Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The effect of high-pressure plastic forming on the structure and strength of AA5083 and AA5754 alloys intended for fasteners

Kulczyk M., Skiba J., Pachla W., Smalc-Koziorowska J., Przybysz S., Przybysz M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 4

903--911

EN

The presented results describe the effect of severe plastic deformation on the structure and mechanical properties of AA5083 and AA5754 alloys. Both materials were subjected to single hydrostatic extrusion (HE) and cumulative hydrostatic extrusion in the case of AA5083 and a combination of plastic deformation by equal-channel angular pressing (ECAP) with the next HE for AA5754. After the deformation, both alloys featured a homogeneous and finely divided microstructure with average grain size deq = 140 nm and 125 nm for AA5083 and AA5754, respectively. The selection of plastic forming parameters enabled a significant increase in the UTS tensile strength and YS yield stress in both alloys – UTS = 510 MPa and YS = 500 MPa for alloy AA5083 after cumulative HE, and 450 MPa and 440 MPa for alloy AA5754 after the combination of ECAP and HE, respectively. It has been shown on the example of AA5083 alloy that after the deformation the threads of the fasteners made of this material are more accurate and workable at lower cutting speeds, which saves the cutting tools. The resultant properties of AA5083 and AA5754 alloys match the minimum requirements for the strongest Al-Zn alloys of the 7xxx series, which, however, due to the considerably lower corrosion resistance, can be replaced in many responsible structures by the AA5xxx series Al-Mg alloys presented in this paper.

2

Anisotropy of mechanical and structural properties in AA 6060 aluminum alloy following hydrostatic extrusion process

Przybysz S., Kulczyk M., Pachla W., Skiba J., Wróblewska M., Mizera J., Moszczyńska D.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2019

|

Vol. 67, nr 4

709--717

EN

The study attempts to investigate the influence of severe plastic deformation (SPD in the hydrostatic extrusion (HE) process on the anisotropy of the structure and mechanical properties of the AA 6060 alloy. Material in isotropic condition was subjected to a single round of hydrostatic extrusion with three different degrees of deformation (ε= 1.23, 1.57, 2.28). They allowed the grain size to be fragmented to the nanocrystalline level. Mechanical properties of the AA 6060 alloy, examined on mini-samples, showed an increase in ultimate tensile strength (UTS) and yield strength (YS) as compared to the initial material. Significant strengthening of the material results from high grain refinement in transverse section, from »220 μm in the initial material to »300 nm following the HE process. The material was characterized by the occurrence of structure anisotropy, which may determine the potential use of the material. Static tensile tests of mini-samples showed »10% anisotropy of properties between longitudinal and transverse cross-sections. In the AA6060 alloy, impact anisotropy was found depending on the direction of its testing. Higher impact toughness was observed in the cross-section parallel to the HE direction. The results obtained allow to analyze the characteristic structure created during the HE process and result in more efficient use of the AA 6060 alloy in applications.

3

Friction Weldability of UFG 316L Stainless Steel

Skowrońska B., Chmielewski T., Pachla W., Kulczyk M., Skiba J., Presz W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 3

1051--1058

EN

The broad range applications of Ultra-Fine Grained metals is substantially limited by the lack of a welding method that allows them to be joined without losing the strong refinement of structure. From this point of view, the solid state welding processes are privileged. Friction welding tests were carried out on UFG 316L stainless steel. A joining process at high temperature activates the recrystallization, therefore the friction welding parameters were selected according to the criterion of the lowest degree of weakness due to recrystallization in the heat affected zone. In order to characterize the structure of basic material and selected areas of the obtained joint, were performed SEM, TEM and metallographic examinations in terms of hardness and range of softening of the material and tensile test. Despite the short time and relatively low welding temperature, results of the test by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy confirmed the loss of the primary ultrafine structure in the Heat Affected Zone of welded joint.

4

Rozdział strat mocy i sprawność inwertorowej zgrzewarki rezystancyjnej

Oborski W., Skiba J.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

2017

|

z. 127

65--76

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej rozdziału głównych strat mocy oraz wyniki badań laboratoryjnych opracowanych modeli przekształtników do inwertorowej zgrzewarki rezystancyjnej. Przedstawiono wyniki pomiarów strat mocy i sprawności głównych podzespołów.

EN

The article presents the results of numerical analysis of the power losses distribution and results of laboratory tests of prototype inverter developed for resistance welding equipment. The results of power losses and main components efficiency measurements are presented.

5

Wpływ zagarbowania bezchromowego na właściwości skór

Śmiechowski K., Żarłok J., Myjak W., Skiba J.

