Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Peculiarities in optical response of hybrid-barrier GaSb/InAs/AlSb resonant tunneling diode structure

Dyksik M., Motyka M., Rygała M., Pfenning A., Hartmann F., Weih R., Worschech L., Höfling S., Sęk G.

Optica Applicata

|

2021

|

Vol. 51, nr 2

171--180

EN

We present comprehensive investigation of the optical properties of hybrid-barrier GaSb-based resonant tunneling structures, containing a bulk-like GaInAsSb absorption layer and two asymmetric type II GaSb/InAs/AlSb quantum wells. Methods of optical spectroscopy by means of Fourier-transformed photoluminescence and photoreflectance are employed to probe optical transitions in this complex multilayer system. Based on the comparison between the absorption-like and emission-like spectra (also in function of temperature) confronted with band structure calculations four main transitions could be resolved and identified. For one of them, there has been observed unusually strong linear polarization dependence never reported in structures of that kind. It has been interpreted as related to a transition at the GaSb/GaInAsSb interface, for which various scenarios causing the polarization selectivity are discussed.

2

Mid-wave InAs/GaSb superlattice barrier infrared detectors with nBnN and pBnN design

Gomółka E., Markowska O., Kopytko M., Kowalewski A., Martyniuk P., Rogalski A., Rutkowski J., Motyka M., Krishna S.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2018

|

Vol. 66, nr 3

317--323

EN

We present an investigation of optical and electrical properties of mid-wavelength infrared (MWIR) detectors based on InAs/GaSb strained layer superlattices (SLs) with nBnN and pBnN design. The temperature-dependent behavior of the bandgap was investigated on the basis of absorption measurements. A 50% cut-off wavelength of around 4.5 μm at 80 K and increase of up to 5.6 μm at 290 K was found. Values of Varshni parameters, zero temperature bandgap E0 and empirical coefficients α and β were extracted. Arrhenius plots of dark currents of nBnN and pBnN detectors were compared with the p-i-n design. Dark current density reduction in nBnN and pBnN detectors is observed in comparison to the p-i-n device. This shows a suppression of Shockley-Read-Hall (SRH) processes by means of introducing barrier architecture.

3

Carbon Capture and Utilization - korzyści dla gospodarki i środowiska oraz wyzwania regulacyjne

Motyka M., Bondaruk Ł.

Nowa Energia

|

2017

|

nr 5/6

57--59

PL

Niniejsza praca przedstawia ogólny zarys korzyści płynących z zastosowania technologii CCU (ang. Carbon Capture and Utilization lub Carbon Capture and Reuse) oraz powinna być traktowana jako podstawa do dalszych dyskusji nad rozwojem prawodawstwa unijnego oraz krajowego regulującego wykorzystywanie tej metody.

4

Microstructure and hardness of aged Ti–10V–2Fe–3Al near‑beta titanium alloy

Baran-Sadleja A., Krawczyk J., Motyka M., Frocisz Ł.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 4

158--162

EN

Microstructural evolution in Ti–10V–2Fe–3Al after specified heat treatment conditions has been the basis of performed analysis. The schedule involves prior heating at the temperature of β phase occurring, with further aging at the wide range of temperature. Selection of the parameters for heat treatment was carried out on the basis of the calorimetric curve for the investigated alloy. Further research methods were focused on metallographic observations. Hardness measurements were also performed. Conducted researches allowed to determine the aging impact on near-β Ti–10V–2Fe–3Al titanium alloy properties. Studies revealed that exposure of examined titanium alloy to the relative high temperature (450÷550°C) should be avoided, due to the possibility of ω phase growth. In the other hand presence of hard ω phase is also a grain growth inhibitor, especially while the alloy is heated during long treatment times, ω phase occurrence is also confirmed by the increase in the hardness of samples treated in the temperature range of its occurrence. In order to obtain a two-phase microstructure in analysed titanium alloy, the heat treatment (aging) should be performed at high temperature during long time. Additionally the effects of stress induced martensitic transformation were observed after heat treatment.

PL

Stopy tytanu pseudo-β charakteryzują się bardzo dobrą plastycznością oraz małą podatnością na pęknięcia, dlatego przetwarza się je w procesach przeróbki plastycznej. Wykonuje się z nich między innymi odkuwki elementów konstrukcji lotniczych [3]. Analiza danych literaturowych wskazuje na możliwość kształtowania mikrostruktury stopu pseudo-β Ti–10V–2Fe–3Al w procesach obróbki cieplnej. Wyżarzanie stopu w temperaturze z zakresu dwufazowego α + β umożliwia uzyskanie w mikrostrukturze globularnych wydzieleń fazy α, natomiast nagrzewanie do temperatury wyższej — powyżej temperatury początku przemiany fazowej α + β → β — skutkuje tworzeniem tych wydzieleń w postaci igieł. Objętość względna wydzieleń fazy α zależy od warunków obróbki cieplnej [4]. W pracy podjęto próbę określenia wpływu warunków obróbki cieplnej (starzenia) na mikrostrukturę oraz twardość stopu tytanu Ti–10V–2Fe–3Al. Obserwacje mikrostruktury stopu prowadzono metodami mikroskopii świetlnej i elektronowej skaningowej.

