Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ procesu wytwarzania na mikrostrukturę styków AgSn7,5Bi0,4

Leszczyńska-Madej B., Richert M.W.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 12

741--748

PL

Do konsolidacji proszku AgSnBi wykorzystano metodę Cyklicznego Wyciskania Ściskającego (CWS), co umożliwiło uzyskanie litego materiału. Tak wytworzony materiał odkształcono w procesie wyciskania hydrostatycznego (HE), a następnie w procesie kucia wytworzono styki elektryczne. Przeprowadzono badania mikrostruktury i mikrotwardości próbek na każdym etapie odkształcenia.

EN

The Reciprocating Extrusion (Cyclic Extrusion Compression — CEC) process was applied to the consolidation of silver powder AgSnBi leading to the bulk material formation. Continue process of deformation of consolidated powder by Hydrostatic Extrusion (HE) and then by forging the electrical contacts were produced. Microstructure and microhardness were investigated on the every stage of deformation showing development of process consolidation.

2

Microstructure of AgSnBi powder consolidated in reciprocating extrusion process

Richert M. W., Richert J., Hotloś A., Perek-Nowak M., Tokarski T., Skiba J.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2012

|

Vol. 58, nr 2

120--124

EN

Purpose: The AgSnBi powder used for electrical contacts has been consolidated in the process of reciprocating extrusion (cyclic extrusion compression - CEC) in 2, 4, 8 and 16 CEC cycles at room temperature. It corresponds to the deformations: 2 CEC cycles - ϕ = 0.84, 4 CEC cycles - ϕ = 1.68, 8 CEC cycles - ϕ = 3.36 and 16 CEC cycles - ϕ = 6.72. The microstructure of consolidated powder has been characterized by optical microscopy (MO), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). It was found characteristic granular microstructure with the oxides film at granular boundaries. Some voids and cracks were observed in consolidated samples, especially at higher magnifications. Inside the consolidated granules the nano-microstructure with nano - twins was found. Microhardness of AgSnBi after the consolidation by the CEC process achieved level of about 100-110 μHV. The microhardness of samples consolidated by CEC and then hydrostatically extruded increase of about 20 μHV units. Design/methodology/approach: The investigations of microstructure were performed by optical microscopy (MO) Olympus GX51, and scanning electron microscopy SU-70 with field emission gun thermally aided. The microhardness of consolidated samples was measured by Vickers method. Findings: The microstructures of consolidated AgSnBi powders were observed and analyzed. On the base of the microstructure and microhardness investigations the mechanisms of formation of bulk material from powder by severe plastic deformation (SPD) methods was discussed. Practical implications: The performed investigations contribute to the understanding of processes of deformation in the range of unconventional strains exerted by the SPD methods. The new way of consolidation of powders using to the production of electrical contacts was presented. Originality/value: It was assumed that AgSnBi powder consolidated by CEC and hydrostatic extrusion exhibited the nano-microstructure.

3

Mechaniczna konsolidacja proszków srebra metodą CWS

Richert. M.W., Richert J., Książek M., Tchórz A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 12

766-771

PL

Proszki srebra AgSnBi oraz AgNi, stosowane na styki elektryczne, poddano mechanicznej konsolidacji przy użyciu metody cyklicznego wyciskania ściskającego (CWS). Wywierano odkształcenie w zakresie od [fi] = 0,21 (0,5 cykla CWS) do [fi] = 25,3 (60 cykli CWS), stosując średnicę pojemników matrycy 10 mm i średnicę zwężki 9 mm. Odkształcone próbki poddano badaniom struktury za pomocą mikroskopii optycznej (MO), elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) oraz badaniom przy użyciu tomografu. Wyniki uzyskane z badań tomograficznych wykazały, że konsolidacja proszków prowadzi do wytworzenia litego materiału, który makroskopowo nie wykazuje nieciągłości. Bardziej szczegółowe obserwacje przy większych powiększeniach ujawniły, że w mikrostrukturze, w szczególności w strefach przypowierzchniowych próbek występują pęknięcia i pory. Próbki AgNi wykazały ponadto liczne nieciągłości na styku fazy Ag i Ni.