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2017

|

nr 8

34--38

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości skór świńskich podszewkowych (skóry licowej i dwoiny podszewkowej) garbowanych bezchromowo. Badania prowadzono w skali przemysłowej. Garbowanie skór przeprowadzono za pomocą środków firmy Codyeco, w tym garbników na bazie biopolimerów. Oznaczono zawartość białka ogólnego i tłuszczu niezwiązanego, miękkość, temperaturę skurczu, przepuszczalność pary wodnej, wytrzymałość na rozciąganie oraz wydłużenie maksymalne skór. Otrzymane skóry charakteryzują się dobrym wypełnieniem naturalnych defektów strukturalnych skóry świńskiej, co nie wpłynęło negatywnie na przepuszczalność pary wodnej. Również uzyskana odporność hydrotermiczna jest wystarczająca dla tego rodzaju skór, a parametry wytrzymałościowe, zwłaszcza wydłużenie maksymalne, nieznacznie wyższe od wartości dopuszczalnej przez normy, jest korzystne dla tego rodzaju skór.

EN

The paper presents results on selected properties of porcine chrome-free leather on lining for footwear. The research was conducted in an industrial scale. Leather tanning was carried out by Codyeco products, including biopolymer tannins. The total protein and unbound fat content, the shrinkage temperature, water vapour permeability, tensile strength and maximum elongation of the leathers was determined. The obtained leather was characterized by a good filling of natural structural defects of porcine hides, which did not adversely affect the water vapour permeability. The resulting shrinkage temperature is sufficient for this type of leathers, and the strength parameters, especially the maximum elongation, slightly higher than the permissible value of the standard, are advantageous for this type of leather.

6

Technologia produkcji metanu z pokładów węgla poprzez zatłaczanie CO2 - przegląd doświadczeń uzyskanych w trakcie realizacji projektu CARBOLAB

Krzemień A., Skiba J, Koteras A., Duda A

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 1

37--45

PL

Artykuł przedstawia doświadczenia uzyskane w trakcie realizacji europejskiego projektu pn. „CARBOLAB", finansowanego przez Fundusz Badawczy Węgla i Stali w latach 2009-2013. Projekt obejmował podziemne testy zatłaczania CO2 do pokładów węgla i uzyskiwanie metanu, który wypierany przez dwutlenek węgla, mógł być transportowany na powierzchnię. Głównym celem projektu było określenie możliwości zastosowania technologii ECBM (Enhanced Coal Bed Methane Recovery) w określonych warunkach dołowych. Przedstawione w artykule badania pozwoliły na określenie długoterminowego bezpieczeństwa dla składowania CO2 w pokładach węgla. Na potrzeby projektu zidentyfikowano różne rodzaje zagrożeń związanych ze stosowaną technologią oraz opracowano scenariusze rozwoju niebezpiecznych zdarzeń, które w konsekwencji mogłyby prowadzić do wycieku CO2 z miejsca składowania. Nieprawidłowo przeprowadzony proces może prowadzić do zniszczenia instalacji zabudowanej pod ziemią jak i na powierzchni, zanieczyszczenia lub wycieku CO2 lub CH4, a w konsekwencji doprowadzić do nieodwracalnych zmian w ekosystemach.

EN

This paper presents the tests collected during the implementation of the European project as "CARBOLAB", funded by the Coal and Steel Research Fund between 2009 and 2013. The project was implemented within the framework of the underground tests of CO2 injection into coal seams and extraction of methane which, supported by CO2, may have been released to the surface. The main purpose of the project was to determine the possibility of application of the ECBM (Enhanced Coal Bed Methane Recovery) technology in particular underground conditions. The tests presented in this paper allowed to determine the protection of safety for the storage of CO2 in coal seam in the long-term. The project required the identification of different hazards connected with the technology applied as well as the elaboration of scenarios for the development of hazardous events which may lead to the escape of CO2 from the storage. An incorrect process may lead to the damage of the installation mounted both underground and on the surface, contamination or escape of CO2 or CH4, resulting in the irreversible changes in ecosystems.

