Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of nanoindentation to evaluate the hardness and yield strength of brass joints produced by FSW: microstructural and strengthening mechanisms

Heidarzadeh A., Paidar M., Güleryüz G., Barenji R. Vatankhah

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 2

158--166

EN

Nanoindentation test was employed to measure the actual hardness and yield strength of the stir zone in the friction stir-welded single-phase brass joints. For this aim, different joints were prepared according to an experimental matrix based on the central composite rotatable design. In this design matrix, the tool rotational speed, tool traverse speed, and tool axial force were the input parameters. The outputs were the hardness and yield strength of the joints. To measure the hardness and tensile strength of the joints, the nanoindentation test was employed. Moreover, electron back scattered diffraction and transmission electron microscopy techniques were used to study the microstructural features. The results showed that by decreasing rotational speed and axial force, and by increasing the traverse speed, the hardness and yield strength of the joints were increased. In other words, lower heat inputs caused higher strength in the joints. Finer grain sizes, larger grain average misorientation amounts, i.e., existence of more dislocations, and greater Taylor factors in the lower heat input joints revealed that the influence of grain boundaries, dislocations, and texture were the origins of better mechanical properties.

2

Wpływ zmiany drogi odkształcenia na ewolucję struktury, tekstury oraz zachowanie umocnieniowe monokryształów miedzi o orientacji wyjściowej {110}<001>

Paul H.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2009

|

R. 54, nr 11

666-676

PL

Niniejszy artykuł podejmuje problematykę wpływu jednorodnej struktury wytworzonej w trakcie wstępnego odkształcenia na ewolucję mikrostruktury i tekstury po zmianie drogi odkształcenia realizowanej poprzez nieswobodne ściskanie w "nowych kierunkach" a w szczególności na formowanie się pasm ścinania oraz na zachowanie umocnieniowe. Dla przejrzystości prowadzonej analizy badania wykonywano na monokryształach miedzi wstępnie odkształcanych w orientacji wyjściowej Goss{110}<001> oraz po zmianie drogi odkształcenia, w szerokim zakresie skali obserwacji, tj. mikroskopii optycznej, elektronowej mikroskopii skaningowej i transmisyjnej. Próbki wstępnie odkształcano do 59 % w płaskim stanie odkształcenia dla wytworzenia jednorodnej struktury złożonej z dwu rodzin symetrycznie usytuowanych mikropasm. Następnie wycinano z nich nowe próbki o orientacjach związanych z orientacją Goss drogą obrotu dookoła kierunku normalnego, tj. brass{110}<112>, M{110}<111> i H{110}<011>, po czym dalej ściskano kilka procent. Stwierdzono, że zmiany w wartości naprężenia uplastyczniającego mogą być skorelowane ze zmianami w substrukturze dyslokacyjnej i mikroteksturze a w szczególności z pojawieniem się pasm ścinania "indukowanymi" zmianą drogi odkształcenia. W orientacjach H{110}<011> i M{110}<111> naprężenie płynięcia wzrasta stosownie do wzrostu wartości czynnika Taylora, a następnie ulega drastycznemu obniżeniu na skutek ścięcia wzdłuż makroskopowo obserwowanych pasm ścinania (MPS). W znacznie "miększej" orientacji brass{110}<112> (ta sama wartość czynnika Taylora jak w orientacji Goss) pojawiają się MPS, które są znacznie słabiej zlokalizowane (rozproszone). Obserwowane zmiany orientacji wewnątrz pasm ścinania posłużyły do wnioskowania o aktywności możliwych systemów poślizgu inicjowanych po zmianie drogi odkształcenia.

EN

In most previous work the strain path change was such that the second deformation activated significantly different slip systems from the prestrain. The question then arises if the resulting plastic instabilities are due to changes in slip activity, in deformation microstructure or both. It is quite difficult to separate these effects but a guide to this can be obtained by looking at samples where the slip systems do not change dramatically. This is the situation of a set of {110} orientations in channel-die. For a wide range of directions 2 common slip systems are predominant and other minor systems can be activated according to the direction. In this study the prestrain was performed on the well-known Goss{110}<001> orientation which deforms homogeneously in plane strain compression up to strains of 1-1.5. The influence of this substructure on microstructure evolution, particularly SB formation was analysed after strain path changes by compression along new directions (obtained by cutting the pre-strained sample) corresponding to the brass{110}<112>, M{110}<111>, and hard{110}<011> orientations, and further compressed in channel die by a few %. These structures after small restrains were then compared with those of monotonically deformed Goss samples. The investigations were performed on single crystals of pure copper, which represent many medium-high SFE fcc metals. The change in flow stress could be correlated with the change in dislocation substructure and microtexture, particularly along shear bands initiated by the strain path change. In the H{110}<011> and M{110}<111> orientations the flow stress increased by Taylor factor hardening then decreased by intense macroscopic shear band (MSB) formation. In the softer brass orientation in the absence of Taylor factor hardening a more diffuse MSB formation occurs. The local rotations in the band were used to deduce the possible local slip systems initiated during the strain path change.

