Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

On rough set theory on achieving high quality cable material production by green low carbon technology

Shuai Guoliang, Li Zhen, Zhang Diantao, Elhefnawey Maged, Li Li

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2021

|

Vol. 28, nr 1

49--59

EN

As the second largest machinery industry, the energy-intensive cable industry not only creates a lot of economic value but also consumes a lot of energy. It is an inevitable requirement to promote the technological development of the industry in the new era to improve the quality and efficiency and realise industrial energy-saving and consumption reduction. In order to obtain good strength and conductivity, the metal rods of cable are usually heat-treated for several hours or even several days after the rods are extruded, this is a major energy consuming process in traditional production. Based on the background, this study adopted the energy-saving equal-channel angular pressing (ECAP) technology to replace the traditional heating treatment process, and converted the simple heat conduction with thermo-mechanical energy transfer, so as to realise the good strength and conductivity matching of the cable aluminum alloy material. In this study, energy-saving ECAP technology is used to replace the traditional heat treatment process, and heat-mechanical energy transfer is used to replace the simple heat conduction, so as to achieve good strength and conductivity matching of cable aluminium alloy material. The results show that the suitable ECAP process routes can improve the microstructure of aluminum alloy with higher strength and conductivity than the traditional heating process. The research results can be used for technology upgrading and low carbon production in cable industry due to the significantly time reduction of the energy-consuming heat treatment and the high-efficient obtainment of high-quality production.

2

Microhardness Evolution in Relation to the Crystalline Microstructure of Aluminum Alloy AA3004

Izairi N., Ajredini F., Vevecka-Pfiftaj A., Makreski P., Ristova M. M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 3

1101--1108

EN

Equal-channel angular pressing (ECAP) was used as a technique for severe plastic deformation (SPD) on Al alloy AA3004. This technique produced fully dense materials of refined grain structure to sub-micrometer dimensions and advanced mechanical properties. The ECAP processing of samples was conducted as 1 to 4 passes through the die at room temperature. We present the results of the studied homogeneity evolution with the ECAP treatment. Furthermore, a Scanning Electron Microscope (SEM) was used for examination of the microstructure changes in samples undergone from 1 to 4 passes. The microhardness-HV increased upon each ECAP pass. The resulting micro-hardness evolution was attributed to crystalline microstructure modifications, such as the d-spacing (studied by X-ray Diffraction-XRD) depending on the number of ECAP pressings. The microcrystalline changes (grain refining evaluated from the Scanning Electron Microscopy - SEM images) were found to be related to the HV, following the Hall-Petch equation.

3

Channel cross-section influence on effective strain distribution in ECAP process

Chyła P., Bednarek S., Łukaszek-Sołek A.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 43, no. 1

31--40

EN

This study compares the numerically determined strain distributions after the application of the method of equal-channel angular pressing. The calculations were performed for four variants of the channel cross-sectional shapes – square, circular, and two rectangular ones with the same transverse surface area. The calculation results have been demonstrated as maps of effective strain distribution in the stabilized process.

PL

W pracy porównano wyznaczone numerycznie rozkłady odkształceń po zastosowaniu procesu przeciskania przez kanał kątowy. Obliczenia wykonano dla czterech wariantów przekroju kanału – kwadratowego, kołowego i dwóch prostokątnych, o takim samym polu powierzchni poprzecznej. Wyniki obliczeń przedstawiono w postaci map rozkładu intensywności odkształcenia w procesie ustalonym.

4

Intensywne odkształcenie plastyczne metali nieżelaznych

Tański T., Snopiński P.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2017

|

R. 22, nr 4

30--34

5

Effect of equal channel angular pressing combined with heat treatment on structure and properties of AlMg3 aluminium alloy

Snopiński P., Tański T., Hilšer O., Matysiak W., Wiśniowski M., Krzemiński Ł., Tillova E.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 73, nr 1

