Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructure, mechanical properties and corrosion behavior of friction stir processed AA2014 alloy

Satyanarayana M. V. N. V., Kumar Adepu, Jain Vikram Kumar S., Kumar Rahul, Mishra Sushil

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e43, 2023

EN

In the present study, a large-area stir zone (SZ) was fabricated in AA2014 alloy using multi-pass friction stir processing (FSP) with pin overlapping. The microstructure evolution, crystallographic texture, precipitation phenomenon, and tensile behavior were studied and reported. The microstructure of the large-area SZ consists of equiaxed fine grains with a high density of high angle boundaries caused by dynamic recovery (DRV) and continuous-dynamic recrystallization (C-DRX), and the grain refining has been uniform in each overlapping pass (the grain size within 4-7 μm range). The material flow around the pin caused by the stirring action of the tool contributed to the creation of a strong Brass-{110}<112>and A-{110}<111>components in the first pass of SZ. Unlike first pass SZ, the second to fifth-pass SZ presents Copper-{112}<111>and Cube- {001}<100>components due to an increase of heat input by the shoulder to participate multiple times on each overlapping SZ. The hardness and strength of the FSP sample were found to be lowered relative to a base metal. Simultaneously, the SZ ductility increased after FSP by 155% due to the material softening and dissolution of Al2Cu precipitates in the SZ. Kocks-Mecking plots of the BM and FSP samples witnessed the Stage-III of work-hardening behavior. The fine-grain structure and precipitation phenomenon in the FSP sample resulted in better corrosion resistance than the base metal.

2

Microstructure evolution of pure titanium during hydrostatic extrusion

Wojtas Daniel, Maj Łukasz, Wierzbanowski Krzysztof, Jarzębska Anna, Chulist Robert, Kawałko Jakub, Trembecka-Wójciga Klaudia, Bieda-Niemiec Magdalena, Sztwiertnia Krzysztof

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e9, 2023

EN

Regarding severely deformed materials of potentially high applicability in various industry branches, their microstructure evolution during processing is of vast significance as it enables to control or adjust the most essential properties, including mechanical strength or corrosion resistance. Within the present study, the microstructure development of commercially pure titanium (grade 2) in the multi-stage process of hydrostatic extrusion has been studied with the use of the well-established techniques, involving electron backscatter diffraction as well as transmission electron microscopy. Microstructural deformation-induced defects, including grain boundaries, dislocations, and twins, have been meticulously analyzed. In addition, a special emphasis has been placed on grain size, grain boundary character as well as misorientation gradients inside deformed grains. The main aim was to highlight the microstructural alterations triggered by hydroextrusion and single out their possible sources. The crystallographic texture was also studied. It has been concluded that hydrostatically extruded titanium is an exceptionally inhomogeneous material in terms of its microstructure as evidenced by discrepancies in grain size and shape, a great deal of dislocation-type features observed at every single stage of processing and the magnitude of deformation energy stored. Twinning, accompanied by grain subdivision phenomenon, was governing the microstructural development at low strains; whereas, the process of continuous dynamic recrystallization came to the fore at higher strains. Selected mechanical properties resulting from the studied material microstructure are also presented and discussed.

3

Effect of forging sequence on evolution of parameters controlling microstructure in multistage drop forging process

Skubisz Piotr, Lisiecki Łukasz, Majta Janusz, Krzysztof Muszka

Computer Methods in Materials Science

|

2019

|

Vol. 19, No. 3

81--88

EN

The study presents the comparative analysis of competitive techniques of forging and its effect on microstructure. Numerical modeling of temperature and strain fields let theoretical prediction of the microstructure development in multi-stage drop forging process consisting of progressive sequence of multiple blows in preforming and die-impression forging operations. The aim of the modeling was prediction of the parameters of austenite in as-forged condition, prior to direct cooling and microstructure parameters of transformation products. Dynamic recrystallization kinetics were analyzed with use of Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) model, taking advantage of numerically calculated of temperature, strain and strain-rate in selected location in the volume of the part. The obtained results show the possibility of look-ahead microstructure prediction in multi-stage hammer-forging process and form the basis for comprehensive selection of the forging process parameters aimed at producing required microstructure and its uniformity in the bulk.

