Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experiments and numerical simulations of Lueders bands and Portevin–Le Chatelier effect in aluminium alloy AW5083

Mucha M., Rose L., Wcisło B., Menzel A., Pamin J.

Archives of Mechanics

|

2023

|

Vol. 75, nr 3

301--336

EN

This work is focused on the modelling of experimental behaviour of a bone-shape sample made of aluminium alloy AW5083 under tension. This behaviour involves propagating instabilities, namely Lueders bands and the Portevin–Le Chatelier effect. A series of experiments was performed at room temperature for three loading rates, showing the instabilities and failure. In the paper a large strain thermovisco-plasticity model is proposed and used for finite element simulations. This model contains initial softening and a hardening function based on the Estrin–McCormick concept to represent serrations and travelling shear bands. The issues of instability sources and regularisation are considered. The predictive capabilities of the model are examined. The proposed models are able to reproduce both Lueders bands and the PLC effect. Simulation results show good agreement with experiments regarding force–displacement diagrams and temperature levels.

2

Efekt Portevina-Le Chateliera rejestrowany w stopie kobaltu podczas próby jednoosiowego rozciągania

Jeleńkowski J., Marchlewski P., Nakonieczny A.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

454-456

PL

W pracy przedstawiono wyniki testów jednoosiowego rozciągania z próbą wyjaśnienia przyczyn niestabilności mechanicznej, niezwykle nierównomiernego rozprzestrzeniania się odkształcenia plastycznego w próbkach stopu kobaltu o składzie chemicznym zbliżonym do stopu typu L605, wyżarzanego w warunkach zastosowanych w eksperymencie (T = 1000°C, t = 45 min). Na wykresach rozciągania powyżej odcinka liniowego krzywej b-e występują silne, gwałtowne i skokowe zmiany odkształcenia o cechach odbiegających od zjawiska fizycznej granicy plastyczności w stalach węglowych i cech efektu Portevina-Le Chateliera występujących w stopach aluminium. Jest on podobny, lecz o znacznie większej intensywności niż stwierdzony niedawno w stalach austenitycznych. Autorzy proponują by ujawniony w tym konkretnym przypadku badanego stopu kobaltu efekt nazwać "super efektem Portevina-Le Chateliera". Zjawisko to może mieć bardzo duże znaczenie przy wytwarzaniu i eksploatacji wyrobów z tego typu stopów, na przykład stentów kardiologicznych.

EN

The article presents results of tension uniaxal tests with attempt explain the causes of mechanical instability, non-uniform propagation of plastic deformation in samples of cobalt alloy with chemical composition close to alloy L605, annealing in conditions used in experiments (T = 1000°C, t = 45 min). At the graph of stretching, above curve b-e are strong, violent and jumping changes of deformation with characteristics different from the physical of plasticity border in carbon steel and characteristics of effect Portevin-Le Chatelier appearance in alluminium alloys. It is similar but he has bigger intensity than found recently in austenitic steels. The authors propose to name it "super Portevien-Le Chatelier effect". This phenomenon can be very important in the manufacture and use of products from such alloys, for example cardioviscular stents.

3

Wpływ mechanicznych naprężeń statycznych i dynamicznych na trwałość i właściwości antykorozyjne warstw pasywnych

Orlikowski J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej. Chemia

|

2009

|

Nr 64(615)

