SIGMA-NOT - PORTAL INFORMACJI TECHNICZNEJ - Największa baza artykułów technicznych online

RUDY I METALE NIEŻELAZNE

Miesięcznik ISSN 0035-9696, e-ISSN 2449-9978 - rok powstania: 1956
Czasopismo Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Metali Nieżelaznych SITMN.

ISKROWE SPIEKANIE PLAZMOWE JAKO EFEKTYWNA METODA WYTWARZANIA WYROBÓW Z PROSZKÓW SPIEKANYCH

DARIUSZ GARBIEC FILIP HEYDUK MONIKA GIERZYŃSKA-DOLNA

W artykule przedstawiono istotę iskrowego spiekania plazmowego oraz schemat urządzenia SPS. Wyjaśniono mechanizm spiekania z wykorzystaniem silnoprądowych impulsów prądu stałego. Przedstawiono wyniki badań nad niektórymi materiałami które spiekano metodą SPS w Instytucie Obróbki Plastycznej w Poznaniu od roku 2011. Wykazano, iż metodą SPS możliwe jest spiekanie materiałów jedno jak i wielofazowych oraz napiekanie powłok na wcześniej wytworzone spieki. Przedstawiono prognozę co do przyszłych zastosowań metody SPS. Słowa Kluczowe: iskrowe spiekanie plazmowe, stop tytanu, stal narzędziowa, kompozyt SPARK PLASMA SINTERING AS AN EFFECTIVE METHOD FOR THE FORMATION PRODUCTS FROM SINTERED POWDERS This article presents the essence of spark plasma sintering and a diagram of an SPS machine. The mechanism of sintering with the application of high intensity direct current impulses is explained. Since 2011, research work has been conducted at the Metal Forming Institute in Poznan on powder materials consolidated using the spark plasma sintering method. This article presents selected results of studies on the Ti6Al4V alloy, Astaloy CrM tool steel, and an Al-Al2O3 composite material, which were sintered using the SPS method. It was shown that it is possible to sinter both single-phase and multi-phase materials characterized by a density near theoretical density (10% Al-Al2O3 composite material with a relative density of 97 %) and to “sinter on" coats onto previously produced sinters (HAp layer on a titanium substrate) using the spark plasma sintering method. Using the example of sintered Astaloy CrM tool steel, it was shown that the values of density and tensile strength increase as compaction pressure increases. This article also presents a prognosis concerning future applications of the SPS method. Keywords: spark plasma sintering, titanium alloy, tool steel, composite Wstęp [...]

ZAKUP JEDNORAZOWY I DOSTĘP DO WIRTUALNEJ CZYTELNI
PRENUMERATA PAPIEROWA

Metoda płatności: Płatności elektroniczne (karta kredytowa, przelew elektroniczny)
Dostęp do publikacji (format pdf): 6.00 zł	DO KOSZYKA
Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 1h: 24.60 zł	DO KOSZYKA
Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 4h: 43.05 zł	DO KOSZYKA
Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 12h: 73.80 zł	DO KOSZYKA

Prenumerata

Szanowny Kliencie!
Zamów roczną prenumeratę w wersji PLUS a uzyskasz dostęp do archiwalnych publikacji tego czasopisma.
Nie zwlekaj - skorzystaj z tysięcy publikacji o najwyższym poziomie merytorycznym.

prenumerata papierowa roczna PLUS (z dostępem do archiwum e-publikacji) - tylko 504.00 zł
prenumerata papierowa roczna PLUS z 10% rabatem (umowa ciągła) - tylko 453.60 zł *)
prenumerata papierowa roczna - 414.00 zł
prenumerata papierowa półroczna - 207.00 zł
prenumerata papierowa kwartalna - 103.50 zł

okres prenumeraty:

*) Warunkiem uzyskania rabatu jest zawarcie umowy Prenumeraty Ciągłej (wzór formularza umowy do pobrania).
Po jego wydrukowaniu, wypełnieniu i podpisaniu prosimy o przesłanie umowy (w dwóch egzemplarzach) do Zakładu Kolportażu Wydawnictwa SIGMA-NOT.

Zaprenumeruj także inne czasopisma Wydawnictwa "Sigma-NOT" - przejdź na stronę fomularza zbiorczego »

INNE PUBLIKACJE W TYM ZESZYCIE

ANALIZA PORÓWNAWCZA WŁASNOŚCI STOPÓW ALUMINIUM SERII 1XXX, 8XXX ORAZ 3XXX UZYSKANYCH W LINII TRC

WOJCIECH ŚCIĘŻOR ANDRZEJ MAMALA PAWEŁ KWAŚNIEWSKI TADEUSZ KNYCH GRZEGORZ KIESIEWICZ

Technologia twin roll casting (TRC) staje się coraz popularniejsza ze względu na możliwość otrzymywania przy jej wykorzystaniu taśm aluminiowych mogących służyć, jako wsad do bezpośredniego procesu walcowania na zimno. Dodatkowo taśmy te charakteryzują się korzystnym połączeniem własności mechanicznych i elektrycznych oraz tolerancji wymiarowych. Określenie własności materiałów otrzymywanych przy zastosowaniu metody TRC jest ważnym z użytkowego punktu widzenia problemem badawczym. W ramach niniejszego artykułu przedstawiono badania nad laboratoryjną technologią wytwarzania taśm metodą TRC oraz badania wpływu parametrów procesowych, ilości i rodzaju dodatków stopowych charakterystycznych dla grupy stopów 1XXX, 3XXX i 8XXX na strukturę oraz własności mechaniczne i elektryczne otrzymanych materiałów. Słowa kluczowe: aluminium, odlewanie ciągłe, twin roll casting, własności elektryczne i mechaniczne taśm odlewanych COMPARATIVE ANALYSIS OF THE PROPERTIES OF 1XXX, 8XXX AND 3XXX ALUMINUM ALLOYS OBTAINED BY TRC CONTINUOUS CASTING METHOD Twin-roll casting technology of (TRC) is currently very popular due to the as cast strips manufacturing possibility for cold rolling process. In addition, these strips are characterised by a favourable combination of mechanical and electrical properties and dimension tolerances. Identification of the TRC cast material properties is an important practical and technological issue. The paper describes research on TRC laboratory technology of strip manufacturing. Process parameters, the quantity and type of alloying additives to aluminium (typical for 1XXX, 3XXX and 8XXX aluminium alloy series) were investigated and its effect on the macrostructure and the mechanical and electrical properties were analysed. Keywords: aluminium, continuous casting, twin roll casting, casts mechanical and electrical properties Wprowadzenie W celu obniżenia kosztów produkcji wyroby walcowane z aluminium oraz jego stopów coraz częściej w więcej »

ANALIZA ROZKŁADU SIŁ NACISKU W PROCESIE WYCISKANIA STOPU AZ31 ZMODYFIKOWANĄ METODĄ ECAE

TERESA BAJOR MARLENA KRAKOWIAK

W artykule zaprezentowano wyniki analizy numerycznej warunków odkształcenia stopu magnezu AZ31 zmodyfikowaną metodą ECAE. Przeprowadzono analizę sił nacisku i stanu naprężeń w zależności od zastosowanego gniotu po przejściu przez kanał kątowy wynoszący 90°. Obliczenia wykonano metodą elementów skończonych w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia 3D z uwzględnieniem zjawisk cieplnych. Proces wyciskania materiału z wykorzystaniem matrycy kątowej przeanalizowano w trzech wariantach temperaturowych dla każdego z dwóch rodzajów matryc. Różnica pomiędzy matrycami polega na tym, że kanał wyjściowy (∅ 15 mm) jest stopniowo zwężany tak, by otrzymany wyrób osiągnął odpowiednio średnicę 12 mm oraz 9 mm. Głównym celem pracy było określenie najkorzystniejszych parametrów przeciskania w celu uzyskania wyrobu gotowego o dobrych własnościach mechanicznych. Słowa kluczowe: stopy magnezu, przeciskanie, metoda ECAE, symulacje numeryczne (MES) NUMERICAL ANALYSIS OF PRESSURE DISTRIBUTION IN EXTRUSION PROCESS OF AZ31 ALLOY BY MODIFIED ECAE METHOD The paper presents the results of numerical analysis of the conditions during AZ31 magnesium alloy deformation by modified ECAE method. The analysis of pressure and state of stress in relation to applied reduction after passing through the angular channel 90° was made. The calculations were performed using the finite element method in 3D state of deformation taking into account thermal phenomena. The extrusion process of the material using angular matrix was analyzed in three different temperatures for each of the two types of used matrix. The difference between the matrixes was the output channel (∅ 15 mm) which diame więcej »

ANALIZA WPŁYWU PARAMETRÓW DWUSTOPNIOWEJ OBRÓBKI CIEPLNEJ NA STRUKTURĘ I WŁASNOŚCI PRĘTÓW ZE STALI C45 DO ZASTOSOWAŃ W KONSTRUKCJI PÓŁOSI SAMOCHODOWYCH

SYLWIA WIEWIÓROWSKA ZBIGNIEW MUSKALSKI KRZYSZTOF WŁOCH

Aktualnie dąży się do tego, by materiały konstrukcyjne wykorzystywane w motoryzacji charakteryzowały się mniejszym ciężarem właściwym przy zachowaniu odpowiednio wysokich własności wytrzymałościowych, co wpływa na polepszenie ich własności użytkowych. Zastosowanie w konstrukcji pojazdu stali wielofazowych (np. stali typu TRIP), powinno przyczynić się do obniżenia jego masy, zwiększenia trwałości użytych elementów i wydłużenia czasu ich eksploatacji. W pracy przedstawiono analizę wpływu parametrów dwustopniowej obróbki cieplnej na strukturę i własności prętów do zastosowań w konstrukcji półosi samochodowych. Przedstawione badania stanowią jeden z pierwszych etapów badawczych dotyczących próby zastąpienia konwencjonalnych stali w gatunku C45, o strukturze ferryt-perlit, w konstrukcji półosi samochodowych, stalą z efektem TRIP o tym samym składzie chemicznym. Słowa kluczowe: stal TRIP, półosie, obróbka cieplna Dr hab. inż. Sylwia Wiewiórowska, prof. dr hab. inż. Zbigniew Muskalski — Politechnika Częstochowska, IPPiIB, Częstochowa, mgr inż. Krzysztof Włoch - Neapco Europe Sp. z o.o. e-mail: wiewior@wip.pcz.pl Rudy Metale R58 2013 nr 11 s. 610-614 611 THE ANALYSIS OF INFLUENCE THE TWO-STAGE HEAT TREATMENT PROCESS PARAMETERS ON STRUCTURE AND PROPERTIES WIRE ROD MADE FROM C45 STEEL FOR USE IN CONSTRUCTION OF AUTOMOTIVE DRIVE HALF-SHAFTS Currently, the aim is to ensure that the construction materials used in the automotive industry was characterized by a lower specific gravity while maintaining sufficiently high mechanical properties, what influences to enhance the quality of their functional properties. The use of the vehicle design the multiphase steels (eg TRIP steels), should help to reduce the weight, increase the stability of the components used and prolong their life. The analysis of influence the two-stage heat treatment process parameters on structure and properties wire rod made from C45 steel for use in construction of więcej »

