Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Materials Stress Diagnostics by X-Ray and Acoustic Techniques

Bonarski J.T., Tarkowski L., Pawlak S., Rakowska A., Major Ł.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 2

437--441

EN

Performed investigations and obtained results concerned the analysis of residual stresses in near-surface areas of coppercorundum (Cu-Al2O3) composite and silicon carbide (SiC) samples. X-ray diffraction and acoustic tomography techniques, as well as the suitable calculation procedures, allowed to locate sample-areas with extreme values of stresses residing in the examined materials. The registered texture-stress characteristics reflects inhomogeneity of the samples structure identified by means of acoustic tomography. Obtained results provide valuable information on anisotropy of physical properties of structural elements produced by the technologies applied to the examined samples.

PL

Przeprowadzone badania i uzyskjane wyniki dotyczyły analizy naprężeń w pobliżu obszarów powierzchniowych dwóch typów materiałów: kompozytów CU-AI2O3 oraz węglika krzemu (SiC). Do zlokalizowania obszarów skrajnych wartości naprę- żeń w badanych materiałach użyto dwóch technik dyfrakcji rentgenowskiej i tomografii akustycznej wykorzystując skaningowy mikroskop akustyczny. Zarejestrowana tekstura krystalograficzna oraz naprężenia własne odzwierciedlają niejednorodność próbek zidentyfikowaną za pomocą tomografii akustycznej. Uzyskane wyniki stanowią cenne informacje na temat anizotropii właściwości fizycznych elementów konstrukcyjnych.

2

Optimization of galvanic bath and operating parameters for amorphous Ni-W electrodeposition

Indyka A., Bełtowska-Lehman E., Bigos A., Tarkowski L., Kot M., Morgiel J.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

377-381

EN

The electroplating of Ni-W amorphous coatings from citrate aqueous solutions was studied with the aim of determination the optimal condition to obtain high tungsten content and good quality of the deposits. The influence of bath composition and the operating parameters on the tungsten content and the alloy properties were discussed. It was shown that the most important variable determining the alloy chemical composition and current efficiency is the concentration of tungstate ions in solution. As the WO4 2- concentration in the bath was increased, at a constant Ni(II) species content, the tungsten content in the alloy increased too, whereas the Faradaic efficiency decreased. No effect of mass transport limitation on Ni-W electrodeposition process was observed. The amorphous coatings are formed when the tungsten content is higher than about 40 wt. %. The obtained deposits containing considerable amount of tungsten (>60 wt. %) revealed a characteristic crack pattern, although they were well adherent to the steel substrate.

PL

W celu określenia optymalnych warunków otrzymywania dobrej jakości amorficznych powłok Ni-W, zawierających dużą zawartość wolframu, badano proces elektroosadzania z wodnych, cytrynianowych roztworów. Określono wpływ składu kąpieli oraz parametrów operacyjnych na zawartość wolframu w stopie i jego właściwości. Wykazano, że stężenie jonów wolframianowych w roztworze jest najważniejszą zmienną determinującą skład chemiczny stopów i katodową wydajność prądową. Ze wzrostem stężenia jonów WO4 2- w kąpieli, przy stałej zawartości Ni(II), wzrasta zawartość wolframu w powłoce oraz maleje katodowa wydajność prądowa. Nie zaobserwowano wpływu szybkości transportu masy na proces elektroosadzania Ni-W. Stwierdzono, że powłoki amorficzne tworzą się przy zawartości wolframu większej od około 40% mas. Otrzymane powłoki o znacznej zawartości wolframu (>60% mas.) charakteryzują się siatką mikrospękań, pomimo dobrej adhezji do stalowego podłoża.

