Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of plastic deformation rate at room temperature on structure and mechanical properties of high-Mn austenitic Mn-Al-Si 25-3-3 type steel

Borek W., Lis M., Gołombek K., Sakiewicz P., Piotrowski K.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2019

|

Vol. 96, nr 1

22--31

EN

Purpose: The aim of the paper is to determine influence of plastic deformation rate at room temperature on structure and mechanical properties of high-Mn austenitic Mn-Al-Si 25-3-3 type steel tested at room temperature. Design/methodology/approach: Mechanical properties of tested steel was determined using Zwick Z100 static testing machine for testing with the deformation speed equal 0.008 s-1, and RSO rotary hammer for testing with deformation speeds of 250, 500 and 1000s-1. The microstructure evolution samples tested in static and dynamic conditions was determined in metallographic investigations using light microscopy as well as X-ray diffraction. Findings: Based on X-ray phase analysis results, together with observation using metallographic microscope, it was concluded, that the investigated high-Mn X13MnAlSiNbTi25-3-3 steel demonstrates austenitic structure with numerous mechanical twins, what agrees with TWIP effect. It was demonstrated, that raise of plastic deformation rate produces higher tensile strength UTS and higher conventional yield point YS0.2. The UTS strength values for deformation rate 250, 500 and 1000 s-1 grew by: 35, 24 and 31%, appropriately, whereas in case of YS0.2 these were: 7, 74 and 130%, accordingly, in respect to the results for the investigated steel deformed under static conditions, where UTS and YS0.2 values are 1050 MPa and 700 MPa. Opposite tendency was observed for experimentally measured uniform and total relative elongation. Homogeneous austenitic structure was confirmed by X-ray diffractometer tests. Research limitations/implications: To fully describe influence of strain rates on structure and mechanical properties, further investigations specially with using transmission electron microscope are required. Practical implications: Knowledge about obtained microstructures and mechanical properties results of tested X13MnAlSiNbTi25-3-3 steel under static and dynamic conditions can be useful for the appropriate use of this type of engineering material in machines and equipment susceptible to static or dynamic loads. Originality/value: The influence of plastic deformation at room temperature under static and dynamic conditions of new-developed high-manganese austenitic X13MnAlSiNbTi25-3-3 steels were investigated.

2

Effect of texture on deformation mode in magnesium and AZ61 alloy

Sułkowski B.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 44, no. 2

91--100

EN

The effect of the initial texture on the deformation mode and mechanical properties was studied in magnesium and its AZ61 alloy. Both materials had a very similar initial texture. Two cases were investigated: samples with a texture where the basal slip system was blocked, and samples having a texture where the basal slip system was allowed to activate. The samples were deformed by compression at room temperature at a strain rate of 10−3 s−1. It was found that the initial texture had a very strong impact on the deformation mode in magnesium; however, there was no effect of the initial texture on the deformation mode in the case of AZ61. The investigations were compared to simulations of texture evolution using the Taylor model. From the simulations, the Taylor factor and slip system activity were obtained. It was found that, in the case of magnesium, twinning or slip (both basal and non-basal) are the two main deformation modes, while in the case of AZ61, slip is the only main deformation mechanism despite the initial texture. The impact of the initial texture is discussed in more detail in the present study.

PL

W pracy badano wpływ początkowej tekstury na mechanizmy deformacji i właściwości mechaniczne magnezu i stopu magnezu AZ61. Zbadano dwa przypadki: próbki, w których bazalny system poślizgu został zablokowany, oraz próbki, w których bazalny system poślizgu mógł być aktywowany. Próbki odkształcano przez ściskanie w temperaturze pokojowej z prędkością odkształcania 10-3 s-1. Stwierdzono, że początkowa tekstura miała bardzo silny wpływ na sposób deformacji magnezu; jednak w przypadku AZ61 nie zauważono podobnego efektu wpływu początkowej tekstury na właściwości mechaniczne. Badania porównano z symulacjami ewolucji tekstury za pomocą modelu Taylora. Z symulacji uzyskano współczynnik Taylora i aktywności systemów poślizgu. Stwierdzono, że w przypadku magnezu, w zależności od początkowej tekstury, poślizg (zarówno w bazalnym systemie, jak i niebazalnych systemach poślizgu) oraz bliźniakowanie są dwoma głównymi mechanizmami deformacji, natomiast w przypadku AZ61 głównym mechanizmem deformacji, pomimo początkowej tekstury, jest tylko poślizg.

