Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 14

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  dynamic deformation
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
The paper presents the results of an experimental study on adiabatic shear bands (ASB) in two grades of steel with three different microstructures. Samples were subjected to impact forces in order to obtain a targeted shear band. The process of deforming the samples was carried out with a bar impact rod moving at high speeds in the range of 1.4 m/s to 16.5 m/s was carried out. Microstructural studies of deformed samples were performer using the Electron Backscatter Diffraction (EBSD) method. The results of the experiments show that the ASB type depends on the initial microstructure of the material and the deformation speed. It has been shown that, depending on the type of microstructure, ASBs are characterized by a different mechanism of formation and show different character.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych adiabatycznych pasm ścinania (ASB) w dwóch gatunkach stali o trzech różnych mikrostrukturach. Próbki poddano działaniu sił udaru w celu uzyskania w materiale ukierunkowanych pasm ścinania. Przeprowadzono proces odkształcania próbek siłą udaru pręta poruszającego się z prędkością w zakresie od 1,4 m/s do 16,5 m/s. Badania mikrostruktury obszarów próbek poddanych odkształceniu wykonano metodą dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych (EBSD). Wyniki eksperymentów wykazały, że rodzaj ASB zależy od mikrostruktury początkowej materiału oraz prędkości odkształcenia. Wykazano iż w zależności od rodzaju mikrostruktury ASB charakteryzują się odmiennym mechanizmem powstawania i wykazują odmienny charakter.
EN
The paper contains results of investigation of nanostructured bainitic steel subjected to repeated high-strain-rate deformations using split Hopkinson pressure bar method and uniaxial compression of cylindrical specimens in Gleeble simulator. Steel of chemical composition Fe-0.58%C-1.80%Si-1.95%Mn-1.3Cr-0.7Mo (weight %), after isothermal heat treatment at 210°C, is characterized by following mechanical properties determined at static tensile test: yield strength YS0.2 = 1.3 GPa; ultimate tensile strength UTS = 2.05 GPa; total elongation E = 12%, hardness 610 HV and Charpy-V impact toughness 24 J at +20℃ and 14 J at -40℃. Stress-strain curves obtained for pre-stressed material before the next dynamic compression and after repeated compressions were analysed. Microstructure of the deformed specimens in areas of the dynamic impact was investigated. The effects of the dynamic repeated impact on changes in characteristics of the investigated material, in that on strain hardening mechanism, were established. Critical strains of 5.3% at strain rate 910 s-1 and about 10% at strain rate 50 s-1 for the nanostructured bainite were determined. Exceeding the critical strain under uniaxial repeated high-strain-rate compression, resulted in decreasing of ability of the steel for further plastic deformation and strain hardening.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań nanostrukturalnej stali bainitycznej poddanej wielokrotnym odkształceniom dynamicznym z zastosowaniem metody pręta Hopkinsona oraz próby ściskania jednoosiowego próbki walcowej w symulatorze Gleeble. Stal o składzie chemicznym Fe-0,58%C-1,80%Si-1,95%Mn1,3Cr-0,7Mo (% masowe) po wygrzewaniu izotermicznym w temperaturze 210°C charakteryzują następujące właściwości mechaniczne wyznaczone w statycznej próbie rozciągania: Rp0,2 = 1,3 GPa; Rm = 2,05 GPa; wydłużenie całkowite A = 12%, twardość 610 HV oraz udarność KV+20℃ = 24 J i KV-40℃ = 14 J. Analizie poddano krzywe naprężenie-odkształcenie uzyskane dla materiału wstępnie odkształconego przed kolejnym ściskaniem dynamicznym oraz po ściskaniu wielokrotnym. Próbki po odkształceniu poddano badaniom mikrostruktury w obszarach oddziaływania dynamicznego. Określono wpływ dynamicznych obciążeń wielokrotnych na zmiany charakterystyk badanego materiału, m.in. na mechanizm umocnienia odkształceniowego. Wyznaczono odkształcenie krytyczne dla stali nanostrukturalnej zależne od prędkości odkształcenia wynoszące 5,3% (910 s-1) oraz ok. 10% (50 s-1). Przekroczenie odkształcenia krytycznego w warunkach powtórnego jednoosiowego ściskania dynamicznego, skutkuje spadkiem zdolności stali do odkształcenia plastycznego i umocnienia odkształceniowego.
