Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructural Features and Mechanical Properties after Applying Rolling with Cyclic Movement of Rolls of an Al-Li Alloys

Brzezińska A., Urbańczyk-Gucwa A., Molak R., Rodak K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 4

1533--1540

EN

Two strength-age hardening aluminum-lithium alloys: Al-2.3wt%Li and Al-2.2wt%Li-0.1wt%Zr in two different heat treatment conditions: solution state (S) and additionally in aging state (A) were severely plastically deformed by rolling with cyclic movement of rolls (RCMR) method to produce ultrafine - grained structure. Two thermo-mechanical treatments were used: (S+A+RCMR) and (S+RCMR+A+RCMR). To investigate the combined effect of plastic deformation and heat treatment, tensile tests were performed. Microstructural observations were undertaken using scanning transmission electron microscopy (STEM), and scanning transmission electron microscopy (SEM) equipped with electron backscattering diffraction detector (EBSD). Based on the obtained results, it can be deduced that maximum mechanical properties as: yield strength (YS) and ultimate tensile strength (UTS) couldbe achieved when the microstructure of alloys is in (S+A+RCMR) state. For samples in (S+RCMR+A+RCMR) state, ductility is higher than for (S+A+RCMR) state. The microstructural results shows that the favourable conditions for decreasing grain size of alloys is (S+A+RCMR) state. Additionally, in this state is much greater dislocation density than for (S+RCMR+A+RCMR) state. The microstructure of alloys in (S+RCMR+A+RCMR) state is characterized by grains/subgrains with higher average diameter and with higher misorientation angles compared with (S+A+RCMR) state.

2

Tooling development for thermoplastic composites thermoforming process based on FEM analysis : a rib case study

Dobrzański P., Molak R.

Journal of KONES

|

2018

|

Vol. 25, No. 4

67--74

EN

Remarkable characteristics of high temperature thermoplastic (HTP) matrix used in composite materials reinforced with continuous fibres causes growing application in composite industry. Because of high processing temperature of some semi, crystalline matrix there is limited number of technologies that can be used for part manufacturing. Press forming is an example of technology that allows manufacturing high quality complex parts made of HTP reinforced fibres composite. In order to manufacture part with acceptable quality and mechanical properties, uniform pressure distribution during the process is required. In this article, tooling design process focused on uniform pressure distribution for manufacturing of supporting rib was presented. In order to satisfy this requirement, the rubber stamp was proposed as a tool for manufacturing. Typical press forming process defects were identified and the requirements for rubber stamp were described. It was assumed that the forming process has to begin at one point on mould surface and sequentially continue in all directions. For stamp material, the two components additive silicone was selected. The hardness of the silicone was equal 40 Shore A. The rubber mechanical properties was determined through the additional tests and used for stamp designing. The tooling was designed using FEM software ABAQUS 6.12. The sequence of stamp shape designing and optimization in order to meet the stamp requirements was presented. At the end the FEM rubber stamp designing recommendation were presented.

3

The effect of microstructure anisotropy on low temperature fracture of ultrafine-grained iron

Romelczyk-Baishya B., Łęczycki K., Płocińska M., Kulczyk M., Molak R., Pakieła Z.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 4

1166--1182

EN

This papers deals with the character on low (−180 °C) temperature fracture of iron. Microcrystalline and ultrafine-grained (UFG) iron rods were investigated. To obtain UFG material 20 mm in diameter iron rod was hydrostatically extruded (HE) in two steps: from 20 to 12 mm and from 12 to 8 mm. Because of microstructure anisotropy caused by HE mini-disc and mini-beam samples were cut off from perpendicular and longitudinal cross-section of the rods. Microcrystalline rod fractured in brittle manner at low temperature for both cross-sections, but in UFG iron fracture character depended on grain's shape. For samples were crack propagates parallel to the grain's elongation axis intercrystalline fracture occurred. For mini-beams were crack propagates crosswise to the grain elongation axis transcrystalline fracture occurred and force deflection curve was similar to those obtained for room temperature.

4

Interpretacja wyników badań małych próbek pobranych z wirników turbin parowych w sposób mało inwazyjny

Sarniak Ł., Molak R., Romelczyk B., Zagórski A., Garyga P., Przepadło K.

Energetyka

|

2017

|

nr 10

650--653

PL

Precyzyjna ocena stopnia degradacji materiału wirnika turbiny parowej wymaga przeprowadzenia specjalistycznych badań materiałowych. Zastosowanie minipróbek pozwala na ocenę wpływu efektów degradacji materiału wirnika na jego właściwości mechaniczne. W artykule omówiono metodykę pobierania próbek materiału w sposób mało inwazyjny w stosunku do badanego obiektu oraz metodykę badań wytrzymałościowych pobranego w ten sposób materiału przy wykorzystaniu małych próbek, tj. statycznej próby rozciągania. Jednocześnie skupiono się na interpretacji wyników przeprowadzonych badań w kontekście zależności właściwości od wielkości elementu określanego terminem efektu skali.

