Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Plasticity of nickel-based superalloy 625 at elevated temperature

Ziaja W., Motyka M., Poręba M.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2017

|

Vol. 41, nr 4

41--49

EN

Structural elements made of nickel-based superalloys are often plastically formed at elevated temperature (e.g. by stamping) so detailed characterization of their deformation behaviour is crucial. Some alloys exhibit unstable plastic flow at elevated temperature characterized by serrated yielding, known as Portevin-Le Chatelier (PLC) effect. This phenomenon is usually attributed to dynamic strain ageing (DSA). The PLC effect is observed in many nickel-based superalloys within a certain range of deformation temperature and strain rate. The aim of presented research was to investigate deformation behaviour of 625 nickel-based superalloy in tensile tests in the temperature range of 200-1100ºC and for strain rates of 5·10 to the –4 and 5·10 to the –2 s to the –1. The effect of temperature and strain rate on the mechanical properties of the 625 alloy and character of serrations on the stress-strain curves was analysed. Strain rate sensitivity parameter dependence on deformation temperature was determined.

PL

Elementy konstrukcji z nadstopów niklu wytwarzane są często w procesach przeróbki plastycznej blach w temperaturze podwyższonej. Konieczność opracowania szczegółowej charakterystyki odkształcania plastycznego materiałów kształtowanych blach. Niektóre stopy, w tym nadstopy na osnowie niklu, cechują się niestabilnością płynięcia plastycznego podczas odkształcania w temperaturze podwyższonej. Spowodowana jest dynamicznym starzeniem odkształceniowym. Przejawia się cyklicznymi zmianami naprężenia na krzywej rozciągania (tzw. „ząbkowaniem”) – efekt Portevina-Le Chateliera (PLC). Efekt PLC stwierdzono w wielu gatunkach nadstopów niklu, w określonym zakresie temperatury i prędkości odkształcania. W pracy prowadzono ocenę procesu odkształcania plastycznego nadstopu niklu 625 w próbie statycznej rozciągania w zakresie temperatury 200-1100ºC, z prędkością odkształcania – 5·10 do –4 i 5·10 do –2 s do –1. W prowadzonej analizie wyników ustalono wpływ warunków odkształcania plastycznego stopu 625 na charakter zjawiska „ząbkowania” oraz właściwości mechaniczne. Określono również zależność współczynnika czułości naprężenia płynięcia plastycznego na prędkość odkształcania od temperatury odkształcania.

2

Metoda emisji akustycznej w badaniach plastyczności metali, stopów i kompozytów

Pawełek A.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2014

|

R. 19, nr 3

6--15

3

The Portevin –Le Chatelier Effect and Acoustic Emission of Plastic Deformation CuZn30 Monocrystals

Ozgowicz W., Grzegorczyk B., Pawełek A., Piątkowski A., Ranachowski Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

183--188

EN

The paper presents the investigation of the relation between the acoustic emission (AE) and instability of plastic deformation type Portevin-Le Chatelier (PLC) of single-phase brass CuZn30 monocrystals with crystallographical orientation [13 9]. The monocrystals have been investigated applying the method of free compression at a constant strain rate and the temperature within the range from 200°C to 400°C, simultaneously recording PLC phenomenon by means of acoustic emission. During hot axial compression tests the correlation between work-hardening curves σ - ε, which display PLC effect and characteristic of acoustic emission signals has been found. Moreover, it was proved that in the range of the PLC effect, the acoustic signal is an impulse a character of cyclic repeatability, distinctly correlated qualitatively with the stress oscillations on the curves σ - ε. The analysis of the obtained results leads to the conclusion that in the tested monocrystals the effect PLC is probably controlled by complex processes similar to the phenomenon of dynamic strain ageing (DSA), which are described by diffusion models.