EN
The aim of the paper is to determine the correlation between mechanical properties determined in quasi-static tensile tests and dynamic compression tests, and resistance to perforation and cracking in firing tests of nanostructured bainitic steel sheets. The relationship between mechanical characteristics and ballistic resistance makes it possible to specify and optimise the production parameters of steel elements for armour and shields providing ballistic protection. As a result of the tests, the level of mechanical parameters and the type of microstructure, as well as the minimum thickness of the nanostructured bainitic steel sheet, ensuring compliance with the requirements of level 2 ballistic protection according to Stanag 4569, were determined.
PL
Przedmiotem artykułu jest ustalanie korelacji pomiędzy właściwościami mechanicznymi wyznaczonymi w quasistatycznych testach rozciągania i dynamicznych testach ściskania a odpornością na przebicie i na pękanie w testach ostrzałem blach ze stali nanostrukturalnej bainitycznej. Zależności pomiędzy charakterystykami mechanicznymi a wskaźnikami odporności balistycznej umożliwiają uściślenie i zoptymalizowanie parametrów wytwarzania elementów stalowych do zastosowań na pancerze i osłony przed ostrzałem. W wyniku badań ustalono poziom parametrów mechanicznych i rodzaj mikrostruktury oraz minimalną grubość blachy ze stali nanostrukturalnej bainitycznej, zapewniające spełnienie wymagań poziomu ochrony balistycznej 2 wg Stanag 4569.
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.
EN
Changes in the microstructure of nanostructured bainitic steel induced by quasi-static and dynamic deformation have been shown in the article. The method of deformation and strain rate have important impact on the microstructure changes especially due to strain localization. Microstructure of nanostructured steel Fe-0.6%C-1.9Mn-1.8Si-1.3Cr-0.7Mo consists of nanometer size carbide-free bainite laths and 20-30% volume fraction of retained austenite. Quasi-static and dynamic (strain rate up to 2×102 s-1) compression tests were realized using Gleeble simulator. Dynamic deformation at the strain rate up to 9×103 s-1 was realized by the Split Hopkinson Pressure Bar method (SHPB). Moreover high energy firing tests of plates made of the nanostructured bainitic steel were carried out to produce dynamically deformed material for investigation. Adiabatic shear bands were found as a result of localization of deformation in dynamic compression tests and in firing tests. Microstructure of the bands was examined and hardness changes in the vicinity of the bands were determined. The TEM examination of the ASBs showed the change from the internal shear band structure to the matrix structure to be gradual. This study clearly resolved that the interior (core) of the band has an extremely fine grained structure with grain diameter ranging from 100 nm to 200 nm. Martensitic twins were found within the grains. No austenite and carbide reflections were detected in the diffraction patterns taken from the core of the band. Hardness of the core of the ASBs for examined variants of isothermal heat treatment was higher about 300 HV referring to steel matrix hardness.
PL
Coraz częściej w przemyśle motoryzacyjnym wymaga się stosowania nowych materiałów o właściwościach przewyższających stosowane obecnie. Z tego powodu duże zainteresowanie wzbudzają stale z grupy Advanced High Strenght Steel (AHSS), a w tym średnio i wysokomanganowe z dodatkami Al i Si. Stale te w zależności od zawartości Mn i Al wykazują skłonność do odkształcenia w oparciu o szczególne mechanizmy zależne od wartość energii błędu ułożenia austenitu EBU. W przypadku stali mających swe zastosowanie na elementy pojazdów pochłaniające energię zderzenia doskonałe właściwości wykazują stale austenityczne umacniane wskutek mechanicznego bliźniakowania oraz stale dwufazowe austenityczno-ferrytyczne. W niniejszej publikacji przedstawiono wyniki badań wpływu odkształcania dynamicznego za pomocą młota spadowego na podatność do odkształcenia plastycznego wybranych gatunków stali wysokomanganowej. Przeprowadzono próby odkształcania z prędkością 7,67 m/s elementów w postaci podłużnicy samochodowej i dokonano analizy wpływu tego procesu na zmiany wymiarów i kształtu z uwzględnieniem oceny mikrostruktury w obszarze działania największych naprężeń ściskających i rozciągających.
