Mechanical properties of aluminium/copper bimetallic sheets subjected to cyclic bending

• Autorzy: Żaba Krzysztof , Puchlerska Sandra , Rusz Stanislav , Fejkiel Romuald

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2023.6

Warianty tytułu

PL

Właściwości mechaniczne blach bimetalowych aluminium/miedź poddanych procesowi gięcia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this study is to evaluate the influence of the roll bonding (RB) process on the mechanical properties of Al/Cu bimetallic strip specimens. A specially designed test instrument for the cyclic bending test of strip specimens produced by RB has been proposed. The test consists in repeated pulling of a strip of sheet metal through a system of cylindrical countersamples. Samples cut along and across the sheet rolling direction were tested. The specimens were subjected to preliminary microstructural tests using an optical microscope with Nomarski contrast and scanning electron microscopy. The tests showed a slight influence of the orientation of the samples on the change of the mechanical properties of the bimetallic sheets in the cyclic bending process. In the case of samples oriented along the sheet rolling direction, discontinuities in the transition layer were found. The samples oriented perpendicularly to the rolling direction were free of this defect.

PL

Celem artykułu jest ocena wpływu procesu walcowania na właściwości mechaniczne próbek w postaci pasów blachy bimetalowej Al/Cu. Zaproponowano specjalnie zaprojektowany przyrząd do cyklicznego gięcia próbek wytwarzanych metodą walcowania. Test polega na wielokrotnym przeciąganiu paska blachy przez układ cylindrycznych przeciwpróbek. Badaniom poddano próbki cięte wzdłuż i w poprzek kierunku walcowania blachy. Próbki poddano wstępnym badaniom mikrostrukturalnym przy użyciu mikroskopu optycznego z kontrastem Nomarskiego oraz skaningowego mikroskopu elektronowego. Badania wykazały niewielki wpływ orientacji próbek na zmianę właściwości mechanicznych blach bimetalicznych w procesie cyklicznego zginania. W przypadku próbek zorientowanych wzdłuż kierunku walcowania blachy stwierdzono nieciągłości w warstwie przejściowej. Próbki zorientowane prostopadle do kierunku walcowania były wolne od tej wady.

Słowa kluczowe

EN

bimetallic sheet; cycling bending; hardness; work hardening

PL

blacha bimetalowa; gięcie cykliczne; twardość; umocnienie odkształceniowe

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Advances in Mechanical and Materials Engineering
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 40, nr 1
• Strony: 47--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Żaba Krzysztof

• Department of Metal Working and Physical Metallurgy of Non-Ferrous Metals, AGH - University of Science and Technology, al. Adama Mickiewcza 30, 30-059 Cracow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6541-885X

autor

Puchlerska Sandra

• Department of Metal Working and Physical Metallurgy of Non-Ferrous Metals, AGH - University of Science and Technology, al. Adama Mickiewcza 30, 30-059 Cracow, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7009-0716

autor

Rusz Stanislav

• Department of Mechanical Technology, Faculty of Mechanical Engineering, VŠB - Technical University of Ostrava, 17 listopadu 15, CZ 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

• https://orcid.org/0000-0002-1110-955X

autor

Fejkiel Romuald

• Department of Mechanics and Machine Building, Carpatian State School in Krosno, Rynek 1, 38-400 Krosno, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1339-2731