PL

Streszczenie W pracy badano zależność między emisją akustyczną (EA), a niestabilnością odkształcenia plastycznego typu Portevin Le Chatelier monokryształów jednofazowego mosiądzu CuZn30 o orientacji krystalograficznej [13 9]. Monokryształy poddano próbie swobodnego ściskania przy stałej prędkości odkształcenia w zakresie temperatury od 200°C do 400°C stosując jednocześnie pomiar emisji akustycznej. Określono zależność pomiędzy przebiegiem krzywych umocnienia σ - ε wykazujących efekt PLC. a charakterystyką sygnałów emisji akustycznej generowanych w badanej próbie ściskania jednoosiowego. Stwierdzono, że w zakresie występowania efektu PLC podczas próby ściskania, sygnał EA ma charakter impulsu cyklicznego, wyraźnie skorelowany jakościowo z oscylacjami naprężeń na krzywych σ - ε. Analiza uzyskanych wyników pozwala przypuszczać, że w badanych monokryształach efekt PLC jest kontrolowany prawdopodobnie przez złożone procesy podobne do zjawisk starzenia dynamicznego po zgniocie (DSA), które są opisane modelami dyfuzyjnymi.

4

Investigation of the Portevin-Le Chatelier effect by the acoustic emission

Grzegorczyk B., Ozgowicz W., Kalinowska-Ozgowicz E., Kowalski A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 60, nr 1

7--14

EN

Purpose: The aim of this paper is to determine the relation existing between the behaviour of the signals of acoustic emissions generated in the course of plastic deformation at elevated temperature, and the shape of the work-hardening curves σ-ε and the Portevin - Le Chatelier effect. Design/methodology/approach: Single crystal was investigated applying the method of free compression at a constant strain rate and a temperature within the range from 20°C to 400°C at a strain rate of 10-5 sec-1to 10-1 sec-1, simultaneously recording this phenomenon by means of acoustic emission. Findings: The analysis of the results of these investigations permitted to prove considerable relations between the work-hardening curve σ-ε displaying the PLC effect and the characteristics of the signals of the acoustic emission generated in the uniaxial compression. Practical implications: The AE method applied in the process of plastic deformation of single crystals of the alloy CuZn30 displays also a dependence of the activity of acoustic emissions on the stage of strain-hardening of the investigated alloy. Originality/value: In the range of the occurrence of the PLC effect during the compression test of the investigated single crystals the signal AE displays a cyclic character, distinctly correlated qualitatively with the oscillations of stresses on the curve σ-ε.

5

The Effects of Temperature on the Strength Properties of Aluminium Alloy 2024-T3

Lipski A., Mroziński S.

Acta Mechanica et Automatica

|

2012

|

Vol. 6, no. 3

62-66

EN

This paper presents results of monotonous tensile tests of 0.16” thick samples made of non-clad plates of aluminium alloy for aircraft purposes 2024-T3. Tests were performed for samples cut out from a sheet plate in two different directions: in the parallel and perpendicular direction to sheet plate rolling direction, for eight different temperature values from the range 25°C – 200°C. The tests were performed using the hydraulic-drive testing machine INSTRON 8502 equipped with thermal chamber. The analysis of results included changes of basic strength-related parameters depending on temperature. It was also observed that the intensity of Portevin-Le Châtelier [PLC) effect depends on the temperature.

6

Acoustic emission studies of the Portevin-Le Chatelier effect in Al-Mg-Mn (5182) alloy

Zdunek J., Płowiec J., Spychalski W., Mizera J., Kurzydłowski K. J.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 6

889-894

EN

The aim of the paper was to quantitatively describe the instabilities during plastic deformation, known as the Portevin-Le Chatelier (PLC) effect, in the cold-rolled Al alloy 5182 (Al-4.5Mg-0.7Mn). Acoustic emission (AE) was used combined with signal analysis of the serrations on the stress-strain curves. Tensile tests to fracture were undertaken on a total of 20 specimens (5 for each cross-section shape) at room temperature with an initial strain rate of 6.9×10-4 s-1. The serrations on the stress-strain curves were quantified using a methodology of signal analysis. AE signals appear as discrete peaks formed by overlapping pulses of moderate amplitude and duration. By comparing the AE signals to the drops in stress, it can be concluded that emission is particularly strong during the increase of stress. In making comparison between the stress oscillations and AE peaks, it should be pointed out that AE, at the resolution adopted here, consists of a series of events occurring with frequencies an order of magnitude higher. It can be also noticed, that the AE signals in the case of "flat" specimens are of a much shorter time and narrower frequency, compared to those for square section test pieces. The results obtained are discussed in terms of the mechanics of PLC and PLC dependence on the geometry of the test pieces.

