Plasma cutting of high strength steels

Dělení je jednou ze základních operací při zpracování oceli a výrobě produktů. Dělení vysokopevnostních ocelí nicméně představuje významný technologický problém, jelikož při použití řady metod dělení dochází ke vnesení značného množství tepla do materiálu. To může vést k výraznému ovlivnění mechanických vlastností oceli. Tato práce je zaměřena na využití plazmového řezání pro dělení vysokopenostních ocelí. Teoretická část práce pojednává o technologii výroby ocelí a používaných metodách jejich dělení a o technologii plazmového řezání. Jsou diskutovány parametry ovlivňující proces plazmového řezání a jejich možný vliv na kvalitu řezu. Dále je pojednáno o tepelně ovlivněné oblasti při použití plazmy pro dělení oceli. V rámci experimentální části byl sledován vliv plazmového dělení materiálu na tvrdost vybraných druhů vysokopenostních ocelí. Pro experimenty byly použity tři druhy vysokopenostní oceli: ARMOX 500 T, STRENX 650 MC E a XAR®450. Řezy byly prováděny ve dvou různých rychlostech řezání. Byla vyhodnocena velikost tepelně ovlivněné oblasti a změna tvrdosti materiálu v různých částech řezu. Práce ukazuje, že při korektním zvolení parametrů je plazmové řezání vhodné pro dělení vysokopevnostních ocelí. Je ukázán a diskutován vliv použití této metody na změnu mechanických vlastností vybraných druhů vysokopenostních ocelí.Cutting of steel is one of the fundamental operations within steel processing and steel product manufacturing. The cutting of high-strength steels represents a significant technological problem since the application of many methods produces an extensive amount of heat that is introduced into the material. The heat may significantly impact the mechanical properties of the steel. The thesis is focused on the application of the method of plasma cutting on high-strength steels. In the theoretical part of the present thesis, the common methods of cutting of steel and the plasma cutting technology are described. The parameters influencing the process of plasma cutting and their impact on the quality of the section are discussed. Furthermore, the concept of a heat-affected zone in the context of the plasma cutting method is concerned. The experimental part deals with the influence of plasma cutting on the hardness of certain types of high-strength steels. Three types of high-strength steels were used for the experiments: ARMOX 500 T, STRENX 650 MC E, and XAR®450. The sections were performed with two different cutting speeds. The size of the heat-affected zone and the hardness in the different areas of the section were evaluated. The results show that the plasma cutting is suitable for cutting of high-strength steels if appropriate parameters are selected. The influence of this method on the mechanical properties of certain high-strength steels is shown and discussed.