Nanomateriały metaliczne uzyskiwane metodami dużych odkształceń plastycznych Celem pierwotnym tych badań jest poznanie fundamentalnych mechanizmów deformacji plastycznej w tworzeniu mikro- i nanostruktur dyslokacyjnych w materiałach o sieciach regularnych i heksagonalnych oraz określenie ich wpływu na własności plastyczne i wytrzymałościowe oraz teksturę wytworzonego nanomateriału. Celem wtórnym badań jest utworzenie podstaw technologicznych do nowoczesnego przetwórstwa materiałów metalicznych opartego na zjawiskach zachodzących w materiale pod wpływem bardzo dużych odkształceń plastycznych (SPD). Koncepcja badań polega na wykorzystaniu dużych odkształceń plastycznych prowadzących do takich transformacji struktury materiału, aby średnia droga swobodna nośników odkształcenia [...]

W artykule przeprowadzono badania wpływu kierunku rozciągania na własności mechaniczne układu osnowa-bliźniak w monokryształach Cu-8%at.Al. Najpierw, podczas wstępnego rozciągania monokryształów Cu-8%at.Al o orientacji środka trójkąta podstawowego, wytworzono naturalny układ osnowa-bliźniak wykorzystując operowanie mechanizmu bliźniakowania w formie deformacji Lüdersa. Następnie, z odkształconego kryształu pierwotnego wycięto próbki wtórne pod różnymi kątami, równolegle (║) i prostopadle (⊥), w stosunku do położenia granicy osnowa-bliźniak na jednej z jego płaszczyzn bocznych i przeprowadzono wtórną próbę rozciągania. W oparciu o uzyskane wyniki badań mechanicznych stwierdzono bardzo silną anizotropię granicy plastyczności = 2,47 σ σ ⊥ C oraz odkształc[...]

  Praca przedstawia wyniki badań anizotropii własności mechanicznych oraz efektu Bauschingera układu osnowa‐bliźniak w odkształconych monokryształach Cu‐8%at. Al. Na podstawie analizy wyników badań stwierdzono bardzo silny wpływ obecności układu osnowa‐bliźniak na anizotropię granicy plastyczności i odkształcenia równomiernego oraz na efekt Bauschingera. Stosunek granic plastyczności na dwóch wybranych kierunkach pomiarowych może osiągać w próbie rozciągania wartość większą niż 1,5, a w próbie ściskania około 3. Natomiast stosunek granic plastyczności próby rozciągania do ściskania — parametr efektu Bauschingera — osiąga wartość 1,65. Słowa kluczowe: Bliźniakowanie mechaniczne, układ osnowa‐bliźniak, efekt Bauschingera, kryształy RSC MECHANICAL INVESTIGATIONS OF THE TWINNED Cu-8%at. Al SINGLE CRYSTALS TESTED BY TENSION AND COMPRESSION The experimental work shows the results of an anisotropy of the mechanical properties and the Bauschinger effect of the matrix‐twin system in the twinned Cu‐8%at. Al single crystals. On the basis of the performed analysis it was found, that the presence of the matrix‐twin system has a very strong influence on the mechanical anisotropy of the yield stress and ultimate tensile strain as well as on the Bauschinger effect. The ratio of the yield stresses for two selected crystallographic directions may reach a value more than 1.5 and about 3 in the tensile and compression tests respectively. Whereas, a ratio of the yield stresses in the tensile and compression tests — a parameter of the Bauschinger effect — reaches a value equal to 1.65. Keywords: Mechanical twinning, matrix‐twin interface, Bauchinger effect, FCC crystals Wstęp W wyniku operowania mechanizmu bliźniakowania mechanicznego w [...]

  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[...]