36--44

EN

Purpose: The main goal of present study is to investigate the connection of the effect of the heat treatment with severe plastic deformation using the ECAP (equal channel angular pressing) process and by application of precipitation treatment. Design/methodology/approach: Precipitation treatment was used to increase workability and mechanical properties of the investigated alloy. Two periods of solution treatment time were applied. An aging behaviour of solution treated was studied The cold ECAP behaviour was determined using processing route Bc and the material was subjected to ECAP process up to six pressings. Findings: It was found that precipitation treatment increases the mechanical properties and workability of EN AC 51100 aluminium alloy. It was also found that the structure during severe plastic deformation is refined by interactions of shearing and slip bands. The application of ECAP method increases also mechanical properties of the tested alloy. Research limitations/implications: Current study presents the investigation results that was carried out on samples, not on final products. Practical implications: Current research is moving towards to develop high strength materials with increased mechanical properties and fine microstructure which are known as ultra-fine-grained materials, compared to well-known common with micrometer size of structure materials. Originality/value: This paper present the results of the structure investigation of AlMg3 alloy in initial state and after precipitation treatment using light and electron microscopy and includes the study of changes in mechanical properties in the tested alloy subjected to different types of treatments.

6

Experimental investigations of the pure copper produced by equal channel angular pressing

Greger M., Muskalski Z., Wiewiórowska S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 1

27--30

EN

Equal channel angular pressing (ECAP) is one of the methods of severe plastic deformation (SPD) that produces ultra-fine grained materials. Experiments were conducted in order to analyses the influence of equal-channel angular pressing on the microstructure and hardness of copper. The samples were processed by ECAP trough total of 14 passes at 20°C using the processing route BC. The ECAP processing refines the grain size. The hardness increases with the number of passes, i.e. it increases with a decrease in the grain size.

PL

Metoda przeciskania przez kanał kątowy (ECAP) jest jedną z metod przeróbki plastycznej, pozwalającą na otrzymanie materiału charakteryzującego się ultradrobnoziarnistą strukturą. Badania eksperymentalne przeprowadzono w celu oceny wpływu zastosowania procesu przeciskania przez kanał kątowy na mikrostrukturę i twardość miedzi. Proces prowadzono w 14 przepustach w temperaturze 20°C. Zastosowanie procesu ECAP wpływa na rozdrobnienie ziarna. Twardość miedzi wzrasta wraz z liczbą przepustów, tzn. wzrasta wraz ze spadkiem rozmiaru ziaren.

7

The effect of deformation route in Equal Channel Angular Pressing on mechanical properties of aluminum alloy 1050

Maciejasz K., Bogucki R.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2015

|

Y. 112, iss. 3-M

71--78

EN

Annealed samples of commercial purity aluminium (1050) were processed by Equal Channel Angular Pressing (ECAP) at room temperature for up to eight passes. ECAP was conducted by using three processing routes (schemes). Tensile tests and micro hardness were conducted to evaluate variation of mechanical properties after each pass. Analysis of fractography was carried out due to investigate a fracture of the samples. The results showed that all the schemes had similar micro hardness values – around 50 HV. The tensile test results showed that the highest yield strength was achieved in the second scheme after eight passes – 186 MPa – while elongation maintained at the level of 17.4%. The value of yield strength achieved increased more than six times in proportion to annealed condition.

PL

Wyżarzone próbki, wykonane ze stopu aluminium AA 1050, poddano procesowi przeciskania przez kanał kątowy (Equal Channel Angular Pressing – ECAP) w temperaturze pokojowej. Próbki przeciskano w ośmiu cyklach według trzech dróg odkształcania. W celu oceny zmian właściwości mechanicznych przeprowadzono statyczną próbę rozciągania oraz pomiar mikrotwardości. Wykonano również analizę fraktograficzną w celu obserwacji przełomów próbek. Otrzymane wyniki mikrotwardości we wszystkich schematach wykazywały zbliżone wartości – na poziomie 50 HV. Statyczna próba rozciągania wykazała, że najwyższa granica plastyczności Rp0,2 została osiągnięta dla próbki przeciskanej według II drogi odkształcenia po ósmym cyklu i wyniosła 186 MPa przy wydłużeniu równym 17,4%. Uzyskana wartość granicy plastyczności wykazuje ponad sześciokrotny wzrost w stosunku do stanu wyżarzonego.

