Materials Science and Welding Technologies - Technologie Materiałowe i Spawalnicze

ISSN 2956-9273
e-ISSN 3071-9119

1 stycznia 2023 roku Łukasiewicz – Instytut Spawalnictwa stał się częścią Łukasiewicz – Górnośląskiego Instytutu Technologicznego. Pociągnęło to za sobą transformację „Biuletynu Instytutu Spawalnictwa”, która uwzględnia charakterystykę nowo powstałej jednostki, obejmując swoim profilem znacznie szersze spektrum działalności badawczej.

W czasopiśmie pod nowym tytułem: „Materials Science and Welding Technologies” („Technologie Materiałowe i Spawalnicze”) będą publikowane artykuły zarówno z dziedziny spawalnictwa, jak i inżynierii materiałowej, metaloznawstwa itp. Niezależnie od wprowadzonych zmian nasze czasopismo jest i pozostanie wiodącym czasopismem branżowym w Polsce, zachowując ciągłość merytoryczną w zakresie inżynierii materiałowej i mechanicznej, przy jednoczesnym rozszerzeniu o kolejne dziedziny, m.in. inżynierię lądową i transport, energetykę, automatykę, elektronikę i elektrotechnikę. Zachęcamy do kontynuacji prenumeraty czasopisma wydawanego przez Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny. Gwarancją terminowego otrzymywania czasopisma jest zamówienie prenumeraty bezpośrednio u wydawcy. Dystrybucja czasopisma następuje niezwłocznie po ukazaniu się kolejnego wydania, z zachowaniem terminów przewidzianych cyklem wydawniczym.

2025/Vol. 69

1/2025 | 2/2025 | 3/2025 | 4/2025 | 5/2025

1/2025

Vol. 69

Szanowni Czytelnicy!

Stale kształtujemy i udoskonalamy nasze czasopismo jako miejsce przyjazne zarówno czytelnikom, jak i autorom dzielącym się wynikami swoich badań i refleksjami. Pierwszy numer w roku 2025 nie jest wyjątkiem – wprowadziliśmy w nim subtelne zmiany graficzne służące m.in. pozycjonowaniu artykułów.

W pierwszym tegorocznym numerze zamieściliśmy kalendarium z zaplanowanymi najważniejszymi wydarzeniami roku, których organizatorem, współorganizatorem lub patronem jest Sieć Badawcza Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny. Zrelacjonowaliśmy również nasze działania na rzecz edukacji młodzieży.

Z radością informujemy, że pracownik Łukasiewicz – GIT dr inż. Damian Miara obronił z wyróżnieniem pracę doktorską. Serdecznie gratulujemy! Szczegółowe informacje na temat doktoratu oraz pracy naukowej autora znajdą Państwo na stronie 62.

Zadbaliśmy także o Państwa dostęp do treści naszego czasopisma w przestrzeni cyfrowej. Informujemy, że na stronie internetowej zamieściliśmy już wszystkie dotychczas opublikowane artykuły i materiały, zapewniając prenumeratorom dostęp do bogatego archiwum. W razie problemów z logowaniem lub dostępem do konta prosimy o kontakt pod adresem redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl – nasz zespół techniczny służy pomocą.

Rok 2025 jest dla nas wyjątkowy, ponieważ obchodzimy 80-lecie Sieci Badawczej Łukasiewicz – Górnośląskiego Instytutu Technologicznego. Z okazji jubileuszu przygotowujemy specjalne materiały poświęcone historii Instytutu oraz jego wkładowi w rozwój nauki i technologii w Polsce, które zostaną opublikowane w kolejnym numerze.

Na zakończenie pragniemy zachęcić Państwa do aktywnego uczestnictwa w życiu naszego czasopisma, zarówno poprzez dzielenie się opiniami i sugestiami, jak i współtworzenie jego treści. Wierzymy, że wspólnymi siłami możemy budować inspirującą, otwartą i dynamiczną społeczność naukową.

Redakcja

Zespół Redakcyjny

Redaktor naczelny
dr hab. inż. Jarosław Marcisz
Redaktor merytoryczny
prof. dr hab. inż. Adam Zieliński
Zastępca redaktora naczelnego
dr hab. inż. Zygmunt Mikno
Redaktorzy techniczni
mgr Maciej Kiełbas
Agata Ruda
Sekretarz redakcji
mgr Justyna Chalecka

Redaktorzy tematyczni

Dr inż. Hanna Purzyńska – Badania materiałów
Dr hab. inż. Dariusz Woźniak – Technologie metalurgiczne
Prof. dr hab. inż. Jacek Słania – Spawalnictwo
Dr inż. Stanisław Gawron – Napędy i maszyny elektryczne

Rada Naukowa

Ph.D. Peter Brziak – Welding Research Institute, Bratislava, Słowacja
Prof. Dr. Ing. Dorin Dehelean – Romanian Welding Association, Timisoara, Rumunia
Prof. dr hab. inż. Stanisław Dymek – AGH
Dr hab. inż. Dariusz Fydrych, prof. PG – Pol. Gdańska
Prof. Mohamed Abdel-Hady Gepreel – E-JUST, Egipt
Dr hab. inż. Jacek Górka, prof. PŚ – Pol. Śląska
Prof. dr hab. inż. Zbigniew Gronostajski – Pol. Wrocławska
Ph.D. Carter Hamilton – Miami University, Oxford, USA
Prof. dr hab. inż. Dariusz Kata – AGH
Prof. dr hab. inż. Jerzy Łabanowski – Pol. Gdańska
Dr. Fernando Mañas – CESOL Asoc. Española Soldadura y Tec. de Unión, Hiszpania
Prof. dr hab. inż. Jarosław Mizera – Pol. Warszawska
Dr hab. inż. Krzysztof Mroczka, prof. PK – Pol. Krakowska
Prof. dr hab. inż. Maria Sozańska – Pol. Śląska
Dr hab. Maciej Szczerba, prof. PAN – IMIM PAN
Dr hab. inż. Tomasz Tański, prof. PŚ – Pol. Śląska
Dr hab. inż. Robert Ulewicz, prof. PCz – Pol. Częstochowska
Prof. dr hab. inż. Tomasz Węgrzyn – Pol. Śląska
Dr hab. Joanna Wojewoda-Budka, prof. PAN – IMIM PAN

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny
44-100 Gliwice, ul. Karola Miarki 12-14
tel. 32 23 45 205
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl

Prenumerata

Cena prenumeraty wydania drukowanego na 2025 rok wynosi 300 zł brutto
(cena jednego egzemplarza: 50 zł).
Cena prenumeraty wydania elektronicznego na 2025 rok wynosi 270 zł brutto
(cena jednego egzemplarza: 45 zł).
Warunkiem przyjęcia prenumeraty jest przesłanie zamówienia oraz dokonanie wpłaty na konto Wydawcy, z tytułem wpłaty: Prenumerata MS&WT 2025.
Druk zamówienia prenumeraty: https://biuletyn.instytutu.spawalnictwa.pl/strona-cms/prenumerata
Zamówienia należy przesyłać pocztą elektroniczną:
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl
Konto: ING Bank Śląski SA – Centrala, Departament
Obsługi Klientów Strategicznych
37 1050 0086 1000 0022 7362 2502
Można zamawiać także starsze wydania (do wyczerpania nakładu).
Dodatkowych informacji udziela Redakcja Czasopisma:
tel.: 32 234 52 71

TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE

Charakterystyki sprężystości nowej konstrukcji klatek walcowniczych i sprężyste ugięcie stojaków w innowacyjnej linii technologicznej do produkcji prętów wielkogabarytowych ze stali stopowych

Dariusz Woźniak, Aleksandra Krawczyk, Mariusz Adamczyk, Bartłomiej Walnik, Aleksandra Bagińska

Streszczenie:

W artykule przedstawiono część wyników prac badawczych wykonanych przez Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny w ramach projektu Huty Bankowa nr POIR.01.01.02-00-0143/16-00, mających na celu wyznaczenie sprężystego ugięcia na podstawie pomiarów sił nacisku na walce, odstępu między obudowami walców i sprężystych odkształceń stojaków po modernizacji klatek walcowniczych zespołu D-900. Oceniając wpływ występujących w trakcie walcowania dodatkowych naprężeń wniesionych na skutek oddziaływania siły nacisku na walce, stwierdzono, że skuteczny wzrost naprężeń w stojaku wynosi 13 MPa. Napięcie słupów klatki siłą 1,75 MN wywołuje ponad 2-krotnie większe naprężenia w słupach od naprężeń generowanych przez największe zmierzone siły nacisku na walce. Badanie szczeliny walców, polegające na pomiarze przemieszczeń obudowy walca dolnego względem obudowy walca górnego, wykazuje niewielkie zmiany szczeliny, dochodzące do około 0,04 mm. Taki zakres zmian szczeliny zapewnia uzyskanie stabilnych wymiarów walcowanego pasma w wąskich tolerancjach wymiarowych, potwierdza poprawność zastosowanego rozwiązania i skutecznego sprężenia klatek walcowniczych nakrętkami hydraulicznymi.

