Modelling of microstructure development in forging of a windmill shaft

Abstract

The paper presents the results of investigation of microstructure evolution in hot-deformed steel in the process of forging of large forgings. Using a forging of a windmill main shaft as an example, description of the technological process is presented, focused on phenomena occurring in the microstructure during hot-forging. Investigation of the microstructure during and after forging of a shaft was made. The results of theoretical calculation of microstructure evolution during subsequent stages of production cycle are based on temperature changes plots derived from industrial practice. Simulation of microstructure evolution allowed plotting changes of grain size and recrystallized volume fractions versus time during forging and reheating operations. Praca przedstawia wyniki badań rozwoju mikrostruktury stali odkształcanej na gorąco w procesie kucia dużych odkuwek. Na przykładzie odkuwki wału głównego siłowni wiatrowej przedstawiono proces technologiczny, z uwzględnieniem zjawisk zachodzących w mikrostrukturze stali podczas kucia na gorąco. Wyniki teoretycznych obliczeń rozwoju mikrostruktury w czasie kolejnych etapów cyklu produkcyjnego oparto na zmianach temperatury zachodzących w praktyce przemysłowej. Symulacja rozwoju mikrostruktury pozwoliła na określenie zmian wielkości ziarna i ułamka zrekrystalizowanej objętości w funkcji czasu w poszczególnych operacjach kucia i dogrzewania.