Wpływ sposobu odkształcania na strukturę, własności mechaniczne i stabilność cieplną cynku

• Autorzy: Pieła K. , Bochniak W. , Korbel A. , Ostachowski P. , Błaż L.

Warianty tytułu

EN

Influence of deformation method on structure, mechanical properties and thermal stability of zinc

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Produkowane na linii ciągłego odlewania i walcowania a następnie ciągnione druty z cynku o czystości 99,995 % charakteryzują się niskimi własnościami mechanicznymi. Wytrzymałość na rozciąganie zazwyczaj nie przekracza wartości 140 MPa. W odróżnieniu od tego wyrobu, druty wyciskane współbieżnie metodą KOBO ze stopniem przerobu lambda = 100 bez uprzedniego podgrzania wsadu, charakteryzują się dużą wytrzymałością na rozciąganie, bliską 180 MPa. Ponadto, własności mechaniczne nie ulegają zmianie wskutek wyżarzania w zakresie temperatur wyżarzania do ok. 250 stopni Celsjusza i mogą być dodatkowo zwiększone poprzez zgniot, do wartości przewyższającej 300 MPa (granica plastyczności Rm = 250 MPa). Wraz ze wzrostem własności wytrzymałościowych stwierdzono równocześnie wzrost wydłużenia z 7 % do ponad 25 %. Przeprowadzone w pracy badania strukturalne drutów otrzymanych metodą KOBO, w których uzyskano wielkość ziarn ok. 35 microm, dowodzą, że możliwe jest uzyskanie wyrobów z czystego cynku o wysokich i stabilnych własnościach mechanicznych. Uzyskane wyniki, jak również powadzone aktualnie badania sugerują, że o wymienionych właściwościach wyrobu w dużym stopniu decydują inne czynniki strukturalne niż ogólnie znane procesy prowadzące do rozdrobnienia ziarn (podziarn) lub wzrostu gęstości dyslokacji.

EN

In industrial conditions, zinc wires are produced on a line of continuous casting and rolling (Properzi type) and the final mechanical properties (tensile strength about 140 MPa) are obtained as a result of passing through a multi-die drawing system. On the other hand, as shown by the results of recently published studies, the flow stress even exceeding 200 MPa is possible for zinc in the form of nanocrystalline (grain around 11 nm). Unfortunately, nanocrystalline products are achievable only in a laboratory scale. Industrially efficient solution which overcome this limitation is the KOBO method, which consists of metal extrusion with cyclic torsion. Results of research carried out within the framework of this work show that the wires "cold" extruded by the KOBO method with the extrusion ratio of lambda = 100, are characterized by ultimate tensile stress (U.T.S.) close to 180 MPa that is stable up to 250 degrees of Celsius. In addition, the value of this parameter can be increased through plastic deformation to a level higher than 300 MPa (yield stress Y.S. = 250 MPa), with simultaneous increase of elongation from 7 % to over 25 %. The structural analysis of wires (grain size of about 35 mm) shows that high and stable mechanical properties of products from pure zinc obtained with KOBO method are neither determined by grains (subgrains) refinement nor high density of dislocations, but other structural elements.

Słowa kluczowe

PL

cynk; metoda KOBO; wyciskanie; własności mechaniczne; stabilność cieplna

EN

zinc; KOBO method; extrusion; mechanical properties; thermal stability

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 54, nr 6
• Strony: 356--361
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pieła K.

autor

Bochniak W.

autor

Korbel A.

autor

Ostachowski P.

autor

Błaż L.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Struktury i Mechaniki Ciała Stałego, Kraków

Bibliografia

• 1. Kumar K. S., Van Swygenhoren H, Suresh S.: Mechanical behavior of nanocrystalline metals and alloys. Acta Mater., 2003, t. 51, z. 19, s. 5743-5774.
• 2. Meyers M. A., Mishra A., Benson D. J.: Mechanical properties of nanocrystalline materials. Progr. Mater. Sci., 2006, t. 51, z. 4, s. 427-556.
• 3. Zhang X., Wang H., Scattergood R. O., Narayan J., Koch C. C.: Modulated oscillatory hardening and dynamic recrystalization in cryomilled nanocrystalline Zn. Acta Mater., 2002, t. 50, z. 16, s. 3995-4004.
• 4. Conrad J., Narayan J.: Mechanisms for grain size hardening and softening in Zn. Acta Mater. 2000, t. 50, z. 20, s. 5067-5078
• 5. Korbel A., Bochniak W.: Patent Nr 168018: Sposób wyciskania materiałów (data ogłoszenia 08.02.1993 BUP 03/93, pat. udzielono 30.12.1995 WUP 12/95).
• 6. Korbel A., Bochniak W.: Method of plastic forming of materials, U.S. Patent No 5,737,959 (1998), European Patent No 737,959 (1998).
• 7. Korbel A., Bochniak W.: Refinement and control of the metal structure elements by plastic deformation. Scr. Mater., 2004, t. 51, z. 8, s. 755-759.
• 8. Bochniak W., Marszowski K., Korbel A.: Theoretical and practical aspects of the production of thin-walled tubes by the KOBO method. J. Mater. Proc. Technol., 2005, t. 169, z. 1, s. 44-53.
• 9. Pieła K.: Rola wielkości ziarna i warunków odkształcenia w procesie umocnienia cynku. Arch. Hutn. 1980, t. 25, z. 1, s. 265-284
• 10. Korbel A., Bochniak W., Ostachowski P., Błaż L.: [w przygotowaniu].