Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: copper-tin bronze

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Fizykochemiczne, strukturalne i mechaniczne czynniki kruchości międzykrystalicznej brązów -alpha w temperaturze podwyższonej

Ozgowicz W.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Śląska

2004

z. 145

1-220

W pracy przedstawiono wyniki badań czynników fizykochemicznych, strukturalnych i mechanicznych determinujących zjawisko kruchości międzykrystalicznej (ZKM) jednofazowych brązów cynowych oraz główne mechanizmy odpowiedzialne hipotetycznie za przebieg procesu pękania podczas odkształcenia w temperaturze podwyższonej. Część literaturowa dotyczy analizy atomistycznych mechanizmów kruchości międzykrystalicznej nisko i wysokotemperaturowej w aspekcie oddziaływania segregacji atomów domieszkowych i zanieczyszczeń na granicach ziarn w stopach polikrystalicznych. Zaprezentowano w niej również metody modelowania i symulacji komputerowej procesów dyfuzyjnych segregacji międzykrystalicznej. W części badawczej weryfikowano głównie tezy pracy przyjmujące synergiczny efekt takich mikromechanizmów pękania, jak poślizgu granic ziarn oraz kawitacji i segregacji międzykrystalicznej. Stwierdzono, że układ tych mechanizmów w procesie dekohezji jest funkcją złożoną zależną implicité od składu chemicznego stopów, a w szczególności -czystości granic ziarn i wielkości ziarn. Weryfikacji doświadczalnej poddano również oddziaływania mikrododatków Ce lub Zr na możliwość ograniczenia kruchości międzykrystalicznej i uzyskania istotnej poprawy własności plastycznych stopów w temperaturze podwyższonej. Analiza plastyczności przeprowadzona na podstawie prób mechanicznych w temperaturze podwyższonej, jak również obserwacje struktury i przełomów wykazały ścisłą zależność efektu temperatury minimalnej plastyczności (TMP) od pękania międzykrystalicznego-kruchego badanych brązów. Udział przełomu międzykrystalicznego zależy od rodzaju stopu, a w szczególności-wielkości ziarn roztworu -alpha. Wyjaśniono, że kruchość międzykrystaliczna badanych brązów, jak również analizowanych porównawczo gatunków czystej miedzi, odkształcanych plastycznie w zakresie TMP (ok. 300-400 stopni C) z prędkością odkształcenia epsilon >10-5s-1, wywołana jest głównie przez poślizg granic ziarn oddziałujący synergicznie z zarodkowaniem i koalescencją mikropustek na granicach ziarn lub segregacją atomów zanieczyszczeń. Prowadzi to do mikroszczelin na skutek osłabienia wiązań metalicznych i zaniżenia wytrzymałości granic ziarn. Modyfikacja brązów cynowych mikrododatkiem Ce lub Zr powoduje istotne rozdrobnienie struktury stopów i znaczne ograniczenie kruchości międzykrystalicznej w temperaturze podwyższonej. Modyfikowane stopy miedzi CuCe(M) i CuZr(M) nie wykazują w ogóle ZKM w zakresie temperatury odkształcenia od 20 stopni C do 800 stopni C. Opisano skład fazowy i strukturę wtrąceń brązów modyfikowanych, stosując metody dyfrakcji rentgenowskiej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Analiza spektrometryczna Augera oraz metoda modelowania i symulacji komputerowej segregacji międzykrystalicznej na podstawie nowo opracowanego programu komputerowego DYFUZJA potwierdziły realną możliwość generowania segregacji atomów cyny i siarki na granicach ziarn struktury (2D) badanych stopów modelowych. Uwzględniając uniwersalny charakter proponowanego modelu zjawiska oraz możliwość badania jego podstawowych czynników, metoda symulacji komputerowej może być przydatna w analizie ZKM innych metali i stopów.

The paper deals with the results of investigations of physico-chemical, structural and mechanical factors determining the phenomenon of intergranular brittleness of single-phase tin bronzes and the main mechanisms hypothetically responsible for cracking at elevated deformation temperature. The literature part concerns the analysis of the atomistic mechanisms of intergranular embrittlement at low and high temperatures from the viewpoint of the effect of intercrystalline segregation of admixtured elements and impurities in polycrystalline alloys. Methods of computer modeling and the simulation of diffusive processes of intercrystalline segregation have been presented . The experimental part deals with the verification of theses assuming a synergetic effect of the micro-mechanisms of cracking, like grain-boundary sliding, intercrystalline cavitation and segregation. The share of these mechanisms in the process of decohesion is a complex function depending implicitly on the chemical composition of the alloys, particularly, however, on the purity at the grain boundaries and grain sizes. The effect of microadditions of cerium and zirconium on the possibility of limiting the intergranular brittleness and the improvement of the plasticity of alloys has been experimentally verified. The analysis of plasticity carried out basing on the results of mechanical tests at elevated temperatures and observations of the structure and fractography displayed a strict dependence of the minimum plasticity on the brittle fracture. The share of this fracture depends on the kind of the alloy, particularly on its grain-size. It has been shown that the intergranular brittleness of tin bronzes and comparatively analysed types of pure copper, plastically deformed within the DMP range (about 300-400 degree C) at a strain rate of epsilon >10-5s-1 is brought about mainly by grain-boundary sliding, affecting synergetically the nucleation and coalescence of microvoids at the grain boundary and cooperating with the intercrystalline segregation of impurities. This leads to microcracking due to the weaking of metallic bonds and the decreased strength of the grain boundaries. The modification of bronzes with microadditives of Ce and Zr leads to a refinement of the structure of the alloys and a considerable restriction of intergranular embrittlement at elevated temperature, whereas modified alloys type Cu-Ce and Cu -Zr do not display any brittleness at 20-800 degree C at all. The phase composition and structure of inclusions in modified bronzes have been descibed by means of X-ray diffication methods and tranmission electron microscopy. Auger's spectrometric analysis and the applied computer-simulation method of intercrystalline segregation, basing on the newly developed computer program DIFFUSION, have confirmed the actual possibility of segregating tin and sulphur atoms at the grain boundaries of the structure (2D) of the investigated model alloys. Taking into account the general character of the suggested model of this phenomenon and the possibility of investigating its fundamental factors, this method may prove to be useful in the analysis of the intercrystalline brittleness of other metals and alloys, too.