3-89

PL

Badania procesu pękania korozyjnego skupiają się głównie na długotrwałych badaniach niszczących, które wymagają zaangażowania wysokich kosztów, związanych z wykorzystaniem aparatury badawczej oraz z jej obsługą techniczną. Opierając się na modelu pękania warstw pasywnych, w którym czynnikiem wpływającym na proces inicjacji pękania korozyjnego jest pękanie warstwy pasywnej, wykonano badania właściwości mechanicznych warstw pasywnych na bazie pomiarów elektrochemicznych. Do tego celu wykorzystano nowoczesne techniki pomiarowe, takie jak dynamiczna spektroskopia impedancyjna oraz metoda emisji akustycznej. Po sprawdzeniu przydatności metod pomiaru do badań warstw pasywnych, opracowano konstrukcję naczynka do pomiarów elektrochemicznych, które umożliwiło prowadzenie równocześnie badań elektrochemicznych i mechanicznych. Takie rozwiązanie pozwoliło na wykonywanie klasycznych badań wytrzymałościowych, podczas których wykonywane były pomiary elektrochemiczne. Połączenie obu technik pomiaru stanowi pierwsze zastosowanie w dziedzinie pomiarów korozyjnych. Pozwoliło to na wyznaczenie właściwości mechanicznych warstw pasywnych zarówno w przypadku stali stopowej typu 1.4307, jak i wybranych stopów aluminium. W ten sposób wyznaczono krytyczną wartość odkształcenia, po przekroczeniu której następuje pękanie warstwy pasywnej i zapoczątkowanie procesów korozyjnych. Przeprowadzone badania stanowią ważny wkład w selekcję materiałów pod kątem oceny właściwości mechanicznej warstwy pasywnej. Badania wykazały, że pękanie warstwy pasywnej i następcze procesy korozyjne występują w warunkach, dla których nie zachodzą procesy korozyjne w przypadku braku działania sił rozciągających. Na podstawie pomiarów możliwe było wykazanie, że klasyczne stałoprądowe pomiary elektrochemiczne uniemożliwiają detekcję procesu pękania warstwy w sposób dokładny, bowiem ta metoda pomiaru wykrywa postęp procesów korozyjnych, które występują już po pęknięciu warstwy. Dynamiczna spektroskopia impedancyjna pozwala na badanie właściwości elektrycznych warstw pasywnych, ulegających drastycznej zmianie w przypadku zaniku jej ciągłości. W przypadku badań stopów aluminium dodatkową techniką pomiaru była metoda emisji akustycznej, która weryfikowała badania metodą dynamicznej spektroskopii impedancyjnej. Po wykonaniu serii pomiarów stopów aluminium stwierdzono, że dla stopów zawierających zwiększone ilości magnezu lub cynku proces pękania warstwy pasywnej występuje w zakresie odkształceń sprężystych, znajdujących się w strefie zgodności z prawem Hooka. Ponieważ ta grupa stopów ulega pękaniu korozyjnemu, możliwe było uzyskanie potwierdzenia, że zastosowania metodyka badawcza umożliwia monitorowanie pękania warstwy pasywnej, co z kolei pozwala na wyznaczanie podatności do występowania pękania korozyjnego określonej grupy stopów. Jest to ważny aspekt praktyczny, bowiem do tej pory nie była możliwa tak precyzyjna ocena właściwości mechanicznych warstw pasywnych pod kątem potencjalnego wpływu na proces inicjacji pękania korozyjnego. Z uwagi na to, że dynamiczna spektroskopia impedancyjna umożliwia bardzo szczegółowe badanie zmian warstw powierzchniowych metali i stopów, wykonano równoczesne pomiary mechaniczne i elektrochemiczne dla zakresu plastycznego stopu aluminium typu EN AW 5251. Pomiary umożliwiły detekcję zjawiska Portevina-Le Chateliera, na podstawie pomiarów elektrochemicznych. Pozwoliło to na wykonywanie pomiaru powierzchniowego zjawiska Portevina Le Chateliera, które do tej pory głównie było analizowane poprzez badanie właściwości objętościowych metalu. W wyniku wykorzystania matematycznych metod czasowo-częstotliwościowych, możliwa była dokładna analiza subtelna efektu Portevina-Le Chateliera. Należy zwrócić uwagę, że przeprowadzone badania pozwoliły po raz pierwszy na analizę efektu PLC na podstawie badań elektrochemicznych. Subtelna analiza efektu pozwala na znacznie precyzyjniejsze badanie tego zjawiska, np. badanie zmiany efektu PLC typu A i B w dziedzinie czasu, co do tej pory było możliwe tylko przy uwzględnieniu ocen rejestrów mechanicznych lub badań mikroskopowych.