5

Plasticity of nickel-based superalloy 625 at elevated temperature

Ziaja W., Motyka M., Poręba M.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2017

|

Vol. 41, nr 4

41--49

EN

Structural elements made of nickel-based superalloys are often plastically formed at elevated temperature (e.g. by stamping) so detailed characterization of their deformation behaviour is crucial. Some alloys exhibit unstable plastic flow at elevated temperature characterized by serrated yielding, known as Portevin-Le Chatelier (PLC) effect. This phenomenon is usually attributed to dynamic strain ageing (DSA). The PLC effect is observed in many nickel-based superalloys within a certain range of deformation temperature and strain rate. The aim of presented research was to investigate deformation behaviour of 625 nickel-based superalloy in tensile tests in the temperature range of 200-1100ºC and for strain rates of 5·10 to the –4 and 5·10 to the –2 s to the –1. The effect of temperature and strain rate on the mechanical properties of the 625 alloy and character of serrations on the stress-strain curves was analysed. Strain rate sensitivity parameter dependence on deformation temperature was determined.

PL

Elementy konstrukcji z nadstopów niklu wytwarzane są często w procesach przeróbki plastycznej blach w temperaturze podwyższonej. Konieczność opracowania szczegółowej charakterystyki odkształcania plastycznego materiałów kształtowanych blach. Niektóre stopy, w tym nadstopy na osnowie niklu, cechują się niestabilnością płynięcia plastycznego podczas odkształcania w temperaturze podwyższonej. Spowodowana jest dynamicznym starzeniem odkształceniowym. Przejawia się cyklicznymi zmianami naprężenia na krzywej rozciągania (tzw. „ząbkowaniem”) – efekt Portevina-Le Chateliera (PLC). Efekt PLC stwierdzono w wielu gatunkach nadstopów niklu, w określonym zakresie temperatury i prędkości odkształcania. W pracy prowadzono ocenę procesu odkształcania plastycznego nadstopu niklu 625 w próbie statycznej rozciągania w zakresie temperatury 200-1100ºC, z prędkością odkształcania – 5·10 do –4 i 5·10 do –2 s do –1. W prowadzonej analizie wyników ustalono wpływ warunków odkształcania plastycznego stopu 625 na charakter zjawiska „ząbkowania” oraz właściwości mechaniczne. Określono również zależność współczynnika czułości naprężenia płynięcia plastycznego na prędkość odkształcania od temperatury odkształcania.

6

Microstructural factors in the primary creep stage of two-phase titanium alloy

Ziaja W., Motyka M., Sieniawski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 4

196--200

EN

One of the major areas of titanium alloys application includes discs and blades of compressors in turbine engines. In titanium alloys, significant strain can accumulate as a function of time, at stresses well below the yield strength at the homologous temperature below 0.25, even at room temperature. Life prediction for elements made of titanium alloys which is based solely on steady state creep parameters is in some cases not adequate due to large primary creep strains. In the case of rotating components of aero-engines small dimensional tolerances can be threatened and transient creep strains must be taken into account in modelling of overall creep deformation. Creep and fatigue properties of two-phase titanium alloys show strong dependence on microstructure, especially morphology of the α and β phases which can be controlled to certain extent by proper selection of hot working and heat treatment conditions. In the paper the primary creep behaviour of Ti–6Al–2Mo–2Cr alloy (VT3–1) at elevated temperature was investigated. The microstructure of the alloy was varied by means of changing conditions of heat-treatment. Creep tests were carried out on the alloy with globular and lamellar microstructure at the temperature of 450°C. Primary stage of the creep process was described using various constitutive laws. Applicability of power-law and logarithmic equations for describing strain evolution was verified. The influence of the initial microstructure on the primary creep strain and strain rate at the onset of steady-state creep stage was analysed.