BADANIA NAD OTRZYMYWANIEM NANOMETRYCZNYCH MATERIAŁÓW KOMPOZYTOWYCH TYPU COVETIC

PAWEŁ KWAŚNIEWSKI GRZEGORZ KIESIEWICZ TADEUSZ KNYCH ANDRZEJ MAMALA ARTUR KAWECKI BEATA SMYRAK WOJTEK ŚCIĘŻOR

Aktualnie na świecie poszukuje się nowych materiałów o własnościach dotychczas nieosiągalnych. Poszukiwania te głównie ukierunkowane są na podwyższenie przewodności elektrycznej, własności wytrzymałościowych, odporności korozyjnej, reologicznej itd. Efekt ten może być osiągnięty przez łączenie nowoczesnych materiałów węglowych m.in. nanorurek i grafenu z metalami. W ostatnich latach powstała również koncepcja metalurgicznej syntezy węgla aktywowanego z metalami takimi jak Cu, Al, Ag, Au, Sn, Zn, Pb mająca na celu uzyskanie nowego materiału o własnościach użytkowych dotychczas nieosiągalnych. W artykule przedstawiono wyniki badań na dotrzymywaniem materiałów typu Covetic oraz badania własności mechaniczno-elektrycznych i strukturalnych materiałów uzyskanych w procesie metalurgicznej syntezy miedzi z wybranymi materiałami węglowymi. Badania syntezy prowadzono w warunkach przepływu prądu, mieszania mieszaniny miedź-węgiel oraz przy użyciu gazów ochronnych. Badania przeprowadzono przy wsparciu International Copper Association (New York) w porozumieniu z Firmą Third Millennium Metals, LLC (Waverly, Ohio). Słowa kluczowe: kompozyt miedź-węgiel, Covetic, grafen, węgiel aktywowany COVETIC NANO-COMPOSITE MATERIALS SYNTHESIS RESEARCH A trend of new materials development is currently observed. New materials with the above standard properties: mainly materials with higher electrical conductivity, higher mechanical properties and higher rheological and corrosion resistance are under developments. The effect of increase of properties over conventional alloys may be realised by using modern, noble forms of carbon like CNTs graphene or activated carbon. Methods of metallurgical synthesis of activated carbon with Cu, Al, Ag, Au, Sn, Zn, Pb were found during last years to create new materials with some unusual properties. The paper presents the research results of Covetic material synthesis, its mechanical and electrical properties and microstructure invest więcej »

BADANIA PROCESU ODKSZTAŁCENIA ORAZ CHARAKTERYZACJA WALCÓWEK I DRUTÓW ZE STOPÓW AlZr OTRZYMANYCH Z MATERIAŁÓW WSADOWYCH O RÓŻNEJ ZAWARTOŚCI CYRKONU

TADEUSZ KNYCH PIOTR ULIASZ MARZENA PIWOWARSKA-ULIASZ PATRYK STĘPIEŃ

Jednymi z materiałów obecnie wykorzystywanych do przesyłu prądu elektrycznego są odporne cieplnie stopy aluminium z różnej zawartości cyrkonu. Odpowiednia ilość tego dodatku stopowego powoduje podwyższenie temperatury rekrystalizacji aluminium, dzięki czemu uzyskuje się zwiększenie dopuszczalnej, długotrwałej temperatury pracy wyrobów, tj. drutów do przewodów elektroenergetycznych. Przemysłowe wytwarzanie tego typu materiałów jest prowadzone w liniach ciągłego Prof. dr hab. inż. Tadeusz Knych, dr inż. Piotr Uliasz, mgr inż. Marzena Piwowarska-Uliasz, mgr inż. Patryk Stępień — AGH Akademia Górniczo- Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków. e-mail: marzenap@agh.edu.pl Rudy Metale R58 2013 nr 11 s. 708÷713 709 odlewania i walcowania (COiW) metodą Continuus Properzi, a kształtowanie finalnych własności stopów AlZr uzyskuje się w dalszych procesach przetwórczych. Praca poświęcona jest badaniom wpływu ilości cyrkonu na zdolność do umocnienia stopów w procesie ciągnienia oraz charakteryzacji własności mechanicznych, elektrycznych oraz odporności cieplnej badanych materiałów. Zakres pracy obejmuje badania nad procesem ciągnienia walcówek o średnicy 9,5 mm, wykonanych ze stopów AlZ w zakresie zawartości Zr od 0,05 do 0,32 i wytworzonych w warunkach przemysłowych w linii COiW, na druty o średnicy 4,5; 3,5 oraz 2,5 mm. W pracy przedstawiono technologiczne krzywe umocnienia poszczególnych materiałów oraz wyniki badań obejmujące charakteryzację wybranych własności stopów AlZr, co umożliwiło określić wpływ dodatku cyrkonu do aluminium. Słowa kluczowe: stopy AlZr, walcówka AlZr, proces ciągnienia, badania drutów STUDY OF DEFORMATION PROCESS AND CHARACTERIZATION OF RODS AND WIRES AlZr ALLOY OBTAINED FROM INPUT MATERIAL WITH DIFFERENT CONTENT OF ZIRCONIUM Some of the materials currently used for transmission of electric current are resistant hea więcej »

Biuletyn Instytutu Metali Nieżelaznych

WIADOMOŚCI TECHNOLOGICZNE WPŁYW WŁASNOŚCI WARSTWY NA ROZWÓJ NAPRĘŻENIA, OBJĘTOŚĆ FAZY MIĘDZYMETALICZNEJ I GĘSTOŚĆ PODCZAS POWSTAWANIA WISKERÓW CYNY CHASON E., JADHAV N., FEI PEI: EFFECT OF LAYER PROPERTIES ON STRESS EVOLUTION, INTERMETALLIC VOLUME, AND DENSITY DURING TIN WHISKER FORMATION. JOM 2011, nr 10, s. 62÷68, AG Tworzenie wiskerów jest zjawiskiem związanym z właściwościami cyny. Wiskery cyny to cienkie włókna (włosek/ nitka), tworzące się na powłokach cynowych płytek drukowanych lub wyprowadzeniach podzespołów elektronicznych. Obecność wiskerów jest zjawiskiem niekorzystnym, mogącym spowodować uszkodzenia powłok i zmontowanych podzespołów. Na powstawanie wiskerów mają wpływ wewnętrzne naprężenia związane z tworzeniem związków międzymetalicznych na granicy faz Sn-Cu, inicjujące proces migracji związków międzymetalicznych do powierzchni jak również wielkość tworzących się ziaren cyny oraz zjawisko zatrzymania (okludowania) związków organicznych lub wodoru w powłokę cynową podczas jej tworzenia. Przy produkcji płytek drukowanych z powłoką cynową w celu uniknięcia tworzenia się wiskerów stosuje się warstwę pośrednią między cyną i miedzią, która blokuje proces narastania wewnętrznych warstw międzymetalicznych prowadzących do powstawania wiskerów. W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących analizy zależności wzrostu warstwy międzymetalicznej (ang.: IMC), naprężenia i rozwoju (tworzenia się) wiskerów. W szczególności badano wpływ struktury Sn na rozwój tych parametrów poprzez zmianę grubości warstwy, wielkości ziarna, zawartości Pb oraz warunków obróbki cieplnej. Analizowano również wpływ zmiany prędkości wzrostu warstwy IMC i procesów relaksacji naprężeń w warstwie Sn na powstawanie wiskerów. Przedstawiono wyniki pomiarów relaksacji naprężeń w różnych strukturach warstw. Warstwy cyny powstawały w procesie osadzania elektrolitycznego z handlowych roztworów do powlekania czystej Sn i stopu Pb-Sn. więcej »

LEKKIE MATERIAŁY KOMPOZYTOWE NA OSNOWIE PROSZKU ALUMINIUM UMOCNIONE CZĄSTKAMI WĘGLIKA KRZEMU OTRZYMANE PRZEZ KUCIE MATRYCOWE I WYCISKANIE

STEFAN SZCZEPANIK

W warunkach izotermicznych realizowano kucie w matrycach zamkniętych wyprasek wykonanych z warstw proszku aluminium i mieszanek tego proszku z węglikiem krzemu w ilości 10 % mas. Określono wpływ kucia wyprasek na twardość, wytrzymałość na ściskanie oraz na zginanie próbek pobranych z otrzymanych odkuwek. Przedstawiono również przykład kucia matrycowego wyrobów warstwowych oraz budowę kompozytu hybrydowego z otrzymanego kompozytu w wyniku kuciu. Materiały do wyciskania i ciągnienia wykonano z wyprasek z proszku aluminium RAl-1 oraz mieszanki tego proszku z proszkiem węglika krzemu SiC w ilości 10 % mas. Wyciskanie realizowano w warunkach izotermicznych przy temperaturze 480 °C ze współczynnikiem 4,2. Wyciskane próbki przeciągano na średnicę 16 mm. Względna zmiana przekroju w wyniku ciągnienia wyniosła 0,9. Z wyciskanych i ciągnionych wyrobów pobrano próbki wzdłużne do ściskania. Ciągnienia spowodowało umocnienie materiału. Granica plastyczności osnowy aluminiowej zwiększyła się o ok. 10 MPa, a naprężenie uplastyczniające przy odkształceniu 0,75zwiększyła się ze 160 do 180 MPa. Efektem umocnienia materiału kompozytowego Al-10-%SiC jest zmiana granicy plastyczności, która zwiększyła się ze 115 MPa do 138 MPa, a naprężenie uplastyczniające przy odkształceniu 0,75 podczas ściskania zwiększyło się ze 150 MPa do 185 MPa, Widoczny jest wpływ umocnienia osnowy aluminiowej w wyniku odkształcenia, a w kompozycie dodatkowo wpływ mikrometrycznych cząstek węglika krzemu na umocnienie tworzywa. Słowa kluczowe: metalurgia proszków, kompozyt, materiał dwuwarstwowy, proszek aluminium, cząstki węglika krzemu, kucie matrycowe, wytrzymałość na zginanie LIGHT PM ALUMINIUM BASED COMPOSITE REINFORCED WITH SiC PARTICLES PROCESSED BY CLOSED-DIE FORGING AND EXTRUSION Forming of materials from aluminium powder and mixtures of this powder and silicon carbide particles is reported. Twolayer performs based on these materials were hot closed-die forged in isothermal co więcej »

METODYKA TWORZENIA STATYSTYCZNIE PODOBNEGO REPREZENTATYWNEGO ELEMENTU OBJĘTOŚCIOWEGO 3D

ŁUKASZ RAUCH DANIEL BACHNIAK KRZYSZTOF BZOWSKI

Zastosowanie statystycznie podobnego reprezentatywnego elementu objętościowego pozwala na znaczną redukcję złożoności obliczeniowej wieloskalowych symulacji numerycznych. Konstrukcja takiego elementu jest jednakże złożoną procedurą optymalizacji, szczególnie w przestrzeni 3D. Niniejszy artykuł przedstawia autorskie podejście do rozwiązania tego problemu w oparciu o wykorzystanie krzywych NURBS oraz algorytmu genetycznego jako metody optymalizacji. W kolejnych rozdziałach przedstawione zostaną szczegóły zaproponowanych rozwiązań oraz różnice pomiędzy podejściem dwu- i trójwymiarowym. Szczególny nacisk położony został na przedstawienie przyjętego algorytmu optymalizacji oraz na interpretację otrzymanych wyników. Przedstawione są również możliwości zastosowania proponowanego rozwiązania i dalsze perspektywy rozwoju. Słowa kluczowe: stale DP, statystycznie podobny reprezentatywny element objętościowy RECONSTRUCTION OF 3D MICROSTRUCTURES OF ONE PHASE MATERIALS Application of Statistically Similar Representative Volume Element (SSRVE) allows for significant reduction of computational complexity of multiscale numerical simulations. However, a creation of such element is sophisticated optimization procedure, especially in 3D. This work proposes approach to solve this problem by application of NURBS to describe shape of an element and genetic algorithm as optimization method. In subsequent chapters details of the proposed solutions are presented as well as the differences between 2D and 3D approaches. Special attention was put on presentation of optimization method and interpretation of obtained results. Afterwards, the possibilities of application and further development of obtained SSRVE are described. Keywords: DP steels, statistically similar representative volume element Wstęp Idea statystycznie podobnego reprezentatywnego elementu objętościowego (ang. SSRVE) powstała w celu minimalizacji nakładów obliczeniowych poprzez uproszczenie domen więcej »

