Transcript ZB07 - AeroNet
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
II KONFERENCJA Indywidualnego projektu kluczowego „Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym”
ZB 7 Plastyczne kształtowanie stopów magnezu (kucie precyzyjne, tłoczenie, wyciskanie, itd.)
Lider merytoryczny dr hab. inż. Eugeniusz Hadasik, prof. nzw. w Pol. Śl dr hab. inż. Romana Śliwa, prof. nzw. w Pol. Rz.
Instytucje partnerskie w zadaniu Politechnika Śląska Politechnika Rzeszowska Politechnika Lubelska Instytut Lotnictwa PROJEKT WSPÓŁFINANSOWANY PRZEZ UNIĘ EUROPEJSKĄ ZE ŚRODKÓW EUROPEJSKIEGO FUNDUSZU ROZWOJU REGIONAL NEGO
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Badanie właściwości stopu magnezu MA2 (wg GOST) w warunkach kształtowania na gorąco Cel zadania Opracowanie modeli materiałowych stopu MA2 niezbędnych do rozpoczęcia symulacji numerycznych procesów kształtowania tych stopów Zakres prac Badania właściwości mechanicznych w temp. 20°C÷450°C
.
Badania plastometryczne metodą ściskania na gorąco Opracowanie krzywych płynięcia magnezu MA2 i opracowanie funkcji naprężenia uplastyczniającego
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Badanie właściwości stopu magnezu MA2 (wg GOST) w warunkach kształtowania na gorąco
350 300 250 200 150 100 250 300 350 400 450
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Badanie właściwości stopu magnezu MA2 (wg GOST) w warunkach kształtowania na gorąco
T= 250 - 450 °C 0,1 -10 s-1 H = 9 mm D= 5 mm Dylatometr odkształceniowy
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Badanie właściwości stopu magnezu MA2 (wg GOST) w warunkach kształtowania na gorąco Funkcje naprężenia uplastyczniającego
p
A
B
exp(
C
)
D
exp(
E
t
)
p
A
B
C
T
exp(
D
)
E
F
T
exp(
G
T
)
Nr funkcji (1)
A
765,8
(2)
4087,2
B
0,212 0,100
C
-1,013 0,000175
Współczynniki
D
0,166 -1,034
E
-0,00496 0,408
F
-
G
-0,00034 -0,00538
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Badanie właściwości stopu magnezu MA2 (wg GOST) w warunkach kształtowania na gorąco Funkcje naprężenia uplastyczniającego
dośw.
funkcja 1 funkcja 2 250 200 150 100 50 10 s -1 1 s -1 0,1 s -1 0 0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
Odkształcenie 0.5
0.6
0.7
dośw.
funkcja 1 funkcja 2 100 80 60 40 10 s -1 1 s -1 0,1 s -1 20 0 0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
Odkształcenie 0.5
0.6
0.7
250 °C 450 °C
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Symulacje numeryczne procesu kształtowania odkuwek płaskich z jednym żebrem ze stopu magnezu MA2
Cel zadania: Analiza możliwości wytwarzania odkuwek płaskich ze stopów magnezu z jednym żebrem w trójsuwakowej prasie kuźniczej w dwóch wariantach kształtowania: półswobodne i kształtowanie w wykroju zamkniętym
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Symulacje numeryczne procesu kształtowania odkuwek płaskich z jednym żebrem ze stopu magnezu MA2
początek symulacji koniec symulacji i rozkład odkształcenia
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Symulacje numeryczne procesu kształtowania odkuwek płaskich z jednym żebrem ze stopu magnezu MA2
Na podstawie wyników symulacji MES stwierdzono, że możliwe jest kształtowanie założonego typu wyrobu.
Zaprojektowano narzędzia do weryfikacji doświadczalnej przyjętych rozwiązań i przygotowano dane przetargowe.
