×

Na stronie http://www.imz.pl stosujemy pliki cookies (ciasteczka) w celu gromadzenia danych statystycznych oraz prawidłowego funkcjonowania niektórych elementów serwisu. Pliki te mogą być umieszczane na Państwa urządzeniach służących do odczytu stron. Dalsze korzystanie z naszej strony oznacza, że wyrażają Państwo zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
PIMŻ nr 3 2012.jpg

Andrzej Wrożyna, Roman Kuziak

Instytut Metalurgii Żelaza

OPRACOWANIE TECHNOLOGII PRODUKCJI ODKUWEK DLA PRZEMYSŁU MOTORYZACYJNEGO ZE STALI WĘGLOWYCH I ŚREDNIOSTOPOWYCH Z ZASTOSOWANIEM REGULOWANEJ OBRÓBKI CIEPLNO-PLASTYCZNEJ I PRZYSPIESZONEGO-KONTROLOWANEGO CHŁODZENIA PO KUCIU

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. Słowa kluczowe: stale średnioweglowe, stale mikrostopowe, przyspieszone chłodzenie kontrolowane, symulacja numeryczna, symulacja fizyczna

Andrzej Wrożyna, Roman Kuziak

Instytut Metalurgii Żelaza

OPRACOWANIE TECHNOLOGII PRODUKCJI ODKUWEK DLA PRZEMYSŁU MOTORYZACYJNEGO ZE STALI WĘGLOWYCH I ŚREDNIOSTOPOWYCH Z ZASTOSOWANIEM INDUKCYJNEGO NAGRZEWANIA WSADU

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. Słowa kluczowe: stale średnioweglowe, nagrzewanie indukcyjne, symulacja numeryczna, próby przemysłowe

Józef Gawor, Dariusz Woźniak

Instytut Metalurgii Żelaza

OPRACOWANIE TECHNOLOGICZNYCH PODSTAW WYTWARZANIA BLACH GRUBYCH WYSOKOWYTRZYMAŁYCH DO ZASTOSOWAŃ W NISKICH TEMPERATURACH

Decydujący wpływ na poziom właściwości mechanicznych stali wywierają parametry przeróbki cieplno-plastycznej i szybkości chłodzenia po przeróbce. Właściwości stali mogą się istotnie zmieniać w zależności od wielkości odkształcenia w końcowych przepustach, temperatury końca walcowania oraz szybkości chłodzenia po walcowaniu. Celem badań było opracowanie półprzemysłowej technologii wytwarzania blach grubych wysokowytrzymałych ze stali niskowęglowych konstrukcyjnych przeznaczonych do zastosowań w obniżonych temperaturach. Wytypowano składy chemiczne stali, określono wstępne parametry procesu i przeprowadzono próby walcowania blach z obróbką cieplno-plastyczną i regulowanym chłodzeniem bezpośrednio po walcowaniu w module B Linii do Półprzemysłowej Symulacji Wytwarzania Metali i Stopów (LPS) budowanej w Instytucie Metalurgii Żelaza. Walcowano stale niskowęglowe o zróżnicowanej zawartości C, Mn i mikrododatków Nb, Ti, V o wartości równoważnika węgla w zakresie 0,36 do 0,50. Wykonano badania właściwości mechanicznych, udarności KV w zakresie temperatur od 20 do -60o C i mikrostruktury. Założoną do osiągnięcia wartość udarności KVmin = 27 J w temperaturze badania -60o C uzyskano dla blach o grubości 6÷7,5 mm. Mikrostruktura tych blach jest drobnoziarnista ferrytyczno-perlityczno-bainityczna, a ich właściwości spełniają wymagania dla kategorii S420ML i S460ML. Słowa kluczowe: stal niskowęglowa, obróbka cieplno-plastyczna, przyspieszone chłodzenie