PL

W pracy podjęto próbę określenia oddziaływania morfologii mikrostruktury dwufazowego stopu tytanu Ti–6Al–2Mo–2Cr na jego właściwości w stadium pełzania nieustalonego w temperaturze 450°C. Istotnym celem badań był dobór równań konstytutywnych opisujących krzywe pełzania stopu, które mogą być zastosowane do ilościowej oceny wpływu morfologii mikrostruktury stopu na wielkości charakteryzujące proces pełzania. Zagadnienie to jest istotne w procesie projektowania elementów konstrukcyjnych, zwłaszcza w przypadku małych tolerancji wymiarów (np. łopatki wirnika sprężarki silnika turbinowego), ze względu na skłonność stopów tytanu do osiągania znacznych odkształceń trwałych, zależnych od czasu, nawet w zakresie temperatury homologicznej poniżej 0,25.

7

Primary Creep Behaviour of Two-Phase Titanium Alloy with Various Microstructure

Ziaja W., Motyka M., Kubiak K., Sieniawski J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2A

683--688

EN

Creep and fatigue properties of two-phase titanium alloys show strong dependence on microstructure, especially morphology of the α and β phases which can be controlled to certain extent by proper selection of hot working and heat treatment conditions. In the paper the creep behaviour of Ti-6Al-2Mo-2Cr alloy (VT3-1) at elevated temperature was modelled. Finite element analyses of primary creep stage were carried out taking into account some microstructural features of the two-phase alloy that were included in the physical model and different properties of α and β phases. In order to verify results of calculations distinct types of microstructure were developed in the alloy by heat treatment and creep tests were carried out at elevated temperature (450°C) at various stress levels. Based on the FEM simulations the effect of changes of some microstructure features on primary creep strain development was estimated.

8

Evaluation of the cutting force components and the surface roughness in the milling process of micro-and nanocrystalline titanium

Habrat W., Motyka M., Topolski K., Sieniawski J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 3

1379--1384

EN

Nanocristalline pure titanium in comparison to inicrocrystalline titanium is characterized by better mechanical properties which influence its wider usability. The aim of the research was to evaluate whether the grain size of pure titanium (micro- and nanocrystalline) has influence on the cutting force components and the surface roughness in the milling process. Models of cutting force components for both materials were prepared and differences between the results were examined. The feed rate effect on selected parameters of surface roughness after milling of micro- and nanocrystalline pure titanium was determined.

9

Numerical and experimental analysis of isothermal forging process of ribbed plates made of 2099 aluminium alloy for aircraft structures

Baran-Sadleja A., Łukaszek-Sołek A., Motyka M.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2016

|

Vol. 40, nr 3

61--72

EN

The analysis of isothermal forging process of ribbed plates made of multicomponent (Al-Cu-Li-Zn-Mg system) third generation 2099 aluminium alloy is presented in the paper. Numerical simulation of forging was performed by finite elements method (FEM) using the QForm v.7 commercial software. Obtained results were the base for selection of conditions of isothermal forging for examined aluminium alloy. It was assumed in the work that ribbed plates could be produced by one-step forging. The isothermal forging at the temperature of 450ºC was conducted on designed test bed. Satisfactory shape accuracy and high quality surface of the forging were found. Evaluation of alloy’s microstructure before (T-83 condition) and after forging was performed by microscopic examination. It was found that obtained results of numerical simulation and experimental research can be a base for elaboration of industrial process of plastic forming of complex geometry flat structural parts made of 2099 aluminium alloy.

PL

W pracy przedstawiono analizę wyników badań procesu kucia izotermicznego płyt żebrowanych z wieloskładnikowego (układ Al-Cu-Li-Zn-Mg) stopu aluminium trzeciej generacji 2099. Symulacje numeryczne kucia wykonano metodą elementów skończonych (MES) z zastosowaniem komercyjnego programu QForm v.7. Uzyskane wyniki były podstawą doboru warunków próby kucia izotermicznego badanego stopu aluminium. W badaniach przyjęto założenie, że jest możliwe kucie matrycowe płyt żebrowanych wykonanych w jednej operacji. Próbę kucia izotermicznego w temperaturze 450ºC prowadzono na zaprojektowanym stanowisku badawczym. Stwierdzono zadowalającą dokładność kształtu i wysoką jakość powierzchni wykonanej odkuwki. W badaniach mikroskopowych dokonano oceny mikrostruktury stopu przed (w stanie T-83) i po procesie kucia. Stwierdzono, że wyniki symulacji numerycznej i badań eksperymentalnych mogą stanowić podstawę opracowania warunków przemysłowego kształtowania plastycznego panelowych elementów konstrukcyjnych o złożonej geometrii ze stopu aluminium 2099.

