1 II KONFERENCJA Indywidualnego projektu kluczowego„Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym” ZB 7 Plastyczne kształtowanie stopów magnezu (kucie precyzyjne, tłoczenie, wyciskanie, itd.) Lider merytoryczny dr hab. inż. Eugeniusz Hadasik, prof. nzw. w Pol. Śl dr hab. inż. Romana Śliwa, prof. nzw. w Pol. Rz. Instytucje partnerskie w zadaniu Politechnika Śląska Politechnika Rzeszowska Politechnika Lubelska Instytut Lotnictwa

2 Badanie właściwości stopu magnezu MA2 (wg GOST) w warunkach kształtowania na gorącoCel zadania Opracowanie modeli materiałowych stopu MA2 niezbędnych do rozpoczęcia symulacji numerycznych procesów kształtowania tych stopów Zakres prac Badania właściwości mechanicznych w temp. 20°C÷450°C. Badania plastometryczne metodą ściskania na gorąco Opracowanie krzywych płynięcia magnezu MA2 i opracowanie funkcji naprężenia uplastyczniającego

3 Badanie właściwości stopu magnezu MA2 (wg GOST) w warunkach kształtowania na gorąco

4 Dylatometr odkształceniowyBadanie właściwości stopu magnezu MA2 (wg GOST) w warunkach kształtowania na gorąco T= °C 0,1 -10 s-1 H = 9 mm D= 5 mm Dylatometr odkształceniowy

5 Badanie właściwości stopu magnezu MA2 (wg GOST) w warunkach kształtowania na gorącoFunkcje naprężenia uplastyczniającego Nr funkcji Współczynniki A B C D E F G (1) 765,8 0,212 -1,013 0,166 -0,00496 - (2) 4087,2 0,100 0,000175 -1,034 0,408 -0,00034 -0,00538

6 Badanie właściwości stopu magnezu MA2 (wg GOST) w warunkach kształtowania na gorącoFunkcje naprężenia uplastyczniającego 250°C 450°C

7 Symulacje numeryczne procesu kształtowania odkuwek płaskich z jednym żebrem ze stopu magnezu MA2Cel zadania: Analiza możliwości wytwarzania odkuwek płaskich ze stopów magnezu z jednym żebrem w trójsuwakowej prasie kuźniczej w dwóch wariantach kształtowania: półswobodne i kształtowanie w wykroju zamkniętym

8 Symulacje numeryczne procesu kształtowania odkuwek płaskich z jednym żebrem ze stopu magnezu MA2koniec symulacji i rozkład odkształcenia początek symulacji

9 Symulacje numeryczne procesu kształtowania odkuwek płaskich z jednym żebrem ze stopu magnezu MA2Na podstawie wyników symulacji MES stwierdzono, że możliwe jest kształtowanie założonego typu wyrobu. Zaprojektowano narzędzia do weryfikacji doświadczalnej przyjętych rozwiązań i przygotowano dane przetargowe.

10 Symulacje numeryczne procesu kształtowania brył ze stopu magnezu AZ31Cel zadania: Analiza rozkładu naprężeń i odkształceń oraz określenie parametrów siłowych procesu spęczania brył

11 Symulacje numeryczne procesu kształtowania brył ze stopu magnezu AZ31

12 Symulacje numeryczne procesu kształtowania brył ze stopu magnezu AZ31

13 Zastosowanie metod szybkiego prototypowania do wytworzenia modeli piasty koła samolotu

14 Zastosowanie metod szybkiego prototypowania do wytworzenia modeli piasty koła samolotuCel zadania: Opracowanie konstrukcji piasty i opracowanie modelu fizycznego piasty Weryfikacja konstrukcji piasty pod kątem materiału docelowego jakim będzie stop magnezu oraz technologii jego kształtowania i późniejszej obróbki.

15 Wyciskanie stopów magnezuCel zadania: Badania właściwości stopów magnezu po wyciskaniu na gorąco Zakres prac: Wykonanie oprzyrządowania do procesu wyciskania na prasie hydraulicznej Badania struktury stopów magnezu stopów magnezu po wyciskaniu Określenie minimalnego stopnia przerobu plastycznego

16 Wyciskanie stopów magnezuSchemat przyrządu do wyciskania

17 Wyciskanie stopów magnezuStop magnezu AZ31 i WE 43 Walce o średnicy i wysokości 40 mm stan homogenizowany Końcowa średnica 8 i 12 mm

18 Wyciskanie stopów magnezuPróbka po wyciskaniu

19 Wyciskanie stopów magnezuMikrostruktura stopu AZ31: a – po odlaniu, b - po wyciskaniu na średnicę 8 mm c - po wyciskaniu na średnicę 12 mm

20 Wyciskanie stopów magnezuMikrostruktura stopu WE43: a – po odlaniu, b - po wyciskaniu na średnicę 8 mm c - po wyciskaniu na średnicę 12 mm

21 Wyciskanie stopów magnezuR0.2 [MPa] Rm[MPa] A [%] AZ31 element wyciskany 168 264 16 ASTM (min.) 160 245 10 WE43 280 315 12 130 230 7