PL

W pracy przedstawiono analizę porównawczą trzech sposobów kucia wielowykrojowego, która obejmuje dwa aspekty: 1) wpływ technologii na wskaźniki techniczno-ekonomiczne i siłowo-energetyczne oraz 2) rozkład w objętości i zmiany w czasie parametrów termo-mechanicznych, wpływających na kinetykę zjawisk dynamicznych w odkształcanym materiale oraz jakość odkuwki. Na podstawie wyników modelowania numerycznego oceniono wpływ zmian w technologii kucia na rozkład odkształceń, prędkość odkształcenia oraz temperatury w reprezentatywnych przekrojach odkuwki. Na ich podstawie wykonano modelowanie rozwoju mikrostruktury, oparte o klasyczne modele zarodkowania i rozrostu ziarna podczas rekrystalizacji dynamicznej i przemiany dyfuzyjnej przechłodzonego austenitu w oparciu o model JMAK. Jak wskazują wyniki modelowania, zmiany sposobu lub warunków kucia matrycowego stwarzają możliwości istotnego oddziaływania na rozkład odkształceń i silnie wpływają na temperaturę w objętości okuwki. To z kolei, może być wykorzystane do zniwelowania niekorzystnego wpływu warunków odkształcania na mikrostrukturę lub jej poprawy. Przedstawione wykresy pokazują istotne zmiany wielkości ziarna wraz z progresją odkształcenia w analizowanych punktach odkuwki. Jak widać, kształt odkuwki nie sprzyja uzyskaniu jednorodnego odkształcenia. Relatywnie małe odkształcenie podczas wstępnego spłaszczania pręta poprzedzający kilkunastosekundowy okres działania wysokiej temperatury, do momentu matrycowania, sprawia, że w obszarze zgrubienia prognozowane jest największe ziarno. Największe odkształcenie występuje w obszarze trzonu, jednakże sposób wstępnego kształtowania przedkuwki tego fragmentu odkuwki skutkuje przesunięciem w czasie odkształceń cząstkowych, przez co nawet na długości trzonu mogą wystąpić zmiany mikrostruktury. Zróżnicowanemu odkształceniu w zgrubieniu oraz trzonie odkuwki towarzyszą duże różnice prędkości odkształcenia, co przekłada się na kumulację odkształcenia w czasie. Analiza rozwoju mikrostruktury pozwala na odpowiednią korektę warunków kontrolowanego chłodzenia dla charakterystycznych fragmentów odkuwki, jak również odpowiednią korektę sekwencji i warunków realizacji kolejnych operacji kucia.

4

Microstructure characterization of 7055-T6, 6061-T6511 and 7A52-T6 Al alloys subjected to ballistic impact against heavy tungsten alloy projectile

Khan M. A., Wang Y., Malik A., Nazeer F., Yasin G., Khan W. Q., Ahmad T., Zhang H.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 4

1484--1496

EN

A spray formed 7055 Al alloy, and traditional formed 6061 Al and 7A52 Al alloy were subjected to extrusion. Later 7055Al and 7A52 treated with T6 and 6061 Al treated with T6511 heat treatment. To investigate the microstructure evolution by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), electron back scattering diffraction (EBSD) and X-rays diffraction pattern (XRD) analysis were employed to observe the variation in mechanical properties and damages patterns of single layered aluminum alloys impacted by heavy tungsten alloy (WHA) projectile. During impact a substantial increase in temperature inside the target material caused melting on crater wall. The hard metastable intermetallic compound and pores were produced on penetration path owing to diffusion of projectile particles and rapid melt re-solidification. These compounds enhance the hardness (600-650 HV0.1/10) in the middle deformed channels of 7055 Al alloy target. In addition, small size pores, whirl-pool and white adiabatic shear bands were observed in 7A52 and 6061 Al alloys, respectively. The variation in hardness and microstructure of Al alloys target was limited within the 2 mm area from the perforation path. 7055-T6 Al alloy has demonstrated better ballistic protection in terms of strength, mass efficiency (N), depth of penetration (DOP) and penetration path diameter in comparison of other Al alloys.

5

Hot Deformation Of 6xxx Series Aluminium Alloys

Mrówka-Nowotnik G., Sieniawski J., Kotowski S., Nowotnik A., Motyka M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

1079--1084

EN

The hot deformation behavior of the 6xxx aluminum alloys was investigated by compression tests in the temperature range 100°C-375°C and strain rate range 10−4s−1 and 4×10−4s−1 using dilatometer DIL 805 BÄHR Thermoanalyse equipped with accessory attachment deformation allows the process to execute thermoplastic in vacuum and inert gas atmosphere. Associated microstructural changes of characteristic states of examined alloys were studied by using the transmission electron microscope (TEM). The results show that the stress level decreases with increasing deformation temperature and deformation rate. And was also found that the activation energy Q strongly depends on both, the temperature and rate of deformation. The results of TEM observation showing that the dynamic flow softening is mainly as the result of dynamic recovery and recrystallization of 6xxx aluminium alloys.