10

Wysokocyklowa wytrzymałość zmęczeniowa konsolidowanych plastycznie stopów aluminium

Ziaja W., Motyka M., Tokarski T., Sieniawski J.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2015

|

T. 26, nr 4

343--358

PL

Stopy aluminium należą do podstawowych materiałów konstrukcyjnych, szczególnie w przemyśle samochodowym i lotniczym. Ze względu na charakter obciążeń, wytrzymałość zmęczeniowa stanowi istotne kryterium determinujące zakres potencjalnych zastosowań materiałów konstrukcyjnych w tym obszarze. Zmniejszenie rozmiaru ziaren do zakresu submikro lub nanometrycznego realizowane m.in. metodami przeróbki plastycznej z zastosowaniem bardzo dużych odkształceń lub metodą konsolidacji plastycznej rozdrobnionych form materiału o strukturze w pełni lub częściowo amorficznej umożliwia uzyskanie bardzo dużych właściwości wytrzymałościowych w warunkach obciążeń statycznych. Wyniki badań potwierdzają możliwość zwiększenia w ten sposób również wytrzymałości zmęczeniowej, chociaż stwierdzono również przypadki pogorszenia właściwości zmęczeniowych stopu. Efekt rozdrobnienia ziaren silnie zależy od składu fazowego i mikrostruktury stopu, jak również od geometrii próbek i warunków obciążenia oraz liczby cykli do zniszczenia (wytrzymałość nisko- i wysokocyklowa). W pracy badano wysokocyklową trwałość zmęczeniową (w warunkach zginania) ultradrobnoziarnistych, konsolidowanych plastycznie stopów aluminium RS442 oraz RS5083, stosując próbki o przekroju prostokątnym z karbem. Poddano analizie zmianę ich właściwości zmęczeniowych i charakteru pękania w porównaniu z odpowiadającymi im materiałami otrzymywanymi metodami konwencjonalnymi. Stwierdzono dominujący udział pękania międzykrystalicznego w stopach konsolidowanych plastycznie, niezależnie od schematu zastosowanej po konsolidacji obróbki cieplnej lub przeróbki plastycznej. Skutkiem osłabienia „nowych” granic ziaren powstałych podczas konsolidacji plastycznej jest mniejsza trwałość zmęczeniowa stopów ultradrobnoziarnistych. Wprowadzenie grafitu do stopu RS442 powoduje zwiększenie trwałości zmęczeniowej stopu w zakresie dużych wartości amplitudy naprężenia na skutek zwiększenie nieregularności ścieżki pęknięcia i zjawisko przesłaniania wierzchołka pęknięcia.

EN

Aluminium alloys are the basic structural materials, especially in automotive and aircraft industry. Fatigue strength is an important criterion determining the range of potential applications of structural materials in that area. Grain refinement down to submicro or nanometric level, that can be realized using severe plastic deformation methods or rapid solidification and plastic consolidation of partially or fully amorphous forms of material, enables significant improvement of strength properties of the alloys under static loads. Results of the studies indicate the possibility of increasing also fatigue strength using this method but inverse effects were also reported. The influence of grain refinement on fatigue behaviour depends on many factors like phase composition and microstructure of the alloy, but also specimen geometry, loading conditions and form of fatigue process (low or high cycle fatigue). In the paper high-cycle fatigue life of plastically consolidated RS442 and RS5083 aluminium alloys was examined in bending test using notched specimens with rectangular cross-section. The fatigue behaviour and fracture mechanisms of these alloys were compared to materials produced using conventional methods. Regardless of following heat treatment or plastic working conditions in all plastically consolidated variants of the alloys intergranular cracking prevailed. Relative weakening of the ‘new’ grain boundaries formed during plastic consolidation resulted in lower fatigue life of ultrafine-grained alloys. Addition of graphite to RS442 alloy led to increase of fatigue life for higher stress range due to increased crack path tortuosity and crack tip shielding phenomenon.

11

Kształtowanie właściwości mechanicznych konsolidowanego plastycznie stopu aluminium RS442 w procesach obróbki cieplnej

Motyka M., Tokarski T., Ziaja W., Wędrychowicz M., Sieniawski J.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2015