EN

Accurate evaluation of the turbine rotor material degradation requires specialized material testing. The use of a miniaturized specimens allows the assessment of the rotor material degradation effects on its mechanical properties. The paper presents a methodology for semi-destructive sampling the material and the methodology of mechanical testing of the obtained material with the use of miniaturized specimens such as Miniature Specimen Tensile Test (MSTT). At the same time, the paper discusses interpretation of the tests results in terms of the dependence of material properties on the sample size, called “scaling effect”.

5

Diagnostyka stanu technicznego wirników turbin parowych na podstawie badań małych próbek pobranych w sposób mało inwazyjny

Sarniak Ł., Molak R., Romelczyk B., Garyga P., Pakieła Z., Zagórski A.

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2017

|

nr 3

12--14

PL

Precyzyjna ocena stopnia degradacji materiału wirnika turbiny parowej wymaga przeprowadzenia specjalistycznych badań materiałowych, uwzględniających mikroskopię świetlną i skaningową oraz badania wytrzymałościowe. Ponieważ pozyskiwanie próbek o standardowych rozmiarach osłabiłoby pod względem wytrzymałościowym konstrukcję wirnika, w artykule zaprezentowano metodykę pobierania próbek materiału w sposób mało inwazyjny w stosunku do badanego obiektu, pozostawiający powierzchnię wirnika bez karbów i znacznych pocienień. Zastosowanie odpowiednich parametrów cięcia, chłodzenia i mocowania urządzenia umożliwiło pobranie niewielkich próbek o niezmienionej, nieodkształconej i nieprzegrzanej mikrostrukturze. W pracy omówiono metodykę badań wytrzymałościowych pobranego w ten sposób materiału przy wykorzystaniu małych próbek tj. statycznej próby rozciągania oraz metody zginania miniaturowych dysków (Small Punch Test).

EN

Accurate evaluation of the turbine rotor material degradation requires specialized material testing, including light microscopy, SE M and tensile test. Since obtaining standard size samples would significantly weaken the rotor construction, the paper presents a methodology for semi-destructive sampling the material, leaving the surface of the rotor without notches and with a relatively small wall loss. The application of suitable cutting parameters, cooling and equipment fixing enabled the sampling of small samples without interfering in their microstructure. The paper discusses the methodology of mechanical testing of the obtained material with the use of miniaturized specimens such as Miniature Specimen Tensile Test (MSTT ) and Small Punch Test (SPT) method.

6

Influence of the corrosive environment on the Portevin–Le Chatelier plastic instability phenomenon in Al–1Mg and Al–3Mg model alloys

Towarek A., Zdunek J., Mizera J., Dobkowska A., Molak R.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 3

98--103

EN

The aim of this work was to indicate the influence of changes on the surface of materials caused by the corrosive medium (3.5% NaCl solution) on the intensity and character of the Portevin–Le Chatelier effect in model aluminium alloys. For this purpose, two Al alloys, containing 1% and 3% of magnesium, were subjected to tensile testing in the as-cast state and after the exposition in NaCl solution for various time. Several electrochemical measurements were held to determine materials’ corrosive behaviour and microscopic observations to evaluate the surface character of the samples. High corrosion resistance of the materials resulted in a very slight alteration of their surface development, which didn’t lead into any significant variations in the plastic instability phenomenon PLC.

PL

Efekt Portevin–Le Chatelier jest dobrze znanym i szeroko opisanym zjawiskiem pojawiającym się w wielu stopach aluminium. Objawia się on podczas odkształcania w postaci charakterystycznych ząbków na krzywej rozciągania wywołanych gwałtownymi zmianami naprężenia przy niewielkim odkształceniu. Wpływ na to zjawisko jest przypisywany głównie czynnikom wewnętrznym, wynikającym ze struktury materiału, takim jak: wielkość ziarna, obecność wydzieleń czy tekstury. Istotne mogą być jednak również czynniki zewnętrzne, m.in. szybkość odkształcania, środowisko czy stopień rozwinięcia powierzchni próbki. Celem pracy było zbadanie, jak zmiany na powierzchni materiału wywołane przez ekspozycję w środowisku korozyjnym (3,5% roztworze NaCl) wpłyną na intensywność i charakter zjawiska Portevin–Le Chatelier w dwóch modelowych stopach aluminium, Al–1Mg oraz Al–3Mg.

