Studium vlivu technologie rotačního kování na strukturu a vlastnosti materiálů připravených pomocí metod práškové metalurgie

Ludmila Krátká

Disertační práce

Study of the influence of rotary forging technology on the structure and properties of materials prepared using powder metallurgy methods

Anotace:

Disertační práce se věnuje tématu vlivu technologie rotačního kování na zpracování pseudo-slitin připravovaných pomocí práškové technologie. V rámci práce je pozornost soustředěna na materiálový výzkum slitin W-Ni-Co, W-Ni-Fe, W-Ni-Co-Re, které jsou připravovány pomocí konvenční technologie práškové metalurgie a následně zpracovány pomocí rotačního kování. Při zkoumání těchto slitin je výzkum zaměřen v první fázi na stanovení sintračních teplot a materiálovou kompozici slinků v porovnání se základními mechanickými vlastnostmi jako tvrdost nebo pevnost v tahu. Dále je zde také řešena problematika ohřevu v atmosférických pecích a návrh aplikace indukčního ohřevu. Ve druhé fázi byl predikován pomocí FEM simulací průběh rotačního kování z pohledu deformačního chování pro dva stavy a to pro kování při 900 °C a při pokojové teplotě. Výsledky z FEM simulací byly použity k návrhu reálného zpracování daných slitin. V poslední fázi je analyzováno a diskutováno testování mechanických vlastností materiálů a strukturní analýzy. Jako doplnění této práce je dynamické testování wolframových penetrátorů. Práce dále obsahuje studium přímé konsolidace práškových materiálů se zaměřením na metalografickou analýzu. V rámci této části se zaměřuje na ODS slitinu Fe-Cr-Al-Y2O3, u které byl sledován vliv teploty konsolidace a „creepové“ chování tohoto materiálu. Dále se tato kapitola zabývá možnostmi zpracování W-Ni-Co pomocí přímé konsolidace.

Abstract:

The dissertation deals with the influence of rotary swaging technology on the processing of pseudo alloys prepared by powder technology. The work focuses on material research of W-Ni-Co, W-Ni-Fe, W-Ni-Co-Re alloys, which are prepared by conventional powder metallurgy technology and subsequently processed by rotary swaging. In the investigation of these alloys, the first focus is on the determination of sintering temperatures and material composition of the sinters compared to basic non-mechanical properties such as hardness or tensile strength. Furthermore, the heating in atmospheric furnaces and the design of induction heating applications are also addressed. In the second phase, the rotational swaging behaviour was predicted using FEM simulations for two conditions, namely for rotary swaging at 900°C and at room temperature. The results from the FEM simulations were used to design the processing of the given alloys. In the last phase, the focus is on testing the materials properties using mechanical tests and structure analyses. In addition to this work is dynamic testing of tungsten penetrators. The work also includes a study of the direct consolidation of powder materials with a focus on metallographic analysis. Within this chapter, the focus is on the ODS alloy Fe-Cr-Al-Y2O3, for which the effect of consolidation temperature and CREEP properties of this material were investigated. Furthermore, this chapter discusses the possibilities of processing W-Ni-Co by direct consolidation.

Klíčová slova

prášková metalurgie, rotační kování, deformační chování, FEM simulace, zbytková napětí, neutronová difrakce

Keywords

powder metallurgy, rotary swaging, deformation behaviour, FEM simulation, residual stresses, neutron diffraction

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 7. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 22. 7. 2022
• Vedoucí: Radim Kocich
• Oponent: Petr Lichý, Jaromír Kopeček, Pavel Novák

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta materiálově-technologická

Doktorský studijní program / obor:
Metalurgie / Metalurgická technologie