|

T. 26, nr 4

335--342

PL

Specjalistyczne metody rozdrabniania ziarn w metalach i ich stopach stanowią efektywny sposób poprawy ich właściwości mechanicznych. Zalicza się do nich konsolidację plastyczną szybko krystalizowanych form rozdrobnionych (płatków, proszków, itp.), umożliwiającą wytwarzanie półwyrobów i gotowych wyrobów o znacznie lepszych właściwościach użytkowych w porównaniu z elementami wytwarzanymi metodami tradycyjnymi. Konsolidację plastyczną uznaje się za interesującą metodę kształtowania mikrostruktury i właściwości mechanicznych stopów Al-Si. Może być alternatywą dla ich przeróbki plastycznej – utrudnionej ze względu na małą plastyczność tej grupy stopów. Konsolidowany plastycznie stop RS442 (AlSi12,5Fe5Cu3,5Mg1) charakteryzuje duże rozdrobnienie składników fazowych ich mikrostruktury (rozmiary ziarn osnowy <1 μm), co powoduje nawet 2-krotne zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie. Stop ten zachowuje swoje duże właściwości wytrzymałościowe nawet po wyżarzaniu w temperaturze 450°C. Zakłada się, że proces wydzielania się faz międzymetalicznych kompensuje osłabienie tego stopu powodowane rozrostem ziarn osnowy. Przedstawiono wyniki badań stopu RS442 konsolidowanego plastycznie w procesie wyciskania. Wsad stanowił stop w postaci szybko krystalizowanych płatków (w procesie melt spinning). Wytworzone pręty poddano obróbce cieplnej: wyżarzaniu 450°C/2h oraz przesycaniu 475°C/1h w wodzie i starzenie w zakresie temperatury 50÷100°C. Wykonano badania mikrostruktury metodą SEM oraz właściwości mechanicznych – próba statyczna rozciągania (Rm, Rp0,2, A) i pomiar twardości. Stwierdzono, że umacnianie wydzieleniowe konsolidowanego plastycznie stopu RS442 powoduje zmniejszenie jego granicy plastyczności (ok. 25%) przy zachowaniu wytrzymałości na rozciąganie i zwiększeniu twardości (ok. 10%).

EN

Advanced methods for grain refinement in metals and alloys are effective way for improving their mechanical properties. They include plastic consolidation of rapid solidified disintegrated forms (flakes, powders, etc.) which enables manufacturing semi- and final products having much better operational properties comparing with traditional manufacturing methods. Plastic consolidation is acknowledged as particularly interesting method of development of microstructure and mechanical properties of Al-Si alloys. It can be alternative method for plastic working – difficult due to low plasticity of mentioned group of alloys. Characteristic feature of plastically consolidated RS442 alloy is high refinement of phase constituents (matrix grain size < 1 μm) which results in even doubled static tensile strength. Alloy in this conditions preserves its high strength also after annealing at the temperature of 450°C. It was assumed that precipitation process of intermetallic phases compensated material softening caused by matrix grains growth. Plastic consolidation of rapidly solidified RS442 alloy flakes was conducted by extrusion method. Produced rods were heat treated – annealing at 450°C for 2h and solution treatment at the temperature of 475°C (1h) with water quenching and following ageing in the temperature range of 50–100°C. SEM microscopic and mechanical properties (tensile and hardness tests) examinations were carried out. It was found that precipitation hardening of plastically consolidated RS442 alloy led to reduction of its yield stress (about 25%) and increase in hardness (about 10%) without essential effect on ultimate tensile strength.

12

Właściwości mechaniczne blach ze stali odpornej na korozję AMS5604 w podwyższonej temperaturze

Malinowski T., Motyka M., Nowotyńska I., Stachowicz F., Trzepieciński T.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 3CD

341--347

PL

Celem badań eksperymentalnych było określenie właściwości mechanicznych blachy nierdzewnej AMS5604 w temperaturze otoczenia (20°C) oraz w temperaturze podwyższonej w zakresie 50÷800 °C. Wyznaczono również wpływ prędkości odkształcenia na zmianę wartości podstawowych parametrów mechanicznych blachy. Próby statyczne rozciągania przeprowadzono w Laboratorium Badań Materiałów dla Przemysłu Lotniczego na maszynie wytrzymałościowej Instron 5982 (100kN).

EN

The aim of the experimental studies was to determine the mechanical properties of stainless steel AMS5604 at ambient and elevated temperature in the range of 50÷800 °C. The effect of strain rate on the change in the value of basic mechanical parameters of the sheet metal is also determined. The static tensile test is carried out at Research and Development Laboratory for Aerospace Materials using Instron 5982 100KN floor model universal testing system.

13

Technologiczne aspekty kształtowania plastycznego blachy stalowej 5604

Więckowski W., Dyja K., Motyka M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 8

549--552

PL

W pracy dokonano oceny tłoczności blachy stalowej AMS 5604 ze zwróceniem szczególnej uwagi na warunki tarcia występujące pomiędzy kształtowanym materiałem, a powierzchnią roboczą narzędzia. Ocenę wpływu smaru technologicznego na proces tłoczenia przeprowadzono w oparciu o obliczenia numeryczne i otrzymane rozkłady odkształceń oraz grubości kształtowanej blachy. Dodatkowo przedstawiono wyniki badań smarów technologicznych do operacji tłoczenia wyznaczone w próbie przeciągania pasa blachy.