MODELOWANIE NUMERYCZNE MECHANIZMÓW PĘKANIA W STALACH DP Z UWZGLĘDNIENIEM WPŁYWU MORFOLOGII MIKROSTRUKTURY

KONRAD PERZYŃSKI ŁUKASZ MADEJ ROMAN KUZIAK

Modelowanie mechanizmów pękania ciągliwego w stalach DP (ang. Dual Phase) wymaga utworzenia odpowiedniej cyfrowej reprezentacji morfologii badanej mikrostruktury. Tak utworzony cyfrowy model materiału jest zastosowany w niniejszej pracy do oceny wpływu ułamka fazy martenzytu na zachowanie się stali DP w warunkach odkształcenia plastycznego. W pierwszej części pracy omówiono metodę służącą do odtworzenia cyfrowej reprezentacji mikrostruktury stali DP. Oparta jest ona o algorytmy przetwarzania obrazu zgładu metalograficznego i zapewnia dokładne odwzorowanie badanej mikrostruktury. Utworzone cyfrowe mikrostruktury są następnie wykorzystywane jako dane wejściowe do numerycznego modelu procesu odkształcenia, który uwzględnia mechanizmy pękania ciągliwego. Model zastosowano do oceny wpływu ułamka fazy martenzytu na zachowanie się stali DP w warunkach odkształcenia plastycznego. Uzyskane wyniki obliczeń zaprezentowano w niniejszej pracy. Słowa kluczowe: stale DP, pękanie ciągliwe, cyfrowa reprezentacja materiału NUMERICAL MODELLING OF FRACTURE IN DP STEELS BASED ON DIGITAL MICROSTRUCTURE REPRESENTATION The aim of this work is to develop a methodology for creating a digital microstructures representation of dual phase steels and incorporate them into a numerical model of ductile failure. In the first part of the paper an approach based on image processing algorithms for creating a digital representation of the microstructure is described. In the second part, obtained digital microstructures are used as input to the numerical model of deformation, which takes into account mechanisms of ductile fracture. The model is used to evaluate the impact of the martensite volume phase fraction on DP steel behavior under plastic deformation. The results of the calculations are presented in the paper. Keywords: DP steel, ductile crack, digital material representation. Wprowadzenie Nowoczesne stale o podwyższonej granicy wytrzymałości (ang. Advanced High Str więcej »

NAPRĘŻENIE UPLASTYCZNIAJĄCE I ODKSZTAŁCENIE GRANICZNE METALI W WARUNKACH ZŁOŻONYCH OBCIĄŻEŃ

JACEK PAWLICKI KATARZYNA HYC

W artykule przedstawiono charakterystykę stanowiska badawczego i oprzyrządowania do realizacji odkształcenia w warunkach złożonego stanu obciążenia. Próby odkształcania przeprowadzono według odpowiednio dobranych wariantów odkształcenia, przy założeniu określonej wielkości odkształcenia pojedynczego i odkształcenia całkowitego. Proste próby odkształcania: rozciąganie, ściskanie i skręcanie realizowano w celu uzyskania danych stanowiących podstawę do określenia efektów w próbach złożonego odkształcania. Próby odkształcania: cyklicznego, sekwencyjnego i złożonego pozwoliły na dokonanie oceny wpływu zmiany orientacji osi głównych i wielkości składowych odkształceń głównych na wielkość naprężenia uplastyczniającego. Najkorzystniejsze efekty uzyskano dla odkształcania w procesie rewersyjnego skręcania i w procesie złożonym, łączącym rozciąganie lub ściskanie z równoczesnym rewersyjnym skręcaniem. Korzystne efekty tych procesów obejmują zmniejszenie wielkości maksymalnych naprężeń uplastyczniających oraz zwiększenie wielkości odkształceń granicznych. Doświadczenia zdobyte w trakcie realizacji prób w zakresie techniki realizacji złożonych stanów obciążania i odkształcania, jak również metodyki pomiarów i rejestracji wyników pozwoliły na opracowanie oryginalnej techniki badań materiałów w warunkach cyklicznie zmiennych, złożonych stanów obciążenia w zakresie dużych odkształceń plastycznych. Słowa kluczowe: naprężenie uplastyczniające, odkształcenie graniczne, droga odkształcenia, rozciąganie, skręcanie, rewersyjne skręcanie Dr hab. inż.Jacek Pawlicki, prof. nzw. w Pol. Śl. — Politechnika Śląska, Wydział Transportu, Katowice, mgr inż. Katarzyna Hyc — Instytut Spawalnictwa w Gliwicach. e-mail: jacek.pawlicki@polsl.pl Rudy Metale R58 2013 nr 11 s. 679÷683 680 FLOW STRESS AND LIMIT DEFORMATION OF METALS UNDER COMPLEX LOADING CONDITIONS Features of the test stand and equipment for conducting deformation under complex load conditions ha więcej »

NUMERYCZNE MODELOWANIE PROCESU WALCOWANIA Al-Mg-Al ZMODYFIKOWANĄ METODĄ ARB

ARKADIUSZ WIERZBA SEBASTIAN MRÓZ PIOTR SZOTA

W artykule przedstawiono wyniki badań numerycznych procesu walcowania Al-Mg-Al w pierwszym przepuście za pomocą tradycyjnej i zmodyfikowanej metody ARB. Wprowadzenie asymetrii do procesu walcowania metodą ARB spowodowało wystąpienie dodatkowych naprężeń ścinających w poszczególnych warstwach oraz na ich granicy, co powinno spowodować większe rozdrobnienie struktury (szybsze uzyskanie struktury nanometrycznej), w mniejszej liczbie przepustów oraz lepszą jakość złącza pomiędzy poszczególnymi warstwami, w porównaniu do tradycyjnego procesu walcowania metodą ARB. Materiałami zastosowanymi do badań było aluminium w gatunku 1050A oraz magnez w gatunku AZ31. Symulacje procesu walcowania wykonano za pomocą programu komputerowego Forge2011®, opartego na MES. Słowa kluczowe: nanomateriały, walcowanie metodą ARB, asymetria, numeryczne modelowanie, MES NUMERICAL MODELLING OF THE Al-Mg-Al ROLLING PROCESS OF ARB MODIFIED METHOD In this paper the results of the numerical studies of an Al-Mg-Al rolling process in the first pass using conventional and modified ARB method was presented. The using of asymmetry to the rolling process of ARB method caused additional shear stress in the particular layer and on the their boundary, which should cause larger refinement of structure (faster obtaining the nanometric structure) in a smaller number of the passes and better quality of interface between particular layers compared to the conventional rolling process of the ARB method. The materials used for this study was aluminum grade 1050A and magnesium grade AZ31. For the simulation of the rolling process the computer program based on FEM, Forge2011® was used. Keywords: nanomaterials, rolling method ARB, asymmetric, numerical modelling, MES Wstęp Wzrost zainteresowania stopami magnezu wynika z szerokich możliwości jego zastosowania w różnych gałęziach przemysłu. Stopy magnezu serii AZ są poddawane licznym badaniom ze względu na ich relatywnie wysokie w więcej »

OBCISKANIE OBROTOWE W WALCACH ŚRUBOWYCH ODKUWEK STOPNIOWANYCH PIERŚCIENI

ZBIGNIEW PATER JANUSZ TOMCZAK TOMASZ BULZAK

Przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu obciskania w walcach śrubowych odkuwek stopniowanych pierścieni. Omówiono obszar zastosowania wyrobów w kształcie stopniowanych pierścieni oraz scharakteryzowano główne metody wytwarzania tego typu elementów. Następnie zaproponowano wykorzystanie procesów obciskania obrotowego w walcach śrubowych do wytwarzania osiowosymetrycznych odkuwek drążonych ze wsadu rurowego. Symulacje numeryczne procesu wykonano metodą elementów skończonych (MES) w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia z uwzględnieniem zjawisk termicznych. W trakcie obliczeń analizowano parametry geometryczne otrzymanych wyrobów, wyznaczono rozkłady odkształceń. Określono również parametry siłowe procesu. Do analizy wykorzystano komercyjny pakiet oprogramowania Simufact Forming w wersji 11.0. W efekcie przeprowadzonych symulacji potwierdzono możliwość kształtowania stopniowanych odkuwek pierścieni metodą obciskania w walcach śrubowych. Słowa kluczowe: obciskanie obrotowe, odkuwki drążone, walce śrubowe, MES ROTARY COMPRESSION IN HELICAL ROLLS FOR PRODUCING STEPPED RINGS The paper presents results of a numerical analysis of the rotary compression process in helical rolls for producing stepped rings. The application of stepped rings is discussed and the main methods for producing such elements are described. Next, the application of rotary compression processes in helical rolls to the production of axisymmetric hollow products from tubular billet is proposed. The process was simulated numerically using finite element method (FEM) in a three dimensional strain state with thermal phenomena taken into account. In the computations, geometrical parameters of the products obtained were examined and strain distributions were determined. Also, force parameters of the process were determined. To perform the analysis, commercial software Simufact Forming v. 11.0 was used. The results of the simulations confirm the possibility of forming więcej »

OCENA WPŁYWU WYBRANYCH DODATKÓW STOPOWYCH NA EWOLUCJĘ WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH ALUMINIUM PODCZAS OBRÓBKI CIEPLNEJ

ANDRZEJ MAMALA WOJCIECH ŚCIĘŻOR

Nowoczesne stopy aluminium znajdują coraz szersze zastosowanie w różnych dziedzinach przemysłu. Przekłada się to na poszukiwanie nowych składów chemicznych materiałów oraz opracowywanie nowych, najczęściej zintegrowanych technologii ich przetwarzania. Niezwykłą popularnością w ostatnich latach cieszą się stopy aluminium serii 8XXX ze względu na możliwość otrzymywania ich ze złomów aluminiowych, dzięki czemu znacznie ogranicza się koszty produkcji. Z utylitarnego punktu widzenia istotna jest identyfikacja wpływu poszczególnych dodatków stopowych i domieszek obecnych w stopach 8XXX na ich własności użytkowe, a w szczególności na ewolucję własności mechanicznych materiału podczas obróbki cieplnej. W pracy przebadano wpływ wybranych dodatków stopowych charakterystycznych dla serii stopów aluminium 8XXX, tj. Fe, Si, Mn, Mg, Cu, Zn na twardość po różnych wariantach wygrzewania. Słowa kluczowe: aluminium, odlewanie, walcowanie, obróbka cieplna, twardość ANALYSIS OF THE SELECTED ALLOYING ELEMENTS EFFECT ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF ALUMINIUM STRIPS DURING HEAT TREATMENT Modern aluminium alloys are important object of interest in various fields of industry. New chemical compositions of materials and integrated processing technologies are key issues. 8XXX aluminium alloys series are very popular over the last few years due to the possibility of aluminium scrap recycling and significantly reduction of the production costs. It is important to identify the effects of individual alloying additives in 8XXX alloy series on the operational properties, in particular on the evolution of the material mechanical properties during the heat treatment. The paper presents the research results of the impact of typical for 8XXX alloy series selected alloying additives like Fe, Si, Mn, Mg, Cu, Zn on the material hardness after different heat treatments. Keywords: aluminium, casting, rolling, heat treatement, hardness Wprowadzenie Czynniki o charakterze ekonomic więcej »