PL

Celem pracy był ilościowy opis niestabilności odkształcenia plastycznego Portevin-Le Chatelier (PLC) w przemysłowym stopie aluminium 5182 (Al-4,5Mg-0,7Mn) za pomocą parametrów otrzymywanych w metodzie emisji akustycznej. Materiał do badań - walcowane na zimno blachy z badanego stopu - poddano próbie jednoosiowego rozciągania w temperaturze pokojowej ze stałą prędkością początkową, z jednoczesną rejestracją sygnałów emisji akustycznej (AE). Badane próbki dodatkowo różniły się geometrią, tzn. przy stałym polu przekroju charakteryzowały się różnym obwodem. W ten sposób uzyskano próbki o przekroju okrągłym, kwadratowym oraz prostokątnym. Po nałożeniu na krzywe rozciągania sygnałów akustycznych zauważono, że zarówno spadkom, jak i wzrostom naprężenia występującym w czasie oscylacji towarzyszy zwiększona aktywność emisji akustycznej, jednakże w przypadku wzrostu naprężenia sygnały te są silniejsze. Dla wszystkich badanych przypadków określono takie parametry emisji akustycznej, jak: czas narastania sygnału trwania sygnału RTAE, czas trwania DTAE, liczbę zliczeń na sygnał CNTSAE oraz średnią wartość energii sygnału. Zauważono, że różna geometria badanych próbek powoduje różnice w rejestrowanych sygnałach i dla próbek prostokątnych (płaskich) występują krótsze sygnały o mniejszej częstotliwości w porównaniu z próbkami o przekroju na przykład kwadratowym. Rezultatem badań była analiza wpływu geometrii odkształcanych próbek na efekt PLC oraz rejestrowane sygnały AE.

7

Anisotropy of Portevin-Le Chatelier effect in Al-Mg-Mn sheet alloy described by acoustic emission

Zdunek J., Płowiec J., Mizera J., Spychalski W. L., Kurzydłowski K. J.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

577-578

EN

The present work is concerned with the anisotropy of the instability of the plastic deformation - Portevin-Le Chatelier (PLC) effect in Al-4.5Mg-0.4Mn (commercial 5182) alloy, during the tensile test at room temperature. This feature of a material should be concerned even from the design point of view because influences behaviour of the material during the formation, e.g. during deep drawing. Such an effect produce decreasing of the ductility of materials but also results in relief appearing on the surface of formed elements. Moreover, this effects is expected to be anisotropic [1] and to prove it, samples of cold rolled sheet of aluminium 5182 alloy were cut along the rolling direction (RD), transverse direction (TD) and at 45° between RD and TD and subjected to tensile at room temperature. Acoustic emission signals were collected during the tensile procedure using multichannel Vallen AMSY 5 system. An analysis of this effect lead to the conclusion that the effects of the microstructure on the plastic deformation instability depend not only on the crystallographic but also on the morphological texture and the PLC effect is anisotropic.

PL

Praca dotyczy anizotropii niestabilności odkształcenia plastycznego - efektu Portevin-Le Chatelier (PLC) w przemysłowym stopie Al-Mg-Mn (5182). Efekt ten badano podczas próby jednoosiowego rozciągania w temperaturze pokojowej. Zjawisko to wpływa na zachowanie materiału podczas jego formowania, np. w czasie głębokiego tłoczenia. Ponadto niestabilność odkształcenia plastycznego powoduje m.in. obniżenie ciągliwości materiału oraz prowadzi do powstawania nieestetycznego reliefu na powierzchni odkształcanego elementu. Należy się spodziewać, że efekt ten odznacza się anizotropią [1], a potwierdzeniem mogą być wyniki rozciągania próbek wyciętych z walcowanej na zimno blachy ze stopu 5182. Próbki do rozciągania wycięto w trzech kierunkach: w kierunku walcowania (KW), prostopadle do kierunku walcowania (KP) oraz 45° pomiędzy KW a KP. W czasie próby rejestrowano sygnały emisji akustycznej, wykorzystując wielokanałowy system Vallen AMSY 5. Analizując efekt PLC można stwierdzić, że na efekt ten duży wpływ ma mikrostruktura materiału nie tylko ze względu na występującą teksturę krystaliczną, ale również morfologiczną, co prowadzi do anizotropii zjawiska.