Słowa kluczowe: klatka walcownicza, stojak, naprężenie, siła nacisku, szczelina walcownicza, temperatura pasma

Ocena możliwości dekarbonizacji wytwarzania stali w procesie zintegrowanym poprzez zastosowanie wodoru jako reduktora tworzyw żelazonośnych, ze szczególnym uwzględnieniem odpadów poprodukcyjnych

Janusz Stecko, Marian Niesler, Alicja Szemalikowska, Krzysztof Olczyk, Marek Antończak

Streszczenie:

Celem pracy było przeprowadzenie eksperymentu wytwarzania stali w procesie zintegrowanym bez udziału węgla, z zastosowaniem wodoru jako reduktora tworzyw żelazonośnych, ze szczególnym uwzględnieniem
odpadów poprodukcyjnych. Do badań procesu redukcji w stanie ciekłym wytypowano pyły i szlamy z procesu wielkopiecowego. W wyniku testów redukcji w stanie ciekłym w atmosferze wodoru uzyskano metaliczne próbki skrzepniętego metalicznego materiału. Na podstawie wyników analizy chemicznej stwierdzono, że uzyskano metal przydatny do rozcieńczania pierwiastków resztkowych w stali, którego temperatura topienia wahała się od 1514 °C do 1529 °C.

Słowa kluczowe: pył, szlam, redukcja w stanie ciekłym, wodór, metal

SPAWALNICTWO

Modelowanie układów spawalniczych z łukiem sterowanym polem magnetycznym – część 2: Technologiczne uwarunkowania w stosowaniu zewnętrznych pól magnetycznych

Antoni Sawicki

Streszczenie:

Ze względu na różne operacje technologiczne realizowane z użyciem łuku elektrycznego zachodzi potrzeba szybkiego i rozszerzonego sterowania koncentracją lub dekoncentracją ciepła, dostarczanego do powierzchni wyrobu, spoiny lub napoiny. Warunki realizacji tych operacji obejmują polaryzację prostą lub odwrotną, prąd stały lub przemienny, łuk niezależny lub zależny. Wprowadzane dodatkowe pole magnetyczne może być wzdłużne lub poprzeczne w stosunku do osi kolumny łuku. Pod wpływem tego pola mogą występować takie zjawiska, jak: ściśnięcie łuku, wirowanie łuku, przesunięcie łuku, odchylenie łuku i drgania łuku. Pole magnetyczne może wpływać także na plamy elektrodowe, zmieniając ich rozmieszczenie, kształt lub powodując ich przemieszczenie. Może to być przyczyną poszerzenia spoiny, zmniejszenia jej porowatości i ziarnistości i zmniejszenia głębokości wtopienia. Oprócz tego możliwe jest zwiększenie prędkości spawania. Wzbudniki wielofazowe mogą wytwarzać wirujące pole magnetyczne. Tak stabilizowany łuk elektryczny jest szczególnie przydatny do spawania pod wodą. Niektóre firmy ułatwiają sterowanie procesami spawalniczymi za pomocą dodatkowego pola magnetycznego, oferując sprzedaż uniwersalnych układów elektromagnetycznych, które służą do jakościowego spajania, cięcia, napawania, hartowania itd.

Słowa kluczowe: łuk elektryczny, pole magnetyczne, sterowanie ciepłem, spawanie

Nietypowy proces technologiczny przygotowania detali do spawania

Tadeusz Sawicki

Streszczenie:

Przemysł maszynowy produkujący różnego rodzaju wyroby w postaci maszyn i urządzeń używa do ich wykonania części, detali i półwyrobów. W procesach technologicznych, w których są tworzone te detale, różny jest stopień trudności ich wykonania. Dotyczy to przede wszystkim detali, których produkcja poprzedzona jest przeprowadzeniem innych operacji. Dużą grupę takich detali stanowią te, które składają się z kilku elementów montowanych i spawanych ze sobą. Przykładem takiego detalu jest ten przedstawiony w tym artykule. Dojście do końcowego ukosowania krawędzi, jako nietypowy proces technologiczny przygotowania detalu do spawania, poprzedzony był takimi operacjami, jak: wypalanie, formowanie w przyrządzie, montaż w całości oraz spawanie i na końcu obróbka mechaniczna na tokarce karuzelowej.

Słowa kluczowe: detal, wypałka, tłoczenie, montaż, ukosowanie, spawanie

MASZYNY I NAPĘDY ELEKTRYCZNE

Opracowanie koncepcji, wykonanie oraz przetestowanie przyrządów diagnostycznych do oceny stanu technicznego napędów elektrycznych

Marcin Barański, Adam Decner, Tomasz Jarek, Filip Pindych

Streszczenie:

Praca obejmowała wykonanie koncepcji oraz wstępnej konstrukcji przyrządów: do określania stanu technicznego izolacji głównej maszyn elektrycznych oraz do określania geometrii elementów wirujących. Opracowano przyrząd bazujący na wielokryterialnej metodzie prądu stałego. Metoda opiera się na analizie wyników kilku testów, co przekłada się na określenie kondycji, w jakiej znajduje się układ izolacyjny. Autorzy wykorzystują do diagnostyki układu izolacyjnego tę metodę od wielu lat i nie napotkano do tej pory na aparaturę, która umożliwia zarejestrowanie m.in. testu odbudowy napięcia dla maszyn zasilanych napięciem o wartości powyżej 1 kV. Opracowano również przyrząd bazujący na laserowym czujniku odległości, który umożliwia wykonanie bardzo dokładnych pomiarów w trakcie prowadzenia badań diagnostycznych maszyn elektrycznych, pozwalając na wykrywanie nawet najmniejszych zmian w geometrii i położeniu elementów. Dzięki wysokiej precyzji i szybkości pomiaru, czujniki takie znajdują szerokie zastosowanie w monitorowaniu stanu maszyn elektrycznych, umożliwiając wczesne wykrywanie problemów i optymalizację pracy urządzeń.

Słowa kluczowe: uzwojenie, izolacja, diagnostyka, wirnik, komutator, przyrząd pomiarowy

Możliwości obliczeniowe, symulacyjne i projektowe Centrum Napędów i Maszyn Elektrycznych

Bartłomiej Będkowski, Tomasz Wolnik

Streszczenie:

W artykule przedstawiono możliwości obliczeniowe, symulacyjne i projektowe, jakimi dysponuje Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny, Centrum Napędów i Maszyn Elektrycznych. Praca zawiera przykładowe analizy i symulacje wybranych zjawisk elektromagnetycznych, cieplnych oraz mechanicznych, istotnych do uwzględnienia podczas projektowania silników i generatorów elektrycznych. Zaprezentowano możliwości projektowe oraz możliwości analiz numerycznych zarówno metodami autorskimi, jak i z wykorzystaniem oprogramowania komercyjnego.

Słowa kluczowe: analizy numeryczne, symulacje, projektowanie

Wielofunkcyjne zespoły napędowe przeznaczone do prac badawczych i edukacyjnych

Adam Decner, Tomasz Jarek, Marcin Barański

Streszczenie:

W artykule przedstawiono możliwości Centrum Napędów i Maszyn Elektrycznych dotyczące projektowania i wykonywania stanowisk badawczo-dydaktycznych oraz hamowni. Przedstawiono kilka zrealizowanych tematów. Wykonane aplikacje służą do badań maszyn elektrycznych oraz umożliwiają działalność dydaktyczną. Pozwalają na praktyczne zapoznanie się z wieloma typami maszyn i urządzeń elektrycznych.

Słowa kluczowe: maszyna elektryczna, hamownia, stanowisko badawcze, stanowisko dydaktyczne, pomiary, badania

Symulacje pracy silnika do zabudowy w piaście koła napędowego samochodu elektrycznego podczas jazdy

Piotr Dukalski

Streszczenie:

Silniki do zabudowy w piastach kół pojazdów elektrycznych (ang. wheel hub motors) cieszą się dużym zainteresowaniem przedstawicieli przemysłu oraz środowiska naukowego. Jest to podyktowane licznymi zaletami, wynikającymi ze znacznego uproszczenia konstrukcji napędu, nowych możliwości sterowania napędem zdecentralizowanym oraz nowymi możliwościami projektowania nadwozia pojazdu i zagospodarowania miejsca w jego przestrzeni. Tego typu silniki muszą sprostać wymaganiom dynamiki jazdy współczesnych samochodów, przy jednoczesnym ograniczeniu przestrzeni, masy i możliwości chłodzenia. W artykule autor przedstawił wyniki symulacji pracy silnika podczas jazdy samochodu elektrycznego w cyklach jazdy odwzorowujących przeciętną dynamikę jazdy samochodu.