EN

Stress-corrosion cracking (SCC) examinations are mainly involved with long-term researches which require high costs to be engaged. These costs are strictly connected with application of scientific apparatus and its technical maintenance. Taking into consideration one of the most significant theory of the initiation stage of the SCC, in which the most important factor influencing the initiation stage of the SCC process is rupture of the protective passive film, electrochemical researches of the mechanical properties of the passive layer were performed by means of Dynamic Electrochemical Impedance Spectroscopy (DEIS) and Acoustic Emission (AE). In the first step it was necessary to verify the application of DEIS and AE techniques in the field of passive layer cracking investigations. Successively it was demanded to elaborate proper construction of the electrochemical cell for simultaneous mechanical and electrochemical researches. As a result it was possible to carry out classical tensile tests with simultaneously proceeding electrochemical measurements. Such a combination was employed In the corrosion measurements for the first time. Thus, mechanical properties of the passive film on the 1.4307 stainless steel and aluminium alloys were determined. In this way, threshold strain value after exceeding of which the passive layer cracking process and initiation of the SCC occur was evaluated. Performed researches contribute a very important issue in the field of materials selection when considering mechanical properties of their passive films. Obtained results revealed that the passive layer cracking and the following corrosion processes occur in conditions of employed tensile stresses only. DEIS examinations allow to conclude that the classical DC measurements do not make possible detailed detection of the passive film rupture. DEIS method also enables to investigate electrical properties of the passive layer due to decay of its continuity. In the case of aluminium alloys an additional technique was applied - acoustic emission AE. It was used to verify the results obtained by means of DEIS method. AE examinations performed for aluminium alloys containing Mg or Zn revealed that the passive layer cracking process occurs in the region of elastic deformations where the Hook's law is obeyed. Taking into consideration that this group of aluminium alloys is susceptible to SCC process it was possible to confirm the fact that the applied measurement procedure is suitable for monitoring of the passive layer cracking process. It is a very significant practical matter, because of the fact that as for now any precise assessment of the mechanical properties of passive films in the field of SCC initiation stage was not possible. Additionally, the application of DEIS technique made it possible to detect Portevin-Le Chatelier (PLC) effect in the plastic deformation region of aluminium alloy EN AW 5251 on the basis of surface measurements and proper mathematical procedure of joint time-frequency methods. It is worth to emphasis that carried out investigations made it possibile to analyze the PLC effect on the basis of the electrochemical measurements for the first time. Discrete analysis of the PLC effect allows to examine this phenomenon more detaily. For example it enables to investigate changes of the PLC effect type A and B in time. As for now it was only possible by means of mechanical researches and microscopical examinations.

4

Observations of the portevin-le chatelier effect via an optical measuring technique

Winzer R., Ajdukiewicz C., Glinicka A.

Logistyka

|

2009

|

nr 6

CD-CD

EN

An experimental investigation of the Portevin-Le Chatelier (PLC) effect in the aluminium alloy EN-AW 5083 in the ‘H111’ condition is undertaken in this study. Measurements based on an optical technique, namely digital image correlation are used to specify the spatio-temporal features of the PLC effect. The measurement system that was used is referred to as Aramis marketed by the company GOM. Irregular oscillatory plastic flow and strain staircase behaviour is observed in all tests. This irregular plastic flow represents a material instability resulting in inhomogeneous deformation. The goal of the present paper is to visualize the nucleation and propagation of PLC bands during the process of deformation.

PL

Niniejsza praca opisuje badania doświadczalne nad efektem Portevina-Le Chatelieriego (PLC) w stopie aluminiowym EN-AW 5083 w stanie utwardzenia 'H111'. W celu wyszczególnienia czasoprzestrzennych cech efektu PLC, zastosowano optyczny system pomiarowy. Korzystano z systemu pomiarowego Aramis, opracowanego przez firmę GOM. W każdej próbie zaobserwowano nieregularne oscylacyjne plastyczne płynięcie materiału oraz efekt schodkowania odkształceń. Wyżej wymienione nieregularne płynięcie reprezentuje niestabilność materiałową na skutek niejednorodnych deformacji. Celem niniejszej pracy jest określenie i wizualizacja zarodkowania oraz propagacji linii PLC w trakcie procesu deformacji.