7

Aparatura wysokociśnieniowa do przeróbki plastycznej materiałów z dużymi odkształceniami na zimno

Pachla W., Skiba J., Kulczyk M., Przybysz M.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2015

|

T. 26, nr 4

283--306

PL

Obróbka plastyczna z dużymi odkształceniami powoduje rozdrobnienie mikrostruktury materiałów co skutkuje wzrostem własności mechanicznych. Aby powstrzymać utratę spójności materiału podczas odkształcania należy zachować duże naprężenia ściskające w strefie odkształcenia. W pracy przedstawiono korzystny wpływ wysokiego ciśnienia na wzrost plastyczności i powstrzymanie pękania poprzez zastosowanie metody przeciskania przez równoosiowy kanał kątowy ECAP i wyciskania hydrostatycznego HE. Opisano konstrukcje pras, ich podstawowe osiągi i parametry procesów. Scharakteryzowano prasę do HE o średnicy 22mm do 2 GPa i stanowisko do procesu ECAP o przekroju 30mm i nacisku do 2.3 GPa, uwzględniając optymalizowanie konstrukcji z wykorzystaniem metod analitycznych opartych o teorię sprężystości i plastyczności Lame’a, oraz metodą elementów skończonych MES. Analizie poddano materiały komór roboczych i podstawowe parametry procesu. Zredukowane naprężenia węzłowe komory ECAP ze stali S600 i komory HE ze stali 45HNMFA wykazały, że wytrzymałości dla maksymalnych obciążeń nie są przekroczone. Dla stopu aluminium 6060 optymalny kąt naroża kwadratowego kanału ECAP wynosi 16º. Przedstawiono, określone metodą MES, niejednorodność odkształcenia plastycznego przy wyciskaniu hydrostatycznym kwadratowego profilu miedzi oraz obszary lokalizacji umocnienia podczas wyciskania złożonego profilu z tytanu. Opisano łatwość łączenia ze sobą obu technik SPD i jego wykorzystania w celu wzmacniania efektu rozdrabniania ziaren do rozmiarów nanometrycznych. Wykazano, ze rozdrabnianie mikrostruktury metodami deformacji pod wysokim ciśnieniem prowadzi do wzrostu wytrzymałości o ponad 70% (miedź i stop tytanu Ti grade 5) oraz granicy plastyczności powyżej 100% (stop niklu C65500 i aluminium 5483). Przedstawiono obszary możliwych zastosowań przetworzonych materiałów jak instrumentarium i implanty medyczne, elementy złączne, oprzyrządowanie spawalnicze czy rury i profile złożone.

EN

Severe plastic deformation working results in refinement of the microstructure of materials, improving their mechanical properties. To prevent loss of the material's cohesion during deformation, high compressive stresses must be maintained in the deformation zone. This article presents the beneficial use of high pressure to increase plasticity and prevent cracking, by applying the equal channel angular pressing(ECAP) and hydrostatic extrusion (HE) methods. Basic press designs, performances, and process parameters are described. The HE press, with a diameter of 22mm, up to 2 GPa and an ECAP station with a cross-section of 30mm and pressing force up to 2.3 GPa are characterized, with design optimization by means of analytical methods based on Lame's theory of elasticity and plasticity and the finite-element method (FEM). The materials of working chambers and basic process parameters are analyzed. Reduced node stresses of the ECAP chamber, made of S600 steel, and the HE chamber, made of 45HNMFA steel, show that the materials' strength is not overcome at their respective maximum loads. For the 6000 aluminum alloy, the optimal angle of the square corner of the ECAP channel is 16º. Non-uniformity of plastic deformation during hydrostatic extrusion of a square copper section and hardening areas during extrusion of titanium sections determined using FEM are presented. The ease of combining both of these SPD techniques and using them to amplify the grain refinement effect to nanometric dimensions are described. It is shown that refinement of the microstructure by highpressure deformation leads to improvement of strength by over 70% (copper and grade 5 Ti alloy) and yield point above 100% (C65500 nickel and 5483 aluminum alloys). Possible areas of application for worked materials are presented, such as surgical instruments and medical implants, fixing elements, welding tools, pipes and complex sections.

8

Hydrostatic extrusion of Al coated titanium obtained by the magnetron technique

Pachla W., Kulczyk M., Skiba J., Przybysz S., Czyżniewski A., Betiuk M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 68, nr 1

25--31

EN

Purpose: The paper synthetically presents the ideas of hydrostatic extrusion of metals in order to obtain strong refinement of their structure. It seems that modification of extruded material and the surfaces of dies may be one of the methods for limiting these adverse phenomena. The paper describes the role of lubricating the Al layer during the titanium extrusion process. Design/methodology/approach: Studies concerning this technique are conducted at The Polish Academy of Sciences Institute of High Pressure Physics. Due to strong plastic deformations (SPD), the cumulative hydrostatic extrusion (HE) process must be used, i.e. the process of step-by-step extrusion with low deformation ratio for each step, the deformations created in each step accumulate and result in strong cumulative deformation. Findings: This is because the available working pressures of extrusion presses are limited, thus limiting the maximum deformation ratio available in a single extrusion pass. This limitation is additionally sharpened by higher strength of material deformed in cold state or at low temperatures. Research limitations/implications: Due to tribological conditions existing between the extruding tool (a die) and the flowing material, the die becomes worn quickly and the finishing quality (roughness) of the extruded material surface deteriorates. Practical implications: As a result, the extruding pressure increases which has a negative impact, the machine and tooling load becomes higher and the phenomenon of abrupt outflow of the material being extruded from the extruding tool occurs, causing poor tolerances of lateral dimensions of the product. Originality/value: The process of depositing Al coatings on cylindrical surfaces of titanium material being extruded using the PA PVD technique was presented in detail. Also, the paper describes examinations of Al coating properties and structure of Grade 3 titanium in subsequent steps of hydrostatic extrusion process.

