Přejít k obsahu


Material-Technological Modelling of Closed Die Forging of 42CrMoS4 Steel

Citace:
PILEČEK, V., VANČURA, F., JIRKOVÁ, H., MAŠEK, B. Material-Technological Modelling of Closed Die Forging of 42CrMoS4 Steel. MATERIALI IN TEHNOLOGIJE/MATERIALS AND TECHNOLOGY, 2014, roč. 48, č. 6, s. 869-873. ISSN: 1580-2949
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Material-Technological Modelling of Closed Die Forging of 42CrMoS4 Steel
Rok vydání: 2014
Autoři: Ing. Vít Pileček , Ing. Filip Vančura , Dr. Ing. Hana Jirková , Prof. Dr. Ing. Bohuslav Mašek
Abstrakt CZ: Materiálově-technologické modelování představuje prostředek, který umožňuje provádět efektivní návrhy a následné optimalizace reálných procesů tváření. Jedná se o zpracování malého objemu materiálu pomocí termomechanického simulátoru při podmínkách odpovídajících reálnému procesu tváření (zápustkovému kování). Výsledky modelování pak umožňují posoudit vliv změn navržených parametrů stávajících technologií na proces a výsledný produkt, ale i poskytnout představu o vlastnostech a struktuře konečného produktu při zavádění nových technologií. Článek představuje vývoj vysoce komplexního materiálově-technologického modelu reálného výkovku z oceli 42CrMoS4 vyrobeného technologií zápustkového kování. Data potřebná pro popis celého technologického řetězce a následnou tvorbu modelu byla získána měřením v provozu. Jednalo se především o časový průběh teplot a deformací. Technicky neměřitelná data byla pořízena FEM simulací. V tomto případě se jednalo o intenzitu deformace v jednotlivých bodech výkovku. Protože se jednalo o postupový výkovek kovaný na čtyři operace, byl z těchto údajů sestaven materiálově-technologický model celého procesu, včetně ohřevu a ochlazování. Materiálově-technologické modelování bylo provedeno s pomocí termomechanického simulátoru. Při porovnání výsledků modelového zpracování a reálného procesu bylo zjištěno, že bylo dosaženo vynikající strukturní shody a to jak co se fází, tak i morfologie týče. Struktura byla složena z feriticko-bainitické směsi s hodnotou tvrdosti cca 310 HV10. Míra shody modelu s reálným výkovkem byla významně vyšší, než je statisticky běžné, neboť odchylka tvrdosti činila pouhé 2%.
Abstrakt EN: Material-technological modelling is a tool for effective designing and optimization of real-world forming processes. It involves processing a small volume of material in a thermomechanical simulator under conditions corresponding to those of the real-world process: in this case this was closed die forging. By means of modelling, the effects of changed parameters on existing processes and products can be explored. In addition, modelling can offer insight into the properties and microstructure of an intended final product during development of new technologies. The present paper introduces the development of a highly complex material-technological model of a real-world part from 42CrMoS4 manufactured by closed die forging. The data required for developing this model were measured during production in a forging plant. These data sets comprised temperature and strain values with respect to time. Characteristics which are not technically measurable, such as strains at particular points of the forging, were determined with the aid of FEM simulation. Building on these data, the material-technological model of the entire process was developed, including the heating and cooling stages. Material-technological modelling was carried out in a thermomechanical simulator. Upon comparing the outcomes of the process modelling and the real-world schedule, the final microstructures, including their phase and morphological characteristics, were found to match. The microstructure consisted of ferrite-bainite mixture. The discrepancy between HV10 hardness levels of the specimen and the actual forged part was a mere 2 %.
Klíčová slova

Zpět

Patička