3

Electrodeposition of nanocrystalline Ni-Mo coatings from citrate electrolyte solution

Bełtowska-Lehman E., Bigos A., Indyka A., Tarkowski L., Kot M., Morgiel J.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

369-372

EN

The kinetics of Ni-Mo electrodeposition from an aqueous citrate complex bath of pH 8.5, containing molybdenum and nickel salt has been investigated by means of steady-state polarization measurements in a system with a rotating disk electrode (RDE). The partial current densities for Ni and Mo deposition as a function of the rate of mass transport were determined. The coatings were deposited on the steel substrates, under potentiostatic and galvanostatic conditions. Thick, crack-free Ni-Mo coatings containing 5÷20 wt. % of Mo were obtained at room temperature with cathodic current efficiencies up to 70%. The electrodeposits were analyzed by SEM, EDS and XRD techniques. The effect of cathodic current density on chemical composition, morphology, phase composition and residual stresses of Ni-Mo coatings has been investigated. The main factors influencing the morphology of coatings were discussed. The relationship between structural properties and functionality (wear and corrosion resistance) has also been determined.

PL

Elektroosadzanie powłok Ni-Mo prowadzono w wodnych, cytrynianowych roztworach elektrolitów o pH 8.5, zawierających sole niklu i molibdenu. Kinetyka procesu została zbadana za pomocą stacjonarnych pomiarów polaryzacji katodowej w układzie z wirującą elektrodą dyskową (RDE). Ustalono zależność pomiędzy parcjalną gęstością prądu katodowego w procesie rozładowania jonów Ni i Mo, a szybkością transportu masy do katody. Powłoki osadzano w temperaturze pokojowej na stalowych dyskach, w warunkach potencjostatycznych i galwanostatycznych. Otrzymano pozbawione pęknięć powłoki Ni-Mo zawierające od 5 do 20 procent masowych molibdenu, z wydajnością bliską 70%. Mikrostruktura uzyskanych powłok została scharakteryzowana z zastosowaniem następujących technik: SEM, EDS i XRD. Określono wpływ gęstości prądu katodowego na morfologię, skład chemiczny i fazowy oraz naprężenia własne powłok Ni-Mo. Ponadto ustalono zależność pomiędzy właściwościami strukturalnymi a funkcjonalnymi powłok, takimi jak odporność na korozję oraz na zużycie.

4

Planar irregularities of texture and stress field detected by X ray diffraction technique

Tarkowski L., Bonarski J., Alexandrov I. V.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

243-246

EN

Regardless of the origin of structure irregularities of materials, recognizing its spatial distribution in a sample or constructing elements is a great research problem. One of the most effective and non-destructive tools in this range is the X-ray diffraction technique assisted by appropriate experimental method and data processing. The work presents the results of investigations of planar distribution of crystallographic texture and stress irregularities manifested by changes of diffraction effects registered by X-ray technique. As an example, the introduced method is tested on titanium rod after severe plastic deformation process.

PL

ldentyfikacja przestrzennego rozkładu niejednorodności struktury materiału, bez względu na przyczyny ich powstania, stanowi istotny problem badawczy. Jednym z najbardziej efektywnych i nieniszczących narzędzi badawczych w tym zakresie jest technika dyfrakcji rentgenowskiej. W niniejszej pracy zaprezentowano wyniki badań rozkładu planarnego tekstury krystalograficznej i naprężeń własnych przejawiających się w zmianie charakterystyki odbić dyfrakcyjnych. Wprowadzona metoda topografii tekstury i naprężeń własnych została przetestowana na prętach tytanu poddanych silnemu odkształceniu plastycznemu.

5

Homogeneity of the crystallographic texture and deformation behavior in Cu and Ti under severe plastic deformation

Alexandrov I. V., Bonarski J., Korshunov A. I., Tarkowski L., Sitdikov V. D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