OPRACOWANIE I WERYFIKACJA PARAMETRÓW KUCIA MATRYCOWEGO NA GORĄCO WYPRASEK ZE STOPU Ti10V2Fe3Al

MAREK WOJTASZEK TOMASZ ŚLEBODA ANETA ŁUKASZEK-SOŁEK

W artykule podjęto próbę wykorzystania technologii metalurgii proszków do wytwarzania wysokiej jakości wyrobów ze stopu Ti10V2Fe3Al. Do realizacji tego celu zastosowano procesy izostatycznego prasowania na gorąco proszku oraz kucia matrycowego na gorąco wyprasek. W roli materiału wyjściowego użyto mieszaninę proszków elementarnych tytanu, wanadu, żelaza oraz aluminium, co prowadzi do obniżenia kosztów otrzymywania wyrobów, w porównaniu do produktów formowanych z proszku stopowego o tym samym składzie chemicznym. W wyniku realizacji procesu zagęszczania na gorąco proszku w ściśle kontrolowanych warunkach, przy zaproponowanych parametrach otrzymano półwyrób o gęstości względnej zbliżonej do litego materiału. Dało to podstawę do wykorzystania do opisu materiału podczas symulacji numerycznej MES charakterystyk płynięcia litego tworzywa o tym samym składzie chemicznym, otrzymanych przy wykorzystaniu symulatora termomechanicznego Gleeble. W oparciu o dane otrzymane na podstawie analizy numerycznej oszacowano dla badanego stopu korzystne parametry termomechaniczne procesu kucia matrycowego wyrobu o wytypowanej geometrii. Ich weryfikacji dokonano w oparciu o eksperyment, próbę kucia przeprowadzono w warunkach przemysłowych. Określono wybrane własności materiału w stanie po kuciu, jakość odkuwki oceniono na podstawie wyników badań metalograficznych. Słowa kluczowe: metalurgia proszków, stop tytanu, analiza numeryczna MES, kucie na gorąco, mikrostruktura DESIGN AND VERIFICATION OF THE PARAMETERS OF HOT FORGING OF Ti10V2Fe3Al ALLOY COMPACTS This research work was focused on the application of powder metallurgy technology for producing high quality product from Ti10V2Fe3Al alloy. For the purpose of the investigations hot compaction and hot close-die forging processes were used. As an initial material a mixture of elemental powders of titanium, vanadium, iron and aluminum was applied. The application of the mixture of elemental powders as initial mate więcej »

PEŁZANIE PRZEWODOWYCH DRUTÓW ZE STOPU AlMgSi TYPU EHC

KINGA KORZEŃ TADEUSZ KNYCH BEATA SMYRAK MAREK GNIEŁCZYK

Permanentny wzrost zapotrzebowania na ilość przesyłanej energii elektrycznej wymusza na projektantach linii elektroenergetycznych poszukiwania coraz to nowszych rozwiązań, które będą bezpieczne i sprostają obecnym wymaganiom. Innowacyjnych rozwiązań można dokonać na drodze doboru odpowiednich parametrów technologicznych przy produkcji materiału na przewody elektroenergetyczne, a także na drodze doboru konstrukcji przewodu jak i przęsła linii napowietrznych. W artykule postawiono za cel uzyskanie drutów ze stopu AlMgSi o ponadstandardowej przewodności elektrycznej typ EHC (Extra High Conductivity), a następnie przetestowanie ich odporności reologicznej w testach pełzania. Ponieważ stop Al- MgSi jest stopem utwardzalnym wydzieleniowo zaproponowano poddanie drutów uzyskanych z walcówki (stan T4) produkowanej w linii CP, procesom starzenia sztucznego w celu wytworzenia drutów charakteryzujących się ponadstandardową przewodnością elektryczną. Natomiast zagadnienie odporności reologicznej tychże drutów jest ważne by zapewnić bezawaryjną eksploatację przewodu rozpiętego w przęśle linii napowietrznej. Testy pełzania pozwalają bowiem określić wartość trwałych przyrostów długości drutów/przewodów, jakie pojawiają się w długim okresie ich eksploatacji. Słowa kluczowe: pełzanie, druty, EHC, odporność reologiczna, stop AlMgSi CREEP OF CONDUCTOR WIRES FROM AlMgSi ALLOY TYPE EHC A permanent increase in demand for the amount of electricity, oblige the designers of power lines look for constantly innovating solutions that are safe and meet current requirements. Innovative solutions can be accomplished by the selection of appropriate technological parameters in the production of material for the conductors, as well as through the selection and construction of cable spans of overhead lines. In the article the main objective is obtain the AlMgSi alloy wire of abovestandard conductivity - type EHC (Extra High Conductivity) and then test their resistance rheolo więcej »

PIANKI KORUNDOWE DO INFILTRACJI METALAMI I POLIMERAMI

MAREK POTOCZEK ROMANA EWA ŚLIWA JOANNA LIGODA

Kompozyty metalowo-ceramiczne, a także polimerowo-ceramiczne o strukturze infiltrowanej charakteryzują się unikalną przestrzenną strukturą wzajemnie przenikających się szkieletów fazy metalowej lub polimerowej i fazy ceramicznej. Najczęstszym sposobem wytwarzania tego typu kompozytów jest infiltracja ciekłego metalu lub polimeru do porowatej kształtki ceramicznej. Do infiltracji ciekłymi metalami lub polimerami zastosowano piankowe kształtki korundowe (α-Al2O3), wytworzone metodą żelowania spienionej zawiesiny (ang. gelcasting of foams). W procesie infiltracji ciśnieniowej stopu AlMg5 do pianki korundowej uzyskano kompozyt metalowo-ceramiczny (AlMg5/Al2O3) o strukturze infiltrowanej charakteryzujący się pełnym wypełnieniem komórek pianki przez metal i dobrym przyleganiem na granicy faz ceramika/metal. Stwierdzono, że kompozyt AlMg5/Al2O3 w porównaniu do stopu AlMg5 może osiągać wyższe wartości naprężeń ściskających. Wytworzono także kompozyty korundowo-polimerowe o osnowie z pianki ceramicznej, stosując jako wypełnienie elastyczny poliuretan oraz żywicę epoksydową. Stwierdzono, że kompozyt żywica epoksydowa/pianka korundowa w porównaniu do pianki korundowej może osiągać wyższe wartości naprężeń ściskających, a kompozyt poliuretan/pianka korundowa większe odkształcenia nie powodujące zniszczeń. Słowa kluczowe: kompozyty metalowo-ceramiczne, kompozyty polimerowo-ceramiczne, pianki ceramiczne ALUMINA FOAMS FOR METALS AND POLYMERS INFILTRATION Metal-ceramic composites or polymer-ceramic composites are characterized by a unique spatial structure of interpenetrating phase being metal or polymer and ceramic phase. The most common method for manufacturing such composites is the infiltration of molten metal, or polymer into porous ceramics. In this paper the alumnia foams (α-Al2O3) manufactured by gelcasting of foams method were used as proforms for metal or polymer infiltration. A direct pressure infiltration process was used to infiltr więcej »

POPRAWA TRWAŁOŚCI NARZĘDZI DO KUCIA NA GORĄCO PRZEZ ZASTOSOWANIE WARSTW HYBRYDOWYCH

ZBIGNIEW GRONOSTAJSKI MAREK HAWRYLUK MARCIN KASZUBA MARCIN MARCINIAK JERZY SMOLIK MACIEJ ZWIERZCHOWSKI

W artykule opisano zagadnienia związane z trwałością matryc kuźniczych stosowanych do kucia na gorąco odkuwki koła czołowego. Przedstawiono wyniki badań przemysłowych, gdzie w celu poprawy trwałości narzędzi zastosowano warstwy hybrydowe typu warstwa azotowana powłoka PVD. Ocenie skuteczności w zwiększaniu trwałości narzędzi w analizowanym procesie poddano dwa rodzaje warstw hybrydowych różniące się zastosowaną powłoką PVD. Opisane badania wykazały, że przez zastosowanie warstw hybrydowych typu warstwa azotowana i powłoka PVD można skutecznie zwiększyć trwałości narzędzi stosowanych w procesach kucia matrycowego na gorąco. Słowa kluczowe: kucie matrycowe, trwałość narzędzi, warstwy hybrydowe IMPROVING TOOL LIFE FOR HOT FORGING BY THE APPLICATION OF HYBRID LAYERS This paper describes the issues related with durability of forging dies used in spur gear hot forging process. The results of industrial research describe tool life improvement by using hybrid layer combining nitride layer and PVD coating. In order to assess the effectiveness in increasing tool life in the analyzed process two types of hybrid layers with different PVD coating applied. The research has shown that by using a hybrid layer containing nitrided layer and PVD coating can effectively enhance the durability of the tools used in the process of hot forging. Keywords: die forging, tool life, hybrid layers Wstęp Duża intensywność zużycia narzędzi stosowanych w procesach kucia matrycowego sprawia, iż problemom trwałości matryc poświęca się coraz więcej uwagi. Narzędzia kuźnicze, mimo znacznego postępu technicznego i rozwoju nauki w tym kierunku cechują się nadal niestabilną i stosunkowo niską trwałością, co w sposób znaczący wpływa na wielkość kosztów produkcji i jakość odkuwek[1]. Na trwałość narzędzi stosowanych w procesach kucia wpływa bardzo wiele czynników: m.in.: warunki, w jakich przebiega proces kucia (temperatura i geometria narzędzi oraz wstępniaka, prędkość p więcej »

POWŁOKI OCHRONNE WYTWARZANE NA PRZERABIANYCH PLASTYCZNIE STOPACH MAGNEZU ZK60 I AZ80

MAREK NOWAK BARTŁOMIEJ PŁONKA KRZYSZTOF REMSAK ANNA NAJDER MARIUSZ BIGAJ ANDRZEJ KŁYSZEWSKI

W artykule przedstawiono parametry wytwarzania powłok konwersyjnych na przerabianych plastycznie wyrobach ze stopów magnezu oraz dobór warunków wstępnej chemicznej obróbki powierzchniowej. Proces wyciskania prowadzono w temperaturze 400 °C z prędkością tłoczyska prasy ok 1 mm/s, przy współczynniku wyciskania λ = 14. Uzyskane pręty zostały przesycone na wybiegu prasy, a następnie starzone sztucznie w temperaturze 175 °C. W ramach pracy przeprowadzono badania wpływu składu chemicznego i struktury stopów magnezu, na jakość uzyskiwanych powłok konwersyjnych. Analizie poddano również wpływ parametrów wytwarzania powłok (skład chemiczny roztworów, gęstości prądu, temperatura procesu, czas procesu), na jakość wytwarzanych powłok. Scharakteryzowano m.in. takie właściwości powłok jak: ciągłość, przyczepność do podłoża, grubość, skład chemiczny oraz odporność na korozję. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, iż powłokę ochronną o najwyższej odporności korozyjnej oraz walorach dekoracyjnych otrzymano na stopie ZK60 w roztworze B. Powłoka ta charakteryzowała się najmniejsza ilością wad powierzchniowych w postaci nieciągłości powłoki. Uzyskana powłoka cechowała się również najlepszymi parametrami elektrochemicznymi oraz odpornością na działanie obojętnej mgły solnej. Wyniki pracy będą mogły znaleźć zastosowanie praktyczne i stanowić będą alternatywę dla dotychczas stosowanych roztworów toksycznych i kancerogennych zawierających w swoim składzie związki chromu (VI). Słowa kluczowe: powłoki konwersyjne, odporność korozyjna, stop ZK60, stop AZ80 PROTECTIVE COATINGS ON WROUGHT MAGNESIUM ZK60 AND AZ80 ALLOYS The paper presents the characteristics of conversion coatings on wrought magnesium alloy products and the selection of the chemical surface pretreatment. In this study the effect of chemical composition and structure of magnesium alloys on the quality of the conversion coatings was obtained. The effect of layer producing parameters (chem więcej »