8

Acoustic emission and the Portevin - Le Châtelier effect in Tensile tested Al alloys before and after processing by accumulative roll-bonding (ARB) technique

Pawełek A., Kuśnierz J., Jasieński Z., Ranachowski Z., Bogucka J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 1

83-88

EN

The paper presents the investigations of the relation between the acoustic emission (AE) descriptors and the Portevin-Le Châtelier (PL) phenomena occurring in tensile tested two kinds of aluminium alloys: non-predeformed and predeformed earlier using the technique of accumulative rolling bonding (ARB). There have been found some correlations between AE and PL effects in non-predeformed alloys. The tensile tests for ARB predeformed alloys were performed on a series of samples of various degree of work hardening and it has been observed that the correlations between the AE and PL effects are not so pronounced as in the case of ARB not-predeformed alloys. It can also be mentioned that material processing using ARB causes circa two fold loss of AE event intensity in tested samples. The results of AE measurements are obtained using a new software which allowed additionally to carry out the spectral analysis of AE signals of low energy. This way the acoustic maps (acoustograms) and the spectral characteristics are determined which might be useful in the discussion of the relations between the non-homogeneous strain mechanisms of the PL effect and the mechanisms of AE events generation. The results are discussed in the context of the existing dislocation models of the PL effect and the theoretical concepts of AE sources.

PL

Artykuł prezentuje relacje pomiędzy deskryptorami emisji akustycznej (EA) i efektem Portevin-Le Châtelier (PL) w stopach aluminium typu PA2 przed i po obróbce metodą ARB (Accumulative Roll-Bonding). W próbkach przed obróbką metodą ARB zaobserwowano korelacje pomiędzy zmianami gęstości zdarzeń w sygnale EA a efektem PL charakteryzującym się nierównomiernym przebiegiem krzywej naprężenie-odkształcenie. Próby rozciągania przed i po obróbce metodą ARB wykazały, że w tym ostatnim przypadku związek pomiędzy aktywnością sygnałów EA i efektem ARB jest słabszy. Prezentowane wyniki sugerują że obróbka próbek metodą ARB skutkuje około dwukrotnymąspadkiem gęstości zliczeń EA w badanym materiale. Do analizy zarejestrowanego sygnału EA zastosowano nowe oprogramowanie które umożliwiło wygenerowanie map akustycznych (akustogramów) i charakterystyk częstotliwosciowych rejestrowanych sygnałów o niskiej energii, co może byc przydatne w badaniu relacji pomiędzy mechanizmami niejednorodnego odkształcenia związanego z efektem PL, a generowanymi sygnałami EA. Otrzymane wyniki zostały omówione w kontekście współczesnych dyslokacyjnych opisów efektu PL i modeli teoretycznych zródeł EA.

9

The influence of the temperature of plastic deformation on the structure and mechanical properties of copper alloys CuCo2Be and CuCo1Ni1Be