22 Korozja stopów magnezuCel zadania Opracowanie powłok ochronnych na wyrobach ze stopów magnezu Zakres prac Badania odporności na korozję stopu AZ31 w stanie odlewanym i po kształtowaniu plastycznym Badania strukturalne Badania morfologii powierzchni Określenie powłok ochronnych

23 Korozja stopów magnezustop AZ31 stan lany stan walcowany 1,35% roztwór NaCl Wielkości określone: ►potencjał korozyjny Ecorr ►opór polaryzacyjny Rp ►gęstość prądu korozyjnego icorr ►szybkość korozji corr. korozja elektrochemiczna – metoda potencjodynamiczna

24 Korozja stopów magnezuKorozja chemiczna Test zanurzeniowy w 3,5% roztworze NaCl temperaturze otoczenia. Przygotowane próbki (szlifowanie, odtłuszczanie, suszenie) zanurzono na okres 1,3 i 5 dni Analiza stanu powierzchni stopów na elektronowym mikroskopie skaningowym z emisją polową FE SEM S-4200 HITACHI przed i po badaniach korozyjnych po usunięciu produktów korozji

25 Korozja stopów magnezuStan powierzchni po 5 dniach Stan walcowany Stan odlewany

26 Korozja stopów magnezuPodsumowanie Niska odporność na korozję stopu w stanie odlewanym jak i walcowanym Konieczność stosowania powłok ochronnych

27 Współpraca z zakładamiWizyty w Zakładzie Obróbki Plastycznej Sp. z o.o. w Świdniku

28 Współpraca zagranicznaBergakademie Freiberg

29 Stan realizacji zakupówOgłoszono przetargi dla prawie wszystkich planowanych pozycji aparatury badawczej Zakupiono kamerę termowizyjną, laptop, piec grzewczy – Politechnika Śląska Zakupiono system pomiarowy parametrów prasy poziomej – Politechnika Rzeszowska Modernizacja hydraulicznego układu napędzającego trójsuwakową prasę kuźniczą - PL– dokumentacja techniczna i oferta przetargowa Modernizacja walcarki duo – PŚl – dokumentacja techniczna

30 Rzeczywiste wskaźniki realizacji projektuPrace inżynierskie zakończone 2, Przemysław Koźlik – Analiza techniczno – ekonomiczna wykorzystania stopów magnezu w przemyśle lotniczym – promotor Prof.. E. Hadasik Łukasz Zigler - Analiza techniczno – ekonomiczna zastosowania powłok ochronnych na wyrobach ze stopów magnezu – promotor Prof. E. Hadasik Prace doktorskie -1 W dniu r. został otworzony przewód doktorski mgr inż. Anny Dziubińskiej nt. „Kształtowanie odkuwek płaskich z żebrami ze stopów Mg”. Wyznaczono promotora w osobie dr hab. inż. Andrzeja Gontarza. 3 prace doktorskie przewidziane do realizacji

31 Konferencje XVIII Międzynarodowa konferencja p.t. Konstrukcja i technologia wyprasek i wytłoczek, Poznań –Wąsowo : Hadasik E., Kuc D., Szuła., Śliwa R.: Plastyczne kształtowanie stopu magnezu AZ31 Plastic forming of AZ31 magnesium alloy Materiały konferencyjne, streszczenia posterów, s Międzynarodowa konferencja p.t. Hadasik E., Kuc D., Szuła A.: Progresywne materiały i technologie, Lublin – Kazimierz n/ Wisłą, : Kształtowanie plastyczne stopu magnezu AZ31 Plasticity forming of AZ31 magnesium alloy The 9th International Symposium of Croatian Metallurgical Society “Materials and Metallurgy”, Croatia, Šibenik, June Przondziono J., Walke W., Szala J., Szuła A., Hadasik E., Wieczorek J.: Resistance to corrosion of magnesium alloy AZ31 after plastic working. - sesja posterowa

32 Publikacje Gontarz A., Dziubińska A.: Własności stopu magnezu MA2 (wg GOST) w warunkach kształtowania na gorąco, Rudy i Metale Nieżelazne, nr 6 Hadasik E., Kuc D., Szuła A.: Kształtowanie plastyczne stopu magnezu AZ31, Rudy i Metale Niezelazne, nr 6, 2010 – artykuł przyjęty do druku w czasopiśmie Rudy i Metale Niezelazne Przondziono J., Walke W., Szala J., Szuła A., Hadasik E., Wieczorek J.: Resistance to corrosion of magnesium alloy AZ31 after plastic working, artykuł przyjęty do druku w czasopiśmie Journal Metalurgija Hadasik E., Kuc D., Szuła A.: Wpływ parametrów odkształcania na procesy odbudowy struktury stopu Mg-Al.-Zn, artykuł przyjęty do druku w czasopiśmie Hutnik – Wiadomości Hutnicze Kuc D., Hadasik E., Pidvysotsk’yy V.: Opracowanie równań opisujących statyczne procesy odbudowy struktury odkształcanego na gorąco stopu magnezu, artykuł przyjęty do druku w czasopiśmie Hutnik – Wiadomości Hutnicze

33 Dziękuję za uwagę