Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

An analysis of crystallographic texture and residual stresses of aluminium alloy RSA-501 after selected processes of twist extrusion (TE)

Byczkowska P., Sawicki J., Adamczyk-Cieślak B., Januszewicz B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2022

|

Vol. 118, nr 1

5--28

EN

Purpose: This study presents the residual stress analysis for the twist extrusion (TE) process after the experiment and numerical simulation and the analysis of the crystallographic texture changes and changes in hardness before and after the TE process for an RSA-501 aluminium alloy (Al; Mg5%; Mn1.5%; Sc0.8%; Zr0.4%). Design/methodology/approach: Crystallographic textures were obtained with the PANAlytical Empyrean X-ray diffractometer. The stresses were measured by applying the X-ray method with the use of using the PROTO iXRD diffractometer. Findings: The use of severe plastic deformation processes in the mass of the material leads to a significant change difference in the stress distribution in the workpiece and a change in texture compared to the reference material. The stress distribution in the sample cross-section and stress values varied and depended on the stage of the twisting process to which the surface was subjected. The highest stress (about 600 MPa) appears at the peaks of the front surface when exiting the twist area die TE. Higher stress values at the edges of the specimen are caused by friction (deformation) of the material against the die surface. The TE process strengthened – the highest crystallographic texture background level was 49%. Practical implications: The conducted tests and the obtained results allow the determination of the process parameters and critical areas of the sample by carrying out a numerical simulation. Originality/value: Microhardness increases due to the TE process and the largest values were observed at the edges. This phenomenon is confirmed by the numerical simulation results presented in this paper.

2

Silicon carbide nanocomposites reinforced with disordered graphitic carbon formed in situ through oxidation of Ti3C2 MXene during sintering

Petrus M., Woźniak J., Cygan T., Lachowski A., Rozmysłowska-Wojciechowska A., Wojciechowski T., Ziemkowska W., Chlubny L., Jastrzębska A., Adamczyk-Cieślak B., Olszyna A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 3

1--12

EN

This article describes the manufacturing of silicon carbide composites with the addition of quasi-two-dimensional titanium carbide Ti3C2, known as MXene. The composites were obtained by the powder metallurgy technique, consolidated with the use of the Spark Plasma Sintering method at 1900 °C and dwelled for 30 min. The influence of the Ti3C2 MXene addition on the microstructure and mechanical properties of the composites was investigated. The structure of the MXene phase after the sintering process was also analyzed. The results showed a significant increase (almost 50%) of fracture toughness for composites with the addition of 0.2 wt% Ti3C2 MXene. In turn, the highest hardness, 23.2 GPa, was noted for the composite with the addition of the 1.5 wt% Ti3C2 MXene phase. This was an increase of over 10% in comparison to the reference sample. The analysis of chemical composition and observations using a transmission electron microscope showed that the Ti3C2 MXene phase oxidizes during sintering, resulting in the formation of crystalline, highly defected, disordered graphite structures. The presence of these structures in the microstructure, similarly to graphene, significantly affects the hardness and fracture toughness of silicon carbide.

3

Crystallographic Texture and Grain Refinement in the CuCr Alloy Deformed by SPD Method

Urbańczyk-Gucwa A., Brzezińska A., Adamczyk-Cieślak B., Rodak K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 4

1563--1568

EN

Microstructure and texture of the CuCr0.6 alloy processed by rolling with cyclic movement of rolls (RCMR) at room temperature were investigated. The RCMR processing was applied for the samples in different initial conditions in the solid solution followed by quenching into iced water at 1000°C for 3 h and in aging treatment conditions performed at 500°C for 2 h and at 700°C for 24 h. Application of the solution and aging processes prior to RCMR deformation results in the partial dissolution of Cr particles into the Cu matrix and precipitation of the second phase particles. RCMR processing with value of the total effective strain (εft) of 5 was introduced to the material. It was found that the RCMR method is effective in texture weakening. The obtained results revealed that there is a large similarity in texture orientations after RCMR processing independently of heat treatment conditions. Cyclic character of deformation leads to an incomplete transition of LAB to HAB.

