Computer simulation aided studies on the impact transition temperature of microalloyed steel forgings

The ability to design metal forming processes requires knowledge of continuum mechanics and materials engineering. The papers presents the results of research on the complete analysis of the forging process of microalloyed steel. The forging process assessment was performed based on thermomechanical calculations and using microstructural modeling. Hardness tests were employed for the verification of computed results. A method of predicting the relation between quality of final product and history of metal forming as well as microstructural development using an FEM simulation is also presented here. The results of the FEM-simulation for the forging process and material are compared with experimental data to show the feasibility of the proposed method. Finally, it is stated that by using properly built software it is possible to eliminate brittle cracking in the forged products, especially at low temperatures.

Właściwa analiza procesów przeróbki plastycznej metali wymaga zarówno wiedzy z zakresu mechaniki ośrodków ciągłych, jak i inżynierii materiałowej. Przedstawione wyniki badań stanowią przykład kompleksowego podejścia do oceny zjawisk mikrostrukturalnych towarzyszących procesowi kucia matrycowego stali z mikrododatkami stopowymi. W oparciu o wyniki obliczeń w części termomechanicznej przeprowadzonej analizy oraz wykorzystując podstawowe modele opisujące zmiany zachodzące w mikrostrukturze odkształcanego materiału przeprowadzono ocenę poprawności przeprowadzonej symulacji komputerowej procesu wytwarzania odkuwki o złożonym kształcie. Weryfikacja uzyskanych obliczeń została wykonana za pomocą pomiarów twardości. W efekcie sformułowane zostały wnioski wskazujące na ścisły związek pomiędzy jakością wyrobu gotowego a całą historią procesu przeróbki plastycznej i związanym z tym rozwojem mikrostruktury. Stwierdzono, że wykorzystując poprawnie zbudowany program symulacji procesu kucia możliwe jest zlokalizowanie obszarów najbardziej narażonych na kruche pęknięcia w czasie eksploatacji w niskich temperaturach.