EN

The silver powders AgSnBi and AgNi, using for electrical contacts, were mechanically consolidated by the cyclic extrusion compression method (CEC).The deformation in the range from od [fi] = 0.42 (0.5 cycle CWS) to [fi] = 25.3 (60 cycles CWS) were applied, using die chamber diameter 10 mm and narrowing diameter 9 mm. The deformed samples were investigated by optical microscopy techniques (MO), scanning electron microscopy (SEM) and the thomograph investigations were performed. Thomograph results show that mechanical consolidation by CEC leads to the formation of bulk material without cavities in the macroscopic scale. The detailed investigations at higher magnifications revealed that in the microstructure, especially inside the surface areas the cracks and pores exist. In the AgNi samples the numerous pores were found at the phase boundaries between the Ag and Ni.

4

Structural and mechanical properties of Al-0.25Zr alloy obtained on the way of RS ribbons consolidation

Tokarski T.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

546-549

EN

The paper presents a study on Al-0,25 wt. % Zr alloy obtained in process of plastic consolidation of rapid solidified ribbons. In order to compare the results there was an aluminium of 1070 series extruded in the same conditions and studied as well. Main objective was to test a new material that could be used for transmission of energy in power lines. Strengthening mechanism by structure refinement was chosen due to its low influence on electrical conductivity. Zirconium was added in order to reduce grain size as well as to improve structure stability at elevated temperatures. Nevertheless the measurements carried out showed a 20% decrease of electrical conductivity. This effect can be attributed to complete dissolution of Zr addition in aluminium matrix what was confirmed by transmission electron microscopy investigation and EDX analysis. Mechanical properties were tested during tensile tests at room temperature. Three extrusion ratios were selected to compare its effect on mechanical properties. The difference between tensile strength of materials equalled to about 30% in the best case favouring the Al-Zr material. Strengthening of material was interpreted as a result of Zr dissolution in Al matrix and the presence of nanosize iron particles, while grain size in both materials was at about the same level.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań strukturalnych i mechanicznych stopu Al-0,25% mas. Zr, konsolidowanego w procesie wyciskania na gorąco szybko krystalizowanych taśm. Głównym zamierzeniem było przebadanie materiału pod kątem jego zastosowań na przewody energetyczne. Materiał taki musi posiadać jak największą przewodność elektryczną oraz wytrzymałość właściwą. Z zamysłem zachowania jak najlepszych parametrów elektrycznych i wytrzymałościowych zdecydowano się na umocnienie przez rozdrobnienie ziarna. Dla celów porównawczych wyciśnięto klasycznie odlewany materiał wykonany z przewodowego aluminium 1070. Badania przeprowadzone za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego z analizą EDX pokazały, że w strukturze brak jest wydzieleń Zr. Całkowite rozpuszczenie pierwiastka stopowego w osnowie spowodowało obniżenie przewodności materiału o 20%. Własności mechaniczne określone w próbie rozciągania dla rożnych stopni przerobu różniły się o 30% na korzyść stopu Al-Zr. Zgodnie z przeprowadzonymi badaniami wielkość ziarna w obydwu materiałach pozostaje na tym samym poziomie. Wyższe własności stopu Al-Zr wynikały z umocnienia roztworowego oraz występowania nanometrycznych faz żelazowych powstałych w momencie szybkiej krystalizacji materiału.

5

AgSnBi consolidated by cyclic extrusion compression

Richert M., Richert J., Hotloś A., Leszczyńska-Madej B., Maślanka M., Mroczkowski M.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

510-513

EN

The work presents investigations of structure and microhardness of AgSnBi powder consolidated by cyclic extrusion compression (CEC) in the range of strains q = 0.46÷25.3, which corresponds to 1÷60 of deformation cycles. The essential decreasing of powder granules size was found after the deformation. Particles diminished from 40 um in initial powder to about 17 um after the q = 25.3. Inside powder particles subgrains/nanograins were found of about 100 nm in diameter average. The microhardness of powder strongly increases just after the first cycle of CEC, and then merely increases of about 8% from 101 to about 110 uHV after q = 25.3. The estimation of consolidation degree was evaluated by searching of cracks around the microhardness penetrator indentations inside the samples. No cracks or voids were found in the properly consolidated areas. At outer surfaces of samples contacting with tool walls some cracking were observed penetrating of about 100÷200 um inside samples.