Słowa kluczowe: silnik w piaście koła, symulacje pracy napędu elektrycznego, samochody elektryczne

Oprzyrządowanie produkcyjne i jego rola w produkcji maszyn specjalnych/prototypów

Małgorzata Gołąbek, Karolina Dąbrowska

Streszczenie:

Każdy etap tworzenia prototypów jest istotny dla osiągnięcia dokładności i powtarzalności procesu produkcyjnego. Chociaż dokładność i precyzja dla wielu oznacza to samo, to w procesie produkcyjnym jest to następstwo zdarzeń, mające bezpośrednie przełożenie na efekt. Zarówno dokładność, jak i precyzja z definicji odzwierciedlają jak blisko jest pomiar do rzeczywistej, pożądanej wartości. W przypadku procesu produkcyjnego dokładność będzie odzwierciedlała pomiar do akceptowanej wartości, podczas gdy precyzja − powtarzalność pomiarów. Właśnie do jej osiągnięcia konieczne jest skonstruowanie dokładnego oprzyrządowania produkcyjnego, dzięki któremu każda wyprodukowana sztuka zachowa powtarzalność wykonania.

Słowa kluczowe: oprzyrządowanie, produkcja, prototyp, innowacje

Napęd elektryczny eKIT – porównanie charakterystyk elektromechanicznych obliczonych oraz zmierzonych w trakcie badań

Robert Rossa, Emil Król

Streszczenie:

W artykule przedstawiono porównanie charakterystyk elektromechanicznych (charakterystyk trakcyjnych) napędu elektrycznego eKIT, obliczonych na etapie projektowania napędu oraz zmierzonych w trakcie jego badań laboratoryjnych. Napęd eKIT jest wyposażony w silnik synchroniczny z magnesami trwałymi (PMSM), o mocy znamionowej PN = 100 kW (praca S2-30) i mocy maksymalnej Pmax = 140 kW. Napęd ten jest przeznaczony dla pojazdów drogowych o masie do 3,5 t. W artykule przedstawiono najpierw rozwiązania konstrukcyjne zastosowane w obwodzie elektromagnetycznym silnika PMSM. Następnie opisano sposób obliczania i zaimplementowania charakterystyk elektromechanicznych w falowniku energoelektronicznym napędu eKIT. Obliczone charakterystyki elektromechaniczne porównano z charakterystykami uzyskanymi w trakcie badań napędu na stanowisku badawczym. Wykazano dobrą zgodność charakterystyk elektromechanicznych obliczonych i zmierzonych.

Słowa kluczowe: silnik synchroniczny z magnesami trwałymi, napęd elektryczny, pojazd elektryczny

WYDARZENIA NAUKOWE

NAUKOWCY ŁUKASIEWICZ – GIT

Doktorat – Damian Miara

WYDAWNICTWO

Seria „Monografie” nr 22
Praktyczne stosowanie konkluzji dotyczących najlepszych dostępnych technik (BAT) w przetwórstwie żelaza i stali (FMP)
Zmiany w Dziale Wydawnictw

2/2025

Vol. 69

Szanowni Czytelnicy!

Z przyjemnością przekazujemy w Państwa ręce nowy numer naszego czasopisma. Prezentujemy m.in. artykuł Bogdana Zdonka, Mariusza Boreckiego i Ireneusza Szypuły pt. Perspektywy rozwoju nisko- i zeroemisyjnych technologii produkcji stali w Polsce, w którym autorzy analizują możliwości zielonej transformacji krajowego sektora stalowego. W obszarze spawalnictwa ukazała się część trzecia pracy Antoniego Sawickiego pt. Modelowanie układów spawalniczych z łukiem sterowanym polem magnetycznym. Ponadto zaprezentowano kolejne informacje z 32. Konferencji Naukowo-Technicznej „Problemy Eksploatacji Maszyn i Napędów Elektrycznych”, a także komunikaty o wynikach badań prowadzonych w Sieci Badawczej Łukasiewicz – Górnośląskim Instytucie Technologicznym.

Z radością informujemy, że pracownik Łukasiewicz – GIT dr inż. Karol Sówka obronił z wyróżnieniem pracę doktorską. Serdecznie gratulujemy! Szczegółowe informacje na temat doktoratu oraz pracy naukowej autora znajdą Państwo na stronie 68.

Z okazji jubileuszu 80-lecia Łukasiewicz – GIT 9 maja br. odbyła się uroczysta gala, na którą przybyło blisko 300 zaproszonych gości. Na stronach 58–59 prezentujemy relację z tego wyjątkowego wydarzenia. Jubileusz Instytutu jest nie tylko okazją do świętowania ośmiu dekad nieprzerwanej działalności badawczo-rozwojowej, współpracy z przemysłem oraz budowania nowoczesnej gospodarki opartej na wiedzy, ale jest również inspiracją do dalszego działania i podejmowania wyzwań w budowaniu lepszej przyszłości.

Życzymy Państwu inspirującej lektury oraz udanego wypoczynku wakacyjnego.

Redakcja

Zespół Redakcyjny

Redaktorzy tematyczni

Rada Naukowa

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny
44-100 Gliwice, ul. Karola Miarki 12-14
tel. 32 23 45 205
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl

Prenumerata

TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE

Opracowanie składu chemicznego i parametrów obróbki cieplnej cienkościennych odlewów ze staliwa konstrukcyjnego

Bogdan Garbarz, Adam Mazurkiewicz, Waldemar Spiewok, Marzanna Marczak, Paweł Gasiński, Marcin Popławski

Streszczenie:

Na podstawie wyników eksperymentów laboratoryjnych opracowano skład chemiczny staliwa oraz parametry technologii odlewania płyt o grubości ścianki z zakresu 15–20 mm, które w stanie normalizowanym charakteryzują się następującymi właściwościami mechanicznymi: Rm > 550 MPa, Rp0,2 > 400 MPa, A5 > 5 %, przy zachowaniu wartości równoważnika węgla CE < 0,6. Uzyskana granica plastyczności jest istotnie wyższa od najwyższej granicy plastyczności osiąganej dla obecnie stosowanych odlewów normalizowanych ze staliw średniowęglowych niskostopowych, wynoszącej ok. 300 MPa. W odlanych płytach o grubości 15 mm stwierdzono występowanie pustek o maksymalnych rozmiarach liniowych w zakresie 1–2 mm. Średnie wartości porowatości płyt, obliczone na podstawie zmierzonych gęstości, mieszczą się w zakresie od 0,52 % do 1,18 %. Z testów rozciągania próbek wyciętych z badanych staliw wynika, że większy ułamek sumarycznej powierzchni pustek na powierzchni zerwania powoduje uzyskanie mniejszych wartości wydłużenia całkowitego, granicy plastyczności i wytrzymałości na rozciąganie. Wyniki badań wskazują, że jest możliwe zwiększenie właściwości mechanicznych normalizowanego średniowęglowego niskostopowego staliwa powyżej otrzymanych w pracy wartości, przy zachowaniu warunku CE<0,6, w wyniku modyfikacji składu chemicznego w zakresie zawartości C, Mn, Cr oraz V. Dodatkowe polepszenie właściwości można uzyskać w wyniku zmniejszenia wymiarów i ułamka objętości pustek skurczowych.

Słowa kluczowe: staliwo konstrukcyjne, odlew cienkościenny, mikrostruktura, porowatość odlewu, właściwości mechaniczne

Perspektywy rozwoju nisko- i zeroemisyjnych technologii produkcji stali w Polsce

Bogdan Zdonek, Mariusz Borecki, Ireneusz Szypuła

Streszczenie:

W artykule dokonano przeglądu światowej i krajowej literatury technicznej oraz zestawiono i porównano techniczne oraz ekonomiczne wskaźniki nisko- i zeroemisyjnych technologii wytapiania stali. Przedstawiono stan zaawansowania rozwoju analizowanych technologii wytapiania stali oraz oceniono szanse ich zastosowania w krajowych warunkach. W Polsce realnym sposobem na niskoemisyjną transformację sektora stalowego są inwestycje w nowoczesne elektryczne piece łukowe (EAF). Metoda EAF pozwala na produkcję stali z niższą emisją CO2 w porównaniu z tradycyjnymi metodami produkcji. Polska jest w stanie wyprodukować tą metodą kilkadziesiąt procent więcej stali, wykorzystując istniejące zasoby złomu stalowego jako głównego surowca, którego jest obecnie eksporterem netto.