EN
Increasingly in the automotive industry it requires the use of new materials with properties exceeding the materials used today. For this reason, they arouse great interest the steels from the group of Advanced High Strength Steel (AHSS), in the medium and high manganese with additions of Al and Si. These steels, depending on the contents of Mn and Al have a tendency to deform based on the specific deformation mechanisms depending on the value of the stacking fault energy. In the case of steels having their application to components vehicle energy-absorbing excellent properties show austenitic steels strengthened as a result of mechanical twinning and continuously two phase austenitic-ferritic. This publication presents the results of research on the impact of dynamic deformation using a drop hammer on the susceptibility to plastic deformation of selected species of high manganese steel. Tests were carried out with a strain speed of 7.5 m/s components in the form of car stringer and an analysis of the impact of this process on the changes in the dimensions and shape including an evaluation of the microstructure within the area of largest compressive and tensile stresses.
PL
Projektowanie samochodu musi uwzględniać zarówno aspekty materiałowe, jak i nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne zorientowane na poprawę bezpieczeństwa biernego samochodów. Wymaga to licznych testów własności mechanicznych i technologicznych przeprowadzanych przy różnej szybkości odkształcenia. Dobór materiału i postaci geometrycznej elementów konstrukcyjnych w strefie przedniej i bocznej decyduje o energochłonności pojazdu w przypadku kolizji. Zastosowanie wysokowytrzymałych stali AHSS na elementy struktury nośnej pozwala na jednoczesną redukcję masy samochodu, a także na zwiększenie bezpieczeństwa biernego.
EN
The design of a car must take into account both material aspects and modern constructional designs associated with the improvement of the car’s passive safety. It requires numerous tests of mechanical and technological properties performed at different strain rates. The selection of a material and geometrical shapes of constructional elements in frontal and side zones of a vehicle affects its crashworthiness during crash events. The application of high-strength AHSS steels for a car structure elements enables both to reduce a car’s weight and to improve the passive safety
EN
In this article, an attempt was made to determine the effect of dynamic load on the austempered ductile iron resistance obtained under different conditions of heat treatment. Tests were carried out on six types of cylindrical ductile iron samples austempered at 320, 370 and 400°C for 30 and 180 minutes. For each type of material, two samples were collected. As a next step in the investigations, the samples were subjected to a Taylor impact test. The samples after striking a non-deformable, rigid target were deformed on their front face. After Taylor test, a series of material tests was performed on these samples, noting a significant increase of hardness in the deformed part. This was particularly well visible in the ductile iron isothermally quenched at higher temperatures of 370 and 400°C. Inthezone of sample deformation, an increase in the content of ferromagnetic phase was also reported, thus indicating the occurrence of martensitic transformation in the microstructure containing mechanically unstable austenite. A significant amount of deformed graphite was also observed, which was a symptom of the deformation process taking place in samples. The ductile iron was characterized by high toughness and high resistance to the effect of dynamic loads, especially as regards the grade treated at a temperature of 370°C.
PL
W artykule podjęto próbę określenia wpływu obciążeń dynamicznych na odporność żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego otrzymanego w różnych warunkach obróbki cieplnej. Badania przeprowadzono dla 6 rodzajów próbek cylindrycznych wykonanych z żeliwa i poddanych hartowaniu izotermicznemu w temperaturze 320, 370 i 400°C w czasie 30 i 180 minut. Dla każdego rodzaju materiału pobrano po dwie próbki, a następnie poddano je uderzeniowemu testowi Taylor'a. Próbki te, po uderzeniu w nieodkształcalną, sztywną płytę zostały czołowo zdeformowane. Wykonano szereg badań materiałowych, stwierdzając znaczne zwiększenie twardości w części odkształconej materiału. Dotyczyło to zwłaszcza żeliwa hartowanego izotermicznie w temperaturach: 370 i 400°C. Wyznaczono również przyrost fazy ferromagnetycznej w strefie odkształconej próbki, co może świadczyć o zachodzeniu przemiany martenzytycznej w mikrostrukturze zawierającej niestabilny mechanicznie austenit. Stwierdzono również obecność znacznej ilości zdeformowanego grafitu, który był wyznacznikiem zachodzenia procesu deformacji próbek. Stwierdzono dużą plastyczność żeliwa oraz jego wysoką odporność na dynamiczne obciążenia, zwłaszcza dla gatunków hartowanych izotermicznie w temperaturze 370°C.