Ozgowicz W., Grzegorczyk B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2009

|

Vol. 39, nr 1

5-12

EN

Purpose: The aim of the paper is to determine the influence of temperature of plastic deformation on the structure and mechanical properties of copper alloy of the CuCo2Be and CuCo1Ni1Be during a tensile test applied on electrodes to welders. Design/methodology/approach: The tensile test of the investigated copper alloys was realized in the temperature range of 20-800°C with a strain rate of 1.2⋅10-3s-1 on the universal testing machine. Metallographic observations of the structure were carried out on a light microscope and the fractographic investigation of fracture on an electron scanning microscope. Findings: The mechanical properties of alloys as well as the range of occurrence of the Portevin - Le Chatelier (PLC) phenomenon was determined on the basis of F-ΔL curves formed by tensile tests; however the character of fracture during the break of the samples was defined on the basis of fractographic investigations. Research limitations/implications: Practical implications: In result of tensile tests of copper alloys it has been found that the PLC effect occurs in both alloys in the temperature range of 150-350°C. However, the ductility minimum temperature of the alloys equals about 500°C. At the temperature of stretching of about 450°C the investigated copper alloys show maximum strength values. Originality/value: The type of "teething" on the load - displacement curves was defined, according to the classification received in literature. The dependence εkr = f(t) was marked too.

10

The influence of the temperature of tensile test on the structure and plastic properties of copper alloy type CuCr1Zr

Ozgowicz W., Kalinowska-Ozgowicz E., Grzegorczyk B.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2008

|

Vol. 29, nr 2

143-146

EN

Purpose: The purpose of this paper is to determine the influence of temperature of plastic deformation on the structure and mechanical properties of copper alloy of the type CuCr1Zr during a tensile test. Design/methodology/approach: The tensile test of the investigated alloy was realized in the temperature range of 20 ÷ 700° C with strain rate of 1.2 • 10 -3 s -1. Metallographic observations of the structure were carried out on a light microscope and the fractographic investigation of fracture on an electron scanning microscope. Findings: The mechanical properties of alloy as well as the range of occurrence of the Portevin - Le Chatelier phenomenon was determined on the basis of σ - ε curves formed by tensile tests; however the character of fracture during the break of the samples was defined on the basis of fractographic investigations. Practical implications: In result of tensile tests of copper alloy it has been found that the PLC effect occurs in temperature range of 250÷400 ° C. However, the ductility minimum temperature of the alloy equals about 550° C. Originality/value: A correlation of temperature of PLC effect was achieved with a qualitative description of the type of "teething" on the σ - ε curves, compatible with the classification quoted in literature.

11

The influence of the chemical composition and temperature of plastic deformation on the PLC effect in tin bronzes

Ozgowicz W., Opeldus B.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 17, nr 1-2

129--132

EN

Purpose: The aim of the present paper is the determination of the effect of the chemical composition and temperature of deformation of standardized tin bronzes and bronze modified with zirconium on the Portevin-Le Chatelier (PLC) phenomenon, mainly basing on the shape of stress-strain curves within the temperature range of 100÷300°C and observations of their structure. The reasons of the occurrence of such en effect are so far no fully known and explained and the opinions concerning is physical basis vary. Design/methodology/approach: Of essential design in this research is determination of the dependence of PLC effect on the chemical composition, temperature and strain rate and the preliminary heat treatment and grain size. The main method used in this investigation is tensile test at elevated temperature. Findings: The main conclusions are following: the PLC effect on tin bronzes with a miero-addition of zirconium in an amount of 0.01÷0.05% depends the temperature of deformation in the tensile test in the range of 100÷300°C and the chemical composition of the alloys; the type of serration revealed on the δ–ε curve depend mainly on the temperature of deformation and can be differ during the respective stages of the analyzed curves. Practical implications: In this paper implications for practice are not taken into consideration. Originality/value: In this paper an additive type of serration observed on the curves δ–ε, denoted by the symbol D, is new.

12

A quantitative analysis of the Portevin-Le Chatelier effect: influence of the material surface

Garbacz H., Lewandowska M., Mizera J., Kurzydłowski K.J.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

579-582

EN

The present work describes the influence of the sample surface, in particular the sample geometry and the surface roughness on the PLC effect. The plastic deformation instability was described using a quantitative analysis of the serrations observed on the tensile or compression stress-strain curves. The correlation between the characteristics of the serration and the coefficient Sv (ratio of the surface to the volume) was analysed using the data for Al-Mg alloy. The PLC effect in the samples with different surface treatment (polished and unpolished) was also investigated. The materials used in this study were ternary and industrial Al-Li alloys. The results indicate that the flow stresses higher in the unpolished samples as are well as the amplitude of serrations. The influence of the intermetallics coating (Ni-Al) on the PLC effect in Inconel 600 was examined. The coating decreases the strength of the nickel alloy and decreases the intensity of the PLC effect.