237-241

EN

The paper presents the results of experimental studies of the evolution of the homogeneity of the crystallographic texture and deformation behavior in bulk Cu and Ti billets subjected to the different numbers of equal-channel angular pressing (ECAP). It is found that the 1st pass during ECAP of pure Cu and Ti results in the formation of the pronounced preferred orientation of crystallites. Increase of the number of ECAP passes is accompanied by the formation of pronounced texture maxima which are orderly arranged in the pole figure. The intensity of texture maxima corresponding to the central part of the billet is the highest. The heterogeneity of the deformation behavior grows significantly after the 1 st ECAP pass as compared to the initial state, but it reduces with the increasing number of ECAP passes.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań eksperymentalnych nad rozwojem jednorodności tekstury krystalograficznej I postępu deformacji w prętach Cu I Ti poddanych cyklicznemu odkształceniu metodą przeciskania przez kanał równo-kątowy (ECAP). Stwierdzono, że w czystej Cu i Ti podczas pierwszego przepustu ECAP formuje się wyraźna uprzywilejowana orientacja krystalitów. Wraz ze wzrostem liczby przepustów ksztaltują się składowe tekstury, które są coraz bardziej stają się wyraźniejsze w postaci maksimów na figurze biegunowej. Największa intensywność tekstury występuje w obszarach zlokalizowanych w centralnej części przekroju poprzecznego odkształcanego pręta. Jednorodność postepującej deformacji po 1-wszym przepuście ECAP zwiększa się znacząco w porównaniu ze stanem wyściowym z tym, że po każdym następnym przepuście zostaje osłabiana (szczególnie w Ti).

6

Depth-profile of residual stresses in metallic/ceramic coatings

Bonarski J., Smolik J., Tarkowski L., Biel M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

49-55

EN

The use of X-ray diffraction techniques provides the wide possibilities of applying non destructive tensometry, especially for coatin gs and near-surface layers. It consists in control of residual stresses arising after different technologies or exploitation conditions. In this paper the "sin2 ψ" method of X-ray stress measurement applied to analysis of its depth profile in Cr, and CrN/Cr coatings is presented. Explanation of physical origins of the stresses revealed by carried out experiments and prediction of the stress evolution in the examined coatings are discussed.

PL

Technika dyfrakcji rentgenowskiej dostarcza szerokich możliwości stosowania nieniszczącej tensometrii, szczególnie w powłokach materiałowych i warstwach przypowierzchniowych. Polega ona na kontroli naprężeń własnych powstających po różnego rodzaju procesach technologicznych jak i w wyniku eksploatacji. W niniejszym artykule zaprezentowano rentgenowską metode "sin2 ψ" pomiaru naprężeń w zastosowaniu do analizy ich profilu głębokościowego w powłokach Cr i CrN/Cr. Przedyskutowano fizyczne uwarunkowania generowanych naprężeń na podstawie wykonanych doświadczeń i przewidywanego rozwoju naprężeń w badanych powłokach.

7

Texture evolution and microstructure of ECAP Cu determined by XRD and EBSD

Schafler E., Tarkowski L., Bonarski J., Kopacz I., Pippan R., Stuwe H. P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 2

435-443

EN

The equal channel angular pressing (ECAP) as a method of severe plastic deformation imposes high strains to the materials deformed. The consequence is the crystal fragmentation of the material leading to an ultrafine or even nanograined structure yielding various improved properties. Since ECAP can achieve extraordinarily high plastic strain of material, the evolution of crystallographic texture, misorientation distribution and crystal size are of high interest. These properties have been investigated for the example of room temperature deformation by ECAP under variation of pass number (up to 16) as well as route type (A, BC and C). Based on the orientation distribution function (ODF) in the Euler angles space, the development of texture and periodical changes of its main components has been analyzed. The evolution of misorientation of the deformed microstructure accompanied with its fragmentation was observed by electron back scatter diffraction (EBSD) in terms of changeable parameters of deformation. The obtained orientation maps also reflect the influence of the macroscopic shear conditions on the development of microstructure.