EN

This study evaluates drawability of sheet metal made of AMS 5604 steel with particular focus on conditions of friction between the material and working surface of the tool. The effect of technological lubricant on forming process was evaluated based on the analysis of numeric calculations of distribution of strain and thickness of the sheet metal. Furthermore, the study presents the results of the investigations of technological lubricants for forming operation during sheet metal drawing test.

14

Microstructural Characterization of Quenched and Plastically Deformed Two-Phase α+β Titanium Alloys

Motyka M., Sieniawski J., Mrówka-Nowotnik G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

2033--2037

EN

Development of microstructure in two-phase α+β titanium alloys is realized by thermomechanical processing – sequence of heat treatment and plastic working operations. Analysis of achieved results indicates that hot plastic deformation – depending on deformation degree – causes significant elongation of α phase grains. Following heat treatment and plastic deformation processes lead to their fragmentation and spheroidization. Characterization of microstructure morphology changes during thermomechanical processing of quenched Ti-6Al-4V and Ti-6Al-2Mo-2Cr alloys is presented in the paper. The effect of martensitic phase α’(α”) on microstructure development in plastic deformation process was confirmed.

PL

Kształtowanie mikrostruktury dwufazowych stopów tytanu α+β realizowane jest w procesie cieplno-plastycznym będącym sekwencją operacji obróbki plastycznej i przeróbki plastycznej. Analiza uzyskanych wyników badań wskazuje, że odkształcanie plastyczne na gorąco – w zależności od stopnia odkształecenia - powoduje wydłużanie ziarn fazy α. Kolejne operacje obróbki cieplnej lub odkształcania plastycznego prowadzą do ich fragmentacji i sferoidyzacji. W pracy przedstawiono charakteryzację zmian morfologii składników mikrostruktury stopów Ti-6Al-4V oraz Ti-6Al-2Mo-2Cr poddanych przechładzaniu na początkowym etapie procesu cieplno-plastycznego. Potwierdzono oddziaływanie fazy martenzytycznej α’(α”) w badanych stopach na przebieg procesu kształtowania ich mikrostruktury podczas odkształcania plastycznego.

15

Hot Deformation Of 6xxx Series Aluminium Alloys

Mrówka-Nowotnik G., Sieniawski J., Kotowski S., Nowotnik A., Motyka M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

1079--1084

EN

The hot deformation behavior of the 6xxx aluminum alloys was investigated by compression tests in the temperature range 100°C-375°C and strain rate range 10−4s−1 and 4×10−4s−1 using dilatometer DIL 805 BÄHR Thermoanalyse equipped with accessory attachment deformation allows the process to execute thermoplastic in vacuum and inert gas atmosphere. Associated microstructural changes of characteristic states of examined alloys were studied by using the transmission electron microscope (TEM). The results show that the stress level decreases with increasing deformation temperature and deformation rate. And was also found that the activation energy Q strongly depends on both, the temperature and rate of deformation. The results of TEM observation showing that the dynamic flow softening is mainly as the result of dynamic recovery and recrystallization of 6xxx aluminium alloys.

PL

Obróbkę cieplno-plastyczną stopów aluminium grupy 6xxx prowadzono w zakresie temperatury 100°C-375°C i prędkości odkształcania 10−4s−1 i 4×10−4s−1 na dylatometrze DIL 805 BÄHR Thermoanalyse wyposażonym w przystawkę odkształceniową umożliwiającą wykonanie procesu odkształcania w próżni i w atmosferze gazu obojętnego. Zmiany mikrostruktury badanych stopów, zachodzące w charakterystycznych stadiach obróbki cieplno-plastycznej, badano za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM). Ustalono, że wielkość naprężenia zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury i wielkości odkształcenia. Również energia aktywacji Q w dużym stopniu zależy zarówno od temperatury jak i prędkości odkształcania. Wyniki obserwacji mikrostruktury TEM wykazały, że dynamiczne mięknięcie materiałów jest głównie wynikiem zachodzących procesów zdrowienia dynamicznego i rekrystalizacji stopu aluminium 6xxx.

16

Experimental and Theoretical Determination of Forming Limit Curve

Adamus J., Dyja K., Motyka M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1881--1885

EN

The paper presents a method for determining forming limit curves based on a combination of experiments with finite element analysis. In the experiment a set of 6 samples with different geometries underwent plastic deformation in stretch forming till the appearance of fracture. The heights of the stamped parts at fracture moment were measured. The sheet - metal forming process for each sample was numerically simulated using Finite Element Analysis (FEA). The values of the calculated plastic strains at the moment when the simulated cup reaches the height of the real cup at fracture initiation were marked on the FLC. FLCs for stainless steel sheets: ASM 5504, 5596 and 5599 have been determined. The resultant FLCs are then used in the numerical simulations of sheet - metal forming. A comparison between the strains in the numerically simulated drawn - parts and limit strains gives the information if the sheet - metal forming process was designed properly.

