Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Intensywne odkształcenie plastyczne metali nieżelaznych

Tański T., Snopiński P.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2017

|

R. 22, nr 4

30--34

2

Properties of the Cu-graphene composites produced by high pressure torsion

Czeppe T., Korznikova G., Korznikov A., Wróbel M.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 5-6

500--501

EN

The investigations concerning Cu-graphene composites produced by powders consolidation with direct use of high pressure torsion (HPT) are presented. The HPT parameters were determined. The XRD and transmission electron microscopy revealed very refined matrix and graphene sheets microstructures. The Raman spectroscopy confirmed dispersed state of the graphene with a large defects concentration.

PL

Zaprezentowano wyniki badań dotyczące wytwarzania i właściwości kompozytów Cu-grafen metodą skręcania pod wysokim ciśnieniem (HPT). Określono parametry konsolidacji. Metodami dyfrakcji rentgenowskiej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej pokazano bardzo rozdrobnioną strukturę matrycy i warstw grafenowych. Bardzo rozdrobnioną strukturę, jak i dużą koncentrację defektów w grafenie potwierdziła także spektroskopia Ramana.

3

Application of the high pressure torsion supported by mechanical alloying for the metal-graphene composites preparation

Czeppe T., Korznikova G., Ozga P., Lityńska-Dobrzyńska L., Socha R.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 2CD

147--157

EN

From the time when the method of a monolayer graphene preparation was published the scientific activity concerning the properties, production and application of this special form of carbon is very intensive. Graphene is two dimensional (2D) crystalline material, stable in a wide temperature range, possessing unusual electronic,electrical, thermal and mechanical properties. Graphene and the graphene oxide properties may be used in the range of the metal matrix composites, in which case graphene particles may improve electrical and thermal conductivity or/and strength of the material. The paper presents results of the studies concerning application of the high pressure torsion, one of the method of intensive deformation of metals to the powders consolidation to the homogenous composite metal-graphene structure. The aluminum and copper - graphene compositions were investigated. It was found that mechanical alloying as the preliminary step increased density and microhardness of the samples achieved by the High Pressure Torsion. As a result small, thin and round samples of composites and similar metallic samples not containing graphene, about 10 mm in diameter were achieved. The X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (ТЕМ), Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were applied to study structure and analyze graphene content and atomic bonds. The Raman spectroscopy proved the presence of the multilayer graphene which could also be identified as the defected nano-graphitc as a component of the composite structure. In case of the Al-graphene composites small content of the aluminum carbides was detected as well. The metallic matrices of the samples revealed highly dispersed microstructures transmission electron microscopy show, in dependence on the number of rotations applied in the High Pressure Torsion process, leading to the increased plastic deformation of the consolidated material. The XPS method revealed increased amount of the carbon-metal and carbon- metal- oxygen atomic bonds in the case of the metal-graphene composites, suggesting partial transformation of the multilayer graphene in the graphene due to the high range of deformations applied.

PL

Praca przedstawia wyniki badań dotyczących próbek z proszku aluminium i kompozytów aluminium–grafen, wytworzonych w dwóch etapach: mechanicznej syntezy mieleniem i intensywnego odkształcenia metodą skręcania pod wysokim ciśnieniem. Wytworzono próbki w postaci okrągłej, o średnicy około 10 mm, charakteryzujące się znaczną jednorodnością mikrostruktury w przekroju. Zastosowanie wstępne mechanicznej syntezy podniosło mikrotwardość próbek i stopień kompresji. Dodatek grafenu nie miał wpływu na te parametry. Przeprowadzono badania metodami transmisyjnej mikroskopii elektronowej, spektroskopii Ramana i spektroskopii fotoelektronów XPS. Wyniki transmisyjnej mikroskopii elektronowej i spektroskopii Ramana wskazują na równomierne rozłożenie cząstek grafenu na powierzchni ziaren matrycy. Zwiększenie odkształcenia ścinającego w metodzie skręcania pod wysokim ciśnieniem prowadzi do silniejszego rozdrobnienia struktury matrycy i cząstek grafenu. Jak wynika ze spektroskopii Ramana, wprowadzony grafen może być zakwalifikowany jako grafen wielowarstwowy, zdefektowany. Konsolidacja przy pomocy intensywnego odkształcenia skręcaniem pod wysokim ciśnieniem zwiększa zdefektowanie i dyspersję grafenu oraz prawdopodobnie zwiększa zawartość grafenu o małej ilości warstw. Metoda XPS wskazuje na powstawanie wiązań atomowych węgiel–glin i zmniejszenie udziału wiązań węgiel-węgiel i glin-glin. Stwierdzono także tworzenie się niewielkiej ilości węglików aluminium.