PL
W artykule podjęto próbę porównania odporności na dynamiczne obciążenia żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego i stali S215. Próbki poddano badaniom z zastosowaniem metodyki testu Taylora przy różnych prędkościach odkształcenia, w celu określenia charakterystycznych cech materiałowych (rys. 1). Stwierdzono znaczny wzrost twardości w obszarach silnie zdeformowanych oraz zmiany w mikrostrukturze wskazujące na umocnienie materiału. Określono, iż badane właściwości są porównywalne w stali i w żeliwie po obróbce cieplnej na podstawie oceny dynamicznej granicy plastyczności oraz współczynnika umocnienia. Wyniki badań obu materiałów mogą służyć do oceny ich przydatności do produkcji części urządzeń eksploatowanych w ekstremalnych warunkach obciążenia.
EN
The article attempts to compare the resistance of austempered ductile cast iron and S215 steel to dynamic loads. The samples were subject to research using the Taylor test methodology at different speeds of deformation, in order to determine the characteristics of the material (Fig. 1). There was a significant increase in hardness in the highly deformed areas, and changes in the microstructure indicating the strengthening of the material. It was determined that the studied properties are comparable in steel and in iron after heat treatment on the basis of assessment of dynamic yield limit and the strengthening coefficient. The results of both materials may be used to assess their suitability for the production of equipment operating under extreme load conditions.
PL
W artykule przedstawiono fragment terenowych badań odkształceń gazociągu eksploatowanego na terenach górniczych. Sformułowano cel przeprowadzonych badań i zamieszczono charakterystykę techniczną badanego obiektu. Sprecyzowano założenia badawcze oraz scharakteryzowano zaprojektowane stanowisko i zastosowany system pomiarowy. Zbudowane tory pomiarowe zilustrowano na załączonym schemacie stanowiska badawczego. Badany gazociąg poddano statycznemu naciągowi stabilizowanemu o wartościach od 0 do 13 T, z udziałem generowanych impulsów dynamicznych. Zamieszczono przykładowe wyniki z kolejnych prób i podjęto próbę ich interpretacji. Ze względu na niestacjonarny charakter zarejestrowanych sygnałów odkształceń i przyśpieszeń drgań wyznaczono widma częstotliwościowe za pomocą krótkoczasowej transformaty Fouriera STFT, wykorzystując w tym celu oprogramowanie Matlab.
EN
A part of the field investigation of a gas pipelines situated in mining exploitation area are presented in the paper. The objectives of tests have been formulated together with technological characteristics of the object. Test assumptions were defined and the test stand with measurement system were described. Measurement lines are illustrated in enclosed scheme of the test stand. The gas pipeline in tests have been statically tensioned with stabilised values in the range from 0 to 13T with partial action of dynamic pulses. The exemplary results of subsequent tests were included and an effort to interpret these results was undertaken. Owing to nonstationary course of recorded deformation and acceleration signals, the frequency spectrum was determined with the use of Short-Time Fourier Transform STFT with application of Matlab programme.
EN
The article presents effect of investigations on microstructure changes in austempered ductile iron under the effect of dynamic surface deformation. Mechanical properties research covered the heat treated ductile iron characterised by a tensile strength of 1049 MPa and elongation of 16% with high austcnite content in microstructure. The task to be performed consisted in FEM simulation of the deformation effect, using a steel ball pressed dynamically into the examined material with experimental verification of the obtained results. The ADI microstructure was examined by LM, SEM and magnetic measurement technique. The kinetics of the deformation-induced transformations was also analysed.
PL
W artykule przedstawiono analizę przemian mikrostruktury pod wpływem dynamicznego odkształcenia powierzchni żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego. Badaniom poddano żeliwo o wytrzymałości na rozciąganie 1049 MPa i wydłużeniu 16 % ze znaczną zawartością austenitu w mikrostrukturze. Założone prace obejmowały przeprowadzenie symulacji FEM odkształcenia żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego pod kulką olO mm wciskaną dynamicznie w materiał oraz wykonaniu weryfikacji doświadczalnej badanego stanu. Oceniono mikrostrukturę za pomocą mikroskopii świetlnej i elektronowej, metod magnetycznych oraz kinetykę jej przemian pod wpływem oddziaływania odkształcenia. Stwierdzono obecność austenitu metastabilnego oraz zachodzenie przemiany martenzytycznej odkształceniowej.
