Modeling with FCA-Based Model of Microstructure Evolution of MgCa08 Alloy During Drawing of Thin Wire in Heated Die Modelowanie za pomocą FCA rozwoju mikrostruktury stopu MgCa08 podczas ciągnienia cienkiego drutu w podgrzewanym ciągadle
The paper deals with a modeling of manufacturing process of thin wire of MgCa08 alloy used as biocompatible soluble threads for medical application. Some difficulties in material deformation subjected with its hexagonal structure can be solved with accurate establishment of the deformation conditions, especially temperature history of the whole process. In drawing process with heated die, wire is preheated in furnace and then deformed. The only narrow temperature range allows for multi-pass drawing without wire breaking. Diameter below 0.1 mm required for the final product makes very important the consideration of microstructure evolution because grain size is comparable with the wire dimensions. For this reason the problem is considered in the micro scale by using the frontal cellular automata (FCA)-based model. The goals of present work are the development and validation of FCA-base model of microstructure evolution of MgCa0.8 magnesium alloy. To reach this objective, plastometric and relaxation tests of MgCA08 alloy were done on physical simulator GLEEBLE 3800. Results of the experimental studies were used for parameters identification of the hardening-softening model of the material. Then, initial microstructure and its evolution during the drawing passes were simulated with FCA-based model. FCA consider dislocation density and flow stress, hardening and softening including recovery and recrystallization, grain refinement and grain rotation, as well as grain growth. It allows one to obtain structures close to real ones. Two variants of the drawing process with different temperature history were considered. The deformation scheme was the same. Simulation results with following short discussion confirm usefulness of FCA-based model for explanation and selection of rational technological condition of thin wire drawing of MgCa08 alloy.
W pracy rozpatrzono proces wytwarzania cienkich drutów z biozgodnego stopu MgCa0.8 z przeznaczeniem na
resorbowalne nici chirurgiczne. W procesie ciągnienia drut nagrzewany jest w piecu a następnie odkształcany. Jednym
z warunków, jaki musi być spełniony w technologicznym procesie jest zachodzenie rekrystalizacji w trakcie ciągnienia.
Pozwala to na realizację wielo przepustowego procesu ciągnienia bez wyżarzania międzyoperacyjnego. Prognozowanie
rekrystalizacji na etapie projektowania technologii wymaga stworzenia modelu rekrystalizacji. W przypadku ciągnienia
drutów o średnicach mniejszych niż 0.1 mm konieczne jest zastosowania modelu w skali mikro. Celem pracy jest opracowanie
modelu rekrystalizacji, opartego o frontalne automaty komórkowe (FCA) oraz przykładowa symulacja kilku przepustów
ciągnienia. Do kalibracji modelu FCA wykorzystano badania plastometryczne oraz testy relaksacji stopu MgCa08 przy użyciu
symulatora fizycznego GLEEBLE 3800. Wyniki tych badań pozwoliły wyznaczyć parametry modelu umocnienia-mięknięcia
materiału. Następnie początkowa mikrostruktura i jej rozwój podczas procesu ciągnienia były analizowane za pomocą modelu
opartego o FCA, który uwzględnia gęstość dyslokacji, naprężenie uplastyczniające, umocnienie i mięknięcie w tym zdrowienie
i rekrystalizację, rozdrobnienie ziaren oraz ich rotację i rozrost, co pozwala na uzyskanie struktury bliskiej do rzeczywistej.
Dwa warianty procesu ciągnienia o różnej historii zmiany temperatury rozpatrzono w pracy. Wyniki symulacji potwierdziły
przydatność modelu opartego o FCA do uzasadnienia i wyboru racjonalnych warunków technologicznych ciągnienia cienkich
drutów za stopu MgCa08. W pracy przedstawiono również praktyczną implementację procesu ciągnienia.
Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim komputerze. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień dotyczących cookies
Informacja
SZANOWNI CZYTELNICY!
UPRZEJMIE INFORMUJEMY, ŻE BIBLIOTEKA FUNKCJONUJE W NASTĘPUJĄCYCH GODZINACH:
Wypożyczalnia i Czytelnia Główna: poniedziałek – piątek od 9.00 do 19.00