3

TWIP mechanism in processing of high-manganese austenitic steel

Dobrzański L. A., Borek W., Mazurkiewicz J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 71, nr 1

22--27

EN

Purpose: The aim of this paper is to determine the high-manganese austenite propensity to twinning induced by the cold working and its effect on structure and mechanical properties, and especially the strain energy per unit volume of new developed high-manganese Fe-Mn-(Al,Si) high-manganese austenitic TWIP (TWinning Induced Plasticity) steel containing about 25% Mn, 1% Si, 3% Al. Design/methodology/approach: The essence of the research concerns the analysis of the influence of microstructure evolution during cold plastic deformation. The microstructure of investigated steel was determined in metallographic investigations using light, scanning and high- resolution transmission electron microscopies (HRTEM). Findings: The activation of intensive mechanical twinning mechanisms in high-manganese austenitic steels, in order to increase strain energy, allows the formation of technological components of complex shape or permits the discharge of energy during cold plastic deformation. According to currently presented views, it is believed that the new austenitic steels with the A1 crystallographic structure containing Mn more than 25 mass.%, Si and Al can provide a significant advance, particularly in automotive applications, because practically there are no more possibilities to improve at the same time the strength and ductility of the steel with A2 crystallographic structure. Research limitations/implications: Results obtained in static conditions for new developed high-manganese austenitic steel indicate the possibility and purposefulness of their employment for constructional elements of vehicles, especially of the passenger cars to take advantage of the significant growth of their strain energy per unit volume which guarantee reserve of plasticity in the zones of controlled energy absorption during possible collision resulting from activation of twinning induced by cold working, which may lead to significant growth of the passive safety of these vehicles' passengers. Originality/value: TWIP steels show not only excellent strength, but also have excellent formability due to twinning, thereby leading to an excellent combination of strength, ductility, and formability over conventional dual-phase steels.

4

Metoda emisji akustycznej w badaniach plastyczności metali, stopów i kompozytów

Pawełek A.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2014

|

R. 19, nr 3

6--15

5

Ocena plastyczności i mikrostruktury austenitycznej stali wysokomanganowej w trakcie odkształcania na gorąco

Jabłońska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2011

|

Vol. 78, nr 8

629--632

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów odkształcania plastycznego na wybrane właściwości oraz strukturę stali austenitycznej X57MnAl27-5 w próbach ściskania w zakresie temperatury 700÷1200 °C. Pręty o średnicy 15 mm z badanej stali zostały wytworzone drogą klasycznego odlewania, kucia swobodnego na młocie i kucia na prasie, gdzie temperatura końca przeróbki plastycznej wynosiła 900 °C. Tak otrzymane pręty poddano przesycaniu z temperatury 1150 °C. Ujawniono, że równowaga pomiędzy procesami umacniania i odbudowy struktury ustala się podczas odkształcania stopu w temperaturze 1000 °C i wyższej, a zmiany mikro- i substruktury wskazują na zachodzenie efektów charakterystycznych dla procesów dynamicznej odbudowy w trakcie odkształcania na gorąco badanej stali, takie jak: przegrupowanie dyslokacji, tworzenie nowych podziarn i ziarn oraz tworzenie bliźniaków wyżarzania.

