Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Prilagodljivo utrjevanje površin avstenitnih jekel s procesi kriogenega preoblikovanja

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.10.02  Tehnika  Proizvodne tehnologije in sistemi  Izdelovalna tehnologija 

Koda Veda Področje
2.03  Tehniške in tehnološke vede  Mehanika 
Ključne besede
kriogeno preoblikovanje, avstenitno nerjavno jeklo, strukturna premena jekla, avstenit, martenzit, hitrost deformacije, natezni preizkus, modeliranje procesa, numerične simulacije, vlek palic, kontrolirano lokalno podhlajevanje vzorca, digitalni ventili, prilagodljivi preoblikovalni sistem
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (20)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  10762  mag. Boštjan Arh  Materiali  Raziskovalec  2020 - 2023  196 
2.  38468  Pavel Drešar    Tehnični sodelavec  2020  26 
3.  10499  dr. Niko Herakovič  Konstruiranje  Raziskovalec  2020 - 2023  700 
4.  33239  dr. Marko Jerman  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2020 - 2023  86 
5.  53789  dr. Matic Jovičević Klug  Materiali  Raziskovalec  2021  82 
6.  31395  dr. Fevzi Kafexhiu  Materiali  Raziskovalec  2020  150 
7.  27758  Andrej Kos  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2020  111 
8.  12260  dr. Andrej Lebar  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2020 - 2023  309 
9.  39193  dr. Jure Murovec  Energetika  Raziskovalec  2023  51 
10.  23469  dr. Henri Orbanić  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2020  166 
11.  12957  dr. Tomaž Pepelnjak  Proizvodne tehnologije in sistemi  Vodja  2020 - 2023  431 
12.  15269  dr. Bojan Podgornik  Materiali  Raziskovalec  2020 - 2023  1.130 
13.  50842  Jernej Protner  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2020 - 2021  30 
14.  39494  dr. Matevž Resman  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2020 - 2023  45 
15.  17999  Matjaž Rot    Tehnični sodelavec  2020 - 2021  175 
16.  30912  dr. Izidor Sabotin  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2020 - 2023  118 
17.  51435  Luka Sevšek  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2020 - 2023  22 
18.  31322  dr. Marko Šimic  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2020 - 2023  273 
19.  18553  dr. Joško Valentinčič  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2020 - 2023  444 
20.  37172  dr. Hugo Zupan  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2020 - 2023  113 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0206  Inštitut za kovinske materiale in tehnologije  Ljubljana  5051622000  5.974 
2.  0782  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo  Ljubljana  1627031  29.179 
Povzetek
Izdelki iz avstenitnega nerjavnega jekla predstavljajo pomemben segment tehnoloških rešitev za delo pri visokih in nizkih temperaturah ter v jedkih okoljih. Površine teh jekel se v običajnih tehnoloških pogojih ne da kaliti, čeprav bi pri nekaterih izdelkih potrebovali hkrati žilav izdelek in trdo površino. V ta namen bi potrebovali izdelke iz avstenitnega jekla s kaljeno (martenzitno) površino. Kljub izjemnemu potencialu tovrstne rešitve v svetu niso poznane, redke so celo aplikacije pri katerih se celoten avsteniten surovec s kriogenim podhlajevanjem pretvori v martenzitno strukturo. Pretvorbo avstenitnih jekel v martenzitno strukturo lahko bistveno hitreje kot s kriogeno toplotno obdelavo dosežemo s preoblikovanjem v kriogenem stanju. Metalurške osnove, ki so v ozadju teh procesov, so nepopolno raziskane in z modeli zelo slabo opisane v literaturi. V projektu bodo izvedene fundamentalne raziskave kriogenega preoblikovanja s ciljem osvojitve tehnologije do nivoja, ki omogoča obvladati gradacijo materiala od trde zunanje plasti (martenzit) do žilavega jedra (avstenit). Glavni cilj projekta je pridobitev bazičnega znanja, ki omogoča vzpostavitev prilagodljivega kriogenega ohlajanja. To ob ustreznih preoblikovalnih pogojih omogoči izdelavo navedene gradacijo in delno fazno spremembo prečnega preseka do željene globine. V ta namen se bo najprej na enostavnih načinih kriogenega ohlajanja s potapljanjem in preprostim kriogenim oblivanjem vzorca s tekočim dušikom raziskalo vplive temperature, hitrosti ohlajanja ter velikosti plastične deformacije in njene hitrosti na tvorbo martenzita in debelino nastalega sloja. Sočasno se bo razvijalo adaptiven sistem ohlajanja, ki bo z uporabo digitalnih ventilov v področje hlajenja preoblikovanca dovajal optimalno količino kriogenega medija. Celovit sistem hlajenja bodo poleg tehnike digitalnih ventilov zagotavljale tudi ustrezne oblike šobe s senzorji temperature in varnostno komoro za fazno ločevanje tekočega in izparelega dušika. Med samim preoblikovanjem je zelo težko izvesti sprotno merjenje temperature obdelovanca. Zato bomo postavili numerični model za izračun temperaturnega polja v obdelovancu tako pri ohlajanju s potapljanjem v kriogeni medij kot tudi za oblivanje s tekočim dušikom ter model eksperimentalno verificirali. Izdelan bo merilni sistem za analizo temperatur na različnih mestih obdelovanca v odvisnosti od temperature okolice med kriogenim preoblikovanjem. Ker deformacija vpliva na temperaturno polje, bomo postavili tudi numerični model preoblikovanja in upoštevali izračunano generirano toploto zaradi deformacijskega dela v preoblikovancu. Pomemben doprinos projekta predstavlja opredelitev novega razumevanja tehnologije kriogenega preoblikovanja in ključnih procesnim parametrov, ki nanjo vplivajo. Razumevanje vplivov omogoča tudi znanstveni pristop k opredelitvi fundamentalnih pojavov, ki vodijo k pričetku fazne transformacije avstenitnega jekla ob vnosu plastične deformacije v material. Šele dobro razumevanje fundamentalnih pojavov omogoča izdelavo modelov, ki so osnova za izdelavo numeričnih vrednotenj za kakovostno napovedovanje poteka preoblikovanja v kriogenem okolju. Modeliranje preoblikovanja v kriogenem stanju je novo področje, ki v znanstveni literaturi še ni raziskano. Rezultate simulacij preoblikovanja bomo uporabili za določitev optimalnih deformacij za doseganje obrabno odporne površine in žilave sredice. Modelirali in eksperimentalno izvedli bomo enoosne natezne preizkuse, tlačne preizkuse in vlečenje palice. Popis materiala opredeljen z modelnimi preizkusi predstavlja osnovo za modeliranje preoblikovanja, ki bo nadgrajeno z upoštevanjem strukturnih sprememb v podhlajenem stanju in zahteva tako poznavanje mehanike kot tudi numeričnega modeliranja. Navedene bazične raziskave in razumevanje fundamentalnih pojavov v materialu ob kriogenem preoblikovanju zagotavljajo kakovostno izvedbo aplikativnih projektov v nadaljevanju tega raziskovalnega dela.
Zgodovina ogledov
Priljubljeno