Roman KUZIAK, Valeriy PIDVYSOTSK’Y, Krzysztof RADWAŃSKI, Artur MAZUR
Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
Tomasz ZYGMUNT
ArcelorMittal Poland
Maciej PIETRZYK, Łukasz RAUCH, Daniel BACHNIAK
AGH – University of Science and Technology
OPTYMALIZACJA PROCESU OBRÓBKI CIEPLNEJ W CELU UZYSKANIA POŻĄDANEGO ROZKŁADU WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH W GŁÓWCE SZYNY ZE STALI PERLITYCZNYCH
Artykuł przedstawia matematyczny model oparty na wiedzy metaloznawczej, umożliwiający zaprojektowanie parametrów obróbki cieplnej główki szyny ze stali perlitycznej w celu uzyskania pożądanych właściwości mechanicznych. Dzięki implementacji modelu w programie komputerowym opartym na metodzie elementów skończonych możliwe jest śledzenie postępu przemian fazowych w trakcie obróbki cieplnej główki szyny o strukturze perlitycznej, a w efekcie końcowym również przewidywanie parametrów mikrostruktury finalnej oraz właściwości mechanicznych szyny. Drugą funkcją programu jest określenie warunków obróbki cieplnej powodujących uzyskanie założonego rozkładu właściwości mechanicznych w główce szyny obrabianej cieplnie. Prezentowane podejście oraz program komputerowy opracowano w ramach prac związanych z realizacją projektu badawczo-rozwojowego „HyPremRail”. Po zadaniu warunków chłodzenia program realizuje lokalnie obliczenia odległości między płytkami cementytu, wielkości ziarna i kolonii perlitu w oparciu o opracowany model przemian fazowych, posługując się rozwiązaniem MES równania Fouriera, a następnie przelicza wartości uzyskanej odległości międzypłytkowej na twardość, granicę plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie. Przeprowadzenie obliczeń wymaga zdefiniowania warunków początkowych i brzegowych procesu obróbki cieplnej. Z kolei zagadnienie optymalizacji parametrów procesu w celu uzyskania korzystnego rozkładu właściwości mechanicznych w obszarze główki rozwiązywane jest za pomocą metody obliczeń odwrotnych.
Słowa kluczowe: mikrostruktura perlityczna, przemiany fazowe, właściwości mechaniczne, obróbka cieplna szyn, modelowanie numeryczne
Mirosław MICHAŁOWSKI, Stanisław KLUSEK, Piotr DUDKIEWICZ, Paweł KAMIŃSKI, Sylwia MANDZIAK
Celsa Huta Ostrowiec Sp. z o.o.
Mariusz ADAMCZYK, Piotr RÓŻAŃSKI, Ireneusz SZYPUŁA, Bogdan ZDONEK, Artur ŻAK
Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
OPTYMALIZACJA TECHNOLOGII WYTAPIANIA I RAFINACJI STALI NA KSZTAŁTOWNIKI GORĄCO WALCOWANE W INNOWACYJNEJ LINII PRODUKCYJNEJ
Przeprowadzono badania doświadczalne nad optymalizacją technologii pozapiecowej obróbki stali w kadzi w celu zapewnienia wymaganej jakości stali przeznaczonej do walcowania na gorąco kształtowników w innowacyjnej linii, przy zmniejszonej liczbie klatek walcowniczych, charakteryzującej się większą intensywnością przerobu plastycznego. Wykonano doświadczalne wytopy według różnych wariantów odtleniania stali w czasie pozapiecowej obróbki i ciągłego odlewania dwóch gatunków stali. Z wlewków ciągłych odwalcowano na gorąco kształtowniki o różnej wielkości przekroju poprzecznego. Na podstawie wyników badań metaloznawczych, mikroskopowych i właściwości mechanicznych kształtowników opracowano wytyczne do optymalnej technologii produkcji wlewków ciągłych do walcowania na gorąco kształtowników w innowacyjnej linii produkcyjnej, z wyeliminowaniem drutu Al wprowadzanego do krystalizatora w procesie ciągłego odlewania stali.
Słowa kluczowe: stal niskostopowa, odtlenianie, metalurgia pozapiecowa, właściwości mechaniczne, wady powierzchniowe
Grażyna STANKIEWICZ, Marta KUBICZEK, Waldemar SPIEWOK
Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
NOWA SERIA CERTYFIKOWANYCH MATERIAŁÓW ODNIESIENIA SKŁADU CHEMICZNEGO RUD ŻELAZA
Zaplanowano wytworzenie dziesięciu wzorców składu chemicznego rud żelaza, obejmujących rudy surowe, koncentraty magnetytowe i hematytowe oraz pelety. Pozyskano surowce pochodzące z Ukrainy, Rosji, Liberii, Brazylii, Kanady i Norwegii. Potwierdzono ich skład chemiczny metodą WD XRF, przeprowadzono badania radioaktywności oraz badania składu mineralnego. Wysuszone, rozdrobnione i wymieszane materiały poddano badaniom jednorodności, które przeprowadzono na próbkach stopionych w mieszaninie boranów litu, z wykorzystaniem spektrometru rentgenowskiego ZSX Primus 2. W oparciu o wyniki badania jednorodności, stosując analizę wariancji (ANOVA) wyników pojedynczych oznaczeń, wyliczono udział jednorodności materiału w niepewności wartości atestowanej. Zorganizowano i przeprowadzono międzynarodowe badania atestacyjne z udziałem czternastu laboratoriów. Wyniki analiz atestacyjnych opracowano statystycznie zgodnie z przewodnikiem ISO Guide 35:2017. Opracowano świadectwa, kartę katalogową i etykiety. Cała produkcja przebiegła zgodnie z wymogami normy PN-EN ISO 17034.
Słowa kluczowe: certyfikowane materiały odniesienia, skład chemiczny, rudy żelaza, koncentraty, pelety
Grzegorz GOLAŃSKI, Agata MERDA, Klaudia KLIMASZEWSKA
Czestochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology Institute of Materials Engineering
MIKROSTRUKTURALNE ASPEKTY DŁUGOTRWAŁEGO STARZENIA STALI MARTENZYTYCZNYCH TYPU 9% Cr Z DODATKIEM I BEZ DODATKU BORU
Badaniu poddano martenzytyczne stale typu 9% Cr – X10CrMoVNb9-1 (P91) oraz X13CrMoCoVNbNB9-2-1 (PB2) po długotrwałym starzeniu w temperaturze 620°C i czasie wygrzewania do 50 000 godzin. Badania mikrostrukturalne badanych stali przeprowadzono za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego TITAN 80–300. Analiza zmian w mikrostrukturze obejmowała identyfikację wydzieleń oraz komputerową analizę obrazu: pomiar gęstości dyslokacji i średniej średnicy wydzieleń. Przeprowadzone badania wykazały, że analizowane stale posiadały nadal zachowaną listwową mikrostrukturę martenzytyczną, ale także obserwowano procesy mięknięcia osnowy. W mikrostrukturze badanych stali widoczne były również liczne wydzielenia o różnej morfologii. Mikrododatek boru w stali PB2 w porównaniu do stali P91 wpłynął na spowolnienie procesów degradacji mikrostruktury poprzez ograniczenie wzrostu wydzieleń M23C6 i fazy Lavesa. Wpłynęło to na spowolnienie procesów zdrowienia i poligonizacji osnowy badanej stali.
Słowa kluczowe: stale martenzytyczna, stal PB2, stal P91, degradacja mikrostruktury
PROJEKTY BADAWCZE FINANSOWANE ZE ŚRODKÓW WŁASNYCH INSTYTUTU – STRESZCZENIA