Słowa kluczowe: zielony wodór, zielona energia, metalurgia wodorowa, zielona stal, technologia zeroemisyjna, scenariusz technologiczny

SPAWALNICTWO

Modelowanie układów spawalniczych z łukiem sterowanym polem magnetycznym – część 3: Wykorzystanie konduktancyjnych modeli matematycznych łuku o zaburzanych rozmiarach geometrycznych do symulowania procesów dynamicznych w układach spawalniczych

Antoni Sawicki

Streszczenie:

W trzeciej części artykułu podano uzasadnienie stosowania wybranych modeli matematycznych łuku o zmiennej długości kolumny plazmowej. Proponowane modele umożliwiają uwzględnienie dynamiki zmian wywołanych działaniem zmiennego, zewnętrznego pola magnetycznego. Modele te mogą być użyteczne do symulowania procesów w obwodach z łukami słaboprądowymi, silnoprądowymi lub w szerokim zakresie zmian natężenia prądu. Wykonane symulacje potwierdziły użyteczność tych modeli w doborze parametrów urządzeń spawalniczych.

Słowa kluczowe: łuk spawalniczy, pole magnetyczne, symulacje procesów spawalniczych

Wpływ hartowania elektronowego na własności tribologiczne stali w różnych stanach dostawy

Piotr Śliwiński, Marek Węglowski, Andrzej Wieczorek, Paweł Nuckowski, Emilia Skołek, Szymon Marciniak

Streszczenie:

Stale nanobainityczne wykazują bardzo korzystne połączenie właściwości mechanicznych, takich jak wytrzymałość, plastyczność oraz odporność na zużycie. Ze względu na swoje własności znajdują zastosowanie w produkcji odpowiedzialnych elementów maszyn, takich jak wały czy przekładnie zębate. Jednak w niektórych przypadkach, aby osiągnąć pożądane rezultaty, może być konieczne zwiększenie twardości warstwy powierzchniowej. W przedstawionym badaniu prostopadłościenne elementy ze stali nanobainitycznej hartowano wiązką elektronów. Uzyskane próbki zostały następnie poddane analizie mikrostruktury za pomocą mikroskopii świetlnej, a także analizie XRD, pomiarom twardości Vickersa i testom tribologicznym typu Ball-On-Disc. Wyniki analiz ujawniły znaczące zmiany mikrostruktury i wynikający z nich wzrost twardości i odporności na zużycie tribologiczne.

Słowa kluczowe: hartowanie, wiązka elektronów, stal, bainit, mikrostruktury, nanobainit, własności mechaniczne

Analiza wpływu spawania laserowego, hybrydowego i łukowego stali odpornych na korozję na emisję, składy chemiczny i fazowy oraz morfologię pyłu spawalniczego

Joanna Wyciślik-Sośnierz, Jolanta Matusiak, Zofia Kania-Pifczyk, Michał Urbańczyk, Piotr Knapik

Streszczenie:

Praca badawcza wchodzi w skład cyklu badań poświęconych charakterystyce zagrożeń pyłowych powstających podczas spawania łukowego, laserowego i hybrydowego stali odpornych na korozję.
W niniejszej pracy wykonano badania wielkości emisji pyłu całkowitego, oznaczono składy chemiczny i fazowy pyłu oraz przeprowadzono analizę morfologii pyłu, obejmującą budowę i wielkość cząstek podczas spawania łukowego stali odpornych na korozję. W celu oceny złącza wykonano badania metalograficzne makroskopowe dla analizowanych zestawów parametrów. Kolejny etap pracy obejmował analizę porównawczą uzyskanych wyników w całym cyklu badawczym, ukierunkowaną na określenie wpływu gatunku stali odpornej na korozję, metody spawania i parametry technologiczne procesu na wielkość emisji, składy chemiczny i fazowy oraz morfologię pyłu.

Słowa kluczowe: emisja zanieczyszczeń pyłowych, skład chemiczny pyłu, analiza fazowa pyłu, morfologia pyłu, spawanie łukowe, spawanie laserowe, spawanie hybrydowe (laser + MIG), stale odporne na korozję

MASZYNY I NAPĘDY ELEKTRYCZNE

Pomiar geometrii elementów wirujących maszyn elektrycznych

Adam Decner, Tomasz Jarek, Marcin Barański

Streszczenie:

W artykule przedstawiono koncepcję oraz wstępną konstrukcję przyrządu do określania geometrii elementów wirujących, często znajdujących się pod napięciem. Do prowadzenia badań wybrano laserowe czujniki odległości, które są dokładne i mogą zostać zastosowane podczas prowadzenia diagnostyki maszyn elektrycznych, pozwalając na wykrywanie nawet najmniejszych zmian w geometrii i położeniu elementów.

Słowa kluczowe: maszyna elektryczna, diagnostyka, wirnik, komutator, pomiary, badania

Ograniczanie hałasu silników trakcyjnych – projekt i analiza wibroakustyczna

Emil Król

Streszczenie:

W artykule przedstawiono proces projektowania nowego silnika trakcyjnego z magnesami trwałymi typu SMwsK280M16B, opracowanego w Łukasiewicz – Górnośląskim Instytucie Technologicznym. Silnik o mocy maksymalnej 650 kW i momencie maksymalnym 5900 Nm zaprojektowano z uwzględnieniem wysokiej sprawności, zwartej konstrukcji oraz minimalizacji emisji hałasu. Równolegle przeprowadzono analizy elektromagnetyczne i wibroakustyczne, umożliwiające ocenę wpływu zmian konstrukcyjnych na hałas i drgania. Wyniki obliczeń potwierdziły brak rezonansów w krytycznych zakresach prędkości obrotowych oraz spełnienie wymagań akustycznych. Prace zrealizowano z wykorzystaniem zintegrowanego podejścia obejmującego symulacje numeryczne, analizę modalną oraz badania prototypów.

Słowa kluczowe: hałas silników trakcyjnych, wibroakustyka, drgania

Rozwój urządzeń elektroniki przemysłowej i systemów stabilizacji wibracyjnej

Łukasz Lorek, Janusz Skiba, Wojciech Oborski, Leszek Szubert

Streszczenie:

Zadanie I: Modernizacja układu sterowania stabilizatora wibracyjnego

Opracowano nową wersję układu sterowania stabilizatora wibracyjnego, wykorzystującą wbudowany komputer przemysłowy typu SBC (ang. Single Board Computer) oraz zastosowano nowy model przekształtnika i550 w miejsce wycofanego z produkcji przekształtnika Lenze serii 8200.

Zadanie II: Opracowanie modelu falownika rezonansowego równoległego

Zaprojektowano i stworzono modele falownika rezonansowego: równoległego i szeregowo-równoległego. Wykonano wiele symulacji komputerowych falownika rezonansowego równoległego i falownika rezonansowego szeregowo-równoległego. Przeprowadzono próby działania prototypu falownika w nagrzewnicy indukcyjnej. Porównano różne rodzaje falowników rezonansowych.

Słowa kluczowe: stabilizacja wibracyjna, motowibrator, falownik rezonansowy równoległy, falownik rezonansowy szeregowo-równoległy, nagrzewnica indukcyjna, nagrzewanie indukcyjne, rezonans równoległy

WYDARZENIA NAUKOWE

NAUKOWCY ŁUKASIEWICZ – GIT

Doktorat – Karol Sówka

3/2025

Vol. 69

Szanowni Czytelnicy!

Z radością oddajemy w Państwa ręce nowy numer „Materials Science and Welding Technologies”. Na jego łamach prezentujemy m.in. artykuł Magdaleny Knapik, Sylwii Kozłowicz, Jadwigi Charasińskiej i Andrzeja Hryniszyna dotyczący analizy składu czarnej masy z recyklingu baterii litowo-jonowych. Skuteczna analiza ma istotne znaczenie dla efektywnego odzysku metali i zmniejszania szkód środowiskowych. O roli kompetencji personelu laboratoriów badawczych w zapewnieniu jakości oraz wiarygodności wyników przeczytają Państwo w tekście Marty Wolskiej. Ciekawym przykładem interdyscyplinarności, łączącym neurokognitywistykę ze spawalnictwem, jest artykuł Bogny Tuzinkiewicz. Autorka pisze o tym, jak zrozumienie naturalnych reakcji organizmu wpływa na jakość, ponieważ „nie jest [ona] wyłącznie kwestią zgodności ze standardem, lecz również wynikiem zdolności poznawczych, percepcyjnych i regulacyjnych osób za nią odpowiedzialnych”. Z kolei Szczepan Opach i Krystian Mitka przedstawili efekty modelowania termicznego stanu ustalonego silnika typu LEMoK IM 270.

W ostatnich miesiącach w Łukasiewicz – Górnośląskim Instytucie Technologicznym gościliśmy uznanych ekspertów: dr. Wenqi Zhanga, specjalistę w dziedzinie technologii łączenia materiałów, oraz Wiktora Niedzickiego, dziennikarza i popularyzatora nauki. By zapoznać się z działalnością Instytutu, odwiedziły nas grupy studentów z Meksyku oraz przedstawiciele trzynastu europejskich klastrów przemysłowych. W murach Instytutu odbyła się również konferencja pn. „Zrównoważony rozwój w branży recyklingowej”. Z relacjami z tych wydarzeń zapoznają się Państwo w ostatnim dziale czasopisma.