EN

The paper presents the results of the influence of hot deformation parameters on the selected properties and changes of microstructure of austenitic high manganese steel X57MnAl27-5 after hot compression tests in the range of temperature 700÷1200 °C. The bars of analyzed steel with diameter ø 15 were obtained by casting, primary forging and a finally forging, with the temperature of finally deformation was at 900 °C. After than the bars was conducted a saturation process at the temperature 1150 °C. The influence of plastic deformation parameters on the structure and properties of the investigated steel. Revealed that the balance between hardening and rebuilding the structure during the hot deformation process, occurred at 1000 °C and changes the micro- and substructure on the migration of dislocation, creating a new subgrains grains and twins was observed.

6

Internal variable model of metallic materials, accounting for twinning

Pietrzyk M., Kuc D.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 9

598-602

EN

Proposition of a new internal variable materials models accounting for twinning and slip was described in the paper. Slip is base deformation mechanism but twinnig occurring for example in magnesium alloys or in some special steels. The model is based on the internal variable method, this method is well researched for slip. In the proposed model twinning is treated as pseudo-slip with the twin volume fraction being a dependent variable.

PL

W artykule przedstawiono nowy model zmian struktury bazujący na zmiennych wewnętrznych uwzględniający proces bliźniakowania. Podstawowym mechanizmem podczas odkształcania jest poślizg, ale w niektórych materiałach, takich jak stopy magnezu lub niektóre stale, występuje również proces bliźniakowania. Model bazuje na metodzie zmiennej wewnętrznej, która dobrze opisuje poślizg. W proponowanym modelu bliźniakowanie jest traktowane jako pseudo-poślizg, a zmienną zależną jest udział objętościowy bliźniaków.

7

Microstructure of warm worked Zircalloy-4

Paul H., Darrieulat M., Vanderesse N., Lityńska L., Miszczyk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 4

1007-1019

EN

The microstructure of commercial purity Zircalloy-4 (Zry-4) compressed at temperatures 650°C and 750°C up to strains of 0.8 was characterized over a wide range of scales, using optical metallography, scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopy. The typical microstructure after warm deformation consisted of the α-phase matrix and the second phase particles (SPP) enriched in Fe and Cr. Two kinds of these particles were observed. The large isolated SPP were situated along boundaries of lamellae of α-phase, whereas very fine intermetallic particles were nearly homogeneously distributed inside the lamellae. The intensity of recrystallization was main factor deciding on microstructure development in this material. The efficiency of that process increased quite rapidly with temperature or decreasing strain rate. The appearance of twins was the second important feature of the "warm deformed" structure with the prevailing {1102} - type system of twins. They were occasionally observed in all samples after the deformation at 650°C and 750°C temperatures.

PL

W pracy dokonano wieloskalowej charakterystyki mikrostruktury stopu Zircalloy-4 przerabianego plastycznie w zakresie pośrednich temperatur, tj. 650°C-750°C, w zakresie odkształceń logarytmicznych do 0.8, z wykorzystaniem technik mikroskopii optycznej oraz skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. W obrazie mikrostruktury obserwowano płytki fazy α oraz wydzielenia cząstek drugiej fazy wzbogaconoej w Fe oraz Cr. Obserwowano dwa typy wydzieleń. Duże izolowane cząstki usytuowane były wzdłuż granic płytek fazy α, podczas gdy wydzielenia dyspersyjne rozmieszczone były równomiernie w strukturze stopu. Głównym parametrem który decydował o zróżnicowaniu w strukturze stopu była intensywność zachodzenia procesu rekrystalizacji, która silnie uzależniona była od temperatury i prędkości odkształcenia. Drugim istotnym zjawiskiem obserwowanym po odkształceniu w obydwu temperaturach było pojawienie się obszarów zbliźniaczonych, przy czym dominował system zbliźniaczenia na płaszczyźnie {1102}.