PL

Metoda silnej deformacji plastycznej ECAP (equal channel angular pressing) pozwala osiagnąć bardzo duże odkształcenie materiału. Konsekwencją zastosowania takiego sposobu odkształcenia jest fragmentacja krystalitów prowadząca do struktury ultradrobnoziarnistej lub nanokrystalicznej poprawiającej znacznie właściwosci mechaniczne materiału. Z uwagi na szczególnie silne odkształcenie plastyczne materiału, interesujący staje się rozwój tekstury krystalograficznej, rozkład wzajemnych dezorientacji krystalitów jak i ich rozmiar. Parametry te były badane na przykładzie próbek Cu odkształconych metodą ECAP w temperaturze pokojowej. Zastosowano różną liczbę przepustów (maksymalnie 16) według drogi A, BC i C. Na podstawie funkcji rozkładu orientacji (FRO) przeanalizowano rozwój tekstury i periodyczne zmiany jej głównych składowych. Zmiany w rozkładzie dezorientacji i mikrostrukturze towarzyszące fragmentacji krystalitów były obserwowane techniką EBSD w zależności od parametrów deformacji. Uzyskane mapy orientacji odzwierciedlają również wpływ makroskopowych warunków ścinania na mikrostrukture odkształcanej miedzi.

8

Structure irregularities detected by X-ray diffraction effects

Tarkowski L., Schafler E.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 2

457-461

EN

Polycrystalline materials are solids which properties depend on such quantities as chemical and phase composition, crystallographic texture, residual stresses, grain size, etc. Applied technological processes lead usually to change the values of the parameters describing the quantities as well as modify the structure characteristics in macro- and micro-scale. In the result, both the global and local irregularities of material structure appear. When the irregularities become significant, numerous material properties reveal dierentials from point to point in a prepared constructing element. Spatial distribution of the irregularities can show a continuous character (gradient of the properties) or a non-continuous one, like in a layered structure. Moreover, the mentioned structure heterogeneity can be an intended effect like in a functionally graded materials or a quite non-favorable result of technological process (e.g. non controlled grain growth in the heat affected zone of welded elements). Among the most provocative challenge for the researchers are the structure inhomogeneities appeared under exploitation conditions (e.g. fatigue wear of the near-surface areas). In spite of the origin of the above structure irregularities, great research problem is recognizing its spatial distribution in the material. One of the most effective and non-destructive tool in this range is the X-ray diffraction technique assisted by appropriate experimental method and data processing procedures. The work presents the changes of the diffraction peak parameters of structure irregularities of a welded constructing element analyzed by the X-ray technique applied to investigation.

PL

Materiały polikrystaliczne są ciałami stałymi, których własności zależą od takich własności jak skład chemiczny i fazowy, tekstura krystalograficzna, naprężenia własne, rozmiar ziarna itp. Zastosowane procesy technologiczne prowadzą zwykle do zmiany wartości parametrów opisujących te własności, jak również modyfikują strukturę materiału w makro- i mikro-skali. W rezultacie w materiale pojawiają się globalne i lokalne niejednorodności. Kiedy nieregularności stają się znaczące, wiele cech materiału zmienia sie od punku do punktu w tak przygotowanym elemencie konstrukcyjnym. Przestrzenny rozkład tych niejednorodności może mieć charakter ciągły (gradient własności) lub nieciągły, jak w strukturze warstwowej. Co wiecej ta niejednorodność może być zamierzonym efektem, czego przykładem są funkcjonalne materiały gradientowe, lub niechcianym rezultatem technologicznego procesu (np. niekontrolowany wzrost ziaren w strefie wpływu ciepła w elementach spawanych). Wyzwaniem dla badaczy są niejednorodności powstałe w warunkach eksploatacyjnych (np. zmęczenie materiału w warstwach powierzchniowych). Niezależnie od pochodzenia tych nieregularności, problemem badawczym jest poznanie przestrzennego rozkładu tych efektów w materiale. Jedną z najbardziej efektywnych i nieniszczących metod jest dyfrakcja rentgenowska, przy wsparciu odpowiednich technik eksperymentalnych i przetwarzania uzyskanych danych. Przedstawiona praca poświęcona jest zmianom w parametrach pików dyfrakcyjnych uzyskanych przy użyciu dyfrakcji rentgenowskiej w konstrukcyjnym elemencie spawanym.