Bibliografia

• 1. Asemabadi, M., Sedighi, M., & Honarpisheh, M. (2012). Investigation of cold rolling influence on the mechanical properties of explosive-welded Al/Cu bimetal. Materials Science and Engineering A, 558, 144-149. https://doi.org/10.1016/j.msea.2012.07.102
• 2. Athar, M. H., & Tolaminejad, B. (2015). Weldability window and the effect of interface morphology on the properties of Al/Cu/Al laminated composites fabricated by explosive welding. Materials and Design, 86, 516-525. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.07.114
• 3. Dehsorkhi, R. N., Qods, F., & Tajally, M. (2011). Investigation on microstructure and mechanical properties of Al-Zn composite during accumulative roll bonding (ARB) process. Materials Science and Engineering A, 530, 63-72. https://doi.org/10.1016/j.msea.2011.09.040
• 4. Dyja, H. & Wilk, K. (1998). Asymetryczne Walcowanie Blach i Taśm, Seria; Metalurgia. Politechnika Częstochowska.
• 5. Khan, H. A., Asim, K., Akram, F., Hameed, A., Khan, A., & Mansoor, B. (2021). Roll bonding processes: State-of-the-art and future perspectives. Metals, 11, 1344. https://doi.org/10.3390/met11091344
• 6. Kręcisz, D. (2005). The study of the flange resistance caused by the action of draw beads in the sheet metal forming. Ph.D. Thesis. Wrocław University of Technology.
• 7. Mamalis, A. G., Vaxevanidis, N. M., Szalay, A., & Prohaszka, J. (1994). Fabrication of aluminium/copper bimetallics by explosive cladding and rolling. Journal of Materials Processing Technology, 44(1-2), 99-117. https://doi.org/10.1016/0924-0136(94)90042-6
• 8. Mozaffari, A., Danesh Manesh, H., & Janghorban, K. (2011). Evaluation of mechanical properties and structure of multilayered Al/Ni composites produced by accumulative roll bonding (ARB) process. Journal of Alloys and Compounds, 489(1), 103-109. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.09.022
• 9. Pan, D., Gao, K., & Yu, J. (1989). Cold roll bonding of bimetallic sheets and strips. Materials Science and Technology, 5(9), 934-939. https://doi.org/10.1179/mst.1989.5.9.934
• 10. Paul, H., Faryna, M., Prażmowski, M., & Bański, R. (2011). Changes in the bonding zone of explosively welded sheets. Archives of Metallurgy and Materials, 56(2), 463-474. https://doi.org/10.2478/v10172-011-0050-8
• 11. Polyzou, A. K., Seretis, G. V., Vaxevanidis, N., Provatidis, C. G., & Manolakos, D. E. (2017). On the cold rolling of explosive welded Al/Cu bimetallic sheets. Material Science and Engineering with Advanced Research, 34-44. https://doi.org/10.24218/msear.2017.5S
• 12. Poulin, C. M., Korkolis, Y. P., Kinsey, B. L., & Knezevic, M. (2019). Over five-times improved elongation-to-fracture of dual-phase 1180 steel by continuous-bending-under-tension. Materials and Design, 161, 95-105. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.11.022
• 13. Salimi, M., & Sassani, F. (2002). Modified slab analysis of asymmetrical plate rolling. International Journal of Mechanical Sciences, 44(9), 1999-2023. https://doi.org/10.1016/S0020-7403(02)00043-7
• 14. Stradomski, G., Rydz, D., Garstka, T., Pałęga, M., Dyl, T., Szarek, A., Szarek, J. Ł., & Dembiczak, T. (2022). Influence of asymmetric rolling process on the microstructure properties of bimetallic sheet metals. Materials, 15(6), 2013. https://doi.org/10.3390/ma15062013
• 15. Sun, X. K., Liu, X. H., Wang, J., & Qi, J. (2020). Analysis of asymmetrical rolling of strip considering percentages of three regions in deformation zone. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 110, 763-775. https://doi.org/10.1007/s00170-020-05690-3
• 16. Tang, C., Liu, Z., Zhou, A. D., & Wu, S. (2015). Surface treatment with the cold roll bonding process for an aluminium alloy and mild steel. Strength of Materials, 47, 150-155. https://doi.org/10.1007/s11223-015-9641-3
• 17. Walnik, B., Woźniak, D., Nieszporek, A., & Adamczyk, M. (2021). Study on mechanical properties and micro-structure of 42CrMo4/NANOS-BA® high-strength clad plates after the process of hot rolling and two-stage heat treatment with isothermal transformation. Journal of Metallic Materials, 73, 22-31.
• 18. Vini, M. H., Daneshmand, S., & Forooghi, M. (2017). Roll bonding properties of Al/Cu bimetallic laminates fabricated by the roll bonding technique. Technologies, 5,(2), 32. https://doi.org/10.3390/technologies5020032
• 19. Yu, H., Lu, C., Tieu, A.K., Godbole, A., Su, L., Sun, Y., Liu, M., Tang, D., & Kong, C. (2013). Fabrication of ultra-thin nanostructured bimetallic foils by accumulative roll bonding and asymmetric rolling. Scientific Reports, 3, 2373. https://doi.org/10.1038/srep02373

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).