PROBLEM DOBORU NAJLEPSZEGO MODELU DLA SYMULACJI CYKLU WYTWARZANIA BLACHY ZE STALI DP

MONIKA PERNACH ROMAN KUZIAK MACIEJ PIETRZYK

W artykule dokonano klasyfikacji modeli przemian fazowych w aspekcie ich możliwości obliczeniowych i czasów obliczeń. Dla potrzeb optymalizacji cyklu produkcji wybrano prosty model opisujący kinetykę przemian fazowych i oceniono możliwości tego modelu w zakresie przewidywania parametrów charakteryzujących własności wyrobów. Wykazano, że model ten w sposób pośredni pozwala przewidywać skład chemiczny i własności martenzytu. Słowa kluczowe: stal DP, numeryczne modelowanie, cykl wytwarzania, optymalizacja PROBLEM OF SELECTION OF THE BEST MODEL FOR SIMULATION OF MANUFACTURING CHAIN FOR DP STEEL STRIPS Classification of phase transformation models with respect to computing times and predictive capabilities is presented. For optimization of manufacturing cycle simple model, which describes kinetics of phase transformations, was selected. Capabilities of this model regarding prediction of properties of products were evaluated. It was shown that this model allows for indirect calculation of chemical composition and properties of martensite. Keywords: DP steel, numerical modelling, manufacturing cycle, optimization Wstęp Materiałom stosowanym na elementy nadwozi samochodów stawiane są bardzo wysokie wymagania, wynikające z ciągłej potrzeby poprawy bezpieczeństwa pasażerów i zmniejszenia zużycia paliwa. Wymagania te, wyrażające się dążeniem do uzyskania wysokiego stosunku wytrzymałości do gęstości materiałów konstrukcyjnych przy utrzymaniu ich dobrej plastyczności, są spełnione przez nowoczesne stale AHSS (ang. Advanced High Strength Steels). Te wysokie własności wytrzymałościowe i plastyczne stali AHSS uzyskuje się poprzez wytworzenie w nich struktury wielofazowej stanowiącej połączenie miękkiego i plastycznego ferrytu z twardymi produktami rozpadu austenitu takimi jak bainit i martenzyt. Naukowcy od ponad 20 lat prowadzą badania, których celem jest poprawa właściwości tych stali poprzez projektowanie specjalnych cykli obróbki cieplnej [ więcej »

PROPOZYCJA WYKORZYSTANIA AUTOMATÓW KOMÓRKOWYCH DO MODELOWANIA INICJACJI I PROPAGACJI PĘKNIĘĆ W WYNIKU ZMĘCZENIA CIEPLNEGO

ŁUKASZ RAUCH PAWEŁ NOWAK LECHOSŁAW TRĘBACZ MARCIN MARCINIAK MACIEJ PIETRZYK

W artykule przedstawiono ogólną koncepcję modelu automatów komórkowych (CA) dla zjawiska zmęczenia cieplnego i opisano reguły przejścia. Wstępne symulacje wykonano dla próby zmęczenia cieplnego przeprowadzonej na stanowisku badawczym w Politechnice Wrocławskiej. Przedstawione zostały wyniki jakościowe otrzymane z symulacji MES w skali makro i automatów komórkowych w skali mikro. Słowa kluczowe: narzędzia kuźnicze, zmęczenie cieplne, numeryczne modelowanie, automaty komórkowe PROPOSITION OF APPLICATION OF CELLULAR AUTOMATA TO MODELING CRACK INITIATION AND PROPAGATION DUE TO THERMAL FATIGUE General idea of the cellular automata (CA) model for the thermal fatigue is presented in the paper. Transition rules are described. Primary simulations were performed for thermal fatigue test installed at the Wrocław University of Technology. Results of qualitative analysis using finite element code in macro scale and cellular automata in micro scale are presented. Keywords: forging dies, thermal fatigue, numerical modelling, cellular automata Wstęp Zagadnienie modelowania zniszczenia materiału poddawanego cyklicznym obciążeniom mechanicznym i cieplnym jest w centrum zainteresowania naukowców od wielu lat. Opracowanych zostało wiele modeli o różnym stopniu skomplikowania i o różnych możliwościach obliczeniowych. Spośród licznych rozwiązań dostępnych w literaturze naukowej wyróżnić należy mechaniczne modele zniszczenia dla materiałów ciągliwych [1, 2]. Obecnie w modelowaniu zjawisk zachodzących w materiałach coraz częściej wykorzystuje się metody dyskretne, w których mikrostruktura jest uwzględniana w sposób jawny. Przykładem są automaty komórkowe (CA), które w niniejszej pracy wykorzystane zostały do opisu inicjacji i propagacji pęknięć w wyniku zmęczenia cieplnego. Wykorzystano koncepcję dla pełzania przedstawioną w publikacji [3]. Badanie zmęczenia cieplnego stali narzędziowej Schemat stanowiska zainstalowanego w Politechnice Wrocławskiej, w więcej »

PRZEMIANY FAZOWE W STREFIE POŁĄCZENIA BLACH ZGRZEWANYCH Z WYKORZYSTANIEM ENERGII WYBUCHU

HENRYK PAUL MARIUSZ PRAŻMOWSKI JERZY MORGIEL MAREK FARYNA WOJCIECH SKUZA

W artykule analizowano zmiany, jakie dokonują się w warstwach pośrednich dwu- warstwowych układów na bazie stali (węglowej i austenitycznej) pokrywanej metalami reaktywnymi: Ta, Zr, Ti oraz aluminium pokrywanym miedzą. Zmiany mikrostruktury, składu chemicznego i fazowego jak też zachowanie umocnieniowe badano na próbkach w stanie po spojeniu wykorzystując zaawansowane techniki obrazowania i pomiaru składu chemicznego w skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. W prowadzonej analizie kluczowe są transformacje wywołane dynamicznymi zmianami temperatury. W makro- skali proces spajania prowadzi do miejscowego nadtopienia łączonych metali. Obecność stref przetopień krytycznie wpływa na własności mechaniczne i fizyczne platerów. Zaobserwowano, że w prawidłowo wykonanym platerze, oprócz wyraźnie zarysowanych stref przetopień (grubości od kilku do kilkunastu μm) zawsze występuje pomiędzy łączonymi metalami cienka warstwa strefy przetopionej (grubości kilkudziesięciu nanometrów) determinująca wystąpienie trwałego spojenia. Ekstremalnie duże szybkości chłodzenia sprzyjają formowaniu się w strefie przetopień faz amorficznych lub mieszaniny amorficzno/(ultra drobnokrystalicznej) o składach chemicznych dalekich od tych, jakie są właściwe fazom krystalizującym w warunkach stacjonarnych. W procesie wygrzewania platerów fazy amorficzne ulegają przemianie skutkującej pojawieniem się mikrostruktury drobnokrystalicznej. Słowa kluczowe: spajanie wybuchowe, metale reaktywne, przemiany fazowe, fazy międzymetaliczne, SEM & TEM PHASE TRANSFORMATIONS IN THE BONDING ZONE OF EXPLOSIVELY WELDED SHEETS The layers near the interface of explosively welded plates were investigated by means of microscopic observations with the use of scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopes (thin foils were prepared using Focus Ion Beam technique) equipped with energy dispersive spectrometer (EDX). Metal compositions based on steels and Ti, Zr, Ta and C więcej »

PRZEPYCHANIE OBROTOWE WYROBÓW O ZARYSIE ŚRUBOWYM

JAROSŁAW BARTNICKI JANUSZ TOMCZAK TOMASZ BULZAK

W artykule przedstawiono zastosowanie procesu przepychania obrotowego do kształtowania wyrobów o zarysie śrubowym, wykonywanych ze stopu tytanu w gatunku Ti6Al4V. W obliczeniach numerycznych procesu wykorzystano oprogramowanie Deform3D. Dla zaprojektowanych narzędzi rolkowych przeprowadzono symulacje numeryczne przepychania obrotowego wyrobu drążonego typu ślimak. Wyznaczono rozkłady naprężeń, odkształceń, zmiany temperatury oraz przebieg sił kształtujących. Określenie prognozowanych błędów kształtu umożliwia przyjęcie naddatków materiałowych w planowanych do przeprowadzenia badaniach doświadczalnych tego procesu. Słowa kluczowe: przepychanie obrotowe, MES Dr inż. Jarosław Bartnicki, dr inż. Janusz Tomczak, mgr inż. Tomasz Bulzak — Politechnika Lubelska, Lublin e-mail: t.bulzak@pollub.pl Rudy Metale R58 2013 nr 11 s. 688÷691 689 THE ROLLING EXTRUSION PROCESS FOR FORMING OF PRODUCTS OF HELICAL OUTLINE This paper presents the application of rolling extrusion process for forming of products of helical outline, made from titanium alloy of Ti6A14V type. In numerical calculations of the process, software Deform3D was considered. For the designed rolls tools simulations were conducted of rolling extrusion of hollowed part of worm type. Distributions of stresses, strains, temperature changes and forming forces course were determined. Determining foreseen shape faults allows for assuming material allowance in the planned experimental research works of this process. Keywords: rolling - extrusion, FEM Przepychanie obrotowe Jednym ze sposobów kształtowania plastycznego jest metoda przepychania obrotowego. Schemat realizacji tej metody przedstawiono więcej »

REKONSTRUKCJA TRÓJWYMIAROWYCH MIKROSTRUKTUR STALI JEDNOFAZOWYCH

ŁUKASZ RAUCH KAMIL IMIOŁEK

Cyfrowa Reprezentacja Materiału (ang. DMR) umożliwia nie tylko wirtualne odwzorowanie rzeczywistego materiału, ale również przeprowadzenie symulacji numerycznych zjawisk zachodzących w materiale podczas odkształcenia oraz przeróbki cieplnej. Im rzetelniej odwzorowana jest struktura materiału tym dokładniej można odzwierciedlić zachodzące w niej procesy. Artykuł przedstawia dwie autorskie metody rekonstrukcji trójwymiarowego wirtualnego materiału na podstawie zdjęć przekrojów mikrostruktur materiałowych. W kolejnych rozdziałach opisane zostały szczegóły opracowanych metod bazujące na klasteryzacji oraz śledzeniu konturu ziaren. Ponadto, przedstawione zostały wyniki rekonstrukcji oraz perspektywy rozwoju metod w aspekcie rekonstrukcji materiałów wielofazowych. Słowa kluczowe: cyfrowa reprezentacja materiału, rekonstrukcja mikrostruktur materiałowych 3D RECONSTRUCTION OF 3D MATERIAL MICROSTRUCTURES OF ONE PHASE STEELS Digital Material Representation (DMR) allows not only virtual representation of a real material, but also performance of numerical simulations of phenomena occurring in microstructure during deformation or heat treatment. However, the level of DMR reliability highly influences results of numerical simulations. This paper presents two newly elaborated methods of reconstruction of 3D virtual material on the basis of micrographs obtained from subsequent material slices. In the next chapters the details of created methods, based on clustering and grain contour tracing, are presented. Moreover, the results obtained from both analysis are discussed as well as future possibilities of the development. Keywords: digital material microstructure, reconstruction of 3D microstructures Wstęp Metody trójwymiarowej rekonstrukcji komputerowej mikrostruktur materiałów są bardzo ściśle uzależnione od rodzaju materiałów oraz od metody eksperymentalnej używanej do analizy wnętrza materiału. Metody eksperymentalne można ogólnie podzielić na grupy więcej »