8

Modelling microstructure evolution during equal channel angular pressing (ECAP) of Mg alloys using cellular automata finite element (CAFE) method

Gzyl M., Rosochowski A., Milenin A., Olejnik L.

Computer Methods in Materials Science

|

2013

|

Vol. 13, No. 2

357--363

EN

Equal channel angular pressing (ECAP) is one of the most popular methods of obtaining ultrafine grained (UFG) metals. However, only relatively short billets can be processed by ECAP due to force limitation. A solution to this problem could be recently developed incremental variant of the process, so called I-ECAP. Since I-ECAP can deal with continuous billets, it can be widely used in industrial practice. Recently, many researchers have put an effort to obtain UFG magnesium alloys which, due to their low density, are very promising materials for weight and energy saving applications. It was reported that microstructure refinement during ECAP is controlled by dynamic recrystallization and the final mean grain size is dependent mainly on processing temperature. In this work, cellular automata finite element (CAFE) method was used to investigate microstructure evolution during four passes of ECAP and its incremental variant I-ECAP. The cellular automata space dynamics is determined by transition rules, whose parameters are strain, strain rate and temperature obtained from FE simulation. An internal state variable model describes total dislocation density evolution and transfers this information to the CA space. The developed CAFE model calculates the mean grain size and generates a digital microstructure prediction after processing, which could be useful to estimate mechanical properties of the produced UFG metal. Fitting and verification of the model was done using the experimental results obtained from I-ECAP of an AZ31B magnesium alloy and the data derived from literature. The CAFE simulation results were verified for the temperature range 200-250 °C and strain rate 0.01-0.5 s-1; good agreement with experimental data was achieved.

PL

Równokanałowe wyciskanie kątowe (equal channel angular pressing – ECAP) jest jedną z najpopularniejszych metod otrzymywania ultra drobnoziarnistych metali. Jednak z powodu dużych sił potrzebnych do przeprowadzenia procesu, tylko relatywnie krótkie wstępniaki mogą być wyciskane. Rozwiązaniem problemu może być opracowany inkrementalny wariant tego procesu, tzw. I-ECAP. Ze względu na to, że przy użyciu I-ECAPu mogą być przetwarzane nieskończenie długie elementy, może on znaleźć szerokie zastosowanie w praktyce przemysłowej. Mechanizm rozdrobnienia ziarna podczas przeróbki plastycznej stopów magnezu różni się znacząco od metali takich jak aluminium lub miedź i ich stopy. Ostatnie wyniki wskazują, że mechanizm rozdrobnienia ziarna podczas ECAPu jest sterowany przez proces rekrystalizacji dynamicznej, a ostateczna średnia wielkość ziarna jest zależna głównie od temperatury procesu. W niniejszej pracy sprzężona metoda automatów komórkowych i elementów skończonych (cellular automata finite element – CAFE) została wykorzystana do opisu rozwoju mikrostruktury podczas czterech przejść ECAPu i jego inkrementalnego wariantu, I-ECAPu. Dynamika zmian w przestrzeni automatów komórkowych jest determinowana przez reguły przejścia, których parametrami są odkształcenie, prędkość odkształcenia oraz temperatura – uzyskane z symulacji metodą elementów skończonych. Model zmiennej wewnętrznej opisuje wzrost całkowitej gęstości dyslokacji i przekazuje tę informację do przestrzeni automatów komórkowych. Opracowany model CAFE oblicza średnią wielkość ziarna oraz generuje cyfrowy obraz mikrostruktury, co może być przydatne w wyznaczaniu własności mechanicznych otrzymanego materiału. Dopasowanie oraz weryfikacja modelu zostały wykonane przy wykorzystaniu wyników uzyskanych z przeprowadzonego procesu inkrementalnego ECAPu stopu magnezu AZ31B oraz danych literaturowych. Wyniki symulacji metodą CAFE zostały zweryfikowane dla zakresu temperatur 200-250°C oraz prędkości odkształcenia 0.01-0.5 s-1; uzyskano bardzo dobrą zgodność z wynikami eksperymentalnymi.

