Hlavní projekty vedené katedrou od roku 2010

Pokročilé postupy termomechanického zpracování po implementaci laserového měření tloušťky rozvalku do řídicího systému laboratorní válcovací tratě Tandem

SP/201066

Rusz Stanislav Ing., Ph.D.

01. 01. 2010 - 31. 12. 2010

Laboratorní válcovací trať Tandem, oceněná v roce 2001 Cenou Inženýrské akademie ČR, slouží k simulaci a optimalizaci procesů řízeného válcování a ochlazování. Díky své stavebnicové koncepci je tento ojedinělý experimentální komplex průběžně zdokonalován, a to zejména v oblasti měření a počítačového zpracování dat. Základní cíl navrhovaného projektu bude právě z této oblasti. Bude navržen a vyvinut laserový systém průběžného měření tloušťky rozvalku za tepla, jenž umožní zásadně přesnější nastavování válcovací mezery při víceprůchodovém válcování. Zatím nedosažitelné údaje o okamžité tloušťce rozvalku, ovlivněné skokem válců, budou on-line počítačově zpracovávány a využívány řídicím systémem tratě Tandem. Dalším úkolem bude hardwarové připojení a softwarová implementace pyrometru Land Cyclops 160B do řídicího a vyhodnocovacího systému, což umožní registraci povrchových teplot provalku i při velmi nízkých teplotách řízeného ochlazování (min. 200 °C). Popsaná klíčová vylepšení experimentálního potenciálu budou následně využita při fyzikální optimalizaci termomechanického zpracování dvou typů materiálu – ušlechtilé nízkolegované oceli (tvarové tyče válcované spojitým způsobem) a progresivní slitiny železa s velmi vysokým obsahem manganu (ploché vývalky pro automobilový průmysl). K tomu bude potřebná příprava výchozích vzorků tavením a odléváním i studium výsledných vlastností laboratorních vývalků (metalografie, zkoušky tahem). Z těchto důvodů bylo nezbytné sestavit poměrně početný interdisciplinární řešitelský tým, vhodně kombinující studenty doktorských i magisterských studijních programů a zkušené akademické pracovníky.

Ing. Stanislav Rusz, Ph.D.
Ing. Miroslav Legerski
Ing. Michal Cagala
doc. Ing. Petr Kawulok, Ph.D.
Ing. Václav Šumšal
Ing. Mária Krajňáková
Bc. Jaroslava Kelnerová
Bc. Tomáš Gajdacz
prof. Ing. Eva Mazancová, CSc.
doc. Ing. Milan Heger, CSc.
prof. Ing. Ivo Schindler, CSc.

Výsledky:
- posílení experimentálního potenciálu laboratorní trati Tandem (laserové měření tloušťky rozvalku vedoucí k přesnějšímu nastavování válcovací mezery; možnost přesného určování povrchových teplot vývalku zejména během závěrečných fází řízeného ochlazování);
- zhodnocení deformačního chování, strukturotvorných procesů a technologické tvařitelnosti laboratorně připravených odlitků ze slitin železa s velmi vysokým obsahem manganu;
- optimalizace doválcovacích a ochlazovacích podmínek z hlediska finální mikrostruktury a mechanických vlastností vybrané nízkolegované ušlechtilé oceli;
- využití výsledků při sepisování diplomových i doktorských disertačních prací;
- publikace vybraných výsledků na konferencích METAL 2010 a 6th International Conference on Materials Structure & Micromechanics of Fracture (MSMF6) se snahou o výstupy zahrnuté do uznávaných databází, resp. časopisů.

Časový harmonogram řešení:
- návrh laserového systému průběžného měření tloušťky rozvalku (3/2010);
- zapojení pyrometru Land Cyclops 160B do vyhodnocovacího systému tratě Tandem (4/2010);
- laboratorní výroba odlitků ze slitin typu Fe-Mn ve vakuové indukční peci (5/2010);
- vývoj, výroba a implementace laserového systému měření tloušťky do řídicího systému tratě Tandem (5/2010);
- laboratorní válcování slitin typu Fe-Mn (6/2010);
- laboratorní řízené válcování a ochlazování vybrané nízkolegované ušlechtilé oceli (7/2010);
- metalografie vývalků ze slitin typu Fe-Mn, vyhodnocení výsledků (9/2010);
- zhodnocení mikrostruktury a mechanických vlastností laboratorních vývalků z nízkolegované oceli (10/2010);
- optimalizace podmínek termomechanického zpracování zkoumané nízkolegované oceli (11/2010);
- shrnutí výsledků do závěrečné zprávy (12/2010);
- publikace výsledků – průběžně.