9

Uderzenie hydrauliczne w wodociągowej stacji pomp średniej wielkości

Skiba J.

Rynek Instalacyjny

|

2014

|

Nr 1-2

75--77

PL

W artykule przestawiono wyniki pomiarów przebiegu uderzenia hydraulicznego w rurociągu tłocznym wodociągowej stacji pomp średniej wielkości.

EN

Results of the water hammer test in the middle size water pump station and discussion are presented in this paper.

10

Wpływ intensywnych odkształceń plastycznych na mikrostrukturę, właściwości i teksturę aluminium Al99,5

Leszczyńska-Madej B., Richert M., Żelechowski J., Bobala E., Skiba J

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 6

284--291

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu intensywnych odkształceń plastycznych na: mikrostrukturę, właściwości mechaniczne, wielkość krystalitów, teksturę oraz postęp rekrystalizacji polikrystalicznego aluminium EN AW-1050A. Materiał odkształcono w procesach: równokanałowego kątowego prasowania (ECAP), wyciskania hydrostatycznego (HE) oraz kombinacji tych metod (ECAP+HE). Proces ECAP realizowano w temperaturze pokojowej przy prędkości odkształcenia 0,08 s–1. Wartość odkształcenia dla jednego przejścia próbki przez kanał kątowy wynosiła ε = 1,15. Próbki poddano czterokrotnemu wyciskaniu przez kanał kątowy (4ECAP, droga BC). Proces wyciskania hydrostatycznego prowadzony był w sposób kumulacyjny, aż do osiągnięcia końcowej średnicy drutu d = 3 mm. Sumaryczne odkształcenie w procesie wyciskania hydrostatycznego wynosiło ε = 2,68, a prędkość odkształcenia 24,2-473 s–1. Stwierdzono, że przy wykorzystaniu metod intensywnych odkształceń plastycznych istnieje możliwość rozdrobnienia mikrostruktury aluminium do poziomu submikronowego. Wykazano, że proces ECAP praktycznie nie powoduje steksturowania materiału w przeciwieństwie do wyciskania hydrostatycznego. Oba procesy sprzyjają zachodzeniu dynamicznych procesów odnowy mikrostruktury materiału nazywanych zdrowieniem i rekrystalizacją dynamiczną. Przy użyciu mikroskopu elektronowego obserwowano podziarna wolne od dyslokacji. W procesie ECAP podziarna uzyskały równoosiowy kształt, natomiast po odkształceniu w procesie wyciskania hydrostatycznego uzyskały kształt wydłużony w kierunku wyciskania.

EN

The work presents the results of the influence of severe plastic deformation on the microstructure, properties, crystallite size, texture and progress of recrystallization of the polycrystalline aluminium Al99.5. Polycrystalline aluminium Al99.5 was deformed through the: equal-channel angular pressing (4 ECAP, route BC), hydrostatic extrusion (HE) and the combination of ECAP and HE. ECAP process was realized at the room temperature with the processing speed of 0.08 s–1 using a die with a 90° angle between the channels and route Bc in which the sample was turned 90° around its axis between consecutive process. The cross section of the ECAP channels was 10 × 10 mm2. The value of strain for a single pass through the die gave a strain of 1.15. Hydrostatic extrusion process was realized with a cumulative strain of 2.68 and strain rate 24,2-473 s–1 just to attain finally wire diameter of d = 3 mm. Although the process was realized at room temperature, sample heating induces by the high strain rates was possible. Therefore the samples were water cooled at the exit of the die in order to minimize the effect of temperature on properties and microstructure. It was found that using the methods of intensive plastic deformation it is possible to refine the microstructure of aluminum to the submicron level. Measured subgrain/grain average diameter was d = 0.55-0.59 μm. ECAP process in principle does not introduce texture to the material in contrast to the hydrostatic extrusion. Both processes contribute to the dynamic processes of microstucture renewal of the material. The results obtained by using a transmission electron microscope shown almost equiaxed subgrain dislocation-free. After ECAP process subgrains were equiaxed shape, while after the deformation in the process of hydrostatic extrusion – elongated and also equiaxed.