Marek Burdek

Instytut Metalurgii Żelaza

WPŁYW RODZAJU OBRÓBKI STRUMIENIOWO-ŚCIERNEJ NA TOPOGRAFIĘ POWIERZCHNI BLACH STALOWYCH

Publikacja obejmuje wybrane wyniki projektu naukowego finansowanego przez NCN. Celem badań była analiza wpływu obróbki powierzchnio-ściernej na topografię powierzchni cienkich blach stalowych. W obróbce powierzchniowej jako ścierniwa użyto piasku kwarcowego, elektrokorundu zwykłego i kuleczek szklanych. Topografię powierzchni wyznaczono z zastosowaniem pomiarów chropowatości 3D. W wyniku zastosowanej obróbki uzyskano zróżnicowaną topografię powierzchni blach stalowych pod względem ilościowym i jakościowym. Słowa kluczowe: blacha stalowa, topografia powierzchni, obróbka powierzchniowa

Marian Niesler

Instytut Metalurgii Żelaza

Bolesław Machulec

Politechnika Śląska w Katowicach

ALKALIA W OGNIOTRWAŁYM WYŁOŻENIU WĘGLOWYM I MIKROPOROWATYM WIELKICH PIECÓW

W artykule przedstawiono kształtowanie się zawartości alkaliów w próbkach węglowego i mikroporowatego wyłożenia ogniotrwałego garów wielkich pieców. Stwierdzono, że bardziej odporne na działanie tych związków są wyłożenia mikroporowate, które charakteryzują się mniejszym i bardziej równomiernym ich nasyceniem niż wyłożenia węglowe. Związki alkaliczne w tych wyłożeniach występowały głównie jako KCl i NaCl oraz chlorki złożone. Głównym źródłem chloru w procesie jest koks wielkopiecowy (0,19-0,3% mas.), spiek (ok. 0,18% mas.) lub też pył węglowy wdmuchiwany przez dysze (nawet do 0,2% mas.). W pobranych próbkach wyłożenia ogniotrwałego zawartość chloru wahała się od 0,1 do 2,84% mas. Słowa kluczowe: wielki piec, gar wielkiego pieca, materiały ogniotrwałe, bloki węglowe, bloki mikroporowate, chlorek

Marian Niesler

Instytut Metalurgii Żelaza

WYKORZYSTANIE POPIOŁÓW Z ENERGETYKI I MUŁÓW WĘGLOWYCH DO PRODUKCJI BRYKIETÓW ZE SZLAMÓW KONWERTOROWYCH

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania popiołów z energetyki i mułów węglowych do produkcji brykietów ze szlamów konwertorowych. Stwierdzono, że do brykietowania nie nadają się spoiwa na bazie popiołów z elektrowni. Muły węglowe mogą być z powodzeniem stosowane, jako dodatek obniżający zużycie paliwa w procesie redukcji i topienia brykietów. Najlepszym spoiwem do brykietowania tego typu materiałów jest spoiwo organiczne. Brykiety należy suszyć w spalinach, a gorący wsad podawać bezpośrednio do procesu metalurgicznego, co winno obniżyć zużycie energii. Przeprowadzona analiza efektywności wykazała, że opłacalne może być stosowanie brykietów wytwarzanych na bazie spoiwa organicznego. Słowa kluczowe: elektrownia, popioły, muł węglowy, szlamy konwertorowe, brykiety

 

Projekty badawcze sfinansowane z dotacji na działalność statutową

Bogdan Garbarz, Barbara Niżnik, Jarosław Marcisz, Bartłomiej Walnik, Sebastian Arabasz, Jerzy Wojtas

Teoria mechanizmów umocnienia stali nanostrukturalnych i ich eksperymentalna weryfikacja

Wykonano wstępne badania mechanizmów umocnienia i odkształcenia plastycznego dwóch nowoopracowanych gatunków ultrawytrzymałych stali konstrukcyjnych o strukturze nanokrystalicznej (nanoziarnistej). Badania wykonano na stali nanokompozytowej bainityczno-austenitycznej (NANOS-BA) oraz na stali umacnianej jednocześnie trzema typami nanowydzieleń (NANOS-D3). Praca zawiera opis mechanizmów odkształcenia w skali makro w oparciu o analizę wyników jednoosiowego rozciągania oraz wstępną charakterystykę zmian zachodzących w strukturze badanych stali spowodowanych odkształceniem. Stwierdzono, że badane stale różnią się znacznie wartością wykładnika umocnienia n w równaniu Ludwika-Hollomona. Struktura stali NANOS-BA zbudowana jest z pakietów nanolistew ferrytu bainitycznego o dużej gęstości dyslokacji i z nanolistew austenitu resztkowego. W stali NANOS-D3 zidentyfikowano nanowydzielenia równomiernie rozmieszczone w osnowie.