9

Modyfikacja mikrostruktury stopów magnezu Mg-7Al dodatkami metali ziem rzadkich oraz Mg-3Al metodą ECAP

Bryła K., Rokhlin L. L., Dutkiewicz J.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

377--380

PL

W pracy przedstawiono badania mikrostruktury i właściwości mechanicznych stopów Mg-7% Al z dodatkami 3% Nd i 10% Ho oraz stopu AZ31 po czterokrotnym przejściu przez kanał kątowy w temperaturze 150°C i 250°C. W mikrostrukturze stopów Mg-7% Al z dodatkami 3% Nd i 10% Ho po odlaniu obserwuje się roztwór α-Mg i mieszaninę eutektyczną α-Mg + Mg17Al12, fazy międzymetaliczne Al 2Nd i Al 11Nd3 oraz odpowiednio dla stopu z holmem Al2Ho. Po przesyceniu stopów w temperaturze 560°C w ciągu 3 godzin faza Mg17Al12 została rozpuszczona, fazy międzymetaliczne Al 2Nd i Al2Ho zostały wzbogacone aluminium, tworząc Al 3Nd i odpowiednio Al3Ho. Faza Al11Nd3 pozostaje w mikrostrukturze stabilna. Starzenie badanych stopów nieznacznie polepsza właściwości mechaniczne w temperaturze pokojowej. Obserwacje mikroskopowe stopu AZ31 po czterokrotnym przejściu przez kanał kątowy w 150 i 250°C ujawniają mikrostrukturę o bardzo drobnym ziarnie o średniej wielkości 1,5 μm i 3,2 μm dla wyższej temperatury procesu ECAP. W mikrostrukturze po procesie ECAP obserwowano zmiany świadczące o zachodzących procesach zdrowienia dynamicznego. Zmniejszenie wielkości ziarna powoduje zwiększenie twardości oraz wytrzymałości na ściskanie stopu AZ31 w temperaturze pokojowej.

EN

In this work, the microstructure and mechanical properties of Mg-7% Al alloys doped with 3% Nd and 10% Ho and after four passes of ECAP at 150°C and 250°C of AZ31 alloy. It was found that as-cast microstructure of Mg-7% Al with 3% Nd and 10% Ho is characterized by α-Mg solid solution with eutectic mixture α-Mg and Mg 17Al12, intermetallic compounds Al2Nd and Al11Nd3, and Al2Ho respectively. During solution heat treatment Mg17Al12 phase was dissolved and intermetallics were transformed into Al3Nd and Al3Ho, whilst Al11Nd3 was remained in microstructure. Aging of investigated alloys increases slightly mechanical properties at ambient temperature. The microstructure of AZ31 alloy after four passes of ECAP at 150°C and 250°C consists of very fine grains with average size of 1.5 μm and 3.2 μm at higher pressing temperature. Processes of dynamic recovery during ECAP were observed. The grain refinement increases the hardness and compression strength of AZ31 alloy at ambient temperature.

10

Wpływ tarcia na rozkład odkształceń w procesie przeciskania przez kanał kątowy prosty spiralny i prosty schodkowy

Bednarek S., Łukaszek-Sołek A., Sińczak J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2009

|

Vol. 76, nr 6

383-388

PL

W pracy porównano wyznaczone numerycznie rozkłady odkształceń po zastosowaniu procesu przeciskania przez kanał kątowy stali o zawartości 0,2 % węgla, według dwóch schematów, w których nie występuje skręcanie materiału między kolejnymi zagięciami. Wyniki obliczeń przedstawiono w postaci rozkładu intensywności odkształcenia dla czterech kolejnych zagięć w kanałach matryc, przy czynniku tarcia odpowiadającym skrajnym warunkom tarcia występującego w praktyce przemysłowej.

EN

In the paper the effective strain distribution obtained in pressing process across spiral simple and stepped simple channel was compared. The calculation of effective strain distribution was shown for the following (four) bends of die channel, taking into consideration (the effect) of friction factor in range of extreme conditions met in industrial practice in deformation of low-alloyed steel.