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Symulacje numeryczne procesu kształtowania brył ze stopu magnezu AZ31
Cel zadania: Analiza rozkładu naprężeń i odkształceń oraz określenie parametrów siłowych procesu spęczania brył
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Symulacje numeryczne procesu kształtowania brył ze stopu magnezu AZ31
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Symulacje numeryczne procesu kształtowania brył ze stopu magnezu AZ31
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Zastosowanie metod szybkiego prototypowania do wytworzenia modeli piasty koła samolotu
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Zastosowanie metod szybkiego prototypowania do wytworzenia modeli piasty koła samolotu
Cel zadania: Opracowanie konstrukcji piasty i opracowanie modelu fizycznego piasty Weryfikacja konstrukcji piasty pod kątem materiału docelowego jakim będzie stop magnezu oraz technologii jego kształtowania i późniejszej obróbki.
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Wyciskanie stopów magnezu
Cel zadania: Badania właściwości stopów magnezu po wyciskaniu na gorąco Zakres prac: Wykonanie oprzyrządowania do procesu wyciskania na prasie hydraulicznej Badania struktury stopów magnezu stopów magnezu po wyciskaniu Określenie minimalnego stopnia przerobu plastycznego
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Wyciskanie stopów magnezu
Schemat przyrządu do wyciskania
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Wyciskanie stopów magnezu
Stop magnezu AZ31 i WE 43 Walce o średnicy 35 i wysokości 40 mm stan homogenizowany Końcowa średnica 8 i 12 mm
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Wyciskanie stopów magnezu
Próbka po wyciskaniu
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Wyciskanie stopów magnezu
Mikrostruktura stopu AZ31: a – po odlaniu, b - po wyciskaniu na średnicę 8 mm c po wyciskaniu na średnicę 12 mm
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Wyciskanie stopów magnezu
Mikrostruktura stopu WE43: a – po odlaniu, b - po wyciskaniu na średnicę 8 mm c po wyciskaniu na średnicę 12 mm
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Wyciskanie stopów magnezu 200 150 100 50 400 350 300 250 0 0 2 4 6 WE43 AZ31 8 10 12 14 Wydłużenie [%] 16 18 20 22 24 AZ31 Stop element wyciskany ASTM (min.) WE43 element wyciskany ASTM (min.) R 0.2
[MPa] 168 160 280 130 R m [MPa] 264 245 315 230 A [%] 16 10 12 7
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Korozja stopów magnezu Cel zadania Opracowanie powłok ochronnych na wyrobach ze stopów magnezu Zakres prac Badania odporności na korozję stopu AZ31 w stanie odlewanym i po kształtowaniu plastycznym Badania strukturalne Badania morfologii powierzchni Określenie powłok ochronnych
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Korozja stopów magnezu
stop AZ31 stan lany stan walcowany 1,35% roztwór NaCl Wielkości określone: ►potencjał korozyjny
E corr
►opór polaryzacyjny
R p
►gęstość prądu korozyjnego
i corr
►szybkość korozji
corr.
korozja elektrochemiczna – metoda potencjodynamiczna
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Korozja stopów magnezu Korozja chemiczna
Test zanurzeniowy w 3,5% roztworze NaCl temperaturze otoczenia.