RELACJE DEZORIENTACJI W POCZĄTKOWYCH STADIACH REKRYSTALIZACJI METALI O SIECI RSC O ŚREDNIEJ I MAŁEJ ENERGII BŁĘDU UŁOŻENIA

MAGDALENA M. MISZCZYK HENRYK PAUL JULIAN. H. DRIVER CLAIRE MAURICE

Mechanizm stanowi ciągle silnie nierozpoznane zagadnienie. Jednym z kluczowych zagadnień związanych z opisem mechanizmów zarządzających procesem przemiany tekstury podczas wyżarzania jest identyfikacja typu granicy poprzez migrujący front rekrystalizacji. Celem niniejszej pracy było określenie dominujących relacji orientacji, pomiędzy stanem odkształconym a nowo powstałymi ziarnami we wczesnych stadiach rekrystalizacji w metalach o sieci regularnie ściennie centrowanej, o średniej i małej energii błędu ułożenia. Analizę prowadzono na monokryształach o orientacjach stabilnych w płaskim stanie odkształcenia, tj. "Goss"{110}<001> oraz "brass"{110}<112>. Monokrystaliczne próbki z Ni, Cu, Cu-2%Al odkształcono w próbie nieswobodnego ściskania do ok. 40 %. Następnie odkształcony materiał został poddany wyżarzaniu celem analizy preferencji w występowaniu relacji orientacji poprzez front rekrystalizacji. Analizę przeprowadzono z wykorzystaniem wysokorozdzielczej skaningowej mikroskopii elektronowej i techniki dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych (SEM-FEG/EBSD). Przeprowadzona analiza preferencji w rozkładzie osi i kąta dezorientacji poprzez front rekrystalizacji pokazuje, że relacje dezorientacji zbliżone do 40°<111> są realizowane jedynie sporadycznie. Wykazano, że dominują rolę odgrywają dezorientacje określone kątami z zakresów 25÷35° i 45÷55° oraz obrotem dookoła osi <122>, <012>, <112> zgrupowanych zazwyczaj w pobliżu normalnych do wszystkich czterech płaszczyzn {111}. Słowa kluczowe: zarodkowanie i rekrystalizacja, monokryształ, płaski stan odkształcenia, mapy orientacji DISORIENTATION RELATIONS DURING THE EARLY STAGES OF RECRYSTALLIZATION IN MEDIUM AND LOW SFE FCC METALS The objective of this paper is to identify the predominant crystallographic relations between deformed state and recrystallized grains during the early stages of recrystallization of fcc metals with medium and low stacking fault energy. The experimental investigatio więcej »

ROLA WARUNKÓW ODKSZTAŁCENIA W KSZTAŁTOWANIU SIĘ MIKROSTRUKTURY STOPU Ti6Al4V

JANUSZ KRAWCZYK ANETA ŁUKASZEK-SOŁEK MAREK WOJTASZEK

Celem niniejszego artykułu było przedstawienie roli temperatury oraz czasu ekspozycji na nią jak i intensywności odkształcenia na mikrostrukturę stopu Ti6Al4V. Próbki spęczano w symulatorze termomechanicznym Gleeble w temperaturze: 800, 900, 950, 1000 i 1100 °C z prędkością z prędkością odkształcenia 0,01; 0,1; 1; 10 i 100 s-1 do odkształcenia rzeczywistego równego 1. Określono zakres występowania oraz wielkość wydzieleń oraz zakres rekrystalizacji pierwotnej fazy α. Oszacowano również grubość płytek fazy α’, wielkość ziarna fazy β jak i największego wymiaru obszaru występowania równoległych igieł fazy α’ w kierunku prostopadłym do tych igieł. Zaprezentowano m.in. diagram określający wpływ temperatury i prędkości odkształcenia na rekrystalizację dynamiczną fazy β. Udokumentowano intensywny rozrost ziarna fazy β powyżej temperatury przemiany α+β→β, trudny do ograniczenia w wyniku odkształcenia plastycznego i rekrystalizacji dynamicznej. Określono wpływ obserwowanych zmian w mikrostrukturze badanego stopu na jego twardość. Słowa kluczowe: stopy tytanu, rekrystalizacja, odkształcenie plastyczne, morfologia fazy α, morfologia fazy β THE ROLE OF THE DEFORMATION CONDITIONS IN THE EVOLUTION OF THE MICROSTRUCTURE OF Ti6Al4V ALLOY This work discusses the influence of the processing temperature, time as well as processing strain on the microstructure of Ti6Al4V alloy. The samples were compressed on Gleeble thermomechanical simulator at the temperatures: 800, 900, 950, 1000 and 1100 °C with strain rates: 0.01; 0.1; 1; 10 and 100 s-1 to a total true strain of 1. The occurrence and recrystallization of primary α phase in Ti6Al4V alloy was investigated. The thickness of α’phase lamellas, the size of β phase grains as well as the largest dimensions of the areas showing parallel needles of α’ phase in perpendicular direction to these needles. The diagr więcej »

Światowy rynek metali nieżelaznych

INFORMACJE RYNKOWE PLANY ROZWOJU NORILSK NICKEL Mining Journal, 04.10.2013 Zarząd MMC Norilsk Nickel ujawnił plany dotyczące koncentracji działalności spółki na metalach z grupy platynowców (PGM). Spółka jest największym producentem niklu i palladu na świecie. Produkcja niklu przez Norilsk Nickel w następnych pięciu latach ma pozostać stabilna i wynieść około 300 tys. Mg/r. Z kolei zgodnie z n ową strategią p rodukcja palladu ma wzrosnąć o ok. 200÷300 tys. oz/r. Nikiel stanowi ok. 44 % całkowitej sprzedaży metali przez firmę, a metale z grupy platynowców (PGM), obejmujące pallad i platynę, stanowią ok. 29 % łącznej sprzedaży. Zmianę strategii przedsiębiorstwa wymusił spadek ceny niklu na światowych rynkach, notowanej obecnie na poziomie 14 000 $/Mg. NADWYŻKA NA RYNKU MIEDZI Reuters, Mining Journal, Mining.com, Mineweb.com, 04.10.2013, 08.10.2013, 11.10.2013, 21.10.2013 Według analiz International Copper Study Group (ICSG) rynek miedzi cechować będzie nadwyżka tego metalu przez minimum następny rok w przypadku dalszej dominacji produkcji nad popytem. Według szacunków światowa produkcja miedzi rafinowanej w 2013 r. wyprzedzi popyt o ok. 390 tys. Mg. W 2014 r. rynkowa nadwyżka sięgnie już 632 tys. Mg, kiedy produkcja górnicza miedzi wyniesie 18,6 mln Mg w porównaniu z 17,8 mln Mg w oszacowaniu z zeszłego roku. Według ICSG produkcja górnicza w 2013 r. wzrośnie o 6,5 % wobec roku poprzedniego. Dalsze umocnienie podaży nastąpi prawdopodobnie w latach 2014 i 2015, kiedy rozpocznie się produkcja pochodząca z projektów dotkniętych różnego rodzaju opóźnieniami w wyniku kryzysu finansowego. Według prognoz International FC Stone nadwyżka miedzi w 2013 r. wyniesie 270 tys. Mg, a 400 tys. Mg w 2014 r. Z kolei według banku inwestycyjnego Natixis wyższa produkcja górnicza w 2014 r. nie musi skutkować rynkową nadwyżką metalu w powodu prawdopodobnych problemów z wydajnością zakładów przeróbczych. Tymczasem widoczny wzrost popytu ze stron więcej »

TEORETYCZNO-DOŚWIADCZALNA ANALIZA PROCESU WALCOWANIA PRĘTÓW ALUMINIOWYCH W TRÓJWALCOWEJ WALCARCE SKOŚNEJ

AGNIESZKA MOREL SEBASTIAN MRÓZ ANDRZEJ STEFANIK PIOTR SZOTA HENRYK DYJA

W artykule przedstawiono wyniki badań teoretycznych oraz doświadczalnych procesu walcowania prętów aluminiowych ze stopu aluminium 1050A o średnicy 19 mm w trójwalcowej walcarce skośnej. Proces walcowania prętów aluminiowych w trójwalcowej walcarce skośnej przeprowadzono w dwóch przepustach, przy temperaturze otoczenia. Badania teoretyczne wykonano stosując program komputerowy Forge2011®. Na podstawie wyników badań teoretycznych określono rozkłady odkształceń, naprężeń oraz temperatury podczas procesu walcowania prętów aluminiowych. W celu weryfikacji poprawności badań teoretycznych przeprowadzono walcowanie prętów aluminiowych na walcarce skośnej RSP 40/14. Z gotowych prętów pobrano templety, których kształt porównano z wynikami badań teoretycznych, odwalcowane pręty charakteryzowały się małą owalnością oraz prostoliniowością. Słowa kluczowe: trójwalcowa walcarka skośna, walcowanie prętów okrągłych, modelowanie numeryczne, walcowanie aluminium Mgr inż. Agnieszka Morel, dr hab. inż. Sebastian Mróz, prof. PCz., dr inż. Andrzej Stefanik, dr inż. Piotr Szota, prof. dr hab. Henryk Dyja — Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Częstochowa. e-mail: stefanik@wip.pcz.pl Rudy Metale R58 2013 nr 11 s. 794÷798 795 THEORETICAL-EXPERIMENTAL ANALYSIS OF THE ALUMINUM BARS ROLLING PROCESS ON THREE-HIGH SKEW ROLLING MILL In this paper presents the results of theoretical and experimental analysis of the aluminum 1050A ∅ 19 mm round bars in three-high skew rolling mill rolling process were presented. The rolling process of aluminum bars in three-high skew rolling mill was made in two pases, at ambient temperature. Theoretical studies were performed using a computer program Forge2011®. Based on the theoretical research the stress, strain and temperature distribution during the rolling process was determined. The results of the numerical analysis were compared to results obtained więcej »

WIELOSKALOWY NUMERYCZNY MODEL CIĄGNIENIA NA ZIMNO DRUTÓW Z NISKOPLASTYCZNYCH STOPÓW MAGNEZU Z UWZGLĘDNIENIEM MECHANIZMU UTRATY SPÓJNOŚCI

