Nanokrystaliczne metale wielowarstwowe jako materiały konstrukcyjne: własności i proces wytwarzania

• Autorzy: Bajda S. , Kwiecień M. , Sroka J. , Krzyżanowski M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2016.2.4

Warianty tytułu

EN

Nanocrystallised multilayered metallic materials for structural applications: properties and processing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę procesu wytwarzania nanokrystalicznych wielowarstwowych materiałów konstrukcyjnych. Omówiono zalety i wady poszczególnych rozwiązań technologicznych, a także potencjalne zastosowania wyrobów gotowych. Przeprowadzono analizę numeryczną procesu „duplex” z wykorzystaniem metody elementów skończonych i modelowania wieloskalowego oraz uzyskano rozkład naprężeń i odkształceń wokół utelniających się powierzchni rozdziału. Uwzględniono obecność klastrów zgorzelinowych o różnych wymiarach. Wyniki numeryczne są zbliżone do wyników badań doświadczalnych.

EN

Processing of the nano-crystallised multilayered metallic materials designed for structural applications is discussed in the work. Advantages and disadvantages of different technological approaches as well as the potential product applications are discussed. As an example, numerical analysis of a duplex technique is presented. The analysis is based on application of the finite element multi-level methodology. The stress and strain distributions around the oxidised interface of the multilayered metallic material are analysed. Numerical results show a good agreement with available experimental data.

Słowa kluczowe

PL

wielowarstwowe materiały nanokrystaliczne; modelowanie numeryczne; powierzchnia rozdziału; utlenianie; stal nierdzewna; proces duplex

EN

nanocrystallised multilayered materials; numerical modelling; interfaces; oxidation; stainless steel; duplex process

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 83, nr 2
• Strony: 72--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Bajda S.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kwiecień M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Sroka J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Krzyżanowski M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1]. Bagherifard Sara, Ramin Ghelichi, Ali Khademhosseini and Mario Guagliano. 2014. Cell response to nanocrystallized metallic substrates obtained through severe plastic deformation. ACS Applied Materials & Interfaces 6: 7963-7985.
• [2]. Bajda Szymon, Michal Krzyzanowski, Krzysztof Muszka, Mark Rainforth. 2015. "Numerical analysis of highly reactive interfaces in processing of nanocrystallised multilayered metallic materials by using duplex technique". Surface & Coatings Technology 277: 170-180.
• [3]. Davis J. R., Davis & Associates. 1994. Stainless Steel Cladding and Weld Overlays, ASM Specialty Handbook: Stainless Steels. ASM International: 107-119.
• [4]. Gleiter Herbert. 1989. "Nanocrystalline materials". Progress in Materials Science 33: 223-315.
• [5]. Muszka Krzysztof, Janusz Majta, Peter Hodgson. 2007. "Study of The Grain Size Effect on the Deformation Behavior of Microalloyed Steels". Proceedings of Materials Science And Technology. Detroit MI USA: 493-504.
• [6]. Peng Xing Kui, Greg Heness, Wing Yiu Yeung. 1999. "Effect of rolling temperature on interface and bond strength development of roll bonded copper/aluminium metal laminates". Journal of Materials Science 34: 277-281.
• [7]. Petit Jean-Jacques, Laurent Waltz, Guillaume Montay, Delphine Retraint, Arjen Roos, Manuel François. 2012. "Multilayer modelling of stainless steel with a nanocrystallised superficial layer". Materials Science and Engineering A 536: 124-128.
• [8]. Roland Thierry, Delphine Retraint, Ke Lu, Jian Lu. 2007. "Enhanced mechanical behavior of a nanocrystallised stainless steel and its thermal stability". Materials Science and Engineering A 445- 446: 281-288.
• [9]. Sanjurjo Pedro, Cristina Rodriguez, Ines Penuelas, Tomas Eduardo Garcia, Francisco Javier Belzunce. 2014. "Influence of the target material constitutive model on the numerical simulation of a shot peening process". Surface & Coatings Technology 258: 822-831.
• [10]. Suryanarayana Challapalli. 1995. "Nanocrystalline materials". International Materials Reviews 40: 41-64.
• [11]. Tao Rong Nai, Jian Lu and Ke Lu. 2008. "Surface Nano- crystallization by Surface Mechanical Attrition Treatment". Materials Science Forum 579: 91-108.
• [12]. Valiev Ruslan, Yuri Estrin, Zenji Horita, Terence Lang- don, Michael Zechetbauer, Yuntian Zhu. 2006. "Producing bulk ultra-fine-grained materials by severe plastic deformation". The Journal of The Minerals 58: 33-39.
• [13]. Waltz Laurent, Delphine Retraint, Arjen Roos, Patrick Olier. 2009. "Combination of surface nanocrystallization and co- rolling: Creating multilayer nanocrystalline composites". Scripta Materialia 60: 21-24.
• [14]. Waltz Laurent, Delphine Retraint, Arjen Roos, Claude Gar-nier and Patrick Olier. 2011. "Effect of interfacial oxidation occuring during the duplex process combining surface nanocrystallisation and co-rolling". Surface & Coatings Technology 205: 4608-4613.
• [15]. Webster Thomas, Celaletdin Ergun, Robert Doremus, Richard Siegel, Rena Bizios. 2000. "Specific proteins mediate enhanced osteoblast adhesion on nanophase ceramics". Journal of Bio- medical Materials Research Part A 51: 475-483.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.