Stress-strain curves under compression for CMSX4 nickel based superalloy

• Autorzy: Nowotnik A. , Pędrak P. , Rokicki P. , Mrówka-Nowotnik G. , Sieniawski J.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amst-2014-0019

Warianty tytułu

PL

Krzywe odkształcania nadstopu CMSX-4 po próbie ściskania w wysokiej temperaturze

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Variations of a flow stress vs. true strain illustrate behavior of material during plastic deformation. Stress-strain relationship is generally evaluated by a torsion, compression and tensile tests. Results of these tests provide crucial information pertaining to the stress values which are necessary to run deformation process at specified deformation parameters. Uniaxial compression tests at the temperature through which precipitation hardening phases process occurred (900-1200°C), were conducted on superalloy - CMSX-4, to study the effect of temperature and strain rate (ε =10 to the -4 and 4x10 to the -4 s to the -1) on its flow stress. On the basis of received flow stress values activation energy of a high-temperature deformation process was estimated. Mathematical dependences (σpl - τ i σpl - ε) and compression data were used to determine material's constants. These constants allow to derive a formula that describes the relationship between strain rate (ε), deformation temperature (τ) and flow stress σpl - ε = A1σ to the n ∙ exp(-Q / RT).

PL

Zachowanie się materiału podczas odkształcania plastycznego na gorąco charakteryzują krzywe zmiany naprężenia uplastyczniającego w funkcji odkształcenia. Do ich oceny stosowane są próby skręcania, ściskania lub rozciągania. Pozwalają określić dane niezbędne do prowadzenia procesu przeróbki plastycznej materiału z zastosowaniem odpowiednich parametrów odkształcania - temperatury i prędkości chłodzenia. W pracy przedstawiono analizę wyników badań wpływu temperatury i prędkości odkształcania (ε = 10 do - 4 i 4 x 10 do -4 s do -1) na wartość naprężenia uplastyczniającego nadstopu niklu - CMSX-4 w zakresie wartości temperatury wydzielania cząstek faz umacniających (900-1200°C) uzyskane w jednoosiowej próbie ściskania. Ustalone wartości naprężenia uplastyczniającego były podstawą do wyznaczenia energii aktywacji Q procesu odkształcania wysokotemperaturowego. Na podstawie uzyskanych danych oraz odpowiednich zależności (σpl - τ i σpl - ε) określono wartości stałych materiałowych oraz ustalono zależność prędkości (ε), temperatury odkształcenia (τ) i naprężeniem ustalonego płynięcia plastycznego σpl - ε = A1σ do n ∙ exp(-Q / RT).

Słowa kluczowe

EN

flow stress; plastic deformation; CMSX4; superalloys; activation energy

PL

krzywe płynięcia; odkształcenie plastyczne; nadstopy niklu; CMSX-4; energia aktywacji

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 38, nr 3
• Strony: 65--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nowotnik A.

• Rzeszow University of Technology, Department of Materials Science, 2 W. Pola St., 35-959 Rzeszów, Phone (+48, 0-17) 865 11 24, Fax (+48, 0-17) 854 48 32

autor

Pędrak P.

• Rzeszow University of Technology, Department of Materials Science, 2 W. Pola St., 35-959 Rzeszów, Phone (+48, 0-17) 865 11 24, Fax (+48, 0-17) 854 48 32

autor

Rokicki P.

• Rzeszow University of Technology, Department of Materials Science, 2 W. Pola St., 35-959 Rzeszów, Phone (+48, 0-17) 865 11 24, Fax (+48, 0-17) 854 48 32

autor

Mrówka-Nowotnik G.

• Rzeszow University of Technology, Department of Materials Science, 2 W. Pola St., 35-959 Rzeszów, Phone (+48, 0-17) 865 11 24, Fax (+48, 0-17) 854 48 32

autor

Sieniawski J.

• Rzeszow University of Technology, Department of Materials Science, 2 W. Pola St., 35-959 Rzeszów, Phone (+48, 0-17) 865 11 24, Fax (+48, 0-17) 854 48 32

Bibliografia

• [1] H. MC QUEEN: Dynamic recovery and its relation to other restoration mechanisms. Zeszyty Naukowe AGH Kraków. Metalurgia i Odlewnictwo, 3(1979)8, 421-450.
• [2] C.M. SELLARS: Dynamic recrystallization. Zeszyty Naukowe AGH Kraków, Metalurgia i Odlewnictwo, 5(1979)3, 377-403.
• [3] T. SAKAI, J.J. JONAS: Dynamic recrystallization: mechanical and microstructural consideration. Acta Metallurgica, 32(1984), 189-208.
• [4] F. GROSMAN: Problemy doboru naprężenia uplastyczniającego do programów komputerowej symulacji procesów przeróbki plastycznej. Mat. Konf. „Plastyczność materiałów", Ustroń 1996, 11-18.
• [5] F. GROSMAN: Kryteria doboru charakterystyk technologicznej plastyczności materiałów do symulacji procesów obróbki plastycznej. Mat. XVI Międzynarodowej Konf. Naukowo-Technicznej „Konstrukcja i technologia wytłoczek i wyprasek". Poznań-Wąsowo 2004, 157-168.
• [6] J.J. JONAS, C.M. SELLARS, W.J. MCTEGART: Recrystallization of metals during hot deformation. Metallurgical Review, 14(1969), 1-24.
• [7] T. SAKAI, J.J. JONAS: Dynamic recrystallization: mechanical and microstructural considerations. Acta Metallurgica, 32(1984), 198-209.
• [8] W. ROBERTS: Deformation, processing and structure' (ed. G. Krauss). Metals Park, American Society for Metals, Ohio 1985.
• [9] C.M. SELLARS, W.J. MCTEGART: On the mechanism of hot deformation. Acta Metallurgica, 14(1966), 1136-1138.
• [10] L. BŁAŻ: Dynamiczne procesy strukturalne w metalach i stopach. Wydawnictwo AGH, Kraków 1998.
• [11] R. SANDSTORM, R. LAGNEBORG: A model for static recrystallization after hot deformation. Acta Metallurgica, 23(1975), 481-489.
• [12] A.J. MC LAREN, C.M. SELLARS: Modelling distribution of microstructure during hot rolling of stainless steel. Materials Science and Technology, 8(1992), 1090-1098.
• [13] A. NOWOTNIK, L. BŁAŻ, J. SIENIAWSKI: Interaction of phase transformation and deformation process during hot deformation of 0.16%C steel. Defect and Diffusion Forum, 237-240(2005), 1240-1245.
• [14] J. SIENIAWSKI: Nickel and titanium alloys in aircraft turbine engines. Advances in Manufacturing Science and Technology, 27(2003), 23-34.
• [15] A.A. GUIMARAES, J.J. JONAS: Recrystallization and aging effects associated with the high temperature deformation of waspaloy and inconel 718. Metallurgical Transaction, 12(1981), 1655-1666.

Uwagi

EN

The authors would like to thank Polish Ministry of Science and Higher Education for its financial support – this work was carried out under grant No. N N507 300640