7

Damage impact on load-carrying strength of fiber reinforced polymers composites to be used in bridge engineering

Gołębiowski Ł., Karczewski R., Balke K., Molak R.

Composites Theory and Practice

|

2015

|

R. 15, nr 1

3--7

EN

Fiber reinforced polymer composites (FRP composites) are advanced technical materials nowadays, offering broad applications in bridge engineering science. This work is aimed at analysing FRP composite damage in static tensile tests, by assessing the load-carrying capacities of the tested specimens. For the tests, demonstrative scale composites for constructing structural components of the load-carrying girder of a bridge structure were used. Such materials are considered an alternative for steel and concrete today as they have superior strength parameters. This is shown by their higher maximum load values. In this work, several typical types of FRP composites damage in tensile tests are analysed. The damage in the form of local warp degradation (warp crushing) caused by mechanical impact reduced the load-carrying capacity of the specimens by 45%. The manufacturing defects, consisting in textile creasing while placing in the mould, and the introduction of holes for mechanical fixation of structural components also reduce the load-carrying capacity to about 20%.

PL

Kompozyty polimerowe wzmocnione włóknem (kompozyty FRP) są obecnie zaawansowanymi materiałami technicznymi, mającymi szerokie zastosowanie w inżynierii mostowej. Prezentowana praca ma na celu analizę zniszczenia kompozytów FRP, poddanych statycznej próbie rozciągania poprzez ocenę charakterystyk nośności badanych próbek. W badaniach wykorzystano kompozyty w skali demonstracyjnej do budowy elementów konstrukcyjnych dźwigara nośnego obiektu mostowego. Takie materiały uważane są dziś za zamiennik dla stali i betonu, ponieważ odznaczają się wyższymi parametrami wytrzymałościowymi. Świadczą o tym wyższe poziomy maksymalnego obciążenia. W pracy przeanalizowano kilka typowych uszkodzeń kompozytów FRP poddanych naprężeniom rozciągającym. Wprowadzenie uszkodzenia w postaci lokalnej degradacji osnowy (miażdżenie osnowy) wywołane mechanicznym uderzeniem wpłynęło na obniżenie nośności próbek do 45%. Na obniżenie nośności do około 20% wpływają również wady produkcyjne polegające na pofałdowaniu tkanin podczas rozkładania w formie oraz wprowadzenie otworów stosowanych do połączeń mechanicznych elementów konstrukcji.

8

Acoustic emission in monitoring composite bridge structures

Karczewski R., Gołębiowski Ł., Molak R., Płowiec J., Spychalski W. L.

Composites Theory and Practice

|

2015

|

R. 15, nr 2

112--116

EN

The studies carried out were aimed at developing guidelines for the procedure of employing the Acoustic Emission (AE) method for ensuring the required manufacturing quality and operating safety of composite bridge structures. For the studies, the experience gathered in the studies of thin-walled components made for the aeronautics, automotive and boatbuilding sectors was used. The focus was components with a significant thickness (14÷16 mm) which are, by their nature, less homogeneous and can have more defects when compared to thin-walled composites. The studies carried out for the purpose of this work demonstrate the system for the acceptance tests of composite structures. The demonstrator model in question was developed based on laboratory tests of composite components and of parts of a prototypical structure under load, as described in this work. The recorded acoustic signals were analyzed using software enabling the authors to analyze numerous parameters of the signals and to locate the recorded acoustic emission artifacts. The developed procedures were verified in AE tests in four-point bending of a prototype composite beam with the length of 15.3 m. The nominal operating load and loads significantly exceeding the operating conditions were applied for the tests. The results obtained enabled the authors to study the destruction of composite beams. Based on the signal analyses, the sites of local composite damage were identified and the stage when the global structure damage took place was foreseen. Multiparameter analysis of the recorded acoustic signals made it possible to determine the kinetics of defect growth. The results of the tests carried out for this work helped to develop guidelines for the procedure of acoustic emission testing for composite road bridges at the stage of handing them over for use and in the periodic monitoring period for the used bridge structure.