8

Twinning and shear band formation in channel-die compressed silver single crystals identified by acoustic emission method

Jasieński Z., Pawełek A., Piątkowski A., Ranachowski Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 1

29-33

EN

In the paper there are presented the results of investigations of the relations between acoustic emission (AE) and the mechanisms of twinning as well as shear band formation and propagation in silver single crystals of {112}<111> orientation, subjected to channel-die compression tests at ambient temperature. The results were obtained using an AE analyzer of a new generation, installed recently at the Institute of Metallurgy and Materials Science, and were compared with those obtained also for single Ag crystals of the same orientation, tested at the room and at liquid nitrogen (-196°C) temperatures, but registered applying an AE analyzer of older generation, used until now. The results of AE measurements obtained using the new analyzer allowed to plot the acoustograms obtained with the application of Windowed Fast Fourier Transform (FFT) method for analysis of large experimental data sets (4 X 132 Msamples). This allowed the authors to attack the problem of identification of the strain mechanisms leading to formation of different dislocation systems.

PL

W artykule zaprezentowano zależność pomiędzy natężeniem generowanego sygnału emisji akustycznej (EA), a mechanizmami bliźniakowania i tworzenia oraz rozwoju pasm ścinania w monokryształach srebra o orientacji {112}<111>, poddanych nieswobodnemu ściskaniu w komorze kanalikowej w temperaturze otoczenia. Badania prowadzono przy pomocy analizatora EA nowej generacji zainstalowanego w Instytucie Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN. Otrzymane rezultaty porównano z wynikami testów ściskania monokryształów srebra o tej samej orientacji prowadzonych przy temperaturze pokojowej oraz przy temperaturze cieklego azotu (-196°C) przy zastosowaniu analizatora EA starszej generacji. Wyniki badan nowszym analizatorem zostały przedstawione w postaci akustogramów uzyskanych za pomocą algorytmu Okienkowej Szybkiej Transformaty Fouriera, zaprojektowanego do obróbki obszernych zbiorów danych eksperymentalnych (4x132x10do 6 próbkowań). Zastosowanie metody akustogramów pozwoliło autorom artykułu na identyfikacje mechanizmów odkształcenia w badanym materiale, prowadzących do uformowania sie różnych systemów dyslokacji.

9

Analysis of the deformation behaviour of CP Ti with Different grain sizes by means of kinetic modeling

Alexandrov I. V., Chembarisova R. G., Sitdikov V. D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

11-16

EN

A kinetic composite dislocation-based model of the deformation behavior of pure metals has been developed. The model incorporates the known approaches by M. Zehetbauer and M. Barnett and allows considering both dislocation activity and dislocation twinning in the process of plastic deformation. The model is employed to analyze the deformation behavior of CP Ti subjected to upsetting in three different microstructural states, namely, as-received coarse-grained state, intermediate and ultrafine-grained states. The last two states were obtained by means of equal-channel angular pressing with 1 and 8 passes. Available published data for microstructure and experimental "true stress-true strain" plots obtained at close conditions of upsetting = Ε2x10-2 -10-3 c- 1 , T = 473-573 K) were taken as source information for modeling. It is shown that grain refining activates the processes of dislocation accumulation and annihilation in cell — grain interiors, activates dislocation accumulation and suppresses dislocation annihilation in cell walls — grain boundaries. On the other hand, grain refinement activates annihilation of dislocations in cell — grain interiors and suppresses it in cell walls — grain boundaries. It has been found that at the investigated temperatures and strain rates the role of deformation twinning is significant in the coarse-grained state, in the intermediate state it is noticeable, and in the UFG state it is negligible. The obtained modeling results correlate well with the available experimental results and complement them considerably.