4

TEM Study of Recrystallization in Ultra-Fine Grain AA3104 Alloy Processed by High-Pressure Torsion

Paul H., Morawiec A., Baudin T., Czeppe T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

131--144

EN

The effect of annealing on the microstructure and the texture development was investigated in a particle containing AA3104 aluminium alloy. The samples were processed at room temperature by high-pressure torsion (HPT) up to ten turns. The nucleation of new grains was analyzed by a transmission electron microscope equipped with a system for local orientation measurements and a heating holder. The shear deformation induces a decrease of the grain size. After the first two turns of the HPT processing the initial structure of large grains was ‘transformed’ into a structure of fine cells/grains with the diameter of a few tens of nanometers. In the central areas of the samples the elongated shape of the cells/grains was observed up to six turns. For higher deformations, this structural inhomogeneity was totally removed and only the equiaxed grains were observed. The crystal lattice of small grains rotates in such a way that the <111> direction is parallel to the compression axis. After annealing the structure coarsened. Nevertheless, after primary recrystallization, the structure was still composed of relatively fine and equiaxed grains of a similar size. In most of the observed cases the size of the recrystallized grains in the areas close to and far from the large second phase particles was similar. The recrystallization leads to the creation of new texture components. The new grain orientations lost the positions typically observed in the deformed state and showed the tendency for the coincidence of the <100> crystallographic directions with the compression axis.

PL

W pracy analizowano wpływ warunków wyżarzania na zmiany mikrostrukturalne i teksturowe w stopie AA3104 zawierającym wydzielenia cząstek drugiej fazy. Próbki odkształcano z wykorzystaniem techniki skręcania pod wysokim ciśnieniem (HPT), do dziesięciu obrotów, w temperaturze otoczenia. Proces zarodkowania nowych ziaren analizowano z wykorzystaniem transmisyjnej mikroskopii elektronowej wyposażonej w system pomiaru orientacji lokalnych oraz ‘heating holder’. Zaobserwowano, że w miarę wzrostu liczby obrotów, intensywne ścinanie prowadzi do silnego zmniejszenia wielkości ziarna. Po dwu obrotach, wyjściowa struktura dużych ziaren uległa przekształceniu w strukturę drobnoziarnistą złożoną z ziaren o wielkości kilkudziesięciu nanometrów. W obszarach próbki zbliżonych do osi obrotu wydłużony kształt ziaren obserwowano do sześciu obrotów. W zakresie wyższych stopni odkształcenia ta niejednorodność strukturalna zanika; obserwowano jedynie równoosiowe ziarna. Orientacja sieci krystalicznej tych ziaren formuje silną teksturę osiową z kierunkiem <111> usytuowanym równolegle do kierunku normalnego (osi ściskania/skręcania). Po wyżarzaniu struktura ulega ‘pogrubieniu’. Jednakże, w zakresie rekrystalizacji pierwotnej, w dalszym ciągu pozostaje równoosiowa i silnie rozdrobniona. W większości obserwowanych przypadków wielkość zrekrystalizowanych ziaren w obszarach położonych zarówno w pobliżu, jak i w znacznej odległości od dużych wydzieleń cząstek drugiej fazy, była na zbliżonym poziomie. Proces wyżarzania prowadzi do pojawienia się nowych składowych tekstury. Orientacje nowych ziaren są odmienne od tych, jakie obserwowano w stanie zdeformowanym i wykazują silną tendencję do sytuowania kierunku <100> równolegle do osi ściskania/skręcania.

5

Phase transitions in metallic alloys driven by the high pressure torsion

Straumal B., Korneva A., Zieba P.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2014

|

Vol. 14, no. 2

242--249

EN

Severe plastic deformation can lead to the phase transformations in the materials. Even the severe plastic deformation at ambient temperature is frequently equivalent to the heat treatment at a certain elevated temperature (effective temperature). However, if the real annealing at the elevated temperature leads to the grain growth, the severe plastic deformation leads to strong grain refinement. In this review the methods of determination of effective temperature after high-pressure torsion of metallic alloys are discussed.