  W niniejszym artykule przedstawiono mechanizm tworzenia się pasm ugięcia w ściskanych monokryształach Ni2MnGa o orientacji środka trójkąta stereograficznego. Przeprowadzone testy mechaniczne wykazały, że obszar sprężysty charakterystyki naprężenie‐odkształcenie tego materiału jest zakłócony gwałtownym pojawieniem się niestabilności mechanicznej wywołaną lokalizacją odkształcenia w formie pasma ugięcia. Niestabilność ta prowadzi do zniszczenia próbki, której mogą towarzyszyć pasma ugięcia drugiego rzędu. W oparciu o wyniki pomiarów pojedynczych orientacji techniką dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych (EBSD) oraz wykorzystując metodę macierzy korespondencji zaproponowano krystalograficzno‐ mechaniczny model tworzenia się pasm ugięcia pierwszego i drugiego rodzaju. Słowa kluczowe: pasma ugięcia, monokryształy, odkształcenie plastyczne THE MECHANISM OF KINK BANDS FORMATION IN Ni2MnGa SINGLE CRYSTALS In the present paper a mechanism of the kink bands formation in compressed single glide oriented Ni2MnGa single crystals is shown. The compression tests showed that the elastic part of the material stress‐strain curve is interrupted by the entry of a heavy mechanical instability resulting from strain localization in a form of kink band. This instability leads to the sample failure which may be accompanied by the second order kink bands. On the basis of the measurements of local crystal orientation performed by means of the SEM‐EBSD technique and by using the correspondence matrix method a mechanical crystallography model of the first and second order kink bands formation is proposed. Keywords: kink bands, single crystals, plastic deformation Wprowadzenie Tworzenie się pasm ugięcia jest często spotykanym mechanizmem odkształcenia plastycznego wielu materiałów krystalicznych, szczególnie podczas prób ściskania minerałów oraz kryształów metali i ich stopów. Pionierskie prace doświadczalne dotyczące mechanizmów twor[...]

  Praca zawiera analizę transformacji dominującego systemu poślizgu (DSP) podczas rozciągania w temperaturze otoczenia monokryształów Cu‐1,14%at.Al o orientacji osi rozciągania bliskiej [112]. W oparciu o wyznaczoną ewolucję macierzy gradientu deformacji oraz wartości ścięć prostych w ośmiu niezależnych systemach poślizgu, na krzywych rozciągania zidentyfikowano punkty transformacji DSP oraz korespondujące zmiany prędkości umocnienia dominujących systemów poślizgu. Uzyskane wyniki pokazują, iż utrata stateczności próby rozciągana badanych monokryształów Cu‐Al następuje bezpośrednio po wtórnej transformacji DSP. Słowa kluczowe: plastyczność monokryształów RSC, transformacja dominującego systemu poślizgu THE EFFECT OF TRANSFORMATION OF DOMINANT SLIP SYSTEM IN TENSILE Cu-1,14at.%Al SINGLE CRYSTALS The paper brings an analysis of the transformation of dominant slip system (DSS) during room temperature tensile test of Cu‐1,14at.%Al single crystals with the tensile axis near [112] zone. On the basis of the determined evolution of deformation gradient matrix and the simple shear values of eight independent slip systems, the points of DSS transformation were detected on the stress‐strain curve as well as corresponding changes in strain hardening of dominat slip systems were shown. The obtained results show that the tensile instability of the investigated Cu‐Al single crystals stricly follows the secondary DSS transformation. Keywords: plasticity of fcc single crystals, transformation of dominant slip system Dr hab. inż. Marek S. Szczerba, prof. AGH., dr inż. Paweł Pałka, mgr inż. Konrad Wolski — AGH Akademia Górniczo‐Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Materiałów Metalicznych i Nanoinżynierii, al. Mickiewicza 30, Kraków. Rudy Metale R56 2011 nr 11 UKD 548.55-47.37: :539.412:539.214:620.3 677 Wprowadzenie Zjawisko transformacji DSP zostało niedawno szczegółowo opisane w literaturze na przykł[...]

In the last decade Ni-Mn-Ga single crystals had been a subject of intense structural and magnetic studies, because of their enormous magnetic shape memory effect (MSM), which is observed when the alloy possesses a tetragonal or orthorhombic crystal structure [1÷3]. Large interest has been paid to the Curie temperature and to the critical temperature of martensitic transformation, where upon cooling the high temperature cubic phase is replaced by the tetragonal (orthorhombic) structure [4, 5]. Recently, there has been focused a greater interest on the mechanical properties of the Ni2MnGa type alloys of cubic phase, because of their capability to adopt large plastic strains at high temperatures [6, 7] and hence the effect of the plastic deformation on the degree of deprivation of the MSM is also studied [8]. In this context, studies of the brittle-ductile transition which is observed in the cubic Ni2MnGa single crystals at elevated temperatures are of particular significance. However, as it was very recently reported in [9], Ni-Mn-Ga single crystals of both of the cubic and tetragonal structure, subjected to the room temperature compression are still capable to accommodate locally small plastic strains, before they fracture at the strength level of about 1 GPa. It seems important to make a proposal that the brittle-ductile transition in these alloys may be strongly correlated with temperature stability of the mechanism responsible for the accommodation of these small plastic strains. In this work, deformation geometry of the discussed accommodation mechanism will be shown in detail. Basing on the experimental observations of the Ni2MnGa single crystals compressed at 475 K it will be shown that the accommodation mechanism consists of a successive nucleation and further propagation of the kink bands and it is strongly correlated with the appearance of the mechanical instabilities on the stress-strain curve. The analysis presented i[...]