11

Wyziewy z kanalizacji – jak zmniejszyć ich uciążliwość

Skiba J

Instal

|

2014

|

nr 2

73--75

PL

W artykule przedstawiono przyczyny oraz metody zapobiegania pojawianiu się, w studzienkach i budynkach mieszkalnych, uciążliwych zapachów pochodzących z sieci kanalizacyjnej. Artykuł oparto na wynikach badań oraz ekspertyzach wykonanych dla obiektów rzeczywistych. Skuteczność podejmowanych działań została potwierdzona w praktyce.

EN

In this study are presented causes and prevention methods of the emergence in manhole and apartment buildings of disagreeable odors coming from sewerage networks. This paper is based on studies results and expertise performed for real objects. The effectiveness of the prevention methods has been confirmed in practice.

12

Testy poprawności rozliczania indywidualnych kosztów ogrzewania na podstawie wskazań nagrzejnikowych podzielników elektronicznych

Michnikowski P., Skiba J

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2014

|

T. 45, nr 9

347--351

PL

W artykule wskazano na podstawowe problemy związane z oceną poprawności rozliczania indywidualnych kosztów ogrzewania dokonywanych na podstawie wskazania podzielników elektronicznych. Opisano rzeczywiste, a nie medialnie nagłośnione, wady rozliczania kosztów ogrzewania w polskim budownictwie wielorodzinnym. Przedstawiono kryteria oceny rozliczania na podstawie, tzw. wytycznych Stowarzyszenia Inżynierów Niemieckich (VDI) opublikowanych w 2009 r., które dobrze przystają także do polskich realiów budownictwa. Przeprowadzono analizę przykładowego oraz rzeczywistego rozliczenia kosztów ogrzewania wykonanego dla jednej ze spółdzielni mieszkaniowych na wschodzie Polski.

EN

The article pointed out the fundamental problems associated with the assessment of the accuracy of accounting for individual heating costs made on the basis of indications of electronic allocators. Described real and not media-publicized flaws in the heating cost accounting Polish multifamily housing. The paper presents the evaluation criteria on the basis of the socalled settlement. guidelines of the Association of German Engineers (VDI) published in 2009., which well match with the realities of the Polish construction industry. An analysis of the sample and the actual settlement costs of heating made for one of the housing associations in the eastern Polish.

13

Severe Plastic Deformation Induced in Al, Al-Si, Ag and Cu by Hydrostatic Extrusion

Kulczyk M., Przybysz S., Skiba J, Pachla W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

59--64

EN

The study was concerned with the effect of severe deformation induced in one pass, by hydrostatic extrusion on the properties of fine aluminum, aluminum-silicon alloy, copper and silver wires. The influence of adiabatic heating which takes place during deformation on the mechanical properties and microstructure of the wires was examined. The quality of the surface of the wires was estimated. It has been demonstrated that fine aluminum and silver wires processed by hydrostatic extrusion have very good mechanical properties and a high-quality surface.

PL

W pracy zbadano wpływ dużych odkształceń, uzyskanych w jednym procesie wyciskania hydrostatycznego na właściwości wytworzonych produktów w postaci cienkich drutów z aluminium, stopu aluminium-krzem, miedzi oraz srebra. Uwzględniono efekty grzania adiabatycznego w trakcie procesu odkształcenia i jego wpływ na własności mechaniczne oraz mikrostrukturę produktów. Ocenie została poddana także jakość powierzchni wytwarzanych drutów. Dla aluminium oraz srebra wykazano, że za pomocą procesu wyciskania hydrostatycznego można wytwarzać druty o wysokich własnościach mechanicznych oraz dobrej jakości powierzchni.

14

Microstructure and Mechanical Properties of AA5483 after Combination of ECAP and Hydrostatic Extrusion SPD Processes

Kulczyk M., Skiba J, Pachla W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

163--166

EN

Al-Mg alloys of the 5xxx series are strain hardenable and have moderately high strength, excellent corrosion resistance even in salt water, and very high toughness even at cryogenic temperatures to near absolute zero, which makes them attractive for a variety of applications, e.g. in systems exploited at temperatures as low as -270°C, and marine applications. The present study is concerned with the effect of a combination of 2 processes, which generate serve plastic deformation (SPD), equal channel angular pressing (ECAP) and hydrostatic extrusion (HE), on the microstructure and mechanical properties of an alloy that contain Al and Mg. The alloy was subjected to multi-pass ECAP followed by cumulative HE with a total true strain of 5.9. The microstructure of SPD samples was evaluated by transmission and scanning electron microscopy. The mechanical properties were determined by tensile tests and microhardness measurements. The combination of the two processes gave a uniform nanostructure with an average grain size of 70nm. The grain refinement taking place during the SPD processing resulted in the increase of the mechanical strength by 165% (YS) with respect to that of the material in the as- received state. The experiments have shown that the combination of HE and ECAP permits producing homogeneous nanocrystalline materials of large volumes.