PL

Rozwinieto kinetyczny, dyslokacyjny model mechanizmu odkształcenia czystych metali. Model ten obejmuje znane podejście M. Zechetbauera i M. Barnetta pozwalające uwzględnic zarówno aktywność dyslokacji jak i dyslokacyjnego bliźniakowania w procesie odkształcenia plastycznego. Model ten zastosowano w analizie procesu odkształcenia Ti o czystości handlowej w trzech różnych stanach mikrostruktury, mianowicie; dostarczonego o grubym ziarnie, średnio- i ultra-drobnoziarnistego. Ostatnie dwa stany mikrostruktury byly uzyskane w procesie 1- i 8-krotniego przeciskania przez kanał równo-kątowy. Osiągalne dane literaturowe odnośnie mikrostruktury i zależności doświadczalnych "true stress-true strain" uzyskane w zbliżnych warunkach obciążenia (Ε = 2x10"2 -10-3 c -1 , T = 473-573 K) uwzględniono jako informacje źródłowe w procedurze modelowania. Wykazano, że rozdrobnienie ziarna uaktywnia proces akumulacji, spietrzania i anihilacji dyslokacji we wnętrzach komórek (dyslokacyjnych) oraz ziaren jak i na granicach tych obszarów. Stwierdzono, że przy określonej temperaturze badania i prędkości odkształcenia, rola bliźniakowania odkształceniowego jest znacząca w przypadku struktury gruboziarnistej, zauważalna w przypadku struktury drobnoziarnistej i pomijalnie mała w przypadku struktury o ultra-drobnym ziarnie. Wyniki modelowania potwierdzają rezultaty uzyskane na drodze do doświadczalnej, uzupełniając się znacznie.

10

<100> burgers vector dislocations inherited by second overshoot FCC twinning

Szczerba M. S., Tokarski T., Perek M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2007

|

Vol. 52, iss. 2

193-201

EN

TEM observations of <100> Burgers vector dislocations in twinned copper-aluminum alloy single crystals are reported. It is found that network of cube dislocations result from a growing twin and conjugate slip interactions which originate at the end of the second overshoot of the tensile deformation of low stacking fault energy FCC crystals. It is also found that the dislocation network of the cube dislocations is usually accompanied with another network of extrinsic Frank dislocations resulting from a dissociation of cube dislocation segments attached to the twin shear plane. The experimental results obtained in this paper fully support those reported in the paper by Basinski et al. [1], which showed that the cube dislocations may also result from a growing twin and primary slip interactions associated with the first overshoot FCC twinning.

PL

W pracy przedstawione są obserwacje elektronomikroskopowe dyslokacji o wektorze Burgersa <100> w monokryształach miedź-aluminium, które uległy bliźniakowaniu. Pokazano, że sieć dyslokacji kubicznych powstaje w skutek interakcji między powstającym bliźniakiem a dyslokacjami poślizgu sprzężonego, która rozpoczyna się z końcem II overshootu podczas rozciągania kryształów RSC o niskiej energii błędu ułożenia. Wykazano również, że sieci dyslokacji kubicznych zwykle towarzyszy sieć dyslokacji Franka stowarzyszonych z zewnętrznymi błędami ułożenia, które powstają z dysocjacji segmentów dyslokacji kubicznych przytwierdzonych do płaszczyzny ścięcia bliźniaczego. Wyniki eksperymentalne otrzymane w pracy potwierdzają te przedstawione w pracy Basińskiego i in. [1], w której pokazano, że dyslokacje kubiczne moga również powstawać w wyniku interakcji między powstającym bliźniakiem a dyslokacjami poślizgu pierwotnego towarzyszącej zjawisku I overshootowi podczas bliźniakowania w kryształach o sieci RSC.

11

Wpływ procesu ciągnienia na własności mechaniczne stali TWIP

Muskalski Z., Stradomski Z., Pilarczyk J., Suliga M., Herian J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2005

|

Vol. 72, nr 2

107-109

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań procesu ciągnienia drutu ze stali TWIP. Określono podatność tej stali na odkształcenie plastyczne w procesie ciągnienia oraz określono jego własności mechaniczne, sposób umacniania się oraz strukturę. Stwierdzono, że struktura wysokomanganowego austenitu mimo szybkiego umacniania się stali umożliwia odkształcanie go w procesie ciągnienia do około 76 %, a otrzymany w tym procesie drut odznacza się wysokimi własnościami mechanicznymi i dużą twardością.

