Wyniki 1-6 spośród 6 dla zapytania: authorDesc:"Marek Stanisław WĘGLOWSKI"

Wytwarzanie materiałów gradientowych za pomocą technologii tarciowej modyfikacji powierzchni


  Stopy aluminium-krzem gatunku Al9Si zawierają około 0,17÷0,4% magnezu, 0,2÷0,5 manganu oraz 8,5% do 11% krzemu. Mikrostrukturę w stanie po odlewaniu stanowią dendryty (Al) i eutektyka (Al + Si). Stop AlSi9Mg wytwarza się zazwyczaj ze złomu stopu aluminiowego [1]. Z praktycznego punktu widzenia stopy Al-Si są jednym z najbardziej popularnych materiałów używanych w różnych zastosowaniach przemysłowych. Są stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, maszynowym, stoczniowym i elektronicznm [2]. Stopy Al-Si charakteryzują się dobrą lejnością oraz spawalnością, dobrym przewodnictwem cieplnym, dużą wytrzymałością w podwyższonej temperaturze oraz odpornością na korozję [3]. Z drugiej strony w odlewach można zaobserwować liczne wady, takie jak pory oraz segregację kruchych cząstek Si. Wady odlewnicze i gruboziarnista mikrostruktura zmniejsza odporność na kruche pękanie i odporność na zmęczenie. Jest to szczególnie ważne, gdy odlewy są przeznaczone na konstrukcje lotnicze, które są poddane obciążeniom zmiennym. Zmniejszenie wytrzymałości na zmęczenie i udarności wymaga stosowania elementów o większej grubości. Z tego punktu widzenia, zmniejszenie masy, np. pojazdu (zmniejszenie zużycie paliwa), przez stosowanie stopów lekkich jest trudniejsze do uzyskania [4]. Rozdrobnienie mikrostruktury oraz wprowadzenie cząstek umacniających jest metodą, która może polepszyć własności mechaniczne odlewniczego stopu aluminium [5]. Proces modyfikacji FSP (Friction Stir Processing) jest prowadzony narzędziem składającym się z części roboczej (wieniec opory i trzpień) oraz części chwytowej. Narzędzie wprawione w ruch obrotowy jest przemieszczane wzdłuż zadanej trajektorii powodując nagrzewanie i mieszanie modyfikowanego materiału. W wyniku mieszania materiału i jego przemieszczania wokół narzędzia następuje silne uplastycznienie materiału [6]. Szczegółowy opis procesu FSP zmieszczono w poprzednich publikacjach [7÷10]. Fizyczny mechanizm formowania warstw w p[...]

Badanie procesu tarciowej modyfikacji warstwy wierzchniej odlewniczego stopu aluminium AlSi9Mg

Czytaj za darmo! »

Proces tarciowej modyfikacji warstw wierzchnich z mieszaniem materiału (ang. Friction Modified Proccesing - FMP) jest nową technologią pozwalającą w kontrolowany sposób kształtować powierzchnię modyfikowaną tak pod względem budowy mikrostrukturalnej, jak i własności użytkowych. Metoda modyfikacji FMP (rys. 1) wywodzi się z technologii zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny (ang. Friction Stir Welding - FSW), która została opatentowana w roku 1991 przez angielski Instytut Spawalnictwa [1]. Mechanizm powstawania zgrzeiny i obszaru zmodyfikowanego w obu przypadkach jest podobny. Proces polega na nagrzaniu i uplastycznieniu materiału w wyniku tarcia narzędzia z trzpieniem lub bez, wprowadzonego w ruch obrotowy i przesuwającego się wzdłuż modyfikowanej powierzchni elementu. Do nagrzania i uplastycznienia tarciowego materiału wykorzystuje się obracające narzędzie mieszające, penetrujące materiał wzdłuż linii modyfikacji. Po wprawieniu w ruch obrotowy narzędzia oraz nagrzaniu ciepłem tarcia i uplastycznieniu materiału w bezpośrednim sąsiedztwie narzędzia, następuje przesuwanie się całego układu wzdłuż linii. Nagrzany i uplastyczniony materiał przeciska się pod powierzchnią wieńca opory ku tyłowi, gdzie przed ostygnięciem zostaje wzajemnie wymieszany i zagęszczony zgniotowo. Ruch narzędzia ustawionego pod odpowiednim kątem powoduje nagrzanie, silne mieszanie i zagęszczenie deformowanego materiału. Technologia tarciowej modyfikacji jest procesem mogącym znaleźć szerokie zastosowanie w modyfikowaniu mikrostruktury i własności obrabianego materiału. Metodę można stosować m.in. do: osiągnięcia stanu nadplastyczności, zwiększenia podatności do odkształceń plastycznych, modyfikacji stopów odlewniczych, produkcji stopów o specjalnych własnościach, modyfikacji składu chemicznego warstw wierzchnich, zwiększenia wytrzymałości zmęczeniowej złączy spawanych. Dokładny opis samej metody wraz z stosowanymi urządzeniami i narzędziami[...]