4

The Precipitation Processes and Mechanical Properties of Aged Inconel 718 Alloy after Annealing

Maj P., Adamczyk-Cieślak B., Slesik M., Mizera J., Pieja T., Sieniawski J., Gancarczyk T., Dudek S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 3

1695--1702

EN

Inconel 718 is a precipitation hardenable nickel-iron based superalloy. It has exceptionally high strength and ductility compared to other metallic materials. This is due to intense precipitation of the γ’ and γ” strengthening phases in the temperature range 650-850°C. The main purpose of the authors was to analyze the aging process in Inconel 718 obtained in accordance with AMS 5596, and its effect on the mechanical properties. Tensile and hardness tests were used to evaluate the mechanical properties, in the initial aging process and after reheating, as a function of temperature and time respectively in the ranges 650°-900°C and 5-480 min. In addition, to link the mechanical properties with the microstructure transmission microscopy observations were carried out in selected specimens. As a result, factors influencing the microstructure changes at various stages of strengthening were observed. The authors found that the γ’’ phase nucleates mostly homogenously in the temperature range 650-750°C, causing the greatest increase in strength. On the other hand, the γ’ and δ phases are formed heterogeneously at 850°C or after longer annealing in 800°C, which may weaken the material.

5

The effect of deformation degree on the microstructure of the 6060 aluminium alloy

Koralnik M., Adamczyk-Cieślak B., Kulczyk M., Mizera J.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2017

|

Vol. 85, nr 2

80--85

EN

Purpose: All results obtained in the present study allowed to analyse the changes in the microstructure and texture of the commercial 6060 aluminium alloy, after deformation process by severe plastic deformation. There were compare two deformation degree samples received by cumulative hydrostatic extrusion. Design/methodology/approach: The samples of the 6060 alloy were subjected to a onepass and three-passes extrusion process and next the age hardening. The microstructure changes were investigated by using transmission and scanning electron microscopy. To study the texture evolution the X-ray diffraction were made. Findings: The microscopic observations results presented the refinement of microstructure as a result of deformation process. The evolution of fibrous character of texture was observed. There were noted the disappearance of fibrous component <100> during subsequent deformation processes and generation the fibrous component <111> after high deformation degree. In addition, for each state, the presence of cubic texture component was recorded. Research limitations/implications: For the future research are planned to analyse changes in mechanical properties after hydrostatic extrusion combinate with age hardening of investigated materials. Originality/value: The paper focuses on the investigation of microstructure and texture evolution after modern method of plastic deformation.

6

The influence of the complex deformation on the microstructure and mechanical properties of the model Al-Li alloys

Koralnik M., Adamczyk-Cieślak B, Mizera J.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 5-6

508--509

EN

The present study demonstrate the effect of the combined deformation (hydrostatic extrusion and rolling) on microstructure and mechanical properties of model Al-Li alloys. It has been shown the anisotropy of material structure and properties. Additionally it has been demonstrated increase of yield strength at the result of the plastic deformation.

PL

W pracy przedstawiono wpływ łączonego odkształcenia wyciskania hydrostatycznego i walcowania na zimno na mikrostrukturę i właściwości modelowych stopów Al-Li. Badania wykazały obecność anizotropii struktury materiału i właściwości. Ponadto przedstawiono wzrost wła-ściwości wytrzymałościowych w wyniku odkształcenia plastycznego.

7

Microstructure and Creep Resistance of Mg-Al-Ca-Sr Alloys

Rzychoń T., Adamczyk-Cieślak B.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

329--334

EN

Microstructure and creep properties of cast Mg-Al-Ca-Sr alloys have been investigated. The microstructure was characterized using light microscopy, scanning and transmission electron microscopy. Phase identification was made by EBSD technique and by SAED analysis. The measurement of volume fraction of intermetallic phases was performed using quantitative metallography. Creep tests were performed at 180°C and at applied stress between 45 and 90 MPa. Microstructure of tested alloys composed of α-Mg grains and intermetallic compounds in the interdendritic regions. It was found that the addition of calcium and strontium improves creep resistance at 180°C.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i odporności na pełzanie odlewniczych stopów magnezu Mg-Al-Ca-Sr. Mikrostrukturę badano metodami mikroskopii świetlnej, skaningowej i elektronowej transmisyjnej. Identyfikacji faz dokonano metodami EBSD i dyfrakcji elektronów (TEM). Pomiar udziałów objętościowych faz dokonano za pomocą metalografii ilościowej. Badania odporności na pełzanie przeprowadzono w temperaturze 180°C przez 100 h. Mikrostruktura badanych stopów składa się z ziaren roztworu stałego α-Mg i faz międzymetalicznych w przestrzeniach międzydendrytycznych. Stwierdzono, że dodatek wapnia i strontu poprawia odporność na pełzanie w temperaturze 180°C.