PL

Przeprowadzone badania miały na celu opracowanie wytycznych do procedury stosowania metody emisji akustycznej (AT) do zapewnienia wymaganej jakości produkcji oraz bezpieczeństwa eksploatacyjnego kompozytowych obiektów mostowych. W badaniach wykorzystano doświadczenia zebrane w badaniach cienkościennych elementów wytwarzanych na potrzeby lotnictwa, motoryzacji i szkutnictwa. Uwagę skupiono na badaniach elementów cechujących się znaczną grubością (14÷16 mm), które z natury rzeczy są mniej jednorodne i mogą zawierać więcej wad w porównaniu do kompozytów cienkościennych. Badania przeprowadzone w ramach pracy stanowią demonstrator systemu do badań odbiorczych obiektów kompozytowych. Przedmiotowy demonstrator opracowano na podstawie badań laboratoryjnych elementów kompozytowych i badań fragmentów prototypowej konstrukcji w warunkach obciążenia, opisanej w tej pracy. Do analizy zarejestrowanych sygnałów akustycznych zostało wykorzystane oprogramowanie pozwalające na wieloparametryczną analizę parametrów sygnałów oraz lokalizację rejestrowanych zdarzeń emisji akustycznej. Opracowane procedury poddano weryfikacji w badaniach AT podczas czteropunktowego zginania prototypowej belki kompozytowej o długości 13,5 m. W toku badań stosowano nominalne obciążenia eksploatacyjne oraz obciążenia znacznie przekraczające warunki eksploatacji. Uzyskane wyniki pozwoliły na zbadanie procesu zniszczenia belek kompozytowych. Na podstawie analizy sygnałów zidentyfikowano miejsca lokalnego zniszczenia kompozytu oraz przewidziano etap, w którym doszło do globalnego zniszczenia konstrukcji. Analiza wieloparametryczna zarejestrowanych sygnałów akustycznych pozwoliła na określenie kinetyki wzrostu uszkodzeń. Wyniki badań przeprowadzonych w ramach pracy pozwoliły na opracowanie wytycznych do procedury badania metodą emisji akustycznej kompozytowych obiektów drogowych na etapie oddawania do eksploatacji oraz w czasie monitoringu okresowego - eksploatowanego obiektu mostowego.

9

Strength and thickness of the layer of materials used for ceramic veneers bonding

Mazurek K., Mierzwińska-Nastalska E., Molak R., Kożuchowski M., Pakieła Z.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2012

|

Vol. 14, no. 3

75-78

EN

The use of adhesive bonding systems and composites in prosthetic dentistry brought improved and more aesthetic prosthetic restorations. The adhesive bonding of porcelain veneers is based on the micromechanical and chemical bond between tooth surface, cement layer and ceramic material. The aim of the study was to measure the thickness of the material layer formed during cementing of a ceramic restoration, and - in the second part of the study - to test tension of these cements. The materials investigated comprised dual-curing materials: Variolink II, KoNroot Cem, KoNroot Cem Viscous and Panavia F 2.0, as well as a light-curing composite: Variolink Veneer. The thickness was measured with the use of ZIP Lite 250 optical gauging apparatus. SEM microscope - Hitachi Tabletop Microscope TM-100 - was used to analyse the characteristics of an adhesive bond and filler particle size of particular materials. Tension tests of the cements under study were carried out on the MTS Q Test 10 static electrodynamic apparatus. The tests showed that KoNroot Cem exhibited the best mechanical properties of bonding to enamel and dentin among the materials tested. Variolink II base light-curing cement formed the thinnest layer. All the materials tested formed the layer not exceeding 1/3 of ceramic restoration thickness.

10

Properties of sandwich metals joined by explosive cladding method

Čížek L., Ostroushko D., Szulc Z., Molak R., Praźmowski M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2010

|

Vol. 43, nr 1

21-29

EN

Purpose: Paper presents results of investigations with two layers explosively formed sandwich composite consisting of different composition joint which requires very often knowledge of structure and mechanical properties. These properties are connected with microstructure that is influenced by technological factors under cladding. Design/methodology/approach: The sample bars were prepared from explosively formed sandwich composite near the join area. The methods of the light microscopy and the hardness and tensile test for evaluation of quality of joined sandwich metals were used. Investigations by a new fatigue method in the case sandwich composite steel CrNi(18/10) + Ti were completed. Findings: Measurement of micro-hardness in the zone of the joint a deformation of materials shows an increase value of that. Detailed metallographic observation detected in proximity of the joints an occurrence of structural non-homogeneities. Steel and titanium interface surfaces are corrugated. New fatigue method in the case sandwich composite steel CrNi(18/10) + Ti were verified. Research limitations/implications: Knowledge of microstructure characteristics will be extended by the method of SEM, including micro-analysis of individual structural components and surface analysis. Influence of experiment conditions on results of fatigue test must be more elaborated in future. Practical implications: The results may be utilized for a relation between structure and properties of the investigated materials in process of manufacturing. Originality/value: These results contribute to complex evaluation of properties explosively formed sandwich composite namely for explanation of structure developed new sandwich composites. The results of this paper are determined for research workers deal by development new exploitations of new sandwich composites.