A coupled thermal/material flow model of friction stir surfacing applied to AlMg9Si

Czytaj za darmo! »

Friction stir surfacing (FSS) (also known as friction stir processing - FSP) utilizes the same process principles as friction stir welding (FSW). However, instead of joining samples together, FSS modifies the microstructure of surface layers in monolithic specimens to achieve specific and desired properties. As in FSW, the tool induces plastic flow during FSS, but depending on the process parameters, i.e. applied force, tool velocity and rotation speed, the material flow can yield a modified microstructure that is beneficial to the performance of the material. FSS, therefore, is an exciting technique for microstructural development and property enhancement [1, 2]. The mechanical properties of cast aluminum alloys are significantly limited by porosity, coarse acicular silicon phases and coarse aluminum dendrites. These three factors can significantly degrade the fracture toughness and fatigue resistance of the alloy. Various foundry and heat treatment schedules are traditionally employed to modify the aluminum microstructure in order to minimize the impact of these factors. Friction stir surfacing, however, offers the ability to locally modify the microstructure and reduce, in particular, the porosity, thus potentially improving ductility, fracture toughness and fatigue [3, 4]. In the present study, friction stir surfacing was applied to samples of cast aluminum alloy AlSi9Mg. A coupled thermal/material flow model of the process is presented, and the effect of tool velocity and tool rotation speed on the material flow and temperature characteristics of the process is discussed. Experimental procedures Friction stir surfacing was performed utilizing a typical milling machine specifically adapted for the processing trials. The FSS tool was made of HS6-5-2 high speed steel, having a 20 mm diameter shoulder without a pin. The tool tilt angle during processing was held constant at 1.5°. The rotational speed r and tool velocity v vari[...]

Microstructure and mechanical properties of ultra-high strength steel Weldox 1300

Czytaj za darmo! »

For years, metallurgists seek to manufacture structural steel with the highest strength properties while still satisfying low temperature toughness. With the growth of the yield strength it is possible to make the structure of the elements of a smaller wall thickness, and therefore lighter and less expensive to transport. A smaller wall thickness requires less welding consumables and hence the welding process become shorter. The increase in strength properties of steel can be achieved by proper selection of the chemical composition and/or quenching and tempered processes. Such opportunities provide consistently quenched and tempered steels, by the adequately matched the chemical composition and appropriate heat treatment. These steels have very good mechanical properties and good plastic properties with good weldability. The mechanical properties and chemical composition can be found in the standard EN 10025-6 [1]. It should be noted, however, that the steels of yield strength above 1000 MPa are not mentioned in the current standard. This is due to the fact that these steels are a relatively new materials for constructions. An important development has been achieved in ultra-high strength low-alloy steels. The good impact properties is a result of the addition of small amounts of V by causing V4C3 precipitates to form during tempering. The dispersion strengthening by this carbide raises the yield strength while at the same time retards grain growth and improves the impact resistance [2]. The previous investigation have shown that Mo moderately increases the yield strength of martensitic steels, probably due to its large atomic size, whereas the addition of Mn results in a slight decreases in yield strength. Authors [3] reported that the both Mn and Mo increase the stacking fault energy of the austenite matrix, although Mn is generally considered to stabilize the ?Á phase by lowering the stacking fault energy of the austenite. [...]

WŁASNOŚCI ZŁĄCZY FSW ZE STOPÓW ALUMINIUM

Czytaj za darmo! »

W artykule opisano własności złączy ze stopów aluminium, wykonanych techniką Friction Stir Welding (FSW). Proces łą-czenia polega na nagrazniu i uplastycznieniu materiału w wyniku tarcia narzędzia z trzpieniem, wprowadzonego w ruch obrotowy i przesuwającego się wzdłuż powierzchni łączonych elementów.Ruch obrotowy narzędzia powoduje silne mieszanie The main constructional materia lymers are alumini[...]

Laser welding of DP steel - characterization of microstructure of steel and welded joint

Czytaj za darmo! »

Increasing demands on weight reduction, safety and cost have led to a rapid development in car body engineering. A number of new materials are being investigated, especially steels of greater strength. Advanced High Strength Steels (AHSS) are being intensively explored by the automotive industry [1]. The combination of excellent structural properties and good formability makes AHSS such as DP (Dual Phase) steel attractive candidates for light-weight vehicles. Dual Phase steels, so called because they consist essentially of a dispersion of martensite in a ferrite matrix, are produced by intercritically annealing and cooling with rate appropriate to achieve the desired structure [2]. Apart from the chemical composition, the microstructure and mechanical properties from the practical point of view the most important property is weldability of automotive steels [3]. Traditionally, resistance welding and fusion welding have been used in the automotive industry. However, the most prospective welding process in this branch of industry is laser welding. The main advantages of laser welding are small distortions of the sheets caused by a small width of HAZ, high welding speed and flexibility of this process [3]. Kang et al. [4] have shown results of laser welding of DP 600 steel 1.4 mm in thickness. They have performed hardness measurements, microstructure examination, mechanical properties and formability tests. The results have shown that the maximum hardness in the heat affected zone (HAZ) exceeds 350 HV. The maximum hardness was mainly the result of bainite, ferrite and small amounts of martensite phase. In another studies [5], High Strength Low Alloy (HSLA) and DP980 (980 MPa) sheet steels, 1.2 mm in thickness, were welded with a 4 kW diode laser. For the DP steel weld formability was much lower than that of corresponding base metal, due to the formation of soft zones in the outer region of the HAZ of the welds. Results of DP 600 [...]

 Strona 1