5

The influence of the temperature of plastic deformation on the structure and mechanical properties of copper alloys CuCo2Be and CuCo1Ni1Be

Ozgowicz W., Grzegorczyk B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2009

|

Vol. 39, nr 1

5-12

EN

Purpose: The aim of the paper is to determine the influence of temperature of plastic deformation on the structure and mechanical properties of copper alloy of the CuCo2Be and CuCo1Ni1Be during a tensile test applied on electrodes to welders. Design/methodology/approach: The tensile test of the investigated copper alloys was realized in the temperature range of 20-800°C with a strain rate of 1.2⋅10-3s-1 on the universal testing machine. Metallographic observations of the structure were carried out on a light microscope and the fractographic investigation of fracture on an electron scanning microscope. Findings: The mechanical properties of alloys as well as the range of occurrence of the Portevin - Le Chatelier (PLC) phenomenon was determined on the basis of F-ΔL curves formed by tensile tests; however the character of fracture during the break of the samples was defined on the basis of fractographic investigations. Research limitations/implications: Practical implications: In result of tensile tests of copper alloys it has been found that the PLC effect occurs in both alloys in the temperature range of 150-350°C. However, the ductility minimum temperature of the alloys equals about 500°C. At the temperature of stretching of about 450°C the investigated copper alloys show maximum strength values. Originality/value: The type of "teething" on the load - displacement curves was defined, according to the classification received in literature. The dependence εkr = f(t) was marked too.

6

On a quantitative description of Portevin-Le Chatelier effect by means of the wavelet analysis

Spychalski W.L., Mizera J., Kurzydłowski K.J.

Archiwum Nauki o Materiałach

|

2003

|

T. 24, nr 2

101-111

EN

The anisotropy of the PLC effect in the Al-Li-Cu-Zr alloy is reported. A new method for the quantification of the observed differences is proposed. In view of results obtained in the present work it is concluded that the contribution of the high frequency oscillations increases with increasing thickness reduction, and increase the differences in the oscillation frequencies between the samples cut at various angles with respect to the rolling direction. The wavelet analysis permits describing more completely the periodic phenomena that in addition vary in time. The Fourier analysis did not reveal that at lower pre-straining, the high-frequency oscillations occured locally.

PL

Analizie poddano anizotropię zjawiska PLC w stopie Al-Li-Cu-Zr. Zaproponowano nową metodę opisu obserwowanych różnic. Otrzymane wyniki pozwalają stwierdzić, że udział oscylacji o wysokiej częstotliwości wzrasta wraz ze spadkiem grubości blachy oraz ujawnić różnice w częstotliwości oscylacji w próbkach rozciąganych pomiędzy jej kierunkiem walcowania i kierunkiem poprzecznym. Analiza falkowa pozwala na pełniejszy opis periodyczności zmian efektu PLC, które dodatkowo, zmieniają się w funkcji czasu. Za pomocą analizy Fouriera nie można wykryć, przy małym stopniu redukcji grubości blachy, lokalnego wzrostu udziału oscylacji o wysokiej częstotliwości.

7

Portevin-Le Chatelier effect in rolled Al-Li based alloys.

Mizera J., Kurzydłowski K.J.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 3

125-129

EN

Studies were carried out on the Portevin-Le Chatelier (PLC) effect in binary, ternary and quarternary Al-Li alloys and in the commercial 8090 alloy. The correlation between the serration characteristic, the rolling degree and the straining orientation has been analysed. The fact that the presence of the Cu-containing precipitates intensifies the PLC effects suggests, that these are primarily related to the interactions between the dislocations and the semi-coherent T1(Al2CuLi) precipitates. The analysis of the PLC effect in AlLi alloys shows that the serrations in the stress-strain curve exhibit a profund degree of anisotropy. Most pronounced PLC effects are observed along the rolling and transverse directions.

PL

Analizie poddano zjawisko Portevin-Le-Chatelier (PLC) w modelowych (dwu-, trój- i czteroskładnikowym) oraz przemysłowym (8090) stopie na osnowie Al-Li. Badano zależność pomiędzy charakterem oscylacji a stopniem zgniotu i anizotropią blach. Obecność w mikrostrukturze badanych stopów wydzieleń zawierających Cu wzmacniających zjawisko PLC sugeruje, że jest ono głównie związane z oddziaływaniem pomiędzy dyslokacjami a półkoherentnymi wydzieleniami T1(Al2CuLi). Analiza zjawiska PLC w stopach na osnowie Al-Li wykazała, że oscylacje na krzywej rozciągania charakteryzują się dużym stopniem niejednorodności. Najintensywniejsze efekty PLC zaobserwowano w próbkach wyciętych wzdłuż kierunku walcowania i kierunku poprzecznego blachy.