PL

Stopy aluminium serii 5XXX (Al-Mg) umacniane odkształceńiowo charakteryzują się relatywnie wysoką wytrzymałością, bardzo dobrą odpornością korozyjną szczególnie w wodzie morskiej i bardzo wysoką odpornością udarnościową nawet w temperaturach kriogenicznych. Własności te sprawiają, że te stopy są atrakcyjne dla wielu zastosowań gdzie wymagana jest praca w niskich temperaturach, nawet do -270°C oraz praca w środowisku morskim. W przeprowadzonych badaniach określono wpływ kombinacji dwóch procesów generujących duże odkształcenia plastyczne, przeciskania przez kanał kątowy (ECAP) oraz wyciskania hydrostatycznego (HE), na mikrostrukturę i własności mechaniczne stopu 5483. Zastosowano kombinację procesu kumulacyjnego wyciskania hydrostatycznego poprzedzonego procesem ECAP z łącznym odkształceniem rzeczywistym 5.9. Badania mikrostrukturalne zostały przeprowadzone z wykorzystaniem transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Własności mechaniczne określono w statycznej próbie rozciągania oraz pomiarach mikrotwardości. Kombinacja obu procesów pozwoliła uzyskać materiał o jednorodnej nanostrukturze o średniej wielkości ziarna 70nm. Rozdrobnienie struktury spowodowało wzrost własności mechanicznych (granicy plastyczności) o około 165% w porównaniu do materiału przed odkształceniem plastycznym. Przeprowadzone eksperymenty wykazały że kombinacja procesów HE oraz ECAP pozwala na wytwarzanie jednorodnych nanomateriałów w dużych objętościach.

15

Analiza efektu „stick-slip ” w procesie wyciskania hydrostatycznego przy zastosowaniu profilometrii

Przybysz S., Pachla W., Wieczorowski M., Kulczyk M., Skiba J., Przybysz M.

Mechanik

|

2013

|

R. 86, nr 7

563--566

PL

Badano stopy magnezu, aluminium i miedzi wyciskane hydrostatycznie z różnymi parametrami. Definiowano strefy z tarciem granicznym i strefy z tarciem płynnym (hydrodynamicznym). Określono Ra dla każdej ze stref, zobrazowane na mapach topografii. Dla tarcia granicznego chropowatość była największa dla stopu magnezu i najmniejsza dla stopu miedzi. Przerwanie bądź zmniejszenie grubości filmu smarnego skutkuje wzrostem średnicy i spadkiem Ra, natomiast jego wzrost – zmniejszeniem średnicy i wzrostem Ra. Różnica zależy od materiału i dochodzi do 50 μm. Niska jakość powierzchni wynika ze złych parametrów procesu wyciskania oraz nagrzewania adiabatycznego podczas deformacji.

EN

The magnesium, aluminium and copper alloys after hydrostatic extrusion with different parameters have been investigated. Characteristic zones with boundary and hydrodynamic friction were evaluated. The Ra roughness for each zone was measured and visualized at scanning maps. The boundary frictions leads to highest roughness for magnesium alloy and the lowest for copper alloy. Breakage or thinning of the lubricating film causes increase of the product diameter and decrease of Ra, while its thickening lowers the product diameter and increase Ra. Difference in diameters can reach 50 μ m. Low surface quality arises from not optimal process parameters and the adiabatic heating during deformation.

16

Combination of equal channel angular pressing and hydrostatic extrusion as a method for effective grain refinement of Cu and a Cu-alloy

Kulczyk M., Bazarnik P., Pachla W., Skiba J., Lewandowska M., Kurzydłowski K. J.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

314--316

EN

In this work pure copper and copper alloy CuCrZr were processed by severe plastic defonnation (SPD) using the combination of equal channel angular pressing (ECAP) and hydrostatic extrusion (HE). Transmission electron microscopy revealed ultra-ﬁne grained (UFG) microstructure in both materials. It has been also proved that small addition of Cr and Zr signiﬁcantly increased grain reﬁnement level of ECAP + HE processed CuCrZr alloy. Microstructure changes resulted in a great increase in mechanical strength comparing with coarse grained materials. In the case of CuCrZr alloy, the yield strength (YS) increased by 1350%, whereas ultimate tensile strength (UTS) by 300%. The UFG samples possess reduced ductility compared to coarse grained ones, however the absolute values of their elongation are relatively high (over 10%).