11

Mg-Al-Zn alloys processed by SPD technologies

Greger M., Kuretova E.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2008

|

Vol. 75, nr 8

476-478

EN

The paper is focused on issues of processing of non-ferrous metals in practice, namely on Mg-Al-Zn based on magnesium alloys with graded Al contents. It is well known that forming of these alloys is difficult since this feature is caused by their crystallographic arrangement. Nevertheless, application of appropriate methods of forming, such as e.g. some of SPD processes, makes it possible to achieve even in these alloys comparatively very low formability with very good results with orientation on their final mechanical properties, not only strength but also proven plastic properties. Methods ARB a ECAP were used in the described experiment.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań związanych z problematyką przetwarzania metali nieżelaznych, a w szczególności stopów Mg-Al-Zn bazujących na magnezie z różną zawartością Al. Przeróbka plastyczna tego rodzaju stopów jest trudna, co jest związane z ich uporządkowaniem krystalograficznym. Jednak zastosowanie odpowiednich metod kształtowania, takich jak niektóre procesy SPD, umożliwia osiągnięcie nawet dla tych stopów, o stosunkowo niskiej odkształcalności, badzo dobrych rezultatów w zakresie właściwości mechanicznych. Dotyczy to nie tylko właściwości wytrzymałościowych, ale również właściwości plastycznych materiału. W badaniach zastosowano metody ARB oraz ECAP.

12

Ultrafine grain formation during equal channel angular extrusion in an Al-Mg-Si alloy

Greger M., Kocich R., Čížek L., Kander L.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 15, nr 1-2

181--185

EN

Purpose: The possibility of including a new methods into classical technologies is one of reasons which for writing this paper. Design/methodology/approach: Microstructural development of aluminium alloy 6082 during equal-channel angular pressing (ECAP). Analysis of structure was made by light microscopy and SEM analysis. Findings: This procedure makes it possible to obtain after 4 passes the grain size of approx. 1 μm. In order to obtain an optimum micro-structure it is necessary to apply more passes with turning of the sample between individual passes by 90° about the longitudinal axis. Research limitations/implications: In this process (ECAP) was one of head problems a impossibility of application other shapes material. One of eventuality solving in respect thereof is using DECAP process. Practical implications: Radii of rounding of working edges of extruding channel must correspond to conditions for laminar flow of metal. Originality/value: Aluminium alloy 6082 was used to ECAP process, and found to be that this material can to change substructure structure, mechanical properties, respectively. Achieved quality level of mechanical properties is a function of number of passes as well as used technological route.

13

The experience at extrusion of the magnesium alloy MgAl9Zn1 by the equal channel angular pressing

Greger M., Jonšta Z., Widomská M., Kocich R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2004

|

Vol. 45, nr 8-9

172-174

EN

Method of equal channel angular pressing is used for obtaining of new properties of metallic materials. Extrusion of magnesium alloy of the type MgAl9Zn1 has been verified experimentally with focus on acquisition of basic findings about behaviour of material flow in extrusion channel, about magnitude of deformation resistance, deformability and structural changes in extruded piece. The results of experiments have been described and compared with the values obtained and normal direct extrusion. Practical use of the method ECAP consists in possibilities of obtaining a fine-grain structure in extruded pieces and to make use of it at subsequent super-plastic forming.

PL

Metoda prasowania kątowego o jednakowych kanałach wykorzystywana jest w celu uzyskania nowych właściwości materiałów metalicznych. Wyciskanie stopu magnezowego typu MgAl9Zn1 zostało zweryfikowane doświadczalnie. Skupiono się przy tym na akwizycji podstawowych danych o zachowaniu się materiału podczas płynięcia w kanale do wyciskania, odporności na odkształcanie, podatności na odkształcenie oraz zmianach strukturalnych w wyciskanym elemencie. W artykule opisano rezultaty tych eksperymentów, a także porównano je z wartościami uzyskanymi przy normalnym bezpośrednim wyciskaniu. Praktyczna użyteczność metody prasowania kątowego o jednakowych kanałach polega na możliwości uzyskania w wyciskanych elementach struktury drobnoziarnistej oraz na wykorzystaniu tego podczas następującego po nim kształtowania nadplastycznego.

