Wpływ geometrii narzędzia na rozdrobnienie ziarna stopu CuZn37 w procesie powtarzalnej obróbki plastycznej

• Autorzy: Rusz S. , Salajka M. , Hilser O. , Dutkiewicz J. , Boruta J. , Švec J.

Warianty tytułu

EN

Influence of the forming tool parameters on the grain refinement of brass by SPD process

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Rozwój technologii produkcji materiałów ultra drobnoziarnistych jest obecnie bardzo intensywnie przyspieszany. Na VŠB – Uniwersytecie Technicznym w Ostravie opracowano metodę, która wykorzystuje zasadę powtarzalnej obróbki plastycznej w celu rozdrobnienia struktury i poprawy właściwości mechanicznych taśm blachy metalowej. Największe praktyczne znaczenie ma wzrost umownej granicy plastyczności oraz granicy wytrzymałości taśm blachy metalowej. Nowo opracowaną metodę stanowi wyciskanie równokanałowe podwójnymi rolkami (DRECE). Powtarzalna obróbka plastyczna (SPD) skutkuje wysokim stopniem przetworzenia materiału. Metodę tę można stosować do produkcji materiałów metalicznych o bardzo drobnoziarnistej strukturze (dalej zwanej strukturą ultradrobnoziarnistą). Proces kształtowania jest oparty na technologii wyciskania z zerową redukcją grubości taśmy blachy z końcowym celem osiągnięcia wysokiego stopnia odkształcenia w formowanym materiale, co skutkuje znaczną poprawą własności mechanicznych materiału wejściowego. W niniejszym artykule przeanalizowano wpływ wartości kątów nowo opracowanych narzędzi kształtujących na osiągnięcie własności mechanicznych w wybranym materiale, mianowicie mosiądzu, w procesie SPD. Sprawdzono doświadczalnie następujące rodzaje materiałów: taśma blachy o wymiarach: 58 mm (szerokość) x 1000 mm (długość) x 2 mm (grubość). W pracy oceniono również wpływ powtarzalnej obróbki plastycznej (SPD) na umocnienie tych materiałów przy różnych wartościach kąta narzędzia kształtującego. Wykazano jednoznacznie wpływ nowych geometrii narzędzi kształtujących na poprawę własności mechanicznych.

EN

Development of technologies for the production of very fine-grained materials is currently very intensively accelerated. On VSB -Technical University of Ostrava developed a method that uses the principle of severe plastic deformation to refine the structure and enhance mechanical properties of sheet metal strips. The greatest importance in practice represents an increase in proof stress and tensile stress of sheet metal strips. Dual Rolls Equal Channel Extrusion (DRECE) method is a newly developed method. Severe plastic deformation results in a high degree of the material reformation. The method can be used to produce metallic materials with a very fine grain structure (hereinafter referred to as ultrafine grain structure). The forming process is based on extrusion technology with zero removal of the sheet strip thickness with the ultimate aim of achieving a high degree of deformation in the formed material, resulting in a significant improvement of mechanical properties in the input material. The paper analyses the effects of the values of angles of the newly developed forming tools on the achievement of mechanical properties in selected materials Cu and brass in the SPD process. The following types materials were verified experimentally – strip sheet with dimensions 58 (width) x 2 (thickness) x 1000 (length) mm. The paper also evaluates the influence of severe plastic deformation (SPD) on strengthening these materials at different values of the angle in the forming tool. The influence of new geometries of forming tools for improving mechanical properties has been unequivocally demonstrated.

Słowa kluczowe

PL

powtarzalna obróbka plastyczna; metoda DRECE; mosiądz; własności mechaniczne; twardość; struktura

EN

Severe Plastic Deformation process; DRECE method; brass; mechanical properties; hardness; structure

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 27, nr 4
• Strony: 301--314
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rusz S.

• VŠB – Technical University of Ostrava, 17. listopadu 15, Ostrava – Poruba, Czechia

autor

Salajka M.

• VŠB – Technical University of Ostrava, 17. listopadu 15, Ostrava – Poruba, Czechia

autor

Hilser O.

• VŠB – Technical University of Ostrava, 17. listopadu 15, Ostrava – Poruba, Czechia

autor

Dutkiewicz J.

• Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN, ul. W. Reymonta 25, 30-059 Kraków, Poland

autor

Boruta J.

• VŠB – Technical University of Ostrava, 17. listopadu 15, Ostrava – Poruba, Czechia

autor

Švec J.

• VŠB – Technical University of Ostrava, 17. listopadu 15, Ostrava – Poruba, Czechia

Bibliografia

• [1] Gutkin M.Yu., I.A. Ovidko, C.S. Pande. 2001. „Theoretical models of plastic deformation processes in nanocrystalline materials”. Reviews on Advanced Materials Science 2 (September): 80–102.
• [2] Kobayashi M., M. Miyagawa. 1987. „Research and Development of Superplastic Materials – Recent Progresses and Future Prospects”. Metallurgical Transactions 18A: 685–695.
• [3] Malanik K., T. Donic, J. Kedron, S. Tylsar, M. Salajka. 2011. „Development of Structure at Extrusion of a Strip of Made of Cu through the DRECE Machinery”. Journal of Materials Science and Engineering A 1: 844–848.
• [4] Valiev R. 2008. „Recent developments of severe plastic deformations techniques for processing bulk nanostructured materials”. Materials Science Forum A 579: 1–14.
• [5] Michenka V., M. Gottwald, K. Malaník, S. Rusz. 2009. „Research of influence of extreme deforma-tion conditions on metal sub-microstructure and development of testing methods for evaulation of their technological properties”. W mat. konf. Conference proceeding METAL 2009, TANGER, May 2009, 1–9.
• [6] Rusz S., J. Dutkiewicz, M. Faryna, W. Maziarz, Ł. Rogal, J. Bogucka, K. Malanik, J. Kedroň, S. Tylsar. 2012. “SEM EBSD and TEM structure studies of α-brass after severe plastic deformation using equal channel rolling followed by groove dressing”. Solid State Phenomena 186: 94–97.
• [7] Ochodek Vl., P. Boxan. 2014. “Weldability of carbon steel processed by multiple plastic deformation”. Archives of Materials Science and Engineering 69 (2): 88–93.
• [8] Rusz S., L. Čížek, M. Salajka, J. Kedroň, S. Tylšar. 2014. “Processing of low carbon steel by dual rolls equal channel extrusion”. Materials Science and Engineering 63: 1–11.
• [9] Hrubý J., V. Schindlerová, J. Rentka. 2015. “Degradation processes in the contact layers of forming tools”. Manufacturing Technology 15 (5): 836–842.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).