PL
Głównym celem pracy była analiza porównawcza mikrostruktury stali na korpusy tworzącej się podczas procesów odkształcania dynamicznego oraz podczas zgniatania obrotowego na zimno. Dodatkowym celem pracy było określenie możliwości zastosowania nowego gatunku stali na korpusy HE (high explosive), które będą spełniały standardy NATO. Wyniki badań uzyskanych w ramach niniejszej pracy zostały wykorzystane do projektowania konstrukcji korpusów i procesów zgniatania obrotowego stali 15HGMV oraz stali maraging.
EN
The main purpose of the paper was to carry out the comparative analysis of the microstructure of steel for shells, which forms during the dynamical deformation and cold flow forming processes. The additional purpose was to determine the possibilities of using the new grade of steel for HE (high explosive) shells to meet NATO standards. The investigation results obtained as a part of this paper were used to design shell constructions and flow forming processes for 15HGMV steel and maraging steel.
EN
The results of experimental investigation concerning the properties of copper and its sinters at different conditions of quasistatic and dynamic deformation (d[epsilon]/dt = 10^-3 : 10^4 s^-1) are presented. Dynamical examination was carried out by the annular method (expanding ring test), using the X-ray impulse technique. As it is known, the ductility of the bulk M1E copper at the static loading is higher than the ductility of sintered copper. It seems that at the explosive loading, these dependences are inverse, i.e. the dynamic ductility of the bulk M1E copper is lower than the dynamic ductility of the sintered copper. This fact has been established in the present paper.
EN
Experimental procedures facilitating determination of the Poisson ratio (nu) in polymer composite are described. Cylindrical specimens of plasto-elastic nature were axially stress loaded and the resulting linear deformation measured. The principle of the method proposed is based on both the Young and bulk modulus measurements. The dependence of the Poisson ratio on temperature was also investigated using DMTA. Experimental results are discussed in terms of engineering usefulness of the studied composites. Stress relaxation and creep of the materials are considered. Elasticity of the samples makes the Poisson ratio dependent on the load applied. The higher the load the lower the Poisson ratio. The influence of temperature is more complex and depends on the actual physical state of material. Determination of the Poisson ratio with DMTA is not possible in the temperature range containing polymer relaxation. Value 'nu' sharply decreases with the increase of temperature. The higher the frequency of dynamic deformations the higher the Poisson ratio.
PL
W artykule opisano procedury eksperymentalne, służące do oznaczania współczynnika Poissona (ni) kompozytów polimerowych. Cylindryczne próbki materiału o elastoplastycznym charakterze obciążono siłą osiową, dokonując pomiaru ich liniowego odkształcenia. Zasada proponowanej metody opiera się na pomiarach modułu Younga i modułu objętościowego. W drugiej części pracy przedstawiono wyniki badań nad wpływem temperatury na wartość współczynnika Poissona, prowadzonych przy użyciu DMTA. Uzyskane wyniki są dyskutowane z punktu widzenia zastosowania badanych kompozytów polimerowych jako materiałów konstrukcyjnych. Brane są pod uwagę zdolność do relaksacji naprężeń i podatność na pełzanie badanych polimerów. Elastyczność próbek powoduje, że współczynnik Poissona wyznaczony dla badanych materiałów zależy od zastosowanego obciążenia. Wzrost obciążenia osiowego powoduje obniżenie wartości współczynnika Poissona. Wpływ temperatury jest bardziej złożony i zależy od aktualnego stanu fizycznego polimeru. Oznaczenie współczynnika Poissona za pomocą DMTA nie jest możliwe w zakresie temperatur zawierającym przejście relaksacyjne w polimerze. Wartość 'ni' spada gwałtownie wraz ze wzrostem temperatury. Współczynnik Poissona rośnie wraz ze wzrostem częstotliwości deformacji dynamicznych.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.