia. Weryfikację opracowanej technologii przeprowadzono w warunkach przemysłowych.This paper presents the results of research on development of technology for manufacturing of forgings without additional heat treatments. In this technology, the heating of material to be forged and accelerated-controlled cooling of forgings immediately after forming are used. As a part of the research, the material characteristics of carbon and manganese steel as well as steel with micro-additives of titanium and vanadium were determined. Numerical and physical simulations of forging and accelerated cooling were performed. The developed technology was verified under the industrial conditions

Modified Hole Expansion test

W artykule przedstawiono propozycję modyfikacji testu Hole Expansion w ten sposób by możliwy był pomiar wskaźnika HE na taśmach stalowych o szerokości 50mm obrabianych cieplnie w symulatorze Gleeble 3800. Zaprojektowano i wykonano oprzyrządowanie , które współpracując z maszyną wytrzymałościową Zwick Z250 umożliwia wyznaczenie wskaźnika HE na zmodyfikowanych próbkach taśm stalowych. Pomiary wskaźnika HE przeprowadzone na taśmach ze stali DP potwierdziły przydatność opracowanego testu badawczego.This article presents the proposal for modification of the Hole Expansion test so that HE index measurements are possible on steel strips of 50mm in width after heat treatment with Gleeble 3800 simulator. The tooling which can operate with Zwick Z250 testing machine to allow the determination of HE index on modified steel strip test pieces was designed and made. The HE index measurements taken on DP steel strips have confirmed the suitability of the developed research test

Analysis of recrystallisation kinetics after deformation using stress relaxation method

Głównym celem niniejszej pracy było poddanie weryfikacji metody relaksacji naprężenia do analizy procesów rekrystalizacji zachodzących po odkształceniu. W artykule przedstawiono wyniki badań relaksacji naprężeń oraz ilościowego pomiaru struktury. W oparciu o uzyskane dane stwierdzono że metoda relaksacji naprężeń pozwala określić kinetykę rekrystalizacji po odkształceniu i wyeliminować wpływ zdrowienia w procesie odbudowy struktury.The main objective of this work was to verify the stress relaxation method for the analysis of recrystallisation processes occurring after deformation. The article presents the results of stress relaxation and quantitative measurement of the structure. Based on the obtained data, it was found that the stress relaxation method allows to determine the kinetics of recrystallisation after deformation and to eliminate the impact of recovery in the process of structure rebuilding

Rheological model of the copper-chromium alloy in hot forming

W artykule opisano badania, ktore wykonano celem opracowania modelu reologicznego miedzi chromowej w warunkach obrobki plastycznej na gorąco. Dla realizacji tego celu wykonano badania plastometryczne ściskania probek osiowosymetrycznych w ro.nych temperaturach i z różnymi prędkościami odkształcenia. Stosując metodę analizy odwrotnej wyznaczono zależności naprężenia uplastyczniającego od odkształcenia dla różnych warunkow procesu i opisano je trzema modelami o różnym stopniu skomplikowania. Następnie przeprowadzono weryfikację tych modeli reologicznych w oparciu o porównanie wynikow obliczeń i pomiarow sił oraz zaproponowano najlepszy model dla zastosowań w symulacji procesow kucia na gorąco.Development of the rheological model for the copper-chromium alloy is the objective of the paper. Plastometric tests were performed for axisymmetrical samples at various temperatures and strain rates. Inverse analysis was applied to determine the stress-strain relation and this relation was approximated using three different functions of various complexity. Validation of the developed models was performed by comparison of measured and predicted loads and the best model for simulation of hot forging operations is suggested in the paper

Simulation of thermo-mechanical process of forging accounting for the state of structure