PL

W pracy czysta miedź i stop miedzi CuCrZr były poddane dużemu odkształceniu plastycznemu przez połączenie metod przeciskania przez kanał kątowy (ECAP) i wyciskania hydrostatycznego (HE). Transmisyjna mikroskopia elektronowa ujawniła, że w obu materiałach otrzymano ultra drobnoziarnistą (UFG) strukturę. Ponadto pokazano, że niewielki dodatek Cr i Zr znacząco zwiększa stopień rozdrobnienia w próbce poddanej procesowi ECAP + HE. Porównując właściwości mechaniczne obrobio- nych materiałów z tymi dla materiałów wyjściowych, można powiedzieć, że rozdrobnienie struktury spowodowało znaczący wzrost właściwości mechanicznych badanych próbek. W przypadku stopu CuCrZr odnotowano 1350% wzrost wytrzymałości i 300% wzrost granicy plastyczności. Poprawa właściwości wytrzymałościowych odbyła się kosztem plastyczności, ale i tak wydłużenie do zerwania w obu materiałach przekracza 10%.

17

Modyfikacja powierzchni matryc do hydrostatycznego wyciskania tytanu

Pachla W., Kulczyk M., Skiba J., Przybysz S., Betiuk M., Michalski J., Wach P.

Inżynieria Powierzchni

|

2012

|

nr 3

26-32

PL

W artykule przedstawiono wybrane problemy związane z eksploatacją matrycy do wyciskania hydrostatycznego tytanu. Materiałem matrycy była stal narzędziowa SW7M ulepszana cieplnie. Powierzchnia matrycy modyfikowana była w procesie azotowania gazowego i technologią Duplex (hybrydową rozłączną) azotowanie + PVD (powłoka TiAlN-WC/C).

EN

Some problems related to the operation of the die for titanium, hydrostatic extrusion are presented. Tempered SW7M tool steel has been used as matric material. Sensor surface was modified in the process of gas nitriding and. Duplex technology (hybrid disjoint) nitriding + PVD (coating TiAlN-WC/C).

18

Uwarunkowania prawne, ekonomiczne i organizacyjne związane z pobieraniem opłat za wody opadowe

Bylka H., Skiba J

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2012

|

Nr 1

34-40

PL

Ogólne zasady stanowienia taryf za odprowadzenie wód opadowych, taryfy. Wyposażenie terenów dla budownictwa mieszkaniowego w sieć kanalizacji deszczowej. Uwarunkowania ekonomiczne związane z opłatami za odprowadzanie wód opadowych.

EN

The article covers organisational, legal and economic issues related to the charging of fees for the drainage of rainwater and meltwater to rainwater sewage network to physical or legal persons which are the owners of drained areas. The scope of deliberations is limited to the critical analysis of principles and conditions of establishing of payment rates as a part of collective sewage drainage and indications and assessment of premises for the use of different forms of payment. The article also points out the advisability of looking for other solutions for the management of rainwater, taking into account economical and ecological criteria.

19

Wrought magnesium alloys ZM21, ZW3 and WE43 processed by hydrostatic extrusion with back pressure

Pachla W., Mazur A., Skiba J., Kulczyk M., Przybysz S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 2

485-492

EN

Cold hydrostatic extrusion with and without back pressure of commercial ZM21, ZW3 and WE43 magnesium alloys has been performed at originally designed hydrostatic extrusion press operating up to 2000 MPa with back pressure up to 700 MPa. Alloys were cold extruded in one pass into rods between 5 and 9 mm in the outer diameter with product velocities between 1 and 10 m/min and extrusion ratios above 2. Application of back pressure extended formability of all magnesium alloys. It was due to hydrostatic pressure superimposed on the extruded product what inhibits the cracks generation and propagation. Cold deformation restrained the grain growth and softening processes while severe deformation in one pass increased grain refinement and density of internal defects. Ultimate tensile strength ranging from 370 MPa (ZM21) through 400 MPa (ZW3) up to 410 MPa (WE43), with respective yield stresses from 270 MPa through 300 MPa up to 350 MPa and the respective elongation from 13% through 12% to 7% were obtained in extruded rods, which are the best reported data in literature up to this day. Wrought magnesium alloys after hydrostatic extrusion can serve as semi-products for structures that call for high strength, for example as biodegradable implants or fastening components in form of bolts, rivets, nuts, pins, joints, etc.