Jarosław Opara, Roman Kuziak

Zaprojektowanie numerycznego systemu do modelowania mikrostruktury oraz właściwości materiałowych taśm ze stali DP z zastosowaniem metody automatów komórkowych zintegrowaną z metodą elementów skończonych.

Opracowano numeryczny system CAFE, który umożliwia modelowanie mikrostruktury oraz właściwości materiałowych taśm ze stali DP. Na podstawie opracowanych modeli przemian fazowych, zaimplementowano odpowiednio reguły przejścia w metodzie CA*. Umożliwiło to zbudowanie programu komputerowego symulującego postęp przemiany i zmiany morfologii mikrostruktury w stalach DP w zależności od szybkości chłodzenia. Włączenie tego programu do symulacji MES pozwala na uzyskanie pełnej informacji o zmianach mikrostruktury w procesach wytwarzania i ich wpływu na właściwości mechaniczne taśm ze stali DP.

Valeriy Pidvysots'kyy, Roman Kuziak, Wojciech Burian, Jarosław Opara

Modelowanie kinetyki procesu wydzieleniowego i wpływu cząstek na opór plastyczny i wytrzymałość materiału

Celem pracy było opracowanie programu komputerowego umożliwiającego modelowanie procesu wydzieleniowego cząstek typu MX w stalach konstrukcyjnych z uwzględnieniem ich wpływu na właściwości mechaniczne stali. Kinetyka procesu wydzieleniowego jest ważnym zagadnieniem praktycznym, ponieważ sterując parametrami obróbki cieplno-mechanicznej i składem chemicznym możemy kształtować właściwości wyrobu końcowego.

Jarosław Opara, Roman Kuziak

Modelowanie przemian fazowych w stalach z wykorzystaniem metody pola faz

Celem pracy było opanowanie podstaw teoretycznych oraz opracowanie własnego kodu źródłowego do symulacji przemian fazowych austenitu z wykorzystaniem metody pola faz. W wyniku realizacji pracy opracowano kod do symulacji przemiany austenitu w ferryt. Wstępne symulacje numeryczne potwierdzają jego użyteczność, jednak wymaga on uszczegółowienia w zakresie definiowania warunków równowagi w powierzchni między fazowej.

Artur Mazur

Wykorzystanie programu ProCAST 3D do przygotowania danych wejściowych do symulacji fizycznej procesu COS z wykorzystaniem symulatora Gleeble 3800

Opracowano metodykę umożliwiającą stosowanie programu ProCAST 3D do przygotowania danych wejściowych do symulacji fizycznej procesu ciągłego odlewania stali z wykorzystaniem symulatora Gleeble 3800. Na podstawie uzyskanych wyników opracowano założenia oraz przeprowadzono symulację fizyczną procesu COS z wykorzystaniem symulatora Gleeble w celu weryfikacji opracowanej metodyki.

Michał Kubecki, Waldemar Spiewok

Opracowanie metodyki identyfikacji i oznaczania zanieczyszczeń organicznych na stanowiskach pracy w odlewnictwie

Celem pracy było wdrożenie w Laboratorium Analiz Chemicznych Instytutu metodyki identyfikacji i oznaczania zanieczyszczeń organicznych obecnych na stanowiskach pracy w przemyśle odlewniczym. Opracowano koncepcję, a następnie utworzono układ do poboru próbek gazów ze stanowisk pracy. Opracowano metodykę postępowania analitycznego pozwalającą na jakościową i ilościową ocenę składu gazów powstających na stanowiskach odlewniczych. W oparciu o opracowaną metodykę przeprowadzono bezpośrednie pomiary zanieczyszczenia w warunkach przemysłowych. Określono stężenia wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), benzenu, toluenu, etylobenzenu i ksylenu (BTEX) w powietrzu pobranym z wybranych stanowisk na odlewni. Zarówno dla WWA jak i BTEX-ów nie stwierdzono przekroczenia normatywów higienicznych, a otrzymane wartości stanowią odpowiednio dla WWA - 0,135 dla benzenu - 0,175, dla toluenu - 0,0008 i etylobenzenu - 0,001 krotności NDS.