PL

Praca przedstawia badania struktury i mikrotwardości proszku AgSnBi konsolidowanego metodą CWS w zakresie odkształceń q= 0,46÷25,3, co odpowiada 1÷60 cyklom odkształcenia. Stwierdzono istotne obniżenie się wielkości granul proszku po odkształceniu. Cząstki zmniejszyły sie od 40 ?m w proszku wyjściowym do 17 um po odkształceniu q = 25,3. Wewnątrz granul wystąpiły podziarna/nanoziarna o średniej średnicy 100 nm. Mikrotwardość proszku gwałtownie wzrosła po pierwszym cyklu odkształcenia, po czym wzrosła zaledwie o 8% od 101 do 110 uHV po odkształceniu q = 25,3. Ocenę stopnia konsolidacji przeprowadzono, poszukując pęknięć wokół odcisków mikrotwardości wewnątrz próbek. Nie znaleziono żadnych pęknięć i nieciągłości w prawidłowo skonsolidowanych obszarach. Na zewnętrznej powierzchni próbek kontaktującej się ze ściankami narzędzia obserwowano pęknięcia penetrujące w głąb próbki na głębokość 100÷200 um.

6

Strain-Stress Conditions of Shear Band Formation during CEC Processing on a New MachinewithControl Back-Pressure

Richert J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 2

391-408

EN

The results of experimental investigations of the CEC processes, performed on a new special hydraulic press with control back-pressure, are presented for the first time. Due this very advantageous conditions of plastic deformation very interesting and unique experimental results, enabling accurate determination of the directions of shear bands formation were obtained. It has been observed that after very large plastic deformation of the solution heat-treated 6082 alloy, taking squares in the presence of high hydrostatic pressure, he the surface of the deformed samples an easily noticed relief is formed, resulting from the formation of numerous intersecting shear bands. It has been found that under conditions of hydrodynamic lubrication, all shear bands are formed at the angle of 45° this the extrusion direction and their intersection occurs at the angle of 90°. Such mechanism of shear bands formation allowed determining the true state of strain and stress, occurring in the deformation zone of the CEC processes.

PL

W niniejszej pracy po raz pierwszy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesów cyklicznego wyciskania (CWS) przeprowadzonych na nowej, specjalnej prasie hydraulicznej z kontrolowanym przeciwciśnieniem. Dzięki zapewnieniu bardzo korzystnych warunków odkształcania plastycznego uzyskano interesujące i unikalne wyniki badań eksperymentalnych, pozwalające na wyraźne ujawnienie kierunków tworzenia pasm ścinania. Mianowicie stwierdzono, że po bardzo dużych odkształceniach plastycznych przesyconego stopu 6082, realizowanych w obecności wysokiego ciśnienia hydrostatycznego, na powierzchni odkształconych próbek powstaje łatwo zauważalny relief pochodzący od tworzenia się licznych, wzajemnie przecinających się pasm ścinania. Stwierdzono, że w przypadku zastosowania bardzo dobrych warunków smarowania narzędzi, wszystkie pasma ścinania tworzą się pod kątem 45° do kierunku wyciskania, a ich wzajemne przecinanie zachodzi pod kątem 90°. Taki mechanizm tworzenia pasm ścinania pozwolił na określenie rzeczywistego stanu odkształcenia i naprężenia, wystepującego w kotlinie odkształcenia procesów CEC.

7

Properties and structure of wires extruded by cyclic extrusion compression method

Richert M., Richert J., Leszczyńska-Madej B., Hotloś A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2009

|

R. 54, nr 8

473-477

EN

The Cyclic Extrusion Compression method belongs to the group of severe plastic deformation processes (SPD) leading to the intense diminishing of microstructure to ultra-grained and nanograined sizes. Nowadays more frequent after the SPD processes, the additional deformation is exerted which purpose the continuation of the grain size is diminishing. The structural effect of the additional deformation process depends on the numerous parameters and its prediction not always is possible. The main purpose of the work was the analysis of the influence of additional deformation on the microstructure diminishing of AlMgSi alloy and pure copper deformed earlier by the CEC method. AlMgSi alloy was deformed in the range of true strains phi = 1.3-16 (10/8.5 mm) by using the CEC method. The samples of AlMgSi alloy after the CEC deformation was directly extruded to wires from the previous diameter 10 mm to the diameter 3.2 mm. The additional deformation exerted in the successive extrusion had value phi = 2.3. The copper monocrystals were deformed by the CEC in the range of strains phi = 4.6-13.9 (10/9 mm). The polycrystalline copper was deformed by CEC method in the range of strains phi = 1.3-20.8 (10/8.5 mm). After the CEC the monocrystalline copper samples were directly extruded to wires with 3.2 mm in diameter. The additional strain in the successive extrusion achieved value phi = 2.3. Polycrystalline samples were extruded to 4 mm diameter wires, and additional deformation achieved value phi = 1.8. It was found that the combined deformation in the case of the AlMgSi alloy leads to the growth of grains, which mean size established at the level of about 200 nm. The effect of grain growth was reduction of microhardness of alloy of about 20 % in comparison to the microhardness after the CEC. The opposite phenomenon was found in the case of the copper wires, in which the mean size of grains diminished after the extra deformation; in monocrystals on the average of about 25 % and in polycrystalline samples of about 50% in comparison to the mean size after the CEC. It was found that the microhardness level increased in copper wire of about 9-29 %. The results suggests that the differences in the stacking fault energy of the investigated materials, influence on the stored energy level, contribute to the proceed changes of microstructure and properties.