Życzymy Państwu inspirującej lektury oraz bezpiecznego powrotu z wakacyjnych podróży. Niech zgromadzone w tym czasie doświadczenia zostaną z Państwem na długo.

Redakcja

Zespół Redakcyjny

Redaktorzy tematyczni

Rada Naukowa

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny
44-100 Gliwice, ul. Karola Miarki 12-14
tel. 32 23 45 205
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl

Prenumerata

TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE

Opracowanie metody analitycznej oznaczania składu chemicznego czarnej masy z recyklingu baterii litowo-jonowych z wykorzystaniem techniki ICP-OES

Magdalena Knapik, Sylwia Kozłowicz, Jadwiga Charasińska, Andrzej Hryniszyn

Streszczenie:

Nowoczesne technologie odzysku metali krytycznych z materiałów pochodzących z recyklingu baterii Li-ion wymagają zaplecza analitycznego umożliwiającego kontrolę otrzymywanych produktów. Wzrost znaczenia elektromobilności oraz ograniczonych zasobów surowców sprawia, że skuteczna analiza czarnej masy staje się istotna dla efektywnego odzysku metali. Celem badań przeprowadzonych w Centrum Chemii Analitycznej Łukasiewicz – Instytutu Metali Nieżelaznych było opracowanie metod kontroli składu chemicznego czarnej masy z wykorzystaniem techniki ICP-OES.

Słowa kluczowe: recykling, baterie LI-ion, czarna masa, ICP-OES

Optymalizacja roztwarzania stopów AlNiCo do analizy ICP-OES na podstawie oceny liniowości R2 i odzysku

Piotr Knapik, Aleksandra Latacz

Streszczenie:

Zbadano wpływ procedur roztwarzania próbek stopów AlNiCo na jakość oznaczeń ICP-OES, wykorzystując współczynnik determinacji (R²) jako miarę liniowości krzywych kalibracyjnych. Oceniono skuteczność czterech mieszanin trawiących (A–D), z których tylko układy zawierające HF pozwoliły uzyskać wartości R² powyżej 0,998 dla wszystkich oznaczanych pierwiastków. Wysoka liniowość może świadczyć o ograniczeniu efektów matrycowych i bardziej jednorodnym roztwarzaniu. Skuteczność preparatyki potwierdzono niezależnie na podstawie porównania oznaczenia ICP-OES z wynikami referencyjnymi uzyskanymi techniką spark-OES.

Słowa kluczowe: ICP-OES, współczynnik determinacji, roztwarzanie próbek, krzywe kalibracyjne, AlNiCo, analiza stopów

Oznaczanie niklu, molibdenu, wanadu i glinu w materiałach z przerobu katalizatorów petrochemicznych (HDS)

Sylwia Kozłowicz, Piotr Madej, Jadwiga Charasińska, Ewa Jamroz, Daniel Tapa, Renata Telega

Streszczenie:

Recykling zużytych katalizatorów petrochemicznych z instalacji odsiarczania (HDS) ma ogromny potencjał do odzysku surowców krytycznych. Celem badań przeprowadzonych w Centrum Chemii Analitycznej Łukasiewicz – IMN było opracowanie procedur analitycznych do kontroli składu chemicznego próbek katalizatora petrochemicznego po ekstrakcji frakcji ropopochodnej oraz próbek katalizatora petrochemicznego wzbogacanych termicznie w procesie pirolizy.

Słowa kluczowe: katalizator petrochemiczny, recykling, surowce krytyczne, metody analityczne

Opracowanie metodyki badan odporności wyrobów stalowych na niszczenie w warunkach korozji naprężeniowej w środowisku nawodorowującym na przykładzie materiału przeznaczonego dla transportu przesyłowego

Krzysztof Radwański, Jarosław Gazdowicz, Witosław Kubosz

Streszczenie:

Wykonano prace związane z uruchomieniem laboratorium badań odporności materiałów na pękanie naprężeniowe w środowisku korozyjnym z wykorzystaniem testu SSC, według Metody A – NACE Standard Tensile Test zgodnie z normą NACE 01777. Jest to obecnie jedyne działające w kraju laboratorium SSC. W oparciu o nową metodykę badawczą możliwa jest kwalifikacja materiałów do zastosowań na rury w transporcie przesyłowym gazu, nafty czy mieszanin zawierających wodór. Metodyka będzie również przydatna w pracach projektowych z zakresu określania podatności materiału na pękanie w danym środowisku, wyznaczenia wpływu wartości obciążenia zewnętrznego na odporność materiału w środowisku korozyjnym, a także analizy wpływu różnych środowisk na zachowanie się materiału poddanego obciążeniom zewnętrznym. Ponadto w ramach pracy wykonano statyczną próbę rozciągania w celu określenia granicy plastyczności materiału, w oparciu o którą dobrano warunki obciążenia próbki dla testu według Metody A, zarówno z obciążeniem, jak i bez niego. Próbę bez obciążenia wykonano, aby określić wpływ środowiska na korozję materiału.

Słowa kluczowe: wodór, test SSC, stal, transport przesyłowy

Opracowanie podstaw nowej metodyki badan korozji w atmosferze pary wodnej materiałów dla zastosowań wodorowych

Agnieszka Sasiela, Radosław Swadźba, Piotr Stawarczyk, Zofia Kania-Pifczyk

Streszczenie:

W ramach pracy przeprowadzono badania mające na celu opracowanie nowej metodyki badań nad korozją wysokotemperaturową w atmosferze pary wodnej, co związane jest ze stosowaniem wodoru jako paliwa. Badania przeprowadzono na utlenionych próbkach monokrystalicznego żarowytrzymałego nadstopu niklu, wykorzystywanego do produkcji łopatek turbin lotniczych. Zbadano wpływ obecności pary wodnej w atmosferze utleniającej na powstającą warstwę tlenkową oraz na mikrostrukturę i skład fazowy próbek monokrystalicznego żarowytrzymałego nadstopu niklu. Badania potwierdziły negatywny wpływ obecności pary wodnej na proces utleniania próbek. Kontynuacja pracy związana będzie ze stworzeniem stanowiska badawczego z wysokotemperaturowym piecem umożliwiającym wprowadzenie pary wodnej do atmosfery utleniającej, tak by kontynuować testy utleniania w wyższych temperaturach oraz przy dłuższym czasie ekspozycji.

Słowa kluczowe: żarowytrzymałe nadstopy niklu, utlenianie, para wodna, metody mikroskopii elektronowej

Kompetencje personelu laboratorium – miedzy wymaganiami normatywnymi a praktyka operacyjna

Marta Wolska

Streszczenie:

W artykule omówiono znaczenie kompetencji personelu w laboratoriach badawczych. Przede wszystkim zwrócono uwagę na kluczową rolę w zapewnianiu jakości, wiarygodności wyników oraz zgodności z normami. Przedstawiono wymagania normatywne, metody oceny i monitorowania kompetencji oraz praktyczne narzędzia wspierające ten proces, takie jak matryce kompetencji czy formularze oceny.

Słowa kluczowe: personel, laboratorium, kompetencje, zarządzanie

SPAWALNICTWO

Badania technologiczne spawania zrobotyzowanego stali trudnordzewiejącej

Janusz Rykała

Streszczenie:

Przedmiotem pracy badawczej było określenie warunków technicznych i opracowanie technologii ręcznego i zrobotyzowanego spawania łukowego MAG blach ze stali S355J2W+N (znanej w przemyśle jako stal trudnordzewiejąca lub COR-TEN). Podczas badań technologicznych warunków spawania wykonano złącza doczołowe i teowe, badania nieniszczące, a także badania metalograficzne makro- i mikroskopowe (mikroskopia świetlna). Przeprowadzono również badania mechaniczne złączy doczołowych (próby wytrzymałości na rozciąganie i próby wytrzymałości zginania) oraz pomiary twardości we wszystkich obszarach wykonanych złączy. Opracowano warunki techniczne spawania blach ze stali S355J2W+N w sposób ręczny oraz zrobotyzowany − metodą MAG, a także określono wpływ podstawowych parametrów spawania na strukturę i właściwości połączeń.