Waldemar Spiewok, Marta Kubiczek, Michał Kubecki

Wdrożenie w Laboratorium Analiz Chemicznych spektrometrycznej metody oznaczania zawartości azotu w stali

Opracowano metodykę oznaczania zawartości azotu w stali nisko- i średniostopowej metodą emisyjnej spektrometrii optycznej ze wzbudzeniem iskrowym. W tym celu przygotowano program analityczny dla spektrometru Magellan Q8 i sporządzono nową krzywą kalibracyjną dla azotu (do 0,04%). Wyznaczono parametry metrologiczne opisujące wyniki oznaczania azotu w próbkach stali analizowanych za pomocą opracowanego programu analitycznego.

Aleksandra Kwoka, Marta Kubiczek, Waldemar Spiewok, Piotr Knapik

Opracowanie instrumentalnych metod analizy składu chemicznego stali wysokostopowych typu FeMnAl (stale typu TWIP, stale o obniżonej gęstości)

Celem pracy było dostosowanie możliwości Laboratorium Analiz Chemicznych do prowadzenia bieżącej kontroli analitycznej stali o wysokiej zawartość glinu (do 10%) i stali o wysokiej zawartość glinu i manganu (do 10 % glinu i 30% manganu). Zgromadzono, a następnie przebadano zbiór próbek stali typu Fermanal, TRIP, TWIP i stali o obniżonej gęstości. W oparciu o przebadane próbki opracowano program analityczny do oznaczania zawartości C, Mn, Si, Al, P, S, Ni, Mo, Cr, Cu, Sn, W, Ti, V oraz B w tego typu materiałach.

Marta Kubiczek Grażyna Stankiewicz, Piotr Knapik

Wytworzenie litych wzorców składu chemicznego nadstopów niklu i kobaltu. Cz. II

W ramach pracy w roku 2011 wytworzono dwa wzorce składu chemicznego stopów: Rene125 (stop niklu) i AMS5382H (stop kobaltu), stanowiące nowość w ofercie światowej certyfikowanych materiałów odniesienia. Badania atestacyjne przeprowadzono przy współudziale amerykańskich laboratoriów analitycznych. Dla wzorca stopu Rene125 certyfikowano 13 składników, a dla wzorca stopu AMS5382H - 12 składników. Wyprodukowane wzorce stanowią rozszerzenie zakresu certyfikowanych materiałów odniesienia oferowanych przez Instytut, a także wykorzystywane są w badaniach prowadzonych w Laboratorium Analiz Chemicznych.

Janusz Stecko, Marian Niesler

Ocena możliwości całkowitego zastąpienia koksiku antracytem w procesie spiekania

Celem pracy było określenie możliwości zastąpienia w maksymalnej ilości koksiku antracytem w procesie spiekania. Przeprowadzono analizę właściwości paliw stosowanych w procesie spiekania, próby spiekania z zastosowaniem dużego udziału antracytu w ogólnej sumie paliwa. W oparciu o te próby sformułowano założenia do opracowania technologii stosowania dużego udziału antracytu w procesie spiekania.

Sebastian Arabasz, Piotr Skupień, Krzysztof Radwański, Jarosław Gazdowicz

Zastosowanie nowoczesnej mikroskopii elektronowej do badań procesów wydzieleniowych w stalach AHSS oraz mikrostruktury i składu chemicznego warstw wierzchnich i materiałów o małej przewodności elektrycznej

Celem pracy było opracowanie procedur przygotowania próbek warstwowych do badań metodami mikroskopii S/TEM oraz ocena możliwości technik S/TEM do analizy wydzieleń różnej wielkości. Ponadto, zbadano możliwość wykorzystania trybów niskopróżniowych SEM do badania próbek nieprzewodzących.