ANDRZEJ MILENIN DOROTA JOANNA BYRSKA-WÓJCIK

Rozpatrywane stopy Mg zostały opracowane w celu wytworzenia resorbowalnych bio implantów. Ich skład chemiczny cechuje się dodatkami takimi jak Ca i Li (MgCa0,8, A×30, LA63). Te dodatki zwiększają biozgodność stopu, optymalizują intensywność korozji, ale obniżają technologiczną plastyczność przy przeróbce plastycznej [1, 2]. Technologia produkcji nici chirurgicznych zawiera etapy wyciskania półwyrobu, ciągnienia w podgrzewanych ciągadłach oraz przewiduje ciągnienie na zimno w celu kształtowania odpowiedniej jakości powierzchni i własności. Problem stanowi jednak niska plastyczność rozpatrywanych stopów w temperaturze pokojowej, co utrudnia ostatni etap cyklu produkcyjnego [3]. Celem pracy jest opracowanie numerycznego modelu ciągnienia na zimno niskoplastycznych stopów magnezu z uwzględnieniem mechanizmu utraty spójności w skali mezo i wykorzystanie go do optymalizacji technologicznych parametrów procesu. Model utraty spójności opracowano za pomocą metody elementów brzegowych. Model został skalibrowany za pomocą badań in situ. Walidacja wykonana została na podstawie porównania mikrostruktury i powstających defektów w drucie z wynikami symulacji. Słowa kluczowe: stopy magnezu, modelowanie wieloskalowe, próby In situ THE MULTISCALE NUMERICAL MODEL OF COLD WIREDRAWING PROCESS FOR MAGNESIUM ALLOYS WITH LOW DUCTILITY WITH CONSIDERING THE FRACTURE MECHANISM Magnesium alloys with high biocompatibility containing Ca, Li and rare earths are the alternative for nowadays used materials for implants and surgical threads. The main advantage of those alloys are properties similar to properties of human bones. However the low ductility in cold deformation of this alloys is a problem [1÷3]. In the case of production of surgical threads the high temperature causes an oxidation of the surface, but cold deformation is very difficult because of the low plasticity. In work [4] the technology of thin surgical threads production from magnesium alloys is proposed więcej »

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WŁASNOŚCI ORAZ STRUKTURĘ BIMETALU CYRKON/(STAL WĘGLOWA) WYKONANEGO TECHNOLOGIĄ ZGRZEWANIA WYBUCHOWEGO

MARIUSZ PRAŻMOWSKI HENRYK PAUL FABIAN ŻOK

W niniejszym artykule poddano ocenie wpływ obróbki cieplnej na własności mechaniczne oraz strukturę strefy połączenia bimetalu cyrkon (Zr 700) - stal (P355NL2). Badania prowadzono dla złączy o różnej charakterystyce strefy połączenia. Przedstawiono wyniki badań wytrzymałościowych (Ro, Rs, Rm), pomiaru (mikro)twardości oraz badań strukturalnych, prowadzonych zarówno w makro- jak i mikro- skali. Analiza wyników uzyskanych w badaniach mechanicznych i mikrostrukturalnych pozwala na stwierdzenie, że procesy obróbki cieplnej wpływają, na jakość uzyskanego połączenia. Istotnym jest dobór odpowiedniej temperatury, gdyż wraz z jej wzrostem zmniejsza się wytrzymałość strefy połączenia. Zastosowanie takich samych warunków obróbki dla materiałów o różnej charakterystyce złącza wykazało, że obróbka ta nie ma większego wpływu na wytrzymałość na ścinanie, natomiast w znaczący sposób wpływa na wytrzymałość na rozciąganie i odrywanie. W przypadku próbek o akceptowalnym udziale warstwy międzymetalicznej (RGP w przedziale 0÷10 μm) obróbka cieplna spowodowała zmniejszenie Rm o ok. 30 %, natomiast Ro o ok. 15 %. Odwrotną tendencję zaobserwowano w przypadku bardzo dużego udziału warstwy przetopionej w złączu. Wzrost prędkości detonacji podczas procesu zgrzewania wybuchowego powoduje nie tylko zwiększony udziału obszarów przetopionych w złączu, lecz również wzrost strefy odkształcenia plastycznego, a tym samym umocnienia w okolicy granicy połączenia. Potwierdzają to pomiary mikrotwardości dla prezentowanych w pracy przypadków. Zastosowanie obróbki cieplnej powoduje zmniejszenie umocnienia w strefie połączenia, co szczególnie silnie obserwowane jest w materiale podstawowym, tj. stali. Zjawisko to jest efektem pełnej rekrystalizacji ziaren w strefie odkształcenia plastycznego. Słowa kluczowe: spajanie wybuchowe, bimetal Zr/(stal węglowa), obróbka cieplna, własności mechaniczne, mikrostruktura THE EFFECT OF HEAT TREATMENT ON THE PROPERTIES OF ZIRCONIUM-CARBON więcej »

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNO-PLASTYCZNEJ NA MIKROSTRUKTURĘ SPIEKANEJ STALI Fe-0,85Mo-0,6Si-1,4C

PIOTR NIKIEL

Przedstawiono wyniki badań zmian mikrostruktury spiekanej stali Fe-0,85Mo-0,6Si-1,4C w wyniku obróbki cieplno-plastycznej. Materiał do badań wytworzono metodą metalurgii proszków poprzez prasowanie na zimno i spiekanie z udziałem fazy ciekłej. Otrzymano materiał o gęstości rzeczywistej około 7,6 g/cm3. W zależności od warunków chłodzenia po spiekaniu otrzymano materiał o mikrostrukturze złożonej z ferrytu, perlitu i cementytu a po hartowaniu izotermicznym — martenzytu. Badania plastometryczne przeprowadzone zostały na plastomerze Gleeble HDS-V40 i plastomerze-dylatometrze Bähr MDS 830 w Institut für Metallformung, TU Bergakademie Freiberg. Odkształcenie zrealizowano w przez spęczanie próbek walcowych. Próbki odkształcono przy założonych parametrach: temperatura wynosiła 700 lub 775 °C i prędkość odkształcenia 0,001 s-1. Temperatura badań odpowiadała temperaturze początku i końca przemiany austenitycznej. Opracowano krzywe płynięcia materiału w postaci zależności σ-ε. Szczegółowej analizie poddano zależności pomiędzy mikrostrukturą materiału wyjściowego, parametrami odkształcenia a otrzymaną mikrostrukturą po odkształceniu. Przeprowadzone badania pozwoliły na opracowanie jakościowych zmian w mikrostrukturze odkształcanych próbek. Istotne zmiany stwierdzono w mikrostrukturze materiałów odkształcanych w temperaturze 775 °C, szczególnie w materiale wyjściowym o mikrostrukturze martenzytycznej. W materiale tym po odkształceniu otrzymano mikrostrukturę złożoną z ferrytu ze sferoidalnym cementytem. Słowa kluczowe: stal spiekana, badania plastometryczne, mikrostruktura INFLUENCE OF THERMO-MECHANICAL PROCESSING ON THE MICROSTRUCTURE OF SINTERED Fe-0.85Mo-0.6Si-1.4C STEEL Fe-0.85Mo-0.6Si-1.4C steel preforms were manufactured by cold pressing the powder mixture and liquid phase sintering at 1295 °C to give a density of ~ 7.6 g/cm3. Furnace cooling resulted in microstructure comprising pearlite, ferrite and cementite, quenching produ więcej »

WPŁYW PRĘDKOŚCI PROCESU WYCISKANIA ORAZ METOD USZLACHETNIANIA POWIERZCHNI WYCISKANYCH PROFILI ZE STOPU ALUMINIUM AlMgSi0,5 NA WYBRANE PARAMETRY CHROPOWATOŚCI

PIOTR ROMAŃSKI MAREK BURDEK JAN W. PILARCZYK

Celem pracy jest dokonanie analizy wpływu prędkości wyciskania oraz metod uszlachetniania powierzchni na chropowatość wyciskanych profili ze stopu aluminium AlMgSi0,5. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu prędkości procesu wyciskania na gorąco oraz metod uszlachetniania powierzchni takich jak lakierowanie proszkowe oraz anodowanie na wybrane parametry struktury geometrycznej 3D profili aluminiowych. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że zwiększenie prędkości wyciskania z 20 do 30 m/min powoduje obniżenie się wybranych parametrów trójwymiarowej chropowatości powierzchni. Słowa kluczowe: wyciskanie, profile aluminiowe, struktura geometryczna, chropowatość powierzchni. INFLUENCE OF THE EXTRUSION SPEED AND METHODS OF SURFACE TREATMENT OF EXTRUDED PROFILES FROM THE AlMgSi0,5 ALUMINIUM ALLOY ON THE SELECTED PARAMETERS OF SURFACE ROUGHNESS Aim of this study is to analyze the influence of extrusion speed and methods of surface treatment on the roughness of extruded profiles from AlMgSi0.5 aluminium alloy. This paper presents the results of research on the influence of hot extrusion speed process and surface treatment methods such as powder coating and anodizing on the selected 3D surface texture parameters of aluminium profiles. The investigations results has pointed out that the increasing the extrusion speed from 20 to 30 m/min has resulted in decreasing the selected three-dimensional surface roughness parameters. Keywords: extrusion, aluminium profiles, surface texture, roughness. Wprowadzenie Wyciskanie jest jedną z podstawowych metod przeróbki plastycznej. Wykorzystywane jest do produkcji m.in: profili standardowych (tj. rury, płaskowniki, tuby), kształtowniki o bardziej złożonej budowie; ze stali oraz metali nieżelaznych m.in. aluminium. Aluminium jest metalem cechującym się wysoką odpornością na korozję w środowisku naturalnym i lekko kwaśnym, dzięki samorzutnemu pokrywaniu się bardzo cienką warstwą tlenku Al, k więcej »

WPŁYW TEMPERATURY I INTENSYWNOŚCI ODKSZTAŁCENIA NA MIKROSTRUKTURĘ STOPU INCONEL 718

JANUSZ KRAWCZYK ANETA ŁUKASZEK-SOŁEK TOMASZ ŚLEBODA

Celem niniejszego artykułu było określenie wpływu temperatury oraz prędkości odkształcenia na mikrostrukturę stopu Inconel 718. Próbki spęczano w symulatorze termomechanicznym Gleeble w temperaturze: 900, 1000, 1050, 1100, 1150 i 1200 °C z prędkością odkształcenia: 0,01; 0,1; 1; 10 i 100 s-1 do odkształcenia rzeczywistego równego 1. Przedstawiono diagramy opisujące wpływ temperatury i prędkości odkształcenia na zakres występowania fazy δ oraz rekrystalizację dynamiczną badanego stopu. Zaobserwowano, że osnowa ulega w całej objętości rekrystalizacji dynamicznej jeszcze przed rozpuszczeniem wydzieleń fazy δ. Ponadto wybielenia fazy δ w przypadku gdy występują w odpowiednio dużym udziale i morfologii płytkowej, efektywnie blokują rozrost ziarn powstałych w wyniku rekrystalizacji dynamicznej. Na rekrystalizację dynamiczną istotny wpływ ma również intensywność odkształcenia oraz czas ekspozycji materiału na działanie zadanej temperatury. Powoduje to, że proces rekrystalizacji dynamicznej w stopniu najmniejszym zachodzi dla prędkości odkształcenia 1 s-1. Postęp rekrystalizacji oraz rozrost ziarna po rekrystalizacji determinuje zmniejszenie twardości materiału po odkształceniu. Słowa kluczowe: stopy niklu, Inconel 718, rekrystalizacja, odkształcenie plastyczne, faza δ Dr inż. Janusz Krawczyk, dr inż. Aneta Łukaszek-Sołek, dr inż. Tomasz Śleboda — AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków. e-mail: jkrawcz@agh.edu.pl Rudy Metale R58 2013 nr 11 s. 651÷658 652 THE INFLUENCE OF THE TEMPERATURE AND EQUIVALENT STRAIN ON MICROSTRUCTURE OF INCONEL 718 ALLOY This work discusses the influence of the processing temperature and processing strain rate on the microstructure of Inconel 718 alloy. The samples were compressed on Gleeble thermomechanical simulator at the temperatures: 900, 1000, 1050, 1100, 1150 and 1200 °C with strain rates: 0.01; 0.1; 1; więcej »