8

Analiza morfologii wydzieleń rdzeniowych otrzymywanych w stopie 2024 po nowoczesnych obróbkach cieplno-plastycznych

Radziszewska H., Kaczmarek Ł., Adamczyk-Cieślak B., Mizera J., Brodova I. G., Petrova A. N.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

806--809

PL

W pracy przedstawiono przegląd literatury i wyniki badań własnych dotyczące mikrostruktury stopu aluminium 2024, składu chemicznego, morfologii wydzieleń faz umacniających otrzymywanych po obróbce cieplnej T6I6 oraz plastycznej HPT. Zaprezentowano wyniki badań potwierdzające możliwość otrzymania wśród innych faz umacniających także wydzieleń o budowie rdzeniowej. Zastosowanie obróbki T6I6 – zabiegu przerwania procesu wydzieleniowego w czasie pierwotnego starzenia przez schłodzenie do temperatury pokojowej oraz zoptymalizowanie parametrów wtórnego wysokotemperaturowego starzenia dało warunki do powstania wydzieleń rdzeniowych. Wydzielenia te wpływają na uzyskanie relatywnie wysokich własności wytrzymałościowych bez pogorszenia plastyczności materiału, co wpływa na zmniejszenie zagrożenia powstawania kruchych pęknięć podczas procesu produkcyjnego. Mikroanaliza chemiczna EDS wydzieleń rdzeniowych wykazała, że są to fazy o ściśle nieokreślonym składzie stechiometrycznym (powłoka i rdzeń) oraz znacząco różnym stężeniu atomów Cu, Mn i Fe, które można zapisać Alx(CuyFev) i Alx(CuzMnw) odpowiednio dla fazy zewnętrznej i rdzenia. Ponadto zaobserwowano znacząco różne stężenie atomów Cu, Mn i Fe odpowiednio w fazie zewnętrznej i w rdzeniu, natomiast stabilne stężenie atomów Si i Mg. Wyniki pozwalają domniemać, że fazy są pochodnymi związków typu Al6X lub Al4X. Przedstawiono także zależność zmian morfologii wydzieleń podczas obróbki plastycznej HPT dla stopu po obróbce T6I6. W procesie wielostopniowego starzenia otrzymano komercyjny stop aluminium (2024T6I6) umocniony dzięki wydzieleniom o budowie rdzeniowej, które są energetycznie stabilne i nie ulegają ścięciu podczas obróbki plastycznej. Stop ten może być stosowany do wykonywania detali w procesach technologicznych opartych na obróbce plastycznej na zimno.

EN

The overview of the literature and the results of own research on the microstructure of 2024 aluminium alloy, its chemical composition and the morphology of the precipitates of the strengthening phases received by T6I6 thermo treatment and HPT plastic treatment are presented in the paper. The results of the research that confirm the possibility of obtaining, among other strengthening phases, the ones precipitates of the core/shell structure are depicted as well. The giving of T6I6 treatment, the act of interrupting the precipitate process during the primary aging by cooling down until the room temperature and optimizing the factors of the secondary high-temperature aging created the conditions for the emergence of core/shell precipitates that affect the obtaining of relatively high strength features while maintaining plastic features, thus reducing the risk of formation of brittle cracks during the manufacturing process. Based on the results of chemical microanalysis EDS of the composition of precipitate, the fixed stoichiometric ratio of Mn:Cu:Fe atoms in outer phase and in the core is presented, which made it possible to establish that these phases are derivatives of Al6X or Al4X compounds. These can be written down as Alx(CuyFev) and Alx(CuzMnw) with significantly different concentration of Cu, Mn and Fe atoms and stable concentration of Si and Mg atoms, respectively in outer phase and in the core. The dependence of the changes of the morphology of precipitate during the HPT plastic treatment is presented. In the process of multi-stage aging the commercial aluminium alloy (2024T6I6) was received. It was strengthened by the core-shell precipitates which are energetically stable and are not chopped during the plastic treatment. This alloy may be used in production of elements in technological processes based on cool plastic treatment.

