Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Processing of Copper by Hydrostatic Extrusion – Studies of Microstructure and Properties

Leszczyńska-Madej B., Richert M. W., Nejman I., Zawadzka P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 3

1575--1580

EN

The present study attempts to apply HE to 99.99% pure copper. The microstructure of the samples was investigated by both light microscopy and scanning transmission electron microscopy (STEM). Additionally, the microhardness was measured, the tensile test was made, and statistical analysis of the grains and subgrains was performed. Based on Kikuchi diffraction patterns, misorientation was determined. The obtained results show that microstructure of copper deformed by hydrostatic extrusion (HE) is rather inhomogeneous. The regions strongly deformed with high dislocation density exist near cells and grains/subgrains free of dislocations. The measurements of the grain size have revealed that the sample with an initial in annealed-state grain size of about 250 μm had this grain size reduced to below 0.35μm when it was deformed by HE to the strain ε=2.91. The microhardness and UTS are stable within the whole investigated range of deformation.

2

Badania struktury styków konsolidowanych z proszków AgSnBi

Richert M., Nejman I., Zawadzka P., Leszczyńska-Madej B.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 11

631--636

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury oraz własności proszków i gotowych styków AgSnBi o raz AgSnO poddanych odkształceniu w procesach Cyklicznego Wyciskania Ściskającego (CWS) oraz Wyciskania Hydrostatycznego (HE). Przeprowadzone badania objęły: obserwacje mikrostruktury przy zastosowaniu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), badania mikrotwardości metodą Vickersa oraz pomiar porowatości. Wyniki badań mikroskopowych ujawniły obecność wydłużonych wzdłuż kierunku wyciskania ziaren oraz pasm i pasm ścinania w mikrostrukturze konsolidowanych proszków AgSnBi, a w gotowych stykach występowanie zarówno małych jak i dużych ziaren z licznymi mikro-bliźniakami wewnątrz. Z kolei mikrostruktura styku AgSnO charakteryzowała się obecnością rozmieszczonych losowo pojedynczych kulistych wydzieleń. Pomiary twardości i porowatości wskazują na znaczne umocnienie i zagęszczenie konsolidowanego materiału po procesach SPD.

EN

The paper presents the results of studies of the microstructure and properties of powders and ready-made AgSnBi and AgSnO contacts subjected to deformation in CWS and HE processes. The study included microstructure examinations by scanning electron microscopy (SEM), Vickers microhardness testing and measurement of porosity. The results of microscopic examinations revealed the presence of elongated grains along the extrusion direction and bands, as well as shear bands in the microstructure of consolidated AgSnBi powders; in ready-made contacts the presence of both small and large grains with numerous micro-twins inside was traced. In turn, the microstructure of AgSnO contact was characterized by the presence of randomly spaced individual spherical precipitates. Measurements of hardness and porosity indicate a significant strengthening and consolidation of the test material as a result of the SPD process.

3

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.

4

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.

5

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%.