Przygotowane próbki (szlifowanie, odtłuszczanie, suszenie) zanurzono na okres 1,3 i 5 dni Analiza stanu skaningowym z powierzchni stopów na elektronowym mikroskopie emisją polową FE SEM S-4200 HITACHI przed i po badaniach korozyjnych po usunięciu produktów korozji
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Korozja stopów magnezu
Stan powierzchni po 5 dniach Stan odlewany Stan walcowany
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Korozja stopów magnezu
Podsumowanie Niska odporność na korozję stopu w stanie odlewanym jak i walcowanym Konieczność stosowania powłok ochronnych
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Współpraca z zakładami Wizyty w Zakładzie Obróbki Plastycznej Sp. z o.o. w Świdniku
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Współpraca zagraniczna
24.03.2010 - Bergakademie Freiberg
• • • • •
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Stan realizacji zakupów Ogłoszono przetargi dla prawie wszystkich planowanych pozycji aparatury badawczej Zakupiono kamerę termowizyjną, laptop, piec grzewczy – Politechnika Śląska Zakupiono system pomiarowy parametrów prasy poziomej – Politechnika Rzeszowska Modernizacja hydraulicznego układu napędzającego trójsuwakową prasę kuźniczą - PL– dokumentacja techniczna i oferta przetargowa Modernizacja walcarki duo – PŚl – dokumentacja techniczna
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI • •
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Rzeczywiste wskaźniki realizacji projektu
Prace inżynierskie zakończone 2, Przemysław Koźlik – Analiza techniczno – ekonomiczna wykorzystania stopów magnezu w przemyśle lotniczym – promotor Prof.. E. Hadasik Łukasz Zigler - Analiza techniczno – ekonomiczna zastosowania powłok ochronnych na wyrobach ze stopów magnezu – promotor Prof. E. Hadasik Prace doktorskie -1 W dniu 31.03.2010 r. został otworzony przewód doktorski mgr inż. Anny Dziubińskiej nt. „Kształtowanie odkuwek płaskich z żebrami ze stopów Mg”. Wyznaczono promotora w osobie dr hab. inż. Andrzeja Gontarza.
3 prace doktorskie przewidziane do realizacji
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI • • •
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Konferencje i
XVIII Międzynarodowa konferencja p.t.
Konstrukcja i technologia wyprasek wytłoczek
, Poznań –Wąsowo 9-11.06.2010: Hadasik E., Kuc D., Szuła., Śliwa R.:
Plastyczne kształtowanie stopu magnezu AZ31
Plastic forming of AZ31 magnesium alloy
Materiały konferencyjne, streszczenia posterów, s.195-199 Międzynarodowa konferencja p.t. Hadasik E., Kuc D., Szuła A.:
Progresywne materiały i technologie
, Lublin – Kazimierz n/ Wisłą, 28 - 30.06.2010:
Kształtowanie plastyczne stopu magnezu AZ31
Plasticity forming of AZ31 magnesium alloy
The 9th International Symposium of Croatian Metallurgical Society “Materials and Metallurgy”, Croatia, Šibenik, June 20 - 24. 2010 Przondziono J., Walke W., Szala J., Szuła A., Hadasik E., Wieczorek J.:
Resistance to corrosion of magnesium alloy AZ31 after plastic working.
sesja posterowa
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI • • • • •
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Publikacje
Gontarz A., Dziubińska A.:
Własności stopu magnezu MA2 (wg GOST) w warunkach kształtowania na gorąco
, Rudy i Metale Nieżelazne, nr 6 Hadasik E., Kuc D., Szuła A.:
Kształtowanie plastyczne stopu magnezu AZ31
, Rudy i Metale Niezelazne, nr 6, 2010 – artykuł przyjęty do druku w czasopiśmie Rudy i Metale Niezelazne Przondziono J., Walke W., Szala J., Szuła A., Hadasik E., Wieczorek J.:
Resistance to corrosion of magnesium alloy AZ31 after plastic working,
artykuł przyjęty do druku w czasopiśmie Journal Metalurgija Hadasik E., Kuc D., Szuła A.:
Wpływ parametrów odkształcania na procesy odbudowy struktury stopu Mg-Al.-Zn,
artykuł przyjęty do druku w czasopiśmie Hutnik – Wiadomości Hutnicze Kuc D., Hadasik E., Pidvysotsk’yy V.:
magnezu, Opracowanie równań opisujących statyczne procesy odbudowy struktury odkształcanego na gorąco stopu
artykuł przyjęty do druku w czasopiśmie Hutnik – Wiadomości Hutnicze
INNOWACYJNA GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWPJU REGIONALNEGO
Dziękuję za uwagę