WPŁYW TEMPERATURY ODKSZTAŁCENIA NA REKRYSTALIZACJĘ DYNAMICZNĄ STOPU WASPALOY

JANUSZ KRAWCZYK TOMASZ ŚLEBODA MAREK WOJTASZEK

Celem niniejszego artykułu było potwierdzenie oraz uszczegółowienie danych odnoszących się do wpływu temperatury odkształcenia na mikrostrukturę stopu Inconel 718. Próbki spęczano w symulatorze termomechanicznym Gleeble w temperaturach: 900, 1000, 1050, 1100 i 1150 °C z prędkością odkształcenia 0,01 s-1. Określono zakres występowania węglika Cr23C6, którego wydzielenia charakteryzowały materiał w stanie dostawy. Osnowa ulega w całej objętości rekrystalizacji dynamicznej jeszcze przed rozpuszczeniem wydzieleń węglika Cr23C6. Określono wpływ temperatury odkształcenia na wielkość ziarna powstałego w wyniku rekrystalizacji dynamicznej. Określono wpływ mikrostruktury, w tym rekrystalizacji dynamicznej na twardość badanego stopu po odkształceniu. Zaobserwowano, że rekrystalizacja dynamiczna rozpoczyna się na granicach odkształconych ziarn osnowy. Zastosowanie temperatury odkształcenia 1050°C pozwala na objęcie przez rekrystalizację dynamiczną całej osnowy. Słowa kluczowe: stopy niklu, Waspaloy, rekrystalizacja, odkształcenie plastyczne, węglik Cr23C6 Dr inż. Janusz Krawczyk, dr inż. Tomasz Śleboda, dr inż. Marek Wojtaszek — AGH Akademia Górniczo - Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków. e-mail: jkrawcz@agh.edu.pl Rudy Metale R58 2013 nr 11 s. 632÷638 633 THE INFLUENCE OF DEFORMATION TEMPERATURE ON THE DYNAMIC RECRYSTALLIZATION OF WASPALOY ALLOY This work is focused on the analysis of the influence of the processing temperature on the microstructure of Inconel 718 alloy. The samples of the investigated alloy were tested In compression on Gleeble thermomechanical simulator at the temperatures: 900, 1000, 1050, 1100 and 1150 °C with strain rate of 0.01 s-1. The range of the occurance of Cr23C6 carbide, present in the investigated material in as-delivered condition, was also determined. The whole volume of the alloy matrix underwent dynamic recrystallization before dissolution więcej »

WYTWARZANIE BIMETALOWYCH PRĘTÓW MAGNEZ-ALUMINIUM METODĄ ZGRZEWANIA WYBUCHOWEGO

SEBASTIAN MRÓZ ANNA ZASKÓRSKA ALEKSANDER GAŁKA TERESA BAJOR

W arykule przedstawiono wyniki wstępnych badań otrzymywania metodą zgrzewania wybuchowego półwyrobów w postaci okrągłych prętów bimetalowych Mg-Al. Do badań przygotowano układ próbek składających się z rury aluminiowej (gatunek 1050A) i pręta magnezowego (gatunek AZ31). W pracy wykonano badania analizy mikrostruktury oraz prób wytrzymałościowych granicy złącza. Na podstawie otrzymanych wyników badań stwierdzono, że zastosowane parametry zgrzewania wybuchowego zapewniły otrzymanie półwyrobu bimetalowego charakteryzującego się nieznaczną owalnością oraz mechanicznym połączeniem poszczególnych warstw. Słowa kluczowe: okrągłe pręty bimetalowe, zgrzewanie wybuchowe, jakość połączenia PRODUCTION OF MG-AL BIMETALLIC BARS USING THE EXPLOSIVE CLADDING METHOD This paper presents the preliminary results of the preparation of semi-finished products in the form of round bimetallic Mg- Al bars by the explosive cladding method. The system of samples consisted of an aluminum tube (1050 grade) and magnesium bar (grade AZ31) was prepared. The analysis of the microstructure and mechanical tests of connecting border was carried out. On the base of obtained results it was found that the explosive cladding parameters used to obtain the semifinished bimetallic product characterized by a slight ovality and mechanical connection of the individual layers were correct. Keywords: round bimetallic bars, explosive cladding, quality of connection Wstęp Od wielu lat w różnych gałęziach przemysłu stosowane są wyroby platerowane (bimetalowe i wielowarstwowe). Wykonuje się je celem wykorzystania specyficznych właściwości poszczególnych warstw, których połączenie zapewnia powstanie materiału o ulepszonych lub zasadniczo nowych cechach tworzących nowe możliwości konstrukcyjne, czy procesowe [1÷4]. Zmierzanie do obniżenia mas konstrukcji, szczególnie w odniesieniu do konstrukcji aeronautycznych wskazuje na celowość szerszego stosowania stopów magnezu. Problem szyb więcej »

ZACHOWANIE SIĘ WEWNĘTRZNYCH NIECIĄGŁOŚCI PODCZAS KUCIA MATRYCOWEGO ODKUWKI ZE STOPU Ni-Fe-Mo

ANETA ŁUKASZEK-SOŁEK PAWEŁ CHYŁA JANUSZ KRAWCZYK TOMASZ TOKARSKI ŁUKASZ LISIECKI

W artykule przedstawiono analizę kinematyki płynięcia materiału w procesie kucia stopu Ni-Fe-Mo w odniesieniu do eliminowania wad odlewniczych. Materiał w stanie dostawy przebadano (rentgenowska analiza fazowa), w celu uzyskania szczegółowej charakterystyki jego własności. Wydłużona część została wybrana do kucia, co pozwoliło na zbadanie obszarów o różnym stopniu przekucia w objętości kutego elementu. To również umożliwiło uzyskanie kompleksowych warunków cieplno-mechanicznych w trakcie kucia i po jego zakończeniu. W ramach tego badania wykonano symulacje numeryczne procesu kucia tego materiału w różnych warunkach termo-mechanicznych. Symulacje przeprowadzono przy użyciu oprogramowania QForm3D. Wyniki modelowania numerycznego wykorzystano w celu określenia najbardziej korzystnych parametrów procesu kucia w warunkach przemysłowych. Poprawność przyjętych parametrów termo-mechanicznych zweryfikowano przez analizę mikrostruktury i właściwości mechanicznych końcowych odkuwek. Słowa kluczowe: stop niklu, mikrostruktura, kucie, modelowanie numeryczne THE BEHAVIOR OF THE INTERNAL DISCONTINUITIES DURING CLOSED-DIE FORGING OF THE Ni-Fe-Mo ALLOY FORGING The article presents an analysis of the kinematics of the material flow in the process of forging Ni-Fe-Mo alloy for elimination of casting defects. The material was tested as supplied (X-ray phase analysis) to obtain specific characteristics of its properties. The elongated part was chosen for forging which allowed the study areas with varying degrees of forging in whole volume of the forged element. It is also possible to obtain a comprehensive thermo-mechanical conditions during forging and after its completion. As a part of this research was performed numerical simulations of the forging process of this material in a variety of thermo-mechanical conditions. The simulations were performed using the QForm3D software. The results of numerical modeling were used to determine the most favorable param więcej »

ZACHOWANIE STOPU ALUMINIUM AA1050 W PROCESIE ECAP I REKRYSTALIZACJI Z UWZGLĘDNIENIEM ZMIAN TEKSTUROWYCH

JAGODA POPLEWSKA HENRYK PAUL

W artykule analizowano zmiany strukturalne i teksturowe zachodzące w materiale poddanym silnemu odkształceniu plastycznemu a następnie wyżarzaniu aż do uzyskania stanu całkowitej rekrystalizacji. Materiałem badawczym był komercyjny stop aluminium AA1050 wycięty z blachy walcowanej na gorąco. Silne odkształcenie plastyczne uzyskano w wyniku przeciśnięcia materiału przez kanał kątowy (matryca ECAP) w zakresie do sześciu przepustów, wg. drogi A — bez rotacji próbki pomiędzy kolejnymi przepustami. Wyżarzanie przeprowadzono w zakresie temperatur od 100 do 350 °C przez 1 godz. uzyskując różny stopień zaawansowania procesu rekrystalizacji. Zmiany dokonujące się w obrazie mikrostruktury i tekstury stopu AA1050 analizowano z wykorzystaniem dyfrakcji rentgenowskiej i dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych w skaningowym mikroskopie elektronowym (EBSD/SEM). Uzyskane wyniki jednoznacznie pokazują, iż przemiana tekstury zachodzi w temperaturze około 270 °C, czemu towarzyszy gwałtowny rozrost ziarna. Drobnoziarnista struktura (dśr < 1 μm) wytworzona w procesie odkształcenia jest zachowana do temperatury ok. 200 °C. Powyżej tej temperatury ulega silnemu rozrostowi oraz następuje utrata jednorodności rozkładu wielkości ziaren. Słowa kluczowe: zdrowienie i rekrystalizacja, stop aluminium AA1050, metoda ECAP, mikrostruktura, tekstura Mgr inż. Jagoda Poplewska, Prof. dr hab. inż. Henryk Paul — Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN, Kraków. e-mail: h.paul@imim.pl Rudy Metale R58 2013 nr 11 s. 779÷784 780 BEHAVIOR OF THE AA1050 ALUMINUM ALLOY IN ECAP AND RECRYSTALLIZATION INCLUDING TEXTURE CHANGES The main aim of the experiment was to analyze the microstructure and texture changes during recrystallization of commercial AA1050 aluminum alloy. The samples were processed by equal channel angular pressing (ECAP) along route A up to six passes and then annealed for 1 hour at temperatures ranged between 100 and 350 °C, to obtain więcej »

ZJAWISKO GIGANTYCZNEGO OVERSHOOT'U W ZBLIŹNIACZONYCH MONOKRYSZTAŁACH Cu-8,5%AT. Al

SEBASTIAN KOPACZ MAREK S. SZCZERBA

Artykuł przedstawia wyniki badań strukturalnych i mechanicznych oraz analizę działania głównego mechanizmu odkształcenia w zbliźniaczonych monokryształach stopowych Cu-8,5%at. Al dla położenia przestrzennego układu osnowa-bliźniak względem zewnętrznego obciążenia, w którym system poślizgu płaszczyzny K1 jest najwyżej naprężonym. Wyniki badań wskazują, że głównym mechanizmem deformacji operującym podczas procesu rozciągania, jest jednosystemowy poślizg zachodzący na wspólnej, niezmienniczej płaszczyźnie (K1) układu osnowa-bliźniak, zarówno w obszarach o orientacji sieci osnowy jak i bliźniaka. Wartość krytycznego naprężenia uplastyczniającego, jest równa τ = 98 MPa, natomiast maksymalna wartość naprężenia ścinającego zarejestrowana w operującym systemie deformacji wynosi τ = 196 MPa. Dodatkowo wykazano, że w momencie zapoczątkowania niejednorodnej deformacji poprzez tzw. "zarodkowanie szyjki", dochodzi do transformacji głównego systemu deformacji, z poślizgu jednosystemowego zachodzącego na niezmienniczej płaszczyźnie (K1) układu osnowa-bliźniak, na poślizg zachodzący równocześnie na dwóch płaszczyznach niezmienniczych (K2) i (K2 B) analizowanego układu. Wartość naprężenia krytycznego koniecznego do rozpoczęcia deformacji niejednorodnej została określona na poziomie τ = 282 MPa, a wartość gigantycznego overshootu na ok. 18°. Słowa kluczowe: Bliźniakowanie mechaniczne, układ osnowa-bliźniak, gigantyczny overshoot, kryształy RSC GIGANTIC OVERSHOOT PHENOMENON IN THE PRE-TWINNED Cu-8.5%Al SINGLE CRYSTALS This paper presents the experimental results of structural and mechanical properties and analysis of the gigantic overshoot phenomenon occurring in the pre-twinned Cu-8.5%at. Al single crys więcej »