Wytwarzanie struktury ultradrobnoziarnistej z wykorzystaniem koncepcji metody wyciskania bocznego wspomaganego tarciem

• Autorzy: Szkudelski S. , Ziółkiewicz S. , Pachutko B.

Warianty tytułu

EN

Achievement of an ultra-fine-grained structure using the concept of the friction-assisted lateral extrusion method

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań profili wytworzonych metodą wyciskania bocznego wspomaganego tarciem na urządzeniu znajdującym się w Instytucie Obróbki Plastycznej w Poznaniu. Metoda kształtowania polega na wyciskaniu bocznym materiału umieszczonego wewnątrz podgrzewanego pojemnika, na skutek połączenia siły osiowo działającej na próbkę oraz siły tarcia generowanej przez obrotową tarczę. Cykl badań prowadzony był przy trzech prędkościach obrotowych: 8, 18 i 28 obr/min oraz przy trzech wartościach siły wciskającej 30, 55 oraz 80 kN. Wsad wyciskany ze stali gat. 15 grzano do 600° C i poddano stopniu przerobu λ=8. Struktury, uzyskanych w ten sposób profili, obserwowano na mikroskopie świetlnym. Profil o największym rozdrobnieniu ziarna (8 obr/min, 80 kN) poddano obserwacjom EBSD, które pozwoliły określić średnią wielkość ziaren na poziomie 0,53 μm. Tak duże rozdrobnienie jest efektem nałożenia się silnego odkształcenia materiału i przypuszczalnie dynamicznej rekrystalizacji zachodzącej podczas procesu kształtowania. Najlepsza powierzchnia zewnętrzna profili została uzyskana przy małych prędkościach obrotowych i maksymalnej sile wciskającej wsad w obrotową tarczę. Przy prędkości obrotowej 18, 28 obr/min powierzchnia profili charakteryzowała się dużą nieregularnością śladów powstałych na powierzchni będącej w styku z obrotową tarczą. Dla profili o najlepszym stanie powierzchni zewnętrznej wykonano badanie rozkładu mikrotwardości HV0,3 na przekroju poprzecznym – badanie to wykazało najwyższą twardość dla profili uzyskiwanych przy 8 obr/min oraz 80 kN.

EN

This article presents the results of studies on sections manufactured by friction-assisted lateral extrusion on a machine found at the Metal Forming Institute in Poznań. The forming method is based on lateral extrusion of material placed inside of a heated container as a result of the combination of axial forces acting on the specimen and friction generated by the rotating disk. The test cycle was performed at three rotational speeds: 8, 18, and 28 rpm and at three values of extruding force 30, 55, and 80 kN. The extruded grade 15 steel stock was heated to 600° C and subjected to degree of processing λ=8. The structures of sections obtained in this manner were observed under a light microscope. The section with the finest grains (8 rpm, 80 kN) was examined by EBSD, which made it possible to determine a 0.53 μm average grain size. This fine-grained structure is the effect of the combination of strong deformation of a layer of the material and the presumably dynamic recrystallization taking place during the forming process. The best exterior surface of sections was achieved at low rotational speeds and maximum force punching the stock into the rotating disk. At rotational speeds 18, 28 rpm, the surface of sections was characterized by high irregularity of traces formed on the surface in contact with the rotating disk. Testing of HV0.3 microhardness distribution on the cross-section was conducted for sections with the best exterior surface condition – the greatest hardness was obtained for sections produced at 8 rpm and 80 kN.

Słowa kluczowe

PL

wyciskanie boczne; tarcie; SPD; struktura ultradrobnoziarnista

EN

lateral extrusion; friction; SPD; ultra fine grained structure

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 26, nr 3
• Strony: 191--202
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szkudelski S.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Ziółkiewicz S.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Pachutko B.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Kulczyk, Mariusz, Pachla, Wacław, ŚwiderskaŚroda, Anna, Mazur, Andrzej, Suś-Ryszkowska, Małgorzata, Kurzydłowski, Krzysztof, Krasilnikov, Nikolay. 2006. „Wytworzenie nanostrukturalnego niklu na drodze multi-deformacji plastycznej z użyciem technik wyciskania hydrostatycznego i ECAP.” Obróbka Plastyczna Metali XVII (4): 15–19.
• [2] Kurzydłowski, Krzysztof, Lewandowska, Małgorzata. 2010. Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne i funkcjonalne. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• [3] Valiev, Ruslan Z., Estrin, Yuri, Horita, Zenji, Langdon, Terence G., Zehetbauer, Michael J. 2006. „Producing bulk ultrafine-grained materials by severe plastic deformation.” JOM 58 (4, April): 33–39.
• [4] Ziółkiewicz, Stanisław, Szkudelski, Szymon. 2013. „Kształtowanie profili wspomagane tarciem.” Obróbka Plastyczna Metali XXIV (2): 147–157.
• [5] Ziółkiewicz, Stanisław, Magda, Janusz, Szkudelski, Szymon. „Sposób badania zużycia ściernego części maszyn w warunkach pracy w wysokiej temperaturze i przy wysokich naciskach jednostkowych i zespół do badania zużycia ściernego części maszyn w warunkach pracy w wysokiej temperaturze i przy wysokich naciskach jednostkowych.” Zgł. pat. nr P.396913.