PL

Obróbkę cieplno-plastyczną stopów aluminium grupy 6xxx prowadzono w zakresie temperatury 100°C-375°C i prędkości odkształcania 10−4s−1 i 4×10−4s−1 na dylatometrze DIL 805 BÄHR Thermoanalyse wyposażonym w przystawkę odkształceniową umożliwiającą wykonanie procesu odkształcania w próżni i w atmosferze gazu obojętnego. Zmiany mikrostruktury badanych stopów, zachodzące w charakterystycznych stadiach obróbki cieplno-plastycznej, badano za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM). Ustalono, że wielkość naprężenia zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury i wielkości odkształcenia. Również energia aktywacji Q w dużym stopniu zależy zarówno od temperatury jak i prędkości odkształcania. Wyniki obserwacji mikrostruktury TEM wykazały, że dynamiczne mięknięcie materiałów jest głównie wynikiem zachodzących procesów zdrowienia dynamicznego i rekrystalizacji stopu aluminium 6xxx.

6

Analysis Of Deformation And Microstructural Evolution In The Hot Forging Of The Ti-6Al-4V Alloy

Kukuryk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

597--604

EN

The paper presents the analysis of the three-dimensional strain state for the cogging process of the Ti-6Al-4V alloy using the finite element method, assuming the rigid-plastic model of the deformed body. It reports the results of simulation studies on the metal flow pattern and thermal phenomena occurring in the hot cogging process conducted on three tool types. The computation results enable the determination of the distribution of effective strain, effective stress, mean stress and temperature within the volume of the blank. This solution has been complemented by adding the model of microstructure evolution during the cogging process. The numerical analysis was made using the DEFORM-3D consisting of a mechanical, a thermal and a microstructural parts. The comparison of the theoretical study and experimental test results indicates a potential for the developed model to be employed for predicting deformations and microstructure parameters.

PL

W pracy przedstawiono analizę przestrzennego stanu odkształcenia dla procesu kucia wydłużającego stopu tytanu Ti-6Al-4V z wykorzystaniem metody elementów skończonych z założeniem sztywnoplastycznego modelu odkształcanego ciała. Przedstawiono wyniki prac związanych z symulacją schematu płynięcia metalu i zjawisk cieplnych w procesie kucia na gorąco w trzech rodzajach narzędzi kuźniczych. Rezultaty obliczeń umożliwiają określenie rozkładu intensywności odkształcenia, intensywności naprężeń, naprężeń średnich i temperatury w objętości odkuwki. Rozwiązanie uzupełniono o model rozwoju mikrostruktury podczas kucia. Analizę numeryczną wykonano z wykorzystaniem programu DEFORM-3D, składającego się z części mechanicznej, termicznej i mikrostrukturalnej. Porównanie teoretycznych i eksperymentalnych rezultatów badań wskazuje na możliwość zastosowania opracowanego modelu do prognozowania odkształceń i parametrów mikrostruktury.

7

Analysis of Deformation and Microstructural Evolution in the Hot Forging of the Ti-6Al-4V Alloy

Kukuryk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1639--1647

EN

The paper presents the analysis of the three-dimensional strain state for the cogging process of the Ti-6Al-4V alloy using the finite element method, assuming the rigid-plastic model of the deformed body. It reports the results of simulation studies on the metal flow pattern and thermal phenomena occurring in the hot cogging process conducted on three tool types. The computation results enable the determination of the distribution of effective strain, effective stress, mean stress and temperature within the volume of the blank. This solution has been complemented by adding the model of microstructure evolution during the cogging process. The numerical analysis was made using the DEFORM-3D consisting of a mechanical, a thermal and a microstructural parts. The comparison of the theoretical study and experimental test results indicates a potential for the developed model to be employed for predicting deformations and microstructure parameters.

PL

W pracy przedstawiono analizę przestrzennego stanu odkształcenia dla procesu kucia wydłużającego stopu tytanu Ti-6Al-4V z wykorzystaniem metody elementów skończonych z założeniem sztywnoplastycznego modelu odkształcanego ciała. Przedstawiono wyniki prac związanych z symulacją schematu płynięcia metalu i zjawisk cieplnych w procesie kucia na gorąco w trzech rodzajach narzędzi kuźniczych. Rezultaty obliczeń umożliwiają określenie rozkładu intensywności odkształcenia, intensywności naprężeń, naprężeń średnich i temperatury w objętości odkuwki. Rozwiązanie uzupełniono o model rozwoju mikrostruktury podczas kucia. Analizę numeryczną wykonano z wykorzystaniem programu DEFORM-3D, składającego się z części mechanicznej, termicznej i mikrostrukturalnej. Porównanie teoretycznych i eksperymentalnych rezultatów badań wskazuje na możliwość zastosowania opracowanego modelu do prognozowania odkształceń i parametrów mikrostruktury.