Аннотация
Физическое моделирование успешно применяется в материаловедении и обработке металлов давлением как при исследовании свойств исследуемых материалов, так и в прикладных исследованиях, целью которых является внедрение лабораторных исследований в промышленные условия. Точные знания характеристик исследуемых металлов и сплавов являются неотъемлемой частью процесса разработки новых технологий. Разработанные математические модели существенно увеличивают точность математического моделирования анализируемых технологических процессов.
В последнее время наблюдается интенсивное развитие лабораторной базы, позволяющей с большой степенью точности воспроизводить реальные промышленные процессы. Наиболее распространенным оборудованием, применяемым в процессах физического моделирования, является система моделирования металлургических процессов GLEEBLE и скручивающие пластометры. Это оборудование позволяет проводить исследования при большом диапазоне параметров деформации. В зависимости от вида анализируемого процесса возможно проведение исследований при разных схемах деформации (сжатие, растяжение, кручение, кручение с одновременным растяжением или кручение с одновременным сжатием).
После физического моделирования на продеформированном металле проводят металлографический анализ и исследования на мехсвойства. На этом основании является возможным оптимизировать современные технологии и разрабатывать новые процессы производства.
В работе проведен анализ результатов физического моделирования процесса прокатки круглых прутков из низкоуглеродистой стали для холодной осадки марки 30MnB4. Исследования проводили по технологическим параметрам одного из цехов непрерывной прокатки прутков. Физическое моделирование проводили на скручивающем пластометре STD 812 и оборудовании для моделирования физических металлургических процессов GLEEBLE 3800.
После физического моделирования на образцах проводили металлографические исследования и испытания на механические свойства, а также исследования влияния предыдущих этапов обработки на свойства готового изделия.
Ключевые слова
Низкоуглеродистая сталь, физическое моделирование, испытания на кручение, испытания на сжатие, металлографические исследования, механические свойства.
1. Sińczak J.: „Procesy przeróbki plastycznej”, Wydawnictwo Naukowe „Akapit”, Kraków 2003, ISBN 83-89541-11-4, s. 479-480.
2. Nowakowski A., Kuźmiński Z.: „Fizyczna symulacja procesu walcowania pierścieni z zastosowaniem plastometru skrętnego”. Hutnik – Wiadomości Hutnicze, 6 (2003), s. 246-251.
3. Laber K., Dyja H., Milenin A.: „Modelowanie procesów wymiany ciepła podczas procesu regulowanego walcowania prętów”, materiały konferencyjne III Konferencji Naukowej pt.: „Walcownictwo 2005 – Procesy – Narzędzia - Materiały”, Ustroń, 19-21 października 2005 r., Wydawnictwo Naukowe „Akapit”, Kraków 2005 r., ISBN 83-89541-52-1, s. 97-102.
4. Laber K., Milenin A., Markowski J.: „Metodyka fizycznego modelowania zjawisk zachodzących w materiale podczas procesu regulowanego walcowania prętów okrągłych”, materiały konferencyjne Konferencji Sprawozdawczej członków wszystkich Sekcji Komitetu Metalurgii PAN „METALURGIA 2006” pt.: „Polska metalurgia w latach 2002 – 2006”, red. K. Świątkowski, Krynica-Czarny Potok 11-14 października 2006 r., Wydawnictwo Naukowe „Akapit”, Kraków 2006 r., ISBN 83-910159-4-7, s. 519-526.
5. Laber K., Dyja H., Koczurkiewicz B., Sawicki S.: „Fizyczne modelowanie procesu walcowania walcówki ze stali 20MnB4”, VI „Konferencja Naukowa WALCOWNICTWO 2014. Procesy - Narzędzia – Materiały”, Wydawnictwo Naukowe "Akapit", Kraków 2014, ISBN 978-83-63663-51-3, 20.10 - 22.10.2014r., Ustroń, pp. 37-42.
6. Laber K., Koczurkiewicz B.: „Determination of optimum conditions for the process of controlled cooling of rolled products with diameter 16.5 mm made of 20MnB4 steel”, 24th International Conference on Metallurgy and Materials – METAL 2015, Conference Proceedings, June 3rd-5th 2015, Hotel Voroněž I, Brno Czech Republic, EU, Tanger Ltd., Ostrava, ISBN 978-80-87294-62-8 (with CD-ROM, containing full texts of papers, as a part of the proceedings, published in the Thomson Reuters database), pp. 364-370.
7. Sawada Y., Foley R. P., Thompson S. W., Krauss G.: „Proc. 35th MWSP” Conf. Proc. ISS-AIME, Pitsburgh, 1994, p. 263.
8. Dyja H., Koczurkiewicz B., Laber K., Knapiński M.: „Physical simulation of microstructure evolution of the specimens made of 30MnB4 steel”, Sbornik Nauchnykh Trudov Obrabotka Materialov Davleniem No. 2 (41) 2015, Ministerstvo Obrazovanija i Nauki Ukrainy, Donbasskaja Gosudarstvennaja Mashinostroitelnaja Akademija, ISSN 2076-2151, Kramatorsk DGMA 2015, pp.65-70.
9. Dyja H., Koczurkiewicz B., Laber K., Knapiński M.: „The use of dilatometer DIL 805A/D for prediction of microstructure of the steel wire rod for cold upsetting”, Sbornik Nauchnykh Trudov Obrabotka Materialov Davleniem No. 2 (41) 2015, Ministerstvo Obrazovanija i Nauki Ukrainy, Donbasskaja Gosudarstvennaja Mashinostroitelnaja Akademija, ISSN 2076-2151, Kramatorsk DGMA 2015, pp. 239-245.