Jarosław Gazdowicz, Krzysztof Radwański, Hanna Krztoń

Opracowanie bazy danych dla identyfikacji struktur wielofazowych za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego Inspect F wyposażonego w EBSD, EDS i WDS

Opracowano i przedstawiono na przykładzie węglika tantalu metodykę tworzenia nowych kart materiałowych o wzorcowych układach linii Kikuchiego. Bazując na opracowanej metodyce utworzono własną bazę danych pod nazwą "IMZ" dla stopów wielofazowych. W oparciu o tę bazę przeprowadzono badania aplikacyjne identyfikowanych faz na przykładzie 2 różnych stopów niklu.

Piotr Różański, Jerzy Pogorzałek, Lech Bulkowski, Janusz Stecko, Jarosław Marcisz

Określenie wpływu zastąpienia żelazokrzemu węglikiem krzemu a także odpadem złożonym z węglika krzemu i krzemu krystalicznego na własności wlewków i odlewów

Celem pracy było zbadanie możliwości zastąpienia szeroko stosowanego drogiego żelazokrzemu odpadem, złożonym z węglika krzemu i krzemu krystalicznego, jako nośników krzemu, odtleniacza i modyfikatora struktury wlewków. Wykonano badania materiałowe odpadu z przemysłu elektronicznego złożonego z węglika krzemu i krzemu krystalicznego, laboratoryjne i półprzemysłowe próby otrzymania węglika krzemu z tego odpadu, porównawcze wytopy laboratoryjne stali z wykorzystaniem odpadu, badania metaloznawcze uzyskanej stali. W wyniku stwierdzono, że wykorzystanie odpadu na osnowie krzemu krystalicznego i węglika krzemu w metalurgii stali i w odlewnictwie wymaga odpowiedniego przygotowania, polegającego na aglomeracji zapewniającej zwiększenie jego rozpuszczalności w kąpieli metalowej. Nie stwierdzono ujemnego wpływu zastosowanego odpadu na wielkość uzysku na drodze ciekła stal - wlewek, makrosegregację pierwiastków oraz makrostrukturę i mikrostrukturę stali. Stwierdzono możliwość pełnej syntezy zawartego w odpadzie krzemu krystalicznego i węgla do postaci węglika krzemu oraz szansy na oszczędność w wyniku zastąpienia żelazokrzemu tym odpadem, nawet przy zwiększonych kosztach związanych z jego przygotowaniem i stosowaniem.

Władysław Zalecki, Jarosław Opara, Roman Kuziak

Utworzenie elektronicznej bazy danych obejmującej wyniki badań przemian fazowych w nowoczesnych stalach bainitycznych

Celem pracy było zbudowanie komputerowej bazy danych, której podstawową treść stanowią wyniki badań dylatometrycznych przeprowadzonych w Instytucie Metalurgii Żelaza. Komputerowa baza danych została zbudowana w technologii Firebird. Przyjęto, że baza danych będzie miała charakter otwarty, tzn. opracowane oprogramowanie nie będzie ograniczać się wyłącznie do niskowęglowych stali bainitycznych, ale możliwe będzie rozszerzenie bazy na inne grupy stali. Baza w postaci elektronicznej może być rozpowszechniana na nośnikach elektronicznych i/lub może być udostępniana przez Internet (po umieszczeniu odpowiednich linków na stronie WWW).

Krzysztof Radwański, Piotr Skupień, Jerzy Wiedermann, Sebastian Arabasz

Badania wpływu napawania plazmowego na mikrostrukturę i twardość połączeń z nowoczesnych stopów do zastosowania na elementy instalacji wykorzystywanych w energetyce rozproszonej

Celem pracy była ocena jakości napoin wykonanych metodą napawania plazmowego oraz wpływu parametrów tej technologii na jakość połączeń napoiny z materiałem rodzimym podłoża. Ocenę jakości napoin przeprowadzono na podstawie badań za pomocą mikroskopu świetlnego, elektronowego mikroskopu skaningowego i pomiarów twardości. Wyniki badań wskazują, że korzystniejszym ze względu na proces napawania i jakość nanoszonych warstw jest napawanie na elementach wykonanych ze stali magnetycznych.

2012-11-22


Powrótwersja do druku