Słowa kluczowe: robot, MAG, S355J2W+N, stal trudnordzewiejąca, 135, Valk Welding, stal COR-TEN

Zarzadzanie jakością w spawalnictwie z perspektywy humanocentrycznej: ujęcie neurokognitywne

Bogna Tuzinkiewicz

Streszczenie:

Artykuł ma na celu wskazanie mechanizmów neurokognitywnych, które – choć opisywane w literaturze – rzadko są analizowane w kontekście funkcjonowania systemów zarządzania jakością. Pojęcie neurokognitywnych mechanizmów odnosi się do procesów decyzyjnych, percepcyjnych i poznawczych, opisywanych na styku neuronauki, psychologii i psycholingwistyki. Proponowane podejście opiera się na zrozumieniu naturalnych reakcji organizmu w warunkach presji, w budowaniu poczucia bezpieczeństwa psychofizjologicznego oraz w redukcji dysonansu poznawczego. W tym ujęciu może ono wspierać rozwój praktyk zarządczych, zwłaszcza w obszarze jakości procesów specjalnych, gdzie napięcia poznawcze i reakcje układu nerwowego mają istotny wpływ na skuteczność działania. Tym samym przegląd ten stanowi próbę osadzenia humanocentrycznego filaru Przemysłu 5.0 w praktyce zarządzania jakością – nie od strony technologii, lecz poprzez doświadczenie osób odpowiedzialnych za jakość.

Słowa kluczowe: zarządzanie jakością, Przemysł 5.0, humanocentryzm, inżynieria spawalnictwa, podejmowanie decyzji, układ nerwowy, środowisko wysokiej presji, mechanizmy neurokognitywne, poczucie bezpieczeństwa, dysonans poznawczy

MASZYNY I NAPĘDY ELEKTRYCZNE

Modelowanie termicznego stanu ustalonego silnika indukcyjnego z wirnikiem zewnętrznym o dużej gęstości mocy typu LEMoK IM 270 o mocy PN = 65 kW

Szczepan Opach, Krystian Mitka

Streszczenie:

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania metody elementów skończonych (MES) oraz obliczeniowej mechaniki płynów (CFD) w oprogramowaniu Ansys Fluent do modelowania termicznego stanu ustalonego maszyn elektrycznych chłodzonych cieczą, na przykładzie silnika indukcyjnego z wirnikiem zewnętrznym typu LEMoK IM 270 o mocy znamionowej P_N = 65 kW i prędkości znamionowej n_N = 7917 min^-1.

Słowa kluczowe: silnik indukcyjny z wirnikiem zewnętrznym, obliczenia cieplne, metoda elementów skończonych, obliczeniowa mechanika płynów

WYDARZENIA NAUKOWE

Wizyta dr. Wenqi Zhanga, międzynarodowego eksperta w dziedzinie technologii łączenia materiałów
„Zrównoważony rozwój w branży recyklingowej: przygotowanie MSP do raportowania ESG”
Studenci z Meksyku odwiedzili Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny
CiekaWizja w Łukasiewicz – GIT: Wiktor Niedzicki odkrywa przyszłość napędów elektrycznych
Delegacja europejskich klastrów przemysłowych z wizyta w Łukasiewicz – GIT
Kalendarium

4/2025

Vol. 69

Szanowni Czytelnicy!

Z radością oddajemy w Państwa ręce nowy numer „Materials Science and Welding Technologies”. Na jego łamach publikujemy m.in. komunikat o wynikach badań Aleksandry Latacz i Piotra Knapika. Efektywne wykorzystanie odpadów żelazonośnych jest jednym z najważniejszych wyzwań gospodarki surowcowej, dlatego naukowcy z Łukasiewicz – Górnośląskiego Instytutu Technologicznego opracowali procedurę analityczną łączącą ekstrakcję jonową z oznaczeniem żelaza metalicznego techniką ICP-OES. Z kolei Krzysztof Kwieciński, Łukasz Poloczek, Piotr Głowacki oraz Marcin Kempny przedstawili metody badawcze wpływu wodoru na metale i ich stopu. Mają one zastosowanie m.in. w określeniu zmian materiałów konstrukcyjnych pod wpływem wodoru.

Wśród zamieszczonych relacji w ostatnim dziale czasopisma przeczytają Państwo o obecności Łukasiewicz – GIT na arenie międzynarodowej. Magdalena Sroka uczestniczyła w stypendium badawczym na Politechnice Turyńskiej w ramach prestiżowego programu KMM-VIN Research Fellowship Programme 2025. Na targach Schweissen
& Schneiden w Essen, jednym z najważniejszych globalnych wydarzeń poświęconych technologiom spawalniczym i cięcia, najnowszym rozwiązaniom technologicznym przyglądała się reprezentacja naszego Centrum Spawalnictwa. W ramach międzynarodowego projektu SUPER do Gliwic przyjechali studenci, doktoranci oraz młodzi specjaliści, aby rozmawiać o przyszłości stali. Instytut odwiedzili również przedstawiciele kameruńskiego University of Buea w celu nawiązania współpracy z wiodącą jednostką zajmującą się technologiami spawalniczymi.

Życzymy Państwu inspirującej lektury.
Redakcja

Zespół Redakcyjny

Redaktorzy tematyczni

Rada Naukowa

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny
44-100 Gliwice, ul. Karola Miarki 12-14
tel. 32 23 45 205
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl

Prenumerata

TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE

Modelowanie i analiza numeryczna procesu prostowania naciągowego blach ze stali o zwiększonej odporności na korozję atmosferyczną

Jarosław Opara, Valeriy Pidvysots’kyy, Marcin Kempny

Streszczenie:

W ramach przeprowadzonych badań analizowano proces prostowania naciągowego blach przy użyciu symulacji numerycznych oraz badań plastometrycznych. Opracowano model reologiczny dla stali S355J2W+N, który posłużył do przeprowadzenia symulacji numerycznych procesu prostowania blachy o początkowej krzywiźnie 40 mm. Wyniki symulacji pozwoliły określić minimalne wartości naciągu, niezbędne do uzyskania końcowej krzywizny poniżej 5 mm, a także zidentyfikować zależność między grubością pasma a wymaganym poziomem odkształcenia plastycznego. Przeanalizowano również rozkład naprężeń resztkowych oraz wpływ wartości naciągu na równomierność odkształceń w materiale. Uzyskane wyniki mogą posłużyć do optymalizacji prostowania naciągowego, co pozwoli na poprawę jakości produkowanych blach oraz minimalizację naprężeń resztkowych w gotowych elementach.

Słowa kluczowe: prostowanie naciągowe, symulacje numeryczne, model reologiczny, naprężenia resztkowe, odkształcenie plastyczne

Zintegrowane narzędzie do analizy wykresów przemian fazowych stali

Valeriy Pidvysots’kyy, Roman Kuziak, Władysław Zalecki, Łukasz Poloczek

Streszczenie:

Artykuł przedstawia opracowane narzędzie do generowania wykresów CTPc stali konstrukcyjnych oraz do wykorzystania modeli przemian fazowych do analizy wpływu warunków chłodzenia wyrobów stalowych na uzyskiwaną strukturę. Stosowanie programów komputerowych pozwalających na modelowanie numeryczne procesów chłodzenia umożliwia przeprowadzenie wnikliwszej analizy procesu chłodzenia w porównaniu z bezpośrednią analizą wykresów CTPc. Wiąże się to z koniecznością poniesienia kosztów inwestycyjnych na zakup specjalistycznego oprogramowania oraz zatrudnienie wykwalifikowanego personelu. Opracowane narzędzie umożliwia przybliżone oszacowanie struktur, które mogą powstać w wyrobach stalowych w wyniku zastosowania określonego sposobu chłodzenia.
Tym samym wspomaga proces określania warunków chłodzenia dla uzyskania pożądanego stanu struktury i właściwości mechanicznych. Opracowane narzędzie zostało stworzone na podstawie arkuszu programu Excel, z wykorzystaniem makr kodowanych w języku Visual Basic for Applications (VBA). Analiza może być ograniczona do wizualnej prezentacji krzywej chłodzenia, a także obejmować przewidywanie udziałów składników mikrostruktury oraz właściwości mechanicznych. Narzędzie może być przydatne do analizy procesu chłodzenia wyrobów małogabarytowych charakteryzujących się prostymi kształtami, takich jak pręty płaskie lub okrągłe.

Słowa kluczowe: obróbka cieplna, wykres CTPc, model przemian fazowych, właściwości mechaniczne

Wpływ warunków procesu reakcji jonowymiennej na odzysk żelaza metalicznego w próbkach po redukcji wodorem

Aleksandra Latacz, Piotr Knapik

Streszczenie:

W pracy oceniono skuteczność ekstrakcji żelaza metalicznego metodą reakcji jonowymiennej z 0,5 M CuSO4. Reakcję prowadzono w temperaturze 95 °C przez 15–85 min, z mieszaniem lub bez.
Zakwaszenie roztworu do pH 1 zapewniało stabilność Fe2+ podczas przechowywania. Optymalne warunki (60 min, wrzenie, mieszanie, zakwaszenie) pozwalały uzyskać odzysk 99–102 % i CV ~2 %.