9

Analiza zmian pierwotnych cząstek drugiej fazy w przemysłowych stopach 6060 oraz 7475 pod wpływem dużego odkształcenia plastycznego

Adamczyk-Cieślak B., Zdunek J., Mizera J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 6

333-337

PL

W artykule poddano analizie zmianę kształtu, wielkości i rozmieszczenia pierwotnych cząstek drugiej fazy obecnych w przemysłowych stopach 6060 (Al-Mg-Si) oraz 7475 (Al-Zn), poddanych dużemu odkształceniu plastycznemu metodą wy-ciskania hydrostatycznego (HE). W tym celu wyznaczono wartość współczynnika a, średnią wielkość cząstek deq oraz parametr CV(deq). Badania prowadzono po zastosowaniu trzech różnych stopni odkształcenia: 1,4, 2,4 i 3,8 metodą HE. Otrzymane wyniki badań wskazują że wzrost stopnia odkształcenia w procesie wyciskania hydrostatycznego powoduje rozdrobnienie pierwotnych cząstek drugiej fazy w badanych stopach zarówno w kierunku wyciskania, jak i w kierunku do niego prostopadłym. Analiza zmian kształtu cząstek w stopie 7475 wykazała, że w kierunku wyciskania ulegają one wydłużeniu, natomiast w kierunku poprzecznym kształt ich dąży do równoosiowego. Z kolei w przypadku przemysłowego stopu 6060 pierwotne cząstki posiadały zróżnicowane wielkości, nieregularne kształty oraz niejednorodne rozmieszczenie w osnowie. Wyciskanie hydrostatyczne prowadzi do ich rozdrobnienia oraz równomiernego rozlokowania we wszystkich badanych przekrojach.

EN

The aim of the present study was the analysis of the shape changes, size and distribution of the primary particles of the second phase in the industrial alloys 6060 (Al-Mg-Si) and 7475 (Al-Zn) subjected to severe plastic deformation (SPD) by hydrostatic extrusion (HE). The analysis consist determination of a factor, average particle size deq and CV(deq) parameter. The investigations were carried outfor three different deformation values 1.4, 2.4 and 3.8 obtained by HE. The obtained results indicate that increasing of degree of deformation in the extrusion process provide to refinement of the primary particles of the a second phase in the investigated alloys. The refinement is evident both in the extrusion direction and in the direction perpendicular to extrusion. The analysis of changes in the shape of the particles in the 7475 alloy reveiled that particles elongates in the extrusion direction and on the cross section the particles are equiaxial. The particles in the 6060 alloy were more inhomogeneous - characterized by diversified size, irregular shape and in homogeneously distributed in the matrix.

10

Microstructure and mechanical properties of model Al-Li alloys treated by SPD

Adamczyk-Cieślak B., Mizera J., Kurzydłowski K. J.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

535-537

EN

The effect of hydrostatic extrusion (HE) on the mechanisms and rate of grain refinement in three model aluminium-lithium alloys was investigated. The microstructures of the alloys were examined using transmission electron microscopy and light microscopy with a polarized light beam. It appeared that the HE process had refined the grains of the alloys: their mean equivalent diameter was ~0.3 um. The mechanical properties, such as the microhardness and static tensile strength, of the HE-processed alloys were examined. The microhardness measurements performed on cross-sections of a rod-shaped sample have shown that the microstructure is homogenous.

PL

W pracy przedstawiono wpływ procesu wyciskania hydrostatycznego na mechanizm rozdrobnienia ziaren trzech modelowych stopów aluminium z litem. Mikrostrukturę określono za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego oraz mikroskopu świetlnego ze światłem spolaryzowanym. Analiza ilościowa wykazała rozdrobnienie wielkości ziarna do wartości ok. 0,3 um. Właściwości mechaniczne badano za pomocą pomiarów mikrotwardości oraz statycznej próby rozciągania. Wyniki mikrotwardości wykazały jednorodność mikrostruktury zarówno na przekroju podłużnym, jak i poprzecznym do kierunku wyciskania hydrostatycznego.

