Consitutive modeling of COST FB2 steel and FEM validation through measurements and monitoring of open-die forging process on large ingots

In the context of technological evolution and the specific needs of the industrial sector, this study addresses the challenges of implementing simulations in the DEFORM environment for COST FB2, a high chromium steel used for rotors in USC plants. For this purpose, a constitutive matrix based on the hyperbolic sine Arrhenius model was developed using data collected from hot compression tests published in the study conducted by Moon et al. Subsequently, a simulation was built in order to meet the real conditions of the upsetting process operated at FOMAS S.p.a. The validation of this simulation was done by monitoring ingots of different tonnages and collecting the data by means of an instrumented hydraulic press and thermography in the above-mentioned plant. This study provides a basis for further developments aimed at refining the modelling of the FB2 steel ingot hot forging process, increasing forecasting accuracy and operational efficiency in FOMAS production environments.

Nell’ambito dell’evoluzione tecnologica e delle esigenze specifiche del settore industriale, questo studio affronta le sfide dell’implementazione di simulazioni nell’ambiente DEFORM per materiale COST FB2, un acciaio alto cromo utilizzato per rotori negli impianti USC. A questo scopo si è sviluppata una matrice costitutiva basata sul modello Arrhenius a seno iperbolico ottenuta grazie ad i dati risultanti da test di compressione a caldo pubblicati nello studio condotto da Moon et al. Successivamente è stata costruita una simulazione al fine di soddisfare le condizioni reali di un processo di ricalcatura operato presso la FOMAS S.p.a. La validazione di tale simulazione è stata fatta monitorando lingotti di diversi tonnellaggi e raccogliendo i dati tramite pressa idraulica strumentata e termografia nel suddetto impianto. Il presente studio costituisce una base di partenza per ulteriori sviluppi mirati a raffinare la modellazione del processo di forgia dei lingotti in acciaio FB2, incrementando la precisione delle previsioni e l’efficienza operativa nei contesti produttivi FOMAS.