W pracy przedstawiono opracowany przez autorów kompleksowy model, umożliwiający przewidywanie końcowej struktury i właściwości mechanicznych odkuwek dla przemysłu motoryzacyjnego. Opracowany model dla stali C45 zawiera modele cząstkowe: reologiczny, rozwoju mikrostruktury i przemian fazowych. W celu otrzymania wymaganych właściwości mechanicznych w odkuwce zastosowano podejście polegające na zwiększeniu początkowej wielkości ziarna austenitu.The paper presents the application of a complex model developed by the authors allowing for the prediction of the final structure and mechanical properties of forgings for the automotive industry. The complex material model for the C45 steel includes the following partial models: rheological, microstructure development and phase transformations. In order to obtain the required mechanical properties of the forging a strategy aimed at increasing the initial austenite grain size during forging was adopted

Semi-industrial installation for accelerated controlled cooling of steel shapes for the design of industrial the heat treatment technologies

W artykule przedstawiono charakterystykę techniczną półprzemysłowej instalacji do przyspieszonego chłodzenia stalowych wyrobów kształtowych. Skuteczność funkcjonowania stanowiska sprawdzono w procesie umacniania cieplnego kształtownika górniczego V-29 i szyny kolejowej typu UIC60.This article presents technical characteristics of semi-industrial installation for accelerated cooling of steel shapes. The efficiency of the workstation was checked during the heat treatment of the mining section V-29 and the railway rail UIC60

Development of technology for manufacturing of carbon and medium-alloy steel forgings for the automotive industry using induction charge heating

Artykuł prezentuje rezultaty badań przeprowadzonych w celu opracowania technologii kucia odkuwek dla przemysłu motoryzacyjnego z zastosowaniem indukcyjnego nagrzewania półfabrykatów. Na podstawie przeprowadzonych symulacji fizycznych opracowano modele rozwoju mikrostruktury austenitu oraz przemian fazowych. Warunki brzegowe i początkowe nagrzewania indukcyjnego oraz kucia określono w doświadczeniach przemysłowych. Uzyskane dane oraz opracowane modele rozwoju struktury i przemian fazowych wykorzystano w czasie realizacji symulacji numerycznych analizowanych procesów nagrzewania i kucia.This article presents the results of research on development of technology for manufacturing of forgings for the automotive industry using the induction heating of semi-finished products. Based on physical simulations, the austenite microstructure development and phase transformation models were prepared. The boundary and initial conditions of induction heating and forging were determined in industrial experiments. The obtained data and structure development and phase transformation models were used in numerical simulations of the analysed heating and forging processes

Development of the application of the method for semi-industrial simulation of hot rolling and thermo-mechanical treatment in the research and technological projects

Przedstawiono zakres wykorzystania modułu B linii do półprzemysłowej symulacji procesów wytwarzania wyrobów z metali i stopów (LPS) oraz wyniki badań uzyskane w ramach aktualnie realizowanych i zakończonych w latach 2012–2014 wybranych projektów europejskich i krajowych oraz prac zleconych przez ośrodki badawcze i przedsiębiorców przemysłowych krajowych i zagranicznych. W module B-LPS wykonano fizyczne symulacje walcowania na gorąco wlewków pochodzących z wytopów doświadczalnych i z wsadów z zewnątrz, na pręty i blachy. Walcowanie wyrobów płaskich prowadzono z zastosowaniem regulowanego walcowania z obróbką cieplno-plastyczną i regulowanego chłodzenia po walcowaniu. Materiał po walcowaniu poddano badaniom obejmującym pomiar właściwości mechanicznych i metalograficzną ocenę stanu struktury.This paper presents the range of application of module B of the line for semi-industrial simulation of processes related to manufacturing of metal alloys and products (LPS) as well as results of investigations obtained under selected European and domestic projects in progress and completed in the years 2012–2014 and works commissioned by the research centres and domestic and foreign industrial entrepreneurs. Physical simulations of hot rolling of ingots from experimental melts and external charges for bars and sheets were carried out in the B-LPS module. The rolling of fl at products was carried out using controlled rolling with thermo-mechanical treatment and controlled cooling after rolling. After rolling, the material was subject to investigations including the measurement of mechanical properties and metallographic assessment of structure condition