Małgorzata Ondrula

Małgorzata Ondrula
Politechnika Śląska
[email protected]
Przemiany fazowe podczas odkształcenia plastycznego na zimno stali austenitycznych
o stężeniu 15÷20 Mn z dodatkami Si i Al
W dniu 3.11.2010 r. decyzją Rady Wydziału Mechanicznego Technologicznego został
wszczęty przewód doktorski Pani mgr inż. Małgorzaty Ondrula w brzmieniu „Przemiany
fazowe podczas odkształcenia plastycznego na zimno stali austenitycznych o stężeniu 15-20%
Mn z dodatkami Si i Al”. Celem podjęcia tematu pracy jest zbadanie przemian fazowych
w nowo opracowanej grupie stali austenitycznych wysokomanganowych zawierającymi około
15÷20% Mn z dodatkami Si i Al (TRIP – Transformation Induced Plasticity), wnoszących
istotny wkład w podwyższenie granicy plastyczności przez umocnienie roztworowe.
Posiadają one bardzo korzystne połączenie wysokiej wytrzymałości z dużą ciągliwością.
Część praktyczna obejmuje wykonanie szczegółowych badań na nowo opracowanych
wysokomanganowych stalach austenitycznych typu TRIP w stanie obrobionym cieplnie lub
cieplno-plastycznie z wykorzystanie symulatora obróbki cieplno-plastycznej Gleeble 3800,
a następnie odkształconym plastycznie na zimno w temperaturze otoczenia oraz w obniżonej
i podwyższonej temperaturze w zakresie od -200 do 200°C, a także odkształconych
plastycznie na zimno w dynamicznych próbach rozciągania przy różnych szybkościach
odkształcenia. Wysokomanganowe stale austenityczne po kolejnych zaplanowanych etapach
zostaną
poddane
szczegółowym
badaniom
w
laboratoriach
Instytutu
Materiałów
Inżynierskich i Biomedycznych Politechniki Śląskiej.
Opracowanie
składów
chemicznych
nowatorskich
stali
austenitycznych
wysokomanganowych, a także technologii ich wytwarzania oraz zbadanie wpływu obróbki
cieplnej i cieplno-plastycznej na własności mechaniczne badanych stali sprawia iż stale te są
innowacyjne w porównaniu do konwencjonalnych stali obecnie stosowanych na karoserię
i inne elementy konstrukcyjne samochodów osobowych, odpowiedzialnych ze pochłanianie
energii odkształcenia plastycznego np. podczas kolizji drogowych. Współcześnie produkty
stalowe w postaci blach o strukturze wielofazowej wytwarzane są metodą obróbki cieplnej,
która sprowadza się do hartowania izotermicznego blach odwalcowanych na zimno,
z temperatury nieco wyższej od Ac1 stali. Rozwiązaniem bardziej ekonomicznym
i przyszłościowym jest zaproponowana w planie mojej pracy doktorskiej obróbka cieplno-
plastyczna polegająca na kilku etapowym walcowaniu na gorąco blach o strukturze
austenitycznej, ze szczególnym uwzględnieniem temperatury i szybkości odkształcenia,
stopnia gniotu, oraz przerw pomiędzy poszczególnymi przepustami. Badania stali
wysokomanganowych o strukturze austenitycznej typu TRIP są jednym z kierunków rozwoju
innowacyjnych grup materiałów inżynierskich, które łączą w sobie korzystne połączenie
wysokiej wytrzymałości przy zachowaniu dobrych własności plastycznych. Zaproponowana
grupa stali austenitycznych o stężeniu 15÷20% Mn z dodatkami Si i Al ma bardzo duży
zakres potencjalnych zastosowań przede wszystkim w przemyśle motoryzacyjnym, ale
również w przemyśle lotniczym, kolejowym oraz w gazownictwie. Szczególną cechą nowo
opracowanych stali i wykonanych z nich elementów konstrukcyjnych samochodów
osobowych
i
ciężarowych
będzie
gwarantowany
zapas
plastyczności
w strefach
kontrolowanego pochłaniania energii w trakcie eksploatacji, zwłaszcza w trakcie nagłego
działania nieprzewidzianych wcześniej obciążeń, występujących w samochodach, taborze
kolejowym lub okrętach, w trakcie wypadku lub zaistnienia wybuchu zbiorników z gazem.
Zarówno dla przedstawicieli instytucji otoczenia biznesu oraz dla przedstawicieli sektora
badań i rozwoju największe znaczenie dla wzmacniania pozycji konkurencyjnej
Województwa Śląskiego w latach 2010-2020 będzie mieć między innymi przemysł
motoryzacyjny.
W dzisiejszych czasach przedsiębiorstwa produkcyjne muszą stale podnosić swoją
konkurencyjność i stawiać sobie nowe wymagania rozwojowe w celu jak najlepszego
sprostania wymaganiom konsumentów oraz produkować wyroby nowoczesne o wysokich
parametrach jakościowych, a w przypadku przemysłu motoryzacyjnego spełniać wszystkie
standardy bezpieczeństwa. Wszystkie te cechy spełniają niewątpliwie nowoczesne
wysokomanganowe stale austenityczne typu TRIP będące przedmiotem badań mojej pracy
doktorskiej.
Podjęte przeze mnie problemy badawcze związane z wysokomanganowymi stalami
austenitycznymi typu TRIP oraz uzyskane wyniki badań mogą mieć znaczący wpływ na
wdrożenie tej grupy stali do seryjnej produkcji na między innymi elementy konstrukcyjne
samochodów, co może mieć istotny wpływ na wzrost konkurencyjności i innowacyjności
Śląska oraz jego atrakcyjność inwestycyjną dla potencjalnych inwestorów.