Słowa kluczowe: żelazo metaliczne, reakcja jonowymienna, ICP-OES, odzysk, ekstrakcja

SPAWALNICTWO

Opracowanie metod badawczych wpływu wodoru na metale i ich stopy

Krzysztof Kwieciński, Łukasz Poloczek, Piotr Głowacki, Marcin Kempny

Streszczenie:

Praca instalacji przemysłowych w warunkach możliwie najwyższego ich obciążenia stwarza konieczność monitorowania ich zagrożenia degradacją wodorową. Zagadnienie to jest niezwykle ważne ze względu na potrzebę jak najdokładniejszego określenia realnego czasu pracy tego typu instalacji. Względy bezpieczeństwa oraz aspekty ekonomiczne przymusowego przestoju instalacji nakazują ciągłe monitorowanie stanu materiału konstrukcji. Jedną z powszechnie stosowanych metod wspomagających określenie wpływu wodoru na metale i ich stopy jest wodorowanie próbek. Proces ten polega na nasyceniu badanych próbek wodorem. Wpływ wodoru na zmiany materiałów konstrukcyjnych jest różny i zależy od rodzaju materiału oraz wielu czynników, np. termicznych, strukturalnych, mechanicznych. Intensywność tego procesu uzależniona jest od prędkości dyfuzji wodoru w metalu oraz rozpuszczalności wodoru w danym materiale. W przypadku stali nasycenie wodorem może powodować opóźnione pękanie wodorowe, obniżenie plastyczności, zmiany mikrostrukturalne oraz tworzenie pęcherzy i pęknięć wodorowych. Obecnie Łukasiewicz − Górnośląski Instytut Technologiczny dysponuje komorą umożliwiającą prowadzenie badań wpływu wodoru na metale i ich stopy w atmosferze wodoru. Komora ta stanowi wyposażenie systemu Gleeble 3500. Zastosowanie tego urządzenia umożliwia określenie wpływu wodoru na próbkę w rożnych warunkach termicznych.

Słowa kluczowe: wodór, badania materiałowe, Gleeble, symulacje cieplne

Wpływ parametrów oscylacji wiązki elektronów na jakość i właściwości złączy spawanych ze stopów aluminium

Paweł Pogorzelski, Piotr Śliwiński

Streszczenie:

Mimo szerokiego zastosowania w przemyśle stopy aluminium stwarzają liczne trudności przy spawaniu. Przeanalizowano wpływ oscylacji wiązki elektronów na jakość i właściwości mechaniczne złączy spawanych wykonanych ze stopów 2017 i 7075. Oscylacja poprzeczna przyniosła najlepsze rezultaty, szczególnie dla stopu 2017. Wyniki wskazują jednak na konieczność dalszej optymalizacji procesu, aby poprawić właściwości złączy.

Słowa kluczowe: wiązka elektronów, spawanie aluminium, oscylacja wiązki elektronów

Komunikar o wynikach badań

Badania technologiczne zgrzewania tarciowego i rezystancyjnego oraz klejenia wybranych gatunków stali i stopów aluminium pod kątem zastosowania w przemyśle zbrojeniowym i transportowym

Aleksandra Węglowska, Kinga Michalak, Beata Rams, Jolanta Matusiak, Adam Pietras, Damian Miara, Jacek Pietrzak, Robert Bryk

ZADANIE NR 1

Tytuł: Badania technologiczne zgrzewania tarciowego szybkoobrotowego blach pancernych ze stali nanobainitycznych pod kątem zastosowania w przemyśle zbrojeniowy

Streszczenie: Badano wpływ parametrów technologicznych zgrzewania tarciowego szybkoobrotowego na jakość złączy wykonanych z blachy ze stali nanobainitycznej i pręta ze stali niestopowej C45 oraz blachy ze stali Armox 560T i pręta ze stali niestopowej C45. Złącza wykonane przy wybranych parametrach zgrzewania poddano badaniom makro- i mikroskopowym, badaniom twardości i wytrzymałości w próbie rozciągania. Na podstawie zarejestrowanych przebiegów drogi skracania, prędkości obrotowej oraz siły docisku analizowano proces zgrzewania. Prowadzono rejestrację przebiegu momentu obrotowego tarcia oraz temperatury obszaru zgrzewania.

Słowa kluczowe:zgrzewanie tarciowe szybkoobrotowe, stale pancerne, mikrostruktura, własności mechaniczne złączy

ZADANIE NR 2

Tytuł: Analiza zastosowania blach stalowych z powłokami antykorozyjnymi w przemyśle samochodowym oraz badania technologiczne zgrzewania rezystancyjnego wybranych blach pod kątem zastosowań przemysłowych

Streszczenie: Celami pracy były: poszerzenie wiedzy dotyczącej zgrzewania rezystancyjnego zaawansowanych stali z powłokami antykorozyjnymi oraz określenie wpływu parametrów technologicznych zgrzewania rezystancyjnego punktowego na zgrzewalność blach, mikrostrukturę zgrzein, twardość obszaru zgrzewania oraz wytrzymałość złącza zgrzewanego. Osiągnięto je przez opracowanie i badania modelu numerycznego zgrzewania blach w programie Sorpas 3D oraz badania technologiczne na zgrzewarce Dalex PMS 14-6MF. Do badań wybrano trzy gatunki blach stalowych: HCT980X, DX51 Z100, H340LAD Granocoat 50/50 ZE. Próby wyłuskania, pomiary twardości, badania wytrzymałości w próbie ścinania oraz badania metalograficzne pozwoliły na określenie jakości otrzymanych złączy zgrzewanych.

Słowa kluczowe: zgrzewanie rezystancyjne punktowe, przemysł motoryzacyjny, blachy stalowe, powłoki antykorozyjne

ZADANIE NR 3

Tytuł: Badania wpływu warunków technologicznych procesu klejenia na wytrzymałość złączy klejowych stopów aluminium stosowanych w przemyśle samochodowym i kolejowy

Streszczenie: Celem pracy było przeprowadzenie badań wpływu parametrów technologicznych klejenia, takich jak czas i temperatura utwardzania klejów epoksydowych, na wytrzymałość złączy klejowych.
Badania przeprowadzono dla dwóch stopów aluminium: EN AW 5083 i EN AW 6062. Wyniki badań wykazały, że wytrzymałość złączy klejowych wzrasta wraz ze wzrostem temperatury utwardzania klejów epoksydowych. Wykazano, że optymalne warunki utwardzania (temperatura i czas) są zależnie od rodzaju użytego kleju epoksydowego oraz rodzaju klejonego stopu aluminium.

Słowa kluczowe: klejenie, przygotowanie powierzchni, stopy aluminium, złącza klejowe, wytrzymałość złączy klejowych, utwardzanie kleju

NAUKOWCY ŁUKASIEWICZ – GIT

Międzynarodowe stypendium dr inż. Magdaleny Sroki
Utworzenie stanowiska do analiz śladowych zanieczyszczeń w innowacyjnych materiałach stosowanych w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i energetycznym

WYDARZENIA NAUKOWE

Wizyta przedstawicieli University of Buea
Międzynarodowy Salon Przemysłu Obronnego
Międzynarodowe Targi Spawania i Cięcia – Schweissen & Schneiden

5/2025

Vol. 69

Szanowni Czytelnicy!

Z radością oddajemy w Państwa ręce nowy numer „Materials Science and Welding Technologies”. Artykuł Alicji Szemalikowskiej ukazuje, jak zaawansowana analiza gazów metodą spektrometrii masowej może znacząco pogłębić zrozumienie mechanizmów redukcji żelaza w procesach wysokotemperaturowych. Autorka pokazuje, że spektrometria masowa staje się ważnym narzędziem w rozwoju niskoemisyjnych technologii hutniczych, zwłaszcza w kontekście metalurgii wodorowej. Z zakresu spawalnictwa publikujemy artykuł Michała Urbańczyka, prezentujący wyniki badań nad wytwarzaniem szczelnych złączy rur dwuwarstwowych metodą hybrydowego spawania laser + MIG/MAG i koncentrujący się na jakości połączeń oraz analizie ich struktury i twardości.

Gratulujemy dr. inż. Adamowi Grycowi udziału w projekcie Centrum Nauki Kopernik i Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego „Nauka ma głos” oraz życzymy mu kolejnych sukcesów w popularyzowaniu nauki wśród szerokiej publiczności.

Wśród zamieszczonych w ostatnim dziale relacji znajdą Państwo informacje o aktywności Łukasiewicz – GIT zarówno na krajowych wydarzeniach, jak i na arenie międzynarodowej. Spośród nich warto wspomnieć m.in. o udziale w Międzynarodowych Targach Spawalniczych ExpoWELDING, Kongresie Nowej Mobilności czy o dołączeniu do projektu AID4GREENEST, którego celem jest opracowanie opartych na sztucznej inteligencji narzędzi do charakteryzowania i modelowania stali, wspierających projektowanie materiałów, procesów i produktów w kierunku bardziej zrównoważonej i niskoemisyjnej produkcji.

Trwają prace nad modyfikacją dotychczasowej formuły naszego czasopisma „Materials Science and Welding Technologies”.

