Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

FEM simulation of Ductility Minimum Temperature (DMT) phenomenon in CuNi25 alloy

Sakiewicz P., Nowosielski R., Babilas R., Gąsiorek D., Pawlak M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 61, nr 2

274--280

EN

Purpose: The aim of this paper was to check by three dimensional Finite Element Method simulations the possibility of existence the non-uniform deformation hypothesis as a cause of Ductility Minimum Temperature phenomenon (DMT) in CuNi25 alloy. The necessary information and mechanical properties have been collected during elevated temperature tensile tests and other research and analysis of microstructure changes in material after deformation at the range of DMT existence. Experimental results were compared with three dimensional finite element method (FEM) simulation. Design/methodology/approach: Numerous techniques were used to characterize properties of material: high temperature tensile tests, finite element method, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy. Findings: During the experimental studies the course of elongation curves has been determined. The stress in material after deformation at elevated temperature was analysed by FEM simulation. It has been confirmed the possibility of existence the inhomogeneous deformation hypothesis as a cause of DMT phenomenon. Practical implications: Understanding of material properties during high temperature deformation leads to selection of the appropriate production parameters and reductions of cost, helps to avoid destruction of material during production or operating. FEM simulations can help to reduce the costs of multiple destructive tests to determine material properties. Originality/value: FEM simulation and investigations of this CuNi25 alloy complete knowledge about mechanical properties of this material and help us develop correct parameters for more effective technologies for material production and exploitation.

2

Zjawisko temperatury minimalnej plastyczności w stopach CuZn4 oraz CuNi25

Nowosielski R., Sakiewicz P., Gramatyka P.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2005

|

R. 50, nr 5

252-258

PL

Szereg badań przeprowadzanych od wielu dziesięcioleci na wielu metalach i stopach w wielu ośrodkach badawczych na całym świecie nie dał jednoznacznej odpowiedzi na pytanie o przyczynę zjawiska spadku plastyczności metali podczas przeróbki plastycznej w zakresie 0,3÷0,6 Th, znanego m.in. jako efekt temperatury minimum plastyczności (TMP). Badania nad wpływem heterogenicznych czynników na skalę tego zjawiska stały się jednym z kierunków prac prowadzonych na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Śląskiej. Szeroki zakres dokonanych oraz wciąż realizowanych badań, m.in. nad stopami miedzi; R. Nowosielski - mosiądze, P. Sakiewicz - miedzionikiel, W. Ozgowicz - brązy cynowe, a także badania nad stalami R. Oleksiak, ma na celu określenie wpływu różnych czynników na zakres i poziom efektu TMP. W niniejszym artykule autorzy ze względu na obszerność przeprowadzonych prac przedstawili tylko wybrane aspekty badań przeprowadzonych na mosiądzu oraz miedzioniklu.

EN

The phenomena of ductility minimum temperature (DMT), is one of the unexplained features of metals and their alloys, observed as the effect of middle temperature ductility decrease during high-temperature plastic deformation in the range of 0,3÷0,6Tm. Effect of Ductility Minimum Temperature is a common attribute of many polycrystal metals and alloys, for example copper and its alloys. This paper contain analyses of the Ductility Minimum Temperature effect in CuNi25 and CuZn4 alloys. On the basis of high temperature ductility tests in CuZn4 and CuNi25 sample has been found a relation between microstructure, grain size and effect of ductility minimum temperature (DMT). The non-homogeneous character of chemical composition concentrating in areas of grain joints and cracks at high temperature has been investigated by linear and point Cu and Ni analysis (EDS). This fact can be accepted as one of the reasons of non-homogeneous deformation and its location at DMT. The deformation in temperatures approximating to beginning of thermal activated processes provoke superimpose of many "inhomogeneities" causes local changes of physical and chemical material properties. It can be make an assumption that in micro scale we have to deal with two materials with different properties and the process of deformation locates in small space on theirs joints. The stress level increasing and provoke cracking between "hard" and "soft" places. The critical levels of stress concentration in whole volume of sample cause decrease of ductility and destruction of material.

3

Wpływ mikrostruktury miedzioniklu CuNi25 na zakres efektu temperatury minimalnej plastyczności (TMP)

Nowosielski R., Sakiewicz P., Gramatyka P.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2005

|

R. 50, nr 1

16-20

PL

Na podstawie przeprowadzonych wysokotemperaturowych prób rozciągania stwierdzono wpływ mikrostruktury, wielkości i kształtu ziarna na plastyczność oraz zakres występowania wysokotemperaturowe- go minimum plastyczności w stopie CuNi25. Badania metalograficzne potwierdziły dane literaturowe stwierdzające, że pękanie w zakresie temperatury minimalnej plastyczności (TMP), przebiega po granicach ziaren oraz najczęściej zarodkuje w obszarze łączenia się granic trzech ziaren oraz przecięcia bliźniaków z granicą ziarna. Analiza składu chemicznego w obszarach granic ziaren i pęknięć wykazuje lokalnie powstawanie obszarów nierównowagowych o zmiennym podwyższonym lub obniżonym, w stosunku do średniej, stężeniu Cu i Ni. Fakt ten może być przyjęty jako jedna z przyczyn pękania materiałów, w zakresie efektu TMP, i potwierdzenie mechanizmów niejednorodnego odkształcenia oraz jego lokalizacji.

EN

On the grounds of the ductility test at elevated temperature was found that exist relation between microstructure, shape and size of grain and effect of ductility minimum temperaturę (DMT), in single-phase cupronickel CuNi25 alloy. Metallographic research confirmed literature studies that cracks nucleate at points of meeting two or three boundaries of grains and cross-cut of twins with border of grain. The non-uniform of chemical composition concentrating in areas of grain boundaries and cracks at elevated temperature was investigated by linear and point Cu and Ni analysis (EDS). This analysis shows that locally areas of not equilibrium formation and concentrates at this places. This fact can be accepted as one of the reason of cracking and non-homogeneous deformation and its location at DMT.