Napovedovanje lastnosti orodnih jekel za delo v vročem stanju pri cikličnem toplotnem obremenjevanju : doktorsko delo

slovenski

doktorska dela

2020

Disertacije   hardness   high pressure die casting   hot work tool steels   kinetični zakoni popuščanja   microstructure   mikrostruktura   Obraba   Orodja   orodna jekla za delo v vročem stanju   tempering kinetic laws   thermal softening   tlačno litje   toplotno mehčanje   trdota

Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo
(Obvezni izvod spletne publikacije)

Orodja za tlačno litje, izdelana iz orodnih jekel za delo v vročem stanju, so med obratovanjem izpostavljena cikličnim toplotnim in mehanskim obremenitvam. Visoke obratovalne temperature povzročajo mikrostrukturne spremembe, toplotno mehčanje in izgubo trdote materiala orodij ter posledično zmanjšanje odpornosti orodij na obrabo in poškodbe. Poznavanje spreminjanja trdote orodij je ključnega pomena za natančno napovedovanje in podaljšanje njihove obratovalne dobe. V doktorskem delu je bil najprej raziskan vpliv temperature na pojavnost obrabnih in poškodbenih mehanizmov na orodjih z analizo iztrošenega segmenta orodja. Pri tem so bile uporabljene numerične metode izračuna temperaturnih polj, meritve trdote, svetlobna mikroskopija, vrstična elektronska mikroskopija ter rentgenska difrakcija. Rezultati analize so pokazali višjo stopnjo obrabe in poškodb na površinah segmenta z višjo doseženo temperaturo med tlačnim litjem. Z izvedbo visokotemperaturnih testov mehčanja, meritvami trdote ter z analizo mikrostrukture materiala je bilo analizirano toplotno mehčanje tipičnega orodnega jekla za delo v vročem stanju. Na osnovi znanega kinetičnega zakona popuščanja je bil razvit in validiran nov model za napovedovanje spreminjanja trdote materiala pri časovno spremenljivih temperaturnih pogojih. Rezultati validacije so pokazali dobro ujemanje med napovedanim in izmerjenim spreminjanjem trdote. Novorazviti model je bil nato preizkušen na primeru napovedovanja trdote materiala pri cikličnem toplotnem obremenjevanju. Za izvedbo testov cikličnega toplotnega obremenjevanja je bilo razvito namensko preizkuševališče. Dokazano je bilo dobro ujemanje med napovedanim in izmerjenim spreminjanjem trdote materiala med cikličnim toplotnim obremenjevanjem. Uporaba razvitega modela je bila na koncu prikazana še na primeru napovedovanja spreminjanja trdote igle orodja za tlačno litje.

15.05.2023