PL

Metoda Cyklicznego Wyciskania Spęczającego należy do grupy metod intensywnych odkształceń plastycznych (SPD) prowadzących do rozdrobnienia struktury do rozmiarów ultra-drobnoziarnistych lub nanometrycznych. Obecnie coraz częściej po procesach SPD jest stosowane wywieranie dodatkowej deformacji, której celem jest kontynuacja rozdrobnienia ziarna. Strukturalne skutki dodatkowego odkształcenia zależą od licznych czynników, a przewidzenie ich wpływu nie zawsze jest możliwe. Głównym celem pracy była analiza wpływu dodatkowego odkształcenia na rozdrobnienie mikrostruktury stopu AlMgSi oraz czystej miedzi, odkształconych wcześniej metodą CWS. AlMgSi stop został odkształcony metodą CWS w zakresie odkształceń rzeczywistych phi = 1,3-16 (10/8,5 mm). Po procesie CWS próbki ze stopu AlMgSi zostały współbieżnie wyciśnięte z początkowej średnicy 10 mm do średnicy 3,2 mm. Dodatkowe odkształcenie wywierane w kolejnym procesie wyciskania osiągnęło wartość phi = 2,3. Monokryształy miedzi odkształcono metodą CWS w zakresie odkształceń phi = 4,6-13,9 (10/9 mm). Polikrystaliczna miedź została odkształcona w zakresie odkształceń rzeczywistych phi = 1,3-20,8 (10/8,5 mm). Po odkształceniu metodą CWS próbki z monokryształów miedzi zostały wyciśnięte do postaci drutów o średnicy 3,2 mm. Dodatkowe odkształcenie w kolejnym procesie deformacji osiągnęło wartość phi = 2,3. Natomiast polikrystaliczna miedź została wyciśnięta do drutów o średnicy 4 mm, z dodatkowym odkształceniem phi = 1,8. Stwierdzono, że połączone odkształcenie w przypadku stopu AlMgSi prowadzi do rozrostu ziarna, którego średnia wartość ustaliła się na poziomie około 200 nm. Skutkiem rozrostu ziarna było obniżenie mikrotwardości stopu o około 20 % w porównaniu do mikrotwardości po procesie CWS. Odwrotne zjawisko stwierdzono w przypadku drutów z miedzi, w których średnia wielkość ziarna obniżyła się po dodatkowym odkształceniu; w monokryształach średnio o około 25 %, a w polikrystalicznych próbkach o około 20 %, w porównaniu do średniej wielkości ziarna po procesie CWS. Stwierdzono, że poziom mikrotwardości w drutach z miedzi wzrósł o około 9-29 %. Uzyskane wyniki sugerują, że różnice w wartości energii błędu ułożenia badanych materiałów istotnie wpływają na poziom zmagazynowanej energii, a przez to na procesy zmiany mikrostruktury i własności.

8

Finite element analysis of strain non-uniformity in two processes of severe plastic deformation

Maciejewski J., Kopeć H., Petryk H.

Engineering Transactions

|

2007

|

Vol. 55, iss. 3

197-216

EN

Two severe plastic deformation (SPD) processing techniques, namely equal-channel angular pressing (ECAP) and cyclic extrusion-compression (CEC), are investigated by using the finite element method. The major aspect examined is the non-uniformity of the accumulated, equivalent plastic strain after processing with the use of different shapes of the die. The quantitative effect of several parameters on the plastic flow is determined. It is found that the diameter ratio of the chambers and narrower channel in the CEC method, and also the inclination angle of connecting conical parts, can affect strongly the degree of strain non-uniformity. Comparison is made of distributions of equivalent strain after two passes of ECAP for two different routes and with two die profiles.