PL

Przeprowadzono wyciskanie hydrostatyczne na zimno z przeciwciśnieniem handlowych stopów magnezu ZM21, ZW3 i WE43. Eksperymenty prowadzono na oryginalnej, własnej konstrukcji prasie do wyciskania hydrostatycznego pracującej do 2000 MPa z przeciwciśnieniem do 700 MPa. Stopy odkształcano na zimno w jednej operacji wytwarzając pręty o średnicach pomiędzy 5 mm a 9 mm z liniową szybkością wyciskania pomiędzy 1 m/min i 10 m/min i stopniami redukcji powyżej 2. Zastosowanie przeciwciśnienia zwiększyło zdolność do odkształcenia plastycznego wszystkich badanych stopów magnezu. Stało się tak dzięki nałożeniu na wyciskany produkt ciśnienia hydrostatycznego co powstrzymuje generowanie i propagacje pęknięć. Odkształcanie na zimno powstrzymuje rozrost ziaren i procesy zmiękczania podczas gdy duże odkształcenie plastyczne w jednej operacji zwiększa rozdrobnienie ziaren oraz gęstość defektów mikrostruktury. Po wyciskaniu wytrzymałość na rozciąganie wynosiła od 370 MPa (dla ZM21) przez 400 MPa (ZW3) do 410 MPa (WE43) z granicą plastyczności, odpowiednio 270 MPa, 300 MPa i 350 MPa i wydłużeniem, odpowiednio 13%, 12% i 7%. Są to najwyższe własności podawane w literaturze światowej na dzień dzisiejszy. Stopy magnezu przerobione plastycznie metodą wyciskania hydrostatycznego mogą służyć jako półprodukty do wykonania elementów konstrukcyjnych wymagających wysokich wytrzymałości, jak np. biodegradowalne implanty kostne czy elementy złączne w postaci śrub, nitów, nakrętek, szpilek, łączników, itp.

20

The microstructure and properties of hydrostatically extruded polycrystalline aluminium Al99.5

Richert M. W., Leszczyńska-Madej B., Pachla W., Skiba J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 4

911-917

EN

The changes of Al99.5 microstructure and properties deformed by hydrostatic extrusion process in the conditions of constant strain rate (1.35x10² s &sup-1;) and variable deformation (Φ= 1.44 divide; 2.85) were investigated. The samples were investigated by means both optical (LM) and transmission electron microscopy (TEM). The size of subgrain was statistically measured by mean chord. To establish the influence of hydrostatic extrusion on the properties of the polycrystalline aluminium Al99.5, the microhardness was measured and the tensile test was performed. The bands and shear bands were the characteristic feature of the sample microstructure. TEM micrographs show equiaxed subgrains with small density of dislocations inside. The measured subgrain size was placed in the range of d = 550 divide; 650 nm. The mechanical properties of polycrystalline aluminium Al99.5 keep almost the same level in the investigated range of deformations. It was found that after the initial deformation microhardness and yield stress nearly twice increase in comparison to the initial state. The greatest increase of properties was observed after deformation Φ = 1.44. Then the mechanical properties stabilize.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i własności wyciskanego hydrostatycznie polikrystalicznego aluminium Al99.5. Proces wyciskania hydrostatycznego był realizowany w warunkach stałej prędkości odkształcenia wynoszącej 1,35x10 ² s &sup-1; w zakresie odkształceń rzeczywistych Φ = 1,44 ÷ 2,85. Tak odkształcone próbki poddano obserwacjom przy zastosowaniu mikroskopu świetlnego (MO) oraz transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM), zmierzono mikrotwardość oraz przeprowadzono próbę jednoosiowego rozciągania. Dodatkowo stosując parametr średniej cięciwy dokonano statystycznej analizy utworzonych w mikrostrukturze podziarn. Charakterystyczna cecha wyciskanego hydrostatycznie aluminium są licznie występujące pasma i pasma ścinania, które widoczne są zarówno na przekrojach wzdłużnych, jak i poprzecznych próbek. Wyniki uzyskane przy zastosowaniu transmisyjnego mikroskopu elektronowego wykazały występowanie struktury podziarnowej. Obserwowane podziarna maja niemal równoosiowy kształt. Średnia zmierzona wielkość podziarna mieści sie w zakresie d = 550 divide; 650nm. Wyznaczone własności mechaniczne wskazują na ponad dwukrotny wzrost w odniesieniu do stanu wyjściowego przed odkształceniem. Przeprowadzone badania dowodzą, ze polikrystaliczne aluminium Al99,5 odkształcane przy stałej prędkości odkształcenia wynoszącej 1,35x10² s&sup-1; w zakresie odkształceń rzeczywistych Φ = 1,44 ÷ 2,85 nie wykazuje istotnych zmian zarówno w mikrostrukturze, jak i w poziomie umocnienia.