Physical and mathematical modeling of static recrystallization process in the wires of MgCa08 alloy after drawing in heated dies

Modeling of the manufacturing process of thin wires made of MgCa08 alloy is described in the paper. This process is composed of 25 drawing passes in heated dies for initial wire diameter of 1.0 mm and final diameter of 0.1 mm. Parameters of drawing process were chosen in such a way that complete recrystallization of the wireoccurred in all passes. The model of static recrystallization (SRX) for MgCa08 alloy was developed to enable design of the drawing process. The parameters of the model were determined on the basis of stress relaxation tests. The tests were performed on GLEEBLE 3800 physical simulator for three temperatures 250, 300, 350ºC and three strains 0.1, 0.2 and 0.3. SRX model was implemented into Drawing2D software, which allows simulation of drawing processes in heated dies. Two variants of drawing process were simulated. In the first variant all passes were performed with the die temperature of 350ºC. In the second variant one pass were carried out with the die temperature of 21ºC. The verification of simulations was done on the basis of microstructures observed in experiments and it was showed in the paper that the model predicts correctly final microstructure. Performed experiments and numerical simulations showed that contribution of the dynamic recrystallization is small and it may be neglected in simulation of multi-pass hot drawing of MgCa08 alloy. The results of simulations of the SRX showed that in this process only every second pass has to be realized in a hot die. After each cold pass the hot pass is required in order to restore the plasticity by recrystallization.

---

Praca poświęcona jest modelowaniu numerycznemu procesu ciągnienia cienkich drutów ze stopu magnezu MgCa08. Opisywany proces składa się z 25 przepustów wykonanych w gorących ciągadłach przy początkowej średnicy drutu 1 mm oraz końcowej .1 mm. Parametry procesu ciągnienia dobrano w taki sposób, by w czasie ciągnienia zachodziła pełna rekrystalizacja. Dlatego konieczne było opracowanie modelu rekrystalizacji statycznej (SRX). Parametry modelu SRX określono na podstawie badań taksacji, które zostały wykonane na symulatorze GLEEBLE 800 dla trzech różnych temperatur 250, 300, 350 °C i trzech wartości odkształcenia 0.1, 0.2 oraz 0.3. Model rekrystalizacji statycznej został zaimplementowany do oprogramowania Drawing2D, które umożliwia symulację procesu ciągnienia w podgrzewanych ciągadłach. Wykonano dwa warianty symulacji procesu ciągnienia. W pierwszym wszystkie przepusty w procesie ciągnienia zostały wykonane w temperaturze 50 °C, w drugim zaś jeden z przepustów wykonano w temperaturze pokojowej. Weryfikacja modelu rekrystalizacji została wykonana w oparciu o zdjęcia mikrostruktur drutów po procesie ciągnienia. Przeprowadzone badania doświadczalne i symulacje numeryczne wykazały, że udział rekrystalizacji dynamicznej w badanym procesie jest niewielki i może ona zostać pominięta w modelu. Wyniki symulacji rekrystalizacji statycznej pokazały, że w procesie wielostopniowego ciągnienia drutów ze stopu MgCa08 wystarczy, jeżeli co drugi przepust jest wykonywany w podgrzewanym ciągadle. Po każdym przepuście w temperaturze otoczenia wymagany jest przepust w podgrzewanym ciągadle.