The results of consolidation of sinters being deformed under complex loading condition

• Autorzy: Rosiak M.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2013-0151

Warianty tytułu

PL

Efekt zagęszczania spieków odkształcanych w złożonym stanie obciążenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with the analysis of the possible application of deformation to sinters under uniaxial compression combined with oscillatory torsion. The main problem of the technology relating to the manufacturing of heavy duty machine components using metal powders is associated with the difficulty to obtain sufficiently high, homogeneously distributed densities across the product volume. The tests were carried out using a test stand allowing the deformation under uniaxial compression combined with torsion. The sintered test specimens were made from the NC 100.24 iron powder. The fabricated sintered test specimens were subject to deformation under the uniaxial compression combined with oscillatory torsion, at three different torsion angle values α = ±3⁰; ±5⁰; ±7⁰. respectively. In order to investigate the effect of different torsion frequencies, each test was made at each torsion angle α for at three different frequencies f = 1 Hz; 0.71Hz; 0.32Hz, respectively, and at the same compression velocity. The results obtained allow to conclude that the application of the combined uniaxial compression and oscillatory torsion (for the preset value of draft) during the tests permitted to obtain the average density of the sinters greater than that obtainable in the case of only unconstrained uniaxial compression. The effect of increased density was enhanced by both the additional torsion-induced deformation, and the tangential stress which would promote the closing of pores.

PL

W pracy analizowano możliwość zastosowania odkształcania spieków w warunkach jednoosiowego ściskania z równoczesnym oscylacyjnym skręcaniem. Głównym problemem technologii wytwarzania elementów maszyn z proszków metali, pracujących w warunkach wysokich obciążeń, jest uzyskiwanie dużej gęstości przy jednorodnym jej rozkładzie w objętości wyrobu. Próby przeprowadzono na stanowisku, pozwalającym na odkształcanie w warunkach jednoosiowego ściskania z równoczesnym skręcaniem. Wsad do wykonania próbek spiekanych stanowił proszek żelaza NC 100.24. Uzyskane próbki spiekane odkształcano w próbie jednoosiowego ściskania z równoczesnym oscylacyjnym skręcaniem w trzech wariantach kąta skręcenia α =±3⁰; ±5⁰; ±7⁰. Dla uwzględnienia wpływu częstotliwości skręceń, dla każdego wariantu kąta skręcenia α, próby realizowano w trzech wariantach częstotliwości f = 1Hz; 0,71 Hz; 0,32Hz i przy jednakowej prędkości ściskania. Uzyskane wyniki pozwoliły stwierdzić, że zastosowanie w czasie próby jednoosiowego ściskania (do zadanej wielkości gniotu) równoczesnego skręcania oscylacyjnego, pozwala uzyskać średnią gęstość spieku większą niż w przypadku zastosowania tylko jednoosiowego ściskania swobodnego. Elementem sprzyjającym wzrostowi gęstości jest dodatkowe odkształcenie wywołane skręcaniem oraz naprężenie styczne sprzyjające efektywniejszemu zamykaniu porów.

Słowa kluczowe

EN

deformation path; oscillatory torsion; deformation of sinters; density of the sinter; consolidation of sinters; porosity distribution

PL

ścieżki deformacji; oscylacyjne skręcanie; odkształcenie spieków; gęstość spieków; konsolidacja spieków; porowatość

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 4
• Strony: 1197--1206
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Rosiak M.

• Chair of Materials Science and Chipless Technologies, Faculty of Mechanics, Opole University of Technology, 76 Prószkowska Str., 45-758 Opole, Poland

Bibliografia

• [1] J. Pawlicki, F. Grosman, Analiza efektów siłowo-energetycznych dla procesówzwymuszona droga odkształcenia, Rudyi Metale Niezelazne 10-11, 479-483 (2003).
• [2] R. Szyndler, Spęczanie w warunkach zmiennej drogi deformacji, Rudy i Metale Nieżelazne 40, 11, 482-486 (1995).
• [3] J. Pawlicki, F. Grosman, Niekonwencjonalne sposoby odkształcania plastycznego materiałów metalicznych, FORMING 2004, Plasticita materialov, 198-203.
• [4] F. Grosman, J. Pawlicki, Nowe możliwości procesów obróbki plastycznej w warunkach wymuszonej drogi odkształcenia, Hutnik 72, 5, 280-284 (2005).
• [5] A. Belyakov, K. Tsuzaki, H. Miura, T. Sakai, Effect of initial microstructures on grain refinement inastainless steel by large strain deformation, Acta Materialia 51, 3, 847-861 February 2003.
• [6] M. Rosiak, F. Grosman, Porowatość w spiekach odkształconych plastycznie na zimno. Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej 290, Mechanika 76, 305-309 (2003).
• [7] M. Rosiak, F. Grosman, Zmiany w budowie wewnętrznej spieków odkształcanych na zimno z możliwością nieograniczonego płynięcia promieniowego, Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej 321, Mechanika 89, 77 (2007).
• [8] M. Rosiak, F. Grosman, Gęstość materiałów spiekanych po odkształceniu na zimno. Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej 288, Mechanika 75, 211-218 (2002).
• [9] M. Rosiak, Odkształcanie spieków w warunkach złożonych stanach naprężeń, Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej 332, Mechanika 95, 57 (2009).
• [10] M. Rosiak, Dobór geometrii narzędzi dla zapewnienia efektywnego przenoszenia ruchu oscylacyjno-skrętnego w czasie realizowanych prób ściskania swobodnego, Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej 337, Mechanika 97, 157 (2010).
• [11] K. Hyoung Seop, Ig H. Sun, L. Young Shin, A. Dubravina, I. Alexander, Deformation behaviour of copper duringahigh pressure torsion process, Journal of Materials Processing Technology 2, 334 (2003).
• [12] H. Dybiec, Plastic consolidation of metallic powders, Archives of Metallurgy and Materials 52, 2 (2007).