PL

Duże znaczenie procesów tłoczenia blach w przemyśle wynika z faktu, że umożliwiają one produkcję różnych elementów od drobnej galanterii metalowej po duże elementy karoserii samochodowych i poszyciowe elementy samolotów. Ze wzrostem zapotrzebowania na wyroby tłoczone rośnie znaczenie umiejętności przewidywania zachowania się blachy podczas procesu kształtowania. W tym celu wykorzystuje się krzywe odkształceń granicznych, które stanowią granicę, powyżej której następuje pękanie wytłoczek. Najczęściej, mimo wielu trudności, krzywe odkształceń granicznych wyznacza się doświadczalnie poprzez pomiar odkształcenia materiału blachy. Chociaż dzisiaj są dostępne nowoczesne, optyczne systemy pomiarowe, to wyznaczanie krzywych odkształceń granicznych dla niektórych materiałów, takich jak: wysokowytrzymałe stopy tytanu czy analizowane w pracy wysokowytrzymałe i odporne na korozję stale stosowane w przemyśle lotniczym, nadal stanowi problem. Dlatego autorzy pracy w celu wyznaczenia KOG dla blach stalowych ASM 5504, 5596 i 5599 zdecydowali się na połączenie badań eksperymentalnych z analizą elementów skończonych. W tym celu zestaw 6 wykrojek o zróżnicowanej geometrii poddano tłoczeniu za pomocą sztywnego, półkulistego stempla aż do pojawienia się pęknięcia wytłoczek. W momencie pękania rejestrowano głębokość wytłoczenia. Następnie modelowano proces kształtowania tych wytłoczek przy użyciu metody elementów skończonych. Obliczone wartości odkształceń w momencie, gdy symulowane wytłoczki osiągały głębokość wytłoczek rzeczywistych w momencie ich pękania naniesiono na wykres odkształceń granicznych w układzie maksymalnych (oś Y) i minimalnych (oś X) odkształceń głównych. Tak wyznaczone krzywe odkształceń granicznych służą ocenie przydatności blachy do procesów tłoczenia.

17

EBW titanium sheets as material for drawn parts

Adamus J., Lacki P., Motyka M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. 15, no. 1

42--47

EN

The growing demand for high strength, lightweight and corrosion-resistant drawn parts has created increasing interest in the use of titanium and its alloys. Additional benefits may result from the use of tailor-welded blanks, allowing for significant savings in material, and the possibility of applying higher strength sheets exactly where needed. When forming welded blanks, it is necessary to overcome many technological barriers which are not reflected in technical literature. Therefore, some prior experience in numerical simulations is needed before embarking on further studies of welded blanks formability. For this purpose, it is necessary to determine the mechanical parameters of the base materials, as well as the fusion and heat-affected zones. The paper is devoted to the analysis of an electron beam welded joint made of commercially pure titanium Grade 2 and titanium alloy Grade 5. Light microscopy was used for examination of the joint microstructure and determination of the size of the specific joint zones. The mechanical parameters of the base materials were specified in a tensile test, while the material properties of the fusion and heat-affected zones were estimated on the basis of the relationship between the material hardness and strength assuming that the yield stress is directly proportional to the material hardness. To do this, a scratch test and microhardness measurements (using small load) were carried out. The obtained results allow for improvement to the numerical model of sheet-metal forming welded blanks and consequently, it will allow for better agreement between the numerical and empirical results.

18

Lasery pracujące w schemacie kaskadowym w kontekście zastosowania w szeroko przestrajalnych optoelektronicznych czujnikach gazów

Motyka M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 11

54-56

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań spektroskopowych przeprowadzonych na studniach kwantowych drugiego typu AlSb/InAs/GaIn(As)Sb/InAs/AlSb osadzanych na podłożu z GaSb lub z InAs. Badania skoncentrowane były na analizie widm optycznych wykonanych eksperymentów natury zarówno emisyjnej jak i absorpcyjnej. Szczegółowa analiza widm fotoluminescencji oraz fotoodbicia pozwoliła na zbadanie takich aspektów jak np: (i) wpływ zastosowania czteroskładnikowej warstwy GaIn(As)Sb o różnej koncentracji atomów arsenu na energię przejścia podstawowego; (ii) wpływ dodatku arsenu na obecność i koncentrację defektów w obszarze między powierzchni InAs/GaIn(As)Sb; (iii) modyfikacja struktury celem zwiększenia siły oscylatora podstawowego przejścia optycznego; (iv) analiza szerokości spektralnej widm fotoluminescencji w funkcji mocy pobudzania i jej związek z szerokością pasma wzmocnienia w przyrządach laserowych.