PL

W pracy badano wpływ powierzchni próbek, w szczególności ich geometrii i chropowatości oraz obróbki powierzchniowej na efekt PLC. Dokonano ilościowego opisu niestabilności odkształcenia w oparciu o analizę oscylacji obserwowanych na krzywych naprężenie-odkształcenie uzyskanych w próbach ściskania lub rozciągania. Dla stopów Al-Mg stwierdzono zależność między intensywnością oscylacji a parametrem Sv, wyrażającym stosunek powierzchni do objętości próbek. Analizowano również efekt PLC w próbkach różniących się rozwinięciem powierzchni (polerowanych i niepolerowanych). Materiałem użytym do badań były modelowy i przemysłowy stopy Al-Li. Otrzymane wyniki wskazują, że naprężenia uplastyczniające, podobnie jak amplituda oscylacji są większe dla próbek niepolerowanych. Badania zjawiska PLC prowadzono także na próbkach ze stopu Inconel 600 z warstwą i bez warstwy międzymetalicznej (NiAl). Obecność warstwy zmniejsza nieco wytrzymałość stopu niklu, jak również zmniejsza intensywność efektu P-LC.

13

On a quantitative description of Portevin-Le Chatelier effect by means of the wavelet analysis

Spychalski W.L., Mizera J., Kurzydłowski K.J.

Archiwum Nauki o Materiałach

|

2003

|

T. 24, nr 2

101-111

EN

The anisotropy of the PLC effect in the Al-Li-Cu-Zr alloy is reported. A new method for the quantification of the observed differences is proposed. In view of results obtained in the present work it is concluded that the contribution of the high frequency oscillations increases with increasing thickness reduction, and increase the differences in the oscillation frequencies between the samples cut at various angles with respect to the rolling direction. The wavelet analysis permits describing more completely the periodic phenomena that in addition vary in time. The Fourier analysis did not reveal that at lower pre-straining, the high-frequency oscillations occured locally.

PL

Analizie poddano anizotropię zjawiska PLC w stopie Al-Li-Cu-Zr. Zaproponowano nową metodę opisu obserwowanych różnic. Otrzymane wyniki pozwalają stwierdzić, że udział oscylacji o wysokiej częstotliwości wzrasta wraz ze spadkiem grubości blachy oraz ujawnić różnice w częstotliwości oscylacji w próbkach rozciąganych pomiędzy jej kierunkiem walcowania i kierunkiem poprzecznym. Analiza falkowa pozwala na pełniejszy opis periodyczności zmian efektu PLC, które dodatkowo, zmieniają się w funkcji czasu. Za pomocą analizy Fouriera nie można wykryć, przy małym stopniu redukcji grubości blachy, lokalnego wzrostu udziału oscylacji o wysokiej częstotliwości.

14

Efekt Portevina - Le Chateliera w superstopie niklu EI-867.

Poznańska A, Sieniawski J.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 1

15-19

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań zjawiska niejednorodnego odkształcenia w superstopie niklu EI-867. Stwierdzono występowanie silnego efektu Portevina - Le Chateliera (P-L) w temperaturze 200-600 stopni Celsjusza. Ustalono, że krzywa zależności odkształcenia Eta kr od temperatury przyjmuje kształt U. Obserwowany efekt P-L występuje w zakresie niskotemperaturowego mechanizmu odkształcania stopu EI-867.

EN

In the paper results of studies on the nonhomogeneous deformation of nickel-base superalloy EI-867 have been presented. Presence of intense Portevin - Le Chatelier effect in temperature range 200-600 degrees centigrade has been established. The strain Epsilon kr dependence on temperature has been described using U-curve. The P-L effect in EI-867 alloy takes place in low temperature strain mechanism range.