14

Struktura i właściwości mechaniczne żelaza po dużym odkształceniu plastycznym realizowanym metodą ECAP.

Suś-Ryszkowska M., Wejrzanowski T., Pakieła Z., Kurzydłowski K.J.

Archiwum Nauki o Materiałach

|

2003

|

T. 24, nr 4

627-641

PL

Przedmiotem niniejszej pracy była struktura i właściwości żelaza po dużym odkształceniu plastycznym (epsilon log=10) realizowanym metodą przeciskania przez kanał kątowy ECAP (Equal Channel Angular Pressing). W pracy uzyskano opis jakościowy i ilościowy mikrostruktury dzięki wykorzystaniu metod stereologii i komputerowej analizy obrazów, oraz przeprowadzono badania właściwości mechanicznych w skali nano-, mikro-- i makroskopowej. Zastosowana metoda odkształcania doprowadziła do uzyskania żelaza o mikrostrukturze nanokrystalicznej. Towarzyszył temu kilkakrotny wzrost parametrów wytrzymałościowych w stosunku do stanu wyjściowego. Wykazano jednocześnie występowanie charakterystycznej niejednorodności struktury w skali mikro- i makroskopowej, która powoduje istotny rozrzut wartości parametrów opisujących właściwości mechaniczne.

EN

The aim of this study was to characterize microstructure and properties of iron after severe plastic deformation (epsilon log=10) via ECAP (Equal Channel Angular Pressing). The qualitative and quantitative description of microstructure was obtained using stereology and image analysis. Strength of the material was measured in the nano-, micro- and macro- scale. The results show that ECAP method used in this investigation brought about nanocrystalline microstructure in iron. This was accompanied by a significant increase in the strength of this material. Also characteristic, non-homogeneous structure in the micro- and macro-scale was revealed which influences the mechanical properties of the nano-iron obtained by ECAP.

15

Texture characteristics of ultrafine-grained Al and Cu samples obtained by means of ECA pressing.

Kuśnierz J., Baudin T., Jasieński Z., Penelle R.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 4

517-520

EN

A prototype equipment was used to realise pressing at right angle up to ultra-high plastic deformation on Equal-Channel Angular (ECA) pressing apparatus with the aim to obtain ultra-fine-grained (UFG, nanocrystalline) materials. Experiments, performed for Cu and Al with pressing up to equivalent deformation epsilon about 8, provided UFG aluminium samples with the grain size d=0,3-1,0 micrometer and UFG copper samples with d=0,1-1,0 micrometer. In order to obtain the crystallographic texture characteristics, the orientation distribution functions of crystallites were calculated from X-ray measured poles figures with ND along the sample axis and perpendicular to the pressing direction RD. For both materials the main components {110}<1-11> were observed after pressing to epsilon about 4. Pressing to higher deformation degree caused the increase of disorientation in case of copper.

PL

Wykorzystano prototypowe urządzenie do zrealizowania wyciskania do bardzo wysokiego stopnia odkształcenia w kanale pod kątem prostym (ECA pressing method) w celu otrzymania ultra-drobnokrystalicznego (UFG, nanokrystalicznego) materiału. Przeprowadzone doświadczenia dla Cu i Al z wyciskaniem do epsilon około 8, dostarczyły próbek Al, o UFG strukturze z ziarnem o średnicy d=0,3-1,0 mikrometra i próbek Cu, z ziarnem o średnicy d=0,1-1,0 mikrometra. Charakterystykę rozkładów orientacji krystalograficznych określono na podstawie obliczonych funkcji rozkładów orientacji wyznaczonych ze zmierzonych metodą rentgenowską figur biegunowych z normalną ND równoległą do osi próbki i kierunkiem RD równoległym do kierunku nacisku. W obu materiałach obserwowano główną składową {110}<1-11> po wyciskaniu do epsilon około 4. Wyciskanie do większych odkształceń powodowało wzrost dezorientacji w przypadku miedzi.