Grupa Badawcza Symulacje Procesów Technologicznych

Srebrny medal na XV Międzynarodowych Targach Wynalazków i Innowacji INTARG 2022

Zespół pracujący nad wynalazkiem:

• dr inż. Łukasz Poloczek
• prof. dr hab. Roman Kuziak
• dr inż. Artur Mazur

Wynikiem badań było opracowanie czterech składów chemicznych oraz wykonanie wytopów doświadczalnych. Składy chemiczne opracowano na podstawie wyników obliczeń termodynamicznych za pomocą programu ThermoCalc oraz programu JMatPro. W obliczeniach założono, że skład chemiczny stali doświadczalnej charakteryzował się będzie takim samym równoważnikiem węgla, jak stal odniesienia S550W, która obecnie stosowana jest do wytwarzania kształtowników typu V na obudowy chodnikowe w kopalniach węgla kamiennego, jednak mangan w zmodyfikowanej stali zastępowany będzie chromem, niklem, miedzią i molibdenem. Nowo opracowany skład chemiczny stali mikrostopowej, charakteryzuje się strukturą ferytyczno-perlityczną, znacznie podwyższoną odpornością korozyjną oraz porównywalnymi właściwościami mechanicznymi w stosunku do obecnie wykorzystywanej stali S550W.

• Srebrny medal na XV Międzynarodowych Targach Wynalazków i Innowacji INTARG 2022
• Złoty medal na Międzynarodowych Targów Wynalazczości i Innowacji INEX 2021 w Indiach

Zespół pracujący nad wynalazkiem:

• dr hab. inż. Krzysztof Radwański
• prof. dr hab. Roman Kuziak

Opis rozwiązania:

Dotyczy on wielofazowej stali bezwęglikowej, składającej się głównie z bainitu z efektem TRIP. Stal wielofazowa według wynalazku jest korzystnie stosowana do produkcji szyn Vignole’a o zwiększonej trwałości użytkowej, a w szczególności o zwiększonej odporności na powstawanie defektów związanych z zużyciem i zmęczeniem kontaktowym, w porównaniu z szynami chłodzonymi powietrzem ze stali perlitycznych po walcowaniu na gorąco. Pożądane właściwości szyn uzyskuje się podczas chłodzenia w  powietrzu po walcowaniu bez konieczności wykonywania obróbki izotermicznej – tzw. bainityzacji. Austenit szczątkowy występuje w ilości większej niż 12%. Tę cechę szyn uzyskuje się poprzez odpowiednie stopowanie stali średniowęglowej oraz dodanie Ti w ilości powodującej umocnienie wydzieleniowe ferrytu bainitycznego przez nanocząstki TiC. Skład chemiczny stali w zakresie głównych pierwiastków zawiera 0,28%C, 1,1%Si, 2,5%(Mn+Cr). Właściwości mechaniczne szyn wykonanych z tej stali są następujące: Rp0,2>700 MPa, Rm>1200MPa, A10>20%, 400-450HB.

• Brązowy medal na XV Międzynarodowych Targach Wynalazków i Innowacji INTARG 2022
• Złoty medal na Międzynarodowych Targów Wynalazczości i Innowacji INEX 2021 w Indiach

Symulator procesu cynkowania ogniowego, został skonstruowany i wdrożony w Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Metalurgii Żelaza w Gliwicach.

Zespół pracujący nad wynalazkiem:

• prof. dr hab. Roman Kuziak
• dr hab. inż. Krzysztof Radwański
• dr inż. Artur Mazur
• mgr Ryszard Molenda

Opis rozwiązania:

Symulator odtwarza warunki procesowe występujące w przemysłowych liniach ciągłego wyżarzania do produkcji blach AHSS stosowanych w przemyśle samochodowym. Symulator składa się z dwóch obszarów roboczych. W górnej części próbka jest podgrzewana za pomocą cewki indukcyjnej w atmosferze N2+5%H2. Zastosowanie tej atmosfery redukuje tlenki żelaza obecne na powierzchni blachy, co jest niezbędnym zabiegiem przed zanurzeniem próbki w roztopionym stopie, z którego wykonana jest powłoka. W dolnej części symulatora znajduje się tygiel grafitowy umieszczony w piecu indukcyjnym, w którym topi się stop użyty do cynkowania, chroniony atmosferą argonu. Temperatura stopionego stopu jest ustalana w celu uzyskania wymaganej różnicy temperatur w stosunku do próbki arkusza i jest mierzona za pomocą termopar. Gdy próbka i kąpiel osiągną żądaną temperaturę, próbkę zanurza się w kąpieli. Minimalny czas zanurzania próbki w kąpieli wynosi około 2 sekundy. Symulator jest wykorzystywany w eksperymentach fizycznych mających na celu dobór składu chemicznego powłok oraz parametrów cynkowania ogniowego do zastosowania w liniach przemysłowych.