3

The Effect of Stress Distribution on Texture Evolution of Cu Damascene During Annealing

Cho J-Y., Lee H-J., Kim H., Szpunar J. A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 1

261-266

EN

Textural changes of Cu interconnect having dierent line width was investigated after annealing. Texture was measured using XRD (x-ray diraction) and the surface texture was investigated using EBSD (electron backscattered diraction) techniques. To analyze a relationship between the stress distribution and textural evolution observed in the samples, the stresses were calculated for the dierent line width at 200C using FEM (finite element modeling) along the width and depth of the line. In this investigation, it was found that the inhomogeneity of stress distribution in Cu interconnects is an important factor necessary for understanding textural transformation during annealing. Textural evolution in damascene interconnects lines after annealing is discussed, based on the state of stress in Cu electrodeposits.

PL

Zmiana tekstury w elektronicznych połączeniach miedzianych o różnej szerokości była badana po wyżarzaniu. Textura była mierzona przy użyciu dyfrakcji rentgenowskiej, a tekstura na powierzchni metodą EBSD. Związek pomiędzy rozkładem naprężeń a obserwowaną ewolucją tekstury w próbkach był analizowany metodą elementów skończonych na drodze obliczeń naprężeń w połączeniach o różnej szerokości, w temperaturze 200C. Obliczenia wykazały, że niejednorodność rozkładu naprężeń w miedzianych połączeniach elektronicznych jest niezbędnym czynnikiem do zrozumienia transformacji tekstury podczas wyżarzania. Ewolucja tekstury w damascenskich połączeniach miedzianych obwodów elektrycznych po wyżarzaniu jest rozważana w odniesieniu do stanu naprężeń w elektrolitycznie osadzonej miedzi.

4

Texture and corrosion resistance of electrodeposited tin coatings

Wen S., Szpunar J. A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 1

175-180

EN

Tin electrodeposition on mild steel substrates using stannous sulfate and sulfuric acid electrolyte was studied under dierent current densities. The morphology, macrotexture, and the orientations and sizes of individual grains were examined by FEG-SEM, x-ray texture goniometry and orientation imaging microscopy (OIM) respectively. The corrosion resistance of electrodeposited tin coatings was measured using a standard corrosion cell kit according to the ASTM standard G3-89 (94). It was found that tin coatings with two dierent texture, (100) and (301) fiber texture can be produced by electrodeposition at room temperature by varying current density. At a lower current density of 100A/m2, (301) fibre was obtained. At the current densities of 100 and up to 400 A/m2, only (100) fibre texture was observed. An increase in current density leads to a decrease in grain size. At a higher current density of 200 A/m2, the deposit was dense and smooth. The corrosion resistance of tin coatings increases with an increase in current density. The results suggest that operating parameters play an important role in controlling corrosion rate of tin based coatings.

PL

Przedmiotem badań było osadzanie elektrolityczne cyny na stali miekkiej przy zastosowaniu elektrolitu z siarczynu cynowego i kwasu siarkowego w zależnosci od różnych gęstości prądu. Morfologia, makrotekstura, orientacja i wielkość pojedynczych ziaren zostały określone przy użyciu FEG-SEM, rentgenograficznych badań tekstury oraz metody OIM. Odporność na korozję elektrolitycznie osadzonej powłoki cynowej była mierzona przy pomocy standardowego zestawu do badania korozji zgodnie z normą ASTM o numerze G3-89 (94). Wykazano, że w pokryciach cynowych z dwoma różnymi teksturami (100) i (301) włókniste tekstury mogą być uzyskane przy zmianie gestości prądu w czasie osadzania elektrolitycznego. Przy gęstości prądu niższej od 100A/m2 otrzymano teksturę włóknistą (301). Natomiast przy gęstościach prądu pomiędzy 100 a 400A/m2 otrzymywano jedynie teksturę włóknista (100). Wzrost gęstości prądu prowadził do zmniejszenia wielkości ziaren a przy gęstości powyżej 200A/m2 depozyt był gęsty i gładki. Odporność na korozję powłoki cynowej zwiększa się wraz z podniesieniem gęstości prądu osadzania. Otrzymane wyniki sugerują, że zmiana parametrów osadzania odgrywa istotna rolę w kontroli właściwości korozyjnych powłok cynowych.