Fenomenologia reologicznej ekwiwalentności parametrów sigma, T, tau w procesie niskotemperaturowego pełzania drutów ze stopu AlMgSi

Smyrak, B.; Knych, T.; Mamala, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Fenomenologia reologicznej ekwiwalentności parametrów sigma, T, tau w procesie niskotemperaturowego pełzania drutów ze stopu AlMgSi

Autorzy

Smyrak B. , Knych T. , Mamala A.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Phenomenology of sigma, T, tau parameters' rheological equivalence in the process of low-temperature AlMgSi alloy wire creep

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu niskotemperaturowego pełzania drutów z magnezowo-krzemowego stopu aluminium serii 6xxx oraz analizę teoretyczną, funkcji pełzania o ogólnej postaci [wzór] pod kątem określenia naprężeniowo-temperaturowego i naprężeniowo-temperaturowo-czasowego ekwiwalentu reologicznego. Wykazano eksperymentalnie ekwiwalentność pierwotnych i wtórnych charakterystyk procesu pełzania drutów. Wskazano na możliwość praktycznego wykorzystania przeprowadzonych rozważań i uzyskanych wyników w analizie reologicznego zachowania się przewodów napowietrznych linii elektroenergetycznych zbudowanych z przewodowych stopów AlMgSi. W części wstępnej pracy przeprowadzono analizę literaturową funkcji pełzania pod kątem uwzględnienia członu temperaturowego i możliwości wyznaczenia energii aktywacji procesu. Na podstawie wyników badań eksperymentalnie opracowano zależność pełzania jako funkcji naprężenia, temperatury i czasu, obowiązującej w zakresie temperatur (0+80) stopni Celsjusza i dla naprężeń do 200 MPa, na podstawie której obliczono energię aktywacji procesu niskotemperaturowego pełzania. Uzyskane wyniki są zbieżne z danymi literaturowymi dla aluminium i jego stopów [1].

Rheological processes proceeding in constructional materials are very dangerous in all fields of engineering. Creep of wires spanned on overhead electroenergetric lines is one of the most important problems. New, coreless generations of wires made of AlMgSi alloy wires (6xxx series) are subject to creep. Its size depends on line's work conditions, and especially on stress, time and time of exposure. That is why the most important research centers (CIGRE, IEEE, ALCOA) are interested in rheological problems in metallic materials. Taking into account the above mentioned group of materials, the problem concerns low-temperature creep (max. 100 Celsius degrees) proceeding under load that does not exceed 40 % of tensile strength. Low-temperature creep is not very well investigated, especially when it comes to conductivity aluminium alloys. It is because of bigger importance of high-temperature creep that leads to construction destruction in short time. The article contains experimental test results of low-temperature creep process of wires made of AlMgSi type 6201 and theoretical analysis of creep function [formula] from the point of view of determining stress-temperature and stress-temperature-time rheological equivalence. Formulas that allow to calculate equivalent values of stress, temperature or time have been introduced. Time equivalent, in conditions of negative stress or temperature gradients, means temporary stop of creep process, which is dead time. This time, depending on gradient 's size and speed as well as on rheological history of a material can reach even a few years. This fact can be used when designing lines and steering its current-carrying capacity. Equivalency of primary and secondary characteristics of wires creep process has been experimentaly proved. In the initial part of the work a literature analysis of creep function has been made from the point of view of temperature and possibility to determine activation energy ofthe process. Basing on experimental tests, creep dependence has been developed as a function of stress, temperature and time of exposure value for temperatures 0+80 Celsius degrees and stress up to 200 MPa. Basing on the mentioned dependence, activation energy of creep process has been calculated. Obtained results are convergent with literature data for aluminium and its alloys [1].

Słowa kluczowe

reologia pełzanie funkcje pełzania pełzanie niskotemperaturowe pełzanie wysokotemperaturowe ekwiwalent reologiczny energia aktywacji stopy Al-Mg-Si linie elektroenergetyczne

rheology creep creep functions low-temperature creep high-temperature creep rheological equivalence activation energy Al-Mg-Si alloys sag overhead line

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Rudy i Metale Nieżelazne

Rocznik

2005

Tom

R. 50, nr 9

Strony

502--512

Opis fizyczny

Bibliogr. 19 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Smyrak B.

Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Kraków

autor

Knych T.

Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Kraków

autor

Mamala A.

Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Kraków

Bibliografia

1. Garofalo F.: Fundamentals of Creep and Creep-Rupture in Metals. The MacMilan Company, New York, 1965.
2. Jakowluk A,: Procesy pełzania I zmęczenia w materiałach. PWN W-wa, 1993.
3. Dorn J. E., Tietz I. E.: Proc. ASTM 49, 1949.
4. Kennedy A. J.: Processes of creep and fatigue in metals. Oliver and Boyd, Edinburg-London 1962.
5. Czech M., Jakowluk A., Mieleszko E.: Arch. Bud. Masz. 1985, t. 32, nr 3-4, s. 121-125.
6. Andrade E. N. C: Proc. Roy. Soc. (London), Ser. A, 1910, t. 84, nr A567, s. 1-12.
7. Norton F. H.: The creep of steel at high temperatures. MacGraw-Hill, New York 1929.
8. Knych T., Mamala A., Nowak S., Zasadziński J.: Rudy Metale 2001, t. 46, nr 8, s. 373-379.
9. SmyrakB., Knych T., Mamala A.: Hutnik, 2005, t. 72, nr 2, s. 123-125.
10. Smyrak B., Knych T., Mamala A.: Rudy Metale 2005, t. 50 nr 4, s. 183-192.
11. Rabotnov Ju. N.: Polzućest elementoy konstrukcij. Nauka, Moskva 1966.
12. Brown A. M., Ashby A. F.: Scripta Metal. 1980, t. 14, nr 12.
13. Rabotnov Ju. N.: Kratkovriemiennaja polzućest. Wydaw. Nauka, Moskwa 1970.
14. Boltzman L: Żur Theorie der elastischen Nachwirkung. Pogg. Ann. Physik, 1876.
15. Nowacki W.: Teoria pełzania. Arkady, Warszawa 1963.
16. Smyrak B., Knych T., Mamala A.: Materiały Konferencyjne Creep and Fracture in High Temperaturę Componente Design and Life Assessment Issues. IMech.E, 12-14 September 2005, London [przyjęte do druku].
17. Sherby O. D., Lytton J. L, Dom J. E.: Acta Met., 1957, nr 5, s. 219.
18. Dorn J. E., Jaffe N.: Trans. AIME, 1961, nr 221, s. 229.
19. Jaffe N., Dorn J. E.: Trans. AIME, 1962, nr 224, s. 1167.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-AGH2-0003-0024