EN

The investigation of drawing process of TWIP steel wires was shown in this paper. It was defined the susceptibility TWIP steel on plastic strain and described its mechanical properties, work hardening and structure. It was found that in spite fast hardening TWIP steel because of high contain of manganese, it is possible to drawing this steel with total draft 76 % and received in this process wire shows high mechanical properties and high hardness.

12

Wpływ transformacji bliźniaczej na własności mechaniczne umocnionych monokryształów Cu-8% at. Al

Szczerba M.S., Tokarski T., Perek M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2004

|

R. 49, nr 1

14-16

PL

Wzajemne przemieszczenie atomów podczas bliźniakowania prowadzi między innymi do reorientacji istniejących defektów w materiale. W trakcie tego procesu możliwa jest zmiana charakteru dyslokacji poślizgowych na osiadłe lub odwrotnie. Udział dyslokacji osiadłych w bliźniaku zależy od ilości odpowiadających im dyslokacji w osnowie. W związku z tym, poprzez wybór określonej transformacji, można zmieniać gęstość dyslokacji osiadłych w bliźniaku, co powinno znaleźć odzwierciedlenie we własnościach mechanicznych bliźniaka. W pracy zastosowano eksperyment z nieciągłą zmianą orientacji uzyskując w ten sposób możliwość inicjowania konkretnych transformacji bliźniaczych dla tej samej substruktury dyslokacyjnej. Badania przeprowadzono na monokryształach Cu-8% at. Al, mierząc mikrotwardość w osnowie i w obszarach, w których zaszło bliźniakowanie.

EN

Mutual dispalcement of atoms during twinning leads, among others, to re-orientation of existing material defects. During this process it is possible that the character of dislocations changes from a slip to sessile one, or inversely. Share of sessile dislocations in a twin depends on the number of corresponding them dislocations in a matrix and therefore, it is possible to change density of sessile dislocations in a twin through the choice of specific transformation, which should be reflected in the mechanical properties of the twin. An experiment was carried out under this work with discontinuous change of orientation so that it was possible to initiate specific twin transformations for the same substructure of dislocations. Microhardness in a matrix in the areas, in which twinning took place, was measured for the Cu-8% at. Al monocrystals.

13

Wpływ orientacji krystalograficznej i temperatury deformacji na naprężenie bliźniakowania kryształów cynku.

Pieła K.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

1999

|

R. 44, nr 11

545-549

PL

Orientacja krystalograficzna, stan naprężeń oraz temperatura deformacji decydują o naprężeniu bliźniakowania kryształów cynku. W przypadku ściskanych kryształów o orientacji "twardej" [0001], w których formowanie bliźniaków zachodzi w zakresie sprężystym, naprężenie bliźniakowania jest niezależne od temperatury deformacji. W rozciąganych kryształach o orientacji "miękkiej" zarówno wielkość deformacji plastycznej poprzedzającej bliźniakowanie, jak i naprężenie bliźniakowania rosną wraz z temperaturą deformacji aż do 473 K. Zanik bliźniakowania w temperaturach wyższych jest efektem aktywizacji poślizgu wielosystemowego.

EN

Crystal orientation, stress state and deformation temperature determine the twinning stress in zinc single crystals. In crystals, compressed along [0001] direction, the nucleation of twins takes place in the elastic range and the twinning stress is temperature independent. In tensiled crystals with "soft" orientation, both the amount of plastic strain prior to onset of twinning and the twinning stress increase with deformation temperature up to the 473 K. The dissappearance of deformation twinning at higher temperatures is caused by the transition to the deformation mode controlled by multislip.

14

Transformacje dyslokacji podczas bliźniakowania w kryształach regularnych.

Szczerba M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

1999

|

R. 44, nr 2

91-92

15

Strengthening and the interplay of slip and twinning in copper-titanium alloys.

Radetic T., Radmilovic V., Soffa W.A.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 1

32-35