EN

In this work, there are presented the results of the spectroscopic studies on the type II AlSb/InAs/GaIn(As)Sb/InAs/AlSb quantum wells. The work has been focused on the analysis of the photoluminescence and photoreflectance spectra. The performed measurements allowed to investigate the following device-relevant issues: (i) the influence of composition of the quaternary layers GaIn(As)Sb, with different arsenic contents, on the fundamental transition energy; (ii) the role of the arsenic atoms on the formation of defect-like states at the interfaces; (iii) structure modification for the enhancement of the oscillator strength of the optical transitions; (iv) the analysis the emission band spectral width in a function of the optical exciation in the context to broadening the laser device band gainwidth.

19

Thermal stability of protective coatings produced on nickel based superalloy

Pytel M., Góral M., Motyka M., Miziniak T

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2012

|

Vol. 51, nr 2

67--77

EN

Purpose: In this paper the results of high temperature cyclic oxidation tests of the protective diffusion coatings were presented. One of the main purposes of this work was to produce three different types of protective coatings by three different methods, i.e. slurry method, vapour phase aluminizing (VPA) and chemical vapour deposition (CVD), applied on nickel based Rene 80 superalloy substrate. Design/methodology/approach: The high temperature cyclic oxidation tests were carried out in 23h cycles at constant temperature 1100°C using Carbolite CWF 1300 chamber furnace. The samples were removed outside and were weighted after each cycle. The microstructure investigations of all kinds of the coatings were conducted by the use of light microscope (Nikon Epiphot 300) and a scanning electron microscope (Hitachi S-3400N). In the analysis influence of each method have been taken into consideration, i.e. especially influence of the kind of process on microstructure, coating thickness, chemical composition, first of all aluminium content (in outer β-NiAl layer so-called additive layer, diffusion layer and substrate). For the chemical composition examination x-ray energy dispersive (EDS) method was applied using Thermo equipment. Findings: It was found that the best high cyclic oxidation resistance of coating was obtained using CVD method (the maximal increase of samples weight after 28th cycle was observed, whereas in case of the slurry sample after 3rd and VPA after 5th). Research limitations/implications: The research results will be used in the future in order to increase coating thickness, aluminium content and to produce Pt, Pd, Zr, Hf and Si modified aluminide coatings. Practical implications: The CVD method will be used to coat internal passages of turbine blades, for example to produce modified aluminide bond coats on single crystal nickel based superalloys. Originality/value: Chemical vapour deposition is an unique method which is a “pure method” and allows to coat hardly accessible locations/areas.

20

Ocena mikrostruktury i plastyczności stopu tytanu pseudo-β Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn

Motyka M., Sieniawski J., Kubiak K., Adamus J., Lacki P., Ziaja W.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 4

284--287

PL

Jednofazowe stopy tytanu β oraz pseudo- β nie znajdują wciąż zastosowania w krajowym przemyśle przetwórstwa stopów metali, mimo że używane są od wielu lat przez światowych producentów komponentów silników lotniczych. Stopy jednofazowe β charakteryzują się większą wytrzymałością w temperaturze pokojowej i odkształcalnością na zimno w porównaniu z najpopularniejszymi gatunkami stopów dwufazowych α + β. Właściwości mechaniczne tej grupy stopów w dużym stopniu zależą od warunków przeróbki plastycznej i obróbki cieplnej. W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych w zakresie temperatury 20÷500°C oraz anizotropii i tłoczności blach stopu Ti15V-3Al-3Cr-3Sn. Stwierdzono małą plastyczność tego stopu utrudniającą przeróbkę plastyczną na zimno.

EN

Single-phase β and near-β titanium alloys are still not applied in the domestic metal-forming industry although they have been used by world manufacturers of aircraft engines components for years. Single-phase β titanium alloys are characterized by a higher room temperature strength and cold plasticity comparing to the most popular two-phase α + β titanium alloys. Their mechanical properties significantly depend on plastic working and heat treatment conditions. The results of mechanical properties testing in the temperature range of 20÷500°C and sheet anisotropy and drawability tests of Ti15V-3Al-3Cr-3Sn alloy were presented in the paper. The low plasticity of the examined alloy was found to make cold plastic working difficult.