Projekti / Programi
Prilagodljivo utrjevanje površin avstenitnih jekel s procesi kriogenega preoblikovanja
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
2.10.02 |
Tehnika |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Izdelovalna tehnologija |
Koda |
Veda |
Področje |
2.03 |
Tehniške in tehnološke vede |
Mehanika |
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
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)
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.