Planujemy rozszerzenie obszaru aktywności, w tym modyfikację tytułu w kierunku czasopisma interdyscyplinarnego, którego pierwszy numer planowany jest na drugą połowę 2026 r. Będziemy sukcesywnie przekazywać Państwu szczegółowe informacje dotyczące tych zmian.

Życzymy Państwu inspirującej lektury.
Redakcja

Zespół Redakcyjny

Redaktorzy tematyczni

Rada Naukowa

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny
44-100 Gliwice, ul. Karola Miarki 12-14
tel. 32 23 45 205
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl

Prenumerata

TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE

Wpływ zróżnicowanego sposobu chłodzenia po odkształceniu plastycznym na mikrostrukturę i wybrane właściwości stali perlitycznej R350HT

Mariusz Adamczyk, Dariusz Woźniak, Władysław Zalecki, Bartłomiej Walnik, Aleksandra Bagińska

Streszczenie:

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu zróżnicowanej szybkości chłodzenia próbek w zakresie temperaturowym przemiany perlitycznej na rodzaj i morfologię struktury oraz na twardość stali szynowej w gatunku R350HT. Parametry temperaturowo-czasowe eksperymentów zaprojektowano w oparciu o kinetykę przemian fazowych austenitu, opracowanej z zastosowaniem badań dylatometrycznych. Warunki przyśpieszonego chłodzenia z szybkością w zakresie 1–10 °C · s–1 po odkształceniu plastycznym próbek na gorąco symulowano z zastosowaniem urządzenia Gleeble 3800. Wyznaczono relację pomiędzy wyjściową mikrostrukturą i zmienną szybkością chłodzenia a odległością między płytkami cementytu w perlicie S0 oraz twardością stali szynowej R350HT. Dokonano identyfikacji krytycznych parametrów chłodzenia, zapewniających uzyskanie odpowiedniej twardości, która jest wymagana dla obszaru przypowierzchniowego główki szyny ze stali R350HT, przy zachowaniu mikrostruktury drobnopłytkowego perlitu.

Słowa kluczowe: stal perlityczna, przyśpieszone chłodzenie, symulacja fizyczna, mikrostruktura, twardość

The Impact of a 3D-Printed Mould on the Quality of an AlNiCo Alloy Casting

Mateusz Dudek

Streszczenie:

The article discusses the use of Binder Jetting (BJ) technology for producing casting moulds and compares it with the traditional sand-moulding method. This 3D-printing technology enables the fabrication of complex geometries at lower cost than other metal-printing methods, but it is subject to material limitations and poses a risk of chemical contamination in castings, which may be particularly detrimental for alloys with specific functional properties. In this study, AlNiCo alloy castings were produced using three mould variants: a traditional bentonite-bonded mould and two 3D-printed moulds fabricated from different sand–resin systems. The analysis showed that the printed moulds introduced only trace amounts of organic elements into the castings. However, their use resulted in increased surface roughness and certain dimensional deviations. Metallographic examinations showed that the printed moulds did not introduce any detrimental structural changes; in fact, the mould printed using so-called synthetic sand produced a finer internal microstructure. Although printed moulds exhibit certain imperfections, they enable the production of castings with an internal structure comparable to that obtained using conventional methods while providing greater design flexibility.

Słowa kluczowe: 3D printing, Binder Jetting, casting, Fe alloys, AlNiCo alloys

Certyfikowane materiały odniesienia stosowane do kalibracji w technikach XRF oraz spark-OES

Justyna Kostrzewa, Jacek Anyszkiewicz, Tadeusz Gorewoda, Marta Wolska, Ewelina Musielak

Streszczenie:

Certyfikowane materiały odniesienia (certified reference materials − CRM) są nierozłącznym elementem analizy składu chemicznego w kontroli jakości surowców i produktów. Ich wykorzystanie w takich technikach, jak fluorescencyjna spektrometria rentgenowska (XRF) oraz optyczna spektrometria emisyjna ze wzbudzeniem w iskrze niskowoltowej (spark-OES) umożliwia kalibrację spektrometrów, weryfikację poprawności uzyskiwanych wyników, a także wykazanie spójności pomiarowej wyników otrzymanych za pomocą danej procedury analitycznej.

Słowa kluczowe: certyfikowane materiały odniesienia, XRF, spark-OES, spójność pomiarowa, ISO 17025, ISO 17034

Applications of Mass Spectrometry for the Study of Direct Reduction and Smelting Reduction Processes

Alicja Szemalikowska

Streszczenie:

Mass spectrometry is a versatile analytical technique that enables detailed identification and quantification of reaction gases in high-temperature metallurgical processes. This paper presents applications of the technique to the study of direct reduction and smelting reduction of iron-bearing materials using a residual gas analysis system connected to a reduction furnace. The experimental setup enables the monitoring of key gases, including H₂, CO, CO₂, and H₂O, providing valuable insights into reaction kinetics, by-product formation and decomposition processes. Challenges related to calibration, water vapour measurement and gas condensation are discussed alongside technical solutions such as gas bypass installation, outlet heating and controlled argon purging. Selected experimental results demonstrate the capability of the system to capture gas evolution during solid- and liquid-state reductions. These studies confirm that mass spectrometry is a powerful tool for understanding reduction mechanisms and optimising process parameters in hydrogen metallurgy and related low-carbon steelmaking pathways.

Słowa kluczowe: mass spectrometry, gas analysis, hydrogen metallurgy, direct reduction, smelting reduction, reduction kinetics

Możliwości metody miareczkowania automatycznego z detekcją fotometryczną

Daniel Tapa, Jadwiga Charasińska, Izabela Maj

Streszczenie:

W artykule przedstawiono możliwości zastosowania automatycznego procesu miareczkowania z przykładem oznaczania PK (punktu końcowego) za pomocą detekcji fotometrycznej. Zbadano wpływ najważniejszych czynników na wyniki oznaczania oraz porównano wyniki oznaczeń uzyskane metodą miareczkowania automatycznego z detekcją fotometryczną z wynikami otrzymanymi innymi metodami.

Słowa kluczowe: miareczkowanie automatyczne, detekcja fotometryczna, optroda, oznaczanie cynku

SPAWALNICTWO

Zastosowanie technologii spawania hybrydowego do łączenia rur dwuwarstwowych w kontekście spawania ścian gazoszczelnych

Michał Urbańczyk

Streszczenie:

W artykule przedstawiono wyniki badań technologii wykonywania złączy doczołowych rur dwuwarstwowych z gatunku 3R12/4L7, z płaskownikiem ze stali X6CrNi18-10, podczas symulacji wytwarzanie ściany gazoszczelnej (ściany szczelne) z wykorzystaniem technologii spawania hybrydowego laser + MIG/MAG, z materiałem dodatkowym w postaci spoiwa austenitycznego. Dobrano wstępne parametry spawania. Zaprezentowano wyniki badań metalograficznych makro- i mikroskopowych uzyskanych złączy oraz badania rozkładu twardości na przekroju poprzecznym złącza.

Słowa kluczowe: rura dwuwarstwowa, Sandvik 3R12/4L7, laser, spawanie hybrydowe, HLAW

NAUKOWCY ŁUKASIEWICZ – GIT

Nauka ma głos

WYDARZENIA NAUKOWE

Łukasiewicz – GIT wzmacnia partnerów projektu AID4GREENEST
Międzynarodowe Targi Spawalnicze ExpoWELDING
Kongres Nowej Mobilności 2025
Sustainable fUture steel Production and pEople Recruting and skilling
29. Seminarium Polskiego Towarzystwa Materiałoznawczego
Młodzi chemicy w świecie nowoczesnych technologii
9. Śląski Festiwal Nauki
Kalendarium

2025/Vol. 69

1/2025 | 2/2025 | 3/2025 | 4/2025 | 5/2025

1/2025

Vol. 69

TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE

SPAWALNICTWO

MASZYNY I NAPĘDY ELEKTRYCZNE

WYDARZENIA NAUKOWE

NAUKOWCY ŁUKASIEWICZ – GIT

WYDAWNICTWO

2/2025

Vol. 69

TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE

SPAWALNICTWO

MASZYNY I NAPĘDY ELEKTRYCZNE

WYDARZENIA NAUKOWE

NAUKOWCY ŁUKASIEWICZ – GIT

3/2025

Vol. 69

TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE

SPAWALNICTWO

MASZYNY I NAPĘDY ELEKTRYCZNE

WYDARZENIA NAUKOWE

4/2025

Vol. 69

TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE

SPAWALNICTWO

NAUKOWCY ŁUKASIEWICZ – GIT

WYDARZENIA NAUKOWE

5/2025

Vol. 69

TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE

SPAWALNICTWO

NAUKOWCY ŁUKASIEWICZ – GIT

WYDARZENIA NAUKOWE

Wyszukiwarka