11

Microstructure and texture development in Ag-Cu alloys subjected to severe plastic deformation

Prusko P., Adamczyk-Cieślak B., Mizera J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

199-206

EN

In this work, modification of microstructure and texture development in Ag and Ag-Cu system alloys (Ag — 4% wt. Cu, Ag — 12% wt. Cu) subjected to Severe Plastic Deformation (SPD) was analysed. Rods of 15 mm diameter were the starting material for the experiment, they were obtained with the extrusion-torsion (ET) method. Next, the rods were subject to deformation by hydrostatic extrusion (HE) (E = 3.2) and 3 times subjected to Equal Channel Angular Pressing (ECAP) — ε = 3.4. As a result of the tests performed, it was found out that the alloys examined, subjected to SPD, displayed a high refinement of the microstructure, which led to a significant improvement of mechanical properties. The microstructure of materials produced by SPD strongly depends on the technological parameters of deformation. In the initial state (ET deformation) all of the alloys exhibited a fibrous character of texture. A similar fibrous texture characteristic was also found after HE, whereas after the ECAP the initial texture was completely changed. In all methods of deformation, the Ag sample shows a very strong texture comparison to Ag — 4% wt. Cu and Ag — 12% wt. Cu.

PL

W niniejszej pracy dokonano zmian mikrostruktury i tekstury w stopach z układu Ag — Cu (Ag — 4% wg. Cu, Ag — 12% wg. Cu) oraz w czystym srebrze po dużym odkształceniu plastycznym. Pręty w stanie wyjściowym o średnicy 15 mm uzyskano poprzez zastosowanie wyciskania ze skręcaniem wlewków o średnicy 50 mm. Następnie poddano dużemu odkształceniu plastycznemu przez zagięty kanal kątowy (ε = 3.4). Przeprowadzone badania wykazały znaczne rozdrobnienie mikrostruktury stopów poddanych SPD w odniesieniu do stanu wyjściowego. Charakter otrzymanej mikrostruktury jest silnie uzależniony od rodzaju zastosowanej metody odkształcenia. W stanie wyjściowym wszystkie badane materiały wykazywały osiowy charakter tekstury. Podobnie sytuacja wyglądała w przypadku wyciskania hydrostatycznego, jednakże metoda ECAP spowodowala calkowitą zmianę charakteru tekstury w odniesieniu do stanu wyjściowego. Po wszystkich metodach odkształcania stwierdzono ponadto, że próbki wykonane z czystego srebra wykazują silniejszą teksturę w odniesieniu do próbek Ag — 4% wg. Cu oraz Ag — 12% wg. Cu.

12

Mechanical properties of ultra-fine grained structure formed in Al-Li alloys

Adamczyk-Cieślak B., Lewandowska M., Mizera J., Kurzydłowski K.J.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

205-208

EN

This paper describes the mechanical properties (microhardness, yield stress) of two model Al-Li alloys refined by the Equal- Channel-Angular-Extrusion (ECAE) process. The applied ECAE process reduced the grain size from an initial value of ~300 žm to a value of ~0.7 žm leading to profound increase of plastic flow resistance. Such an increase is related to the grain size refinement and strengthening due to Li atoms in solid solution. Microhardness data confirm the Hall - Petch relation for grain sizes not available so far in Al-Li alloys.

PL

W pracy badano właściwości mechaniczne stopów Al-Li o strukturze ultradrobnoziarnistej otrzymanej w wyniku przeciskania przez zagięty kanał (Rys. 1.).Zmiany mikrostruktury prowadzące do rozdrobnienia wielkości ziarna obserwowano za pomocą mikroskopu optycznego (Rys. 2.) oraz TEM (Rys. 3.). uzyskaną mikrostrukturę opisano ilościowo (Rys. 4.) i stwierdzono zmniejszenie wielkości ziarna z 300žm do 0,7žm. Rozdrobnienie ziarna prowadzi do dwukrotnego zwiększenia właściwości wytrzymałościowych i mikrotwardości (Rys.5.) i granicy plastyczności (Tabela 1.). kształt krzywych ściskania różni się dla stopów ultradrobnoziarnistych i tych o dużym ziarnie. Różnice zostały wyjaśnione w oparciu o obserwacje mikrostruktury po 10% ściskaniu (Rys. 8.). ponadto wyniki pomiarów wielkości ziaren i mikrotwardości posłużyły do wyznaczenia zależności Halla - Petcha (rys. 7.).