6

Microstructure and magnetic properties of Cu-Co alloys after high pressure torsion

Korneva A., Kogtenkova O., Protasova S., Straumal B., Mazilkin A., Kurmanaeva L., Zięba P.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

306--309

EN

The microstructure and magnetic properties of binary Cu-Co alloys are studied. The investigations have been carried out using samples in two structural states, i.e. as-cast and after severe plastic deformation by the high-pressure torsion (HPT). HPT carried out at the ambient temperature and pressure of 6 GPa. The grain size after HPT is in the nanometer range. HPT allows one to control the ratio between ferromagnetic and superparamagnetic precipitates in the diamagnetic matrix.

PL

Badano mikrostrukturę i właściwości magnetyczne stopów Cu-Co zawierających 2,2 oraz 4,9% mas. Co. Badania przeprowadzono na próbkach w dwóch stanach strukturalnych, tj. odlewanych i po intensywnym odkształceniu plastycznym przez skręcanie pod wysokim ciśnieniem (HPT). HPT przeprowadzono w temperaturze otoczenia pod ciśnieniem 6 GPa. Uzyskany rozmiar ziaren był rzędu nanometrów. Wyniki pomiarów namagnesowania wykazały, że HPT pozwala kontrolować proporcję między ferromagnetycznymi i superparamagnetycznymi wydzieleniami w matrycy diamagnetycznej.

7

Teoria dowolnie dużych odkształceń

Pośpiech J.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2012

|

z. 243

5-148

PL

W pracy przedstawiono teorię dowolnie dużych odkształceń. Podano jakie warunki muszą zostać spełnione dla ich wystąpienia. Opracowano równanie krzywej zniszczenia jako funkcji dwóch zmiennych. Poddano dużym odkształceniom w próbie skręcania pod hydrostatycznym ciśnieniem Zn, Cu i stop AlMg2 i zbadano strukturę i twardość tych metali w tym stanie. Opracowano fizyczny model dowolnie dużego odkształcenia plastycznego bez udziału dyslokacji.

EN

The paper presents the theory of unlimited deformability. Conditions necessary to obtain such deformation are described. Equation of fracture curve as a function of two variables is presented. Structure and hardness of Zn, Cu and AlMg2 alloy subjected to severe plastic deformation by high pressure torsion are investigated. Physical dislocation free model of unlimited deformation is shown.

8

Crystallographic textures of single and polycrystalline pure Mg and Cu subjected to HPT deformation

Bonarski B. J., Mikułowski B., Schafler E., Holzleithner Ch., Zehetbauer M. J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

117-123

EN

The main feature of processing metals by Severe Plastic Deformation (SPD) is the achievement of an ultra fine or even nanometre sized grain structure. Among the common SPD methods, High Pressure Torsion (HPT) is suited best because of the high amount of hydrostatic pressure (HP), which also allows reaching of very high deformations. The intention of this work was to systematically investigate the effect of HPT deformation on the evolution of texture at different HPs. Such an effect may arise from the marked presence of edge dislocations affecting the slip geometry but at the same time being sensitive to the hydrostatic pressure. Ma gnesium has been chosen since only a few investigations of texture evolution in SPD metals are available for hexagonal lattice. As Mg based metals are quite soft, RT deformation by HPT is difficult. Thus, a special HPT tool has been designed which prevents from uncontrolled material flow and provides conditions of real hydrostatic pressure. Single- and polycrystalline samples of Mg and Cu have been deformed to shear strains y = 0.4...150 at HPs between I to 8 GPa. Crystallographic textures which developed during HPT of Mg single- and polycrystals, and Cu polycrystals are presented. Concomitantly the flow stress during HPT could be measured. The results are discussed in terms of their dependence on strain and hydrostatic pressure. Increasing the latter both the variations of textures and flow stress are shifted to lower shear strains. In HPT deformation of Mg there are also some indications for the occurrence of dynamic and/or static recrystallisation which does not come true for the case of Cu

PL

Główną zaletą odkształcania metali metodami ze zmienną drogą deformacji, tzw. SPD (ang. Severe Plastic Deformation) jest możliwogO osiogniecia struktury o bardzo malym rozmiarze ziarna, nawet rzędu nanometrów. Pomiędzy kilkoma metodami SPD, za najbardziej efektywną uważana jest metoda skręcania pod wysokim ciśnieniem hydrostatycznym — HPT (ang. High-Pressure Torsion), która pozwala na odkształcanie metalu do najwyższych możliwych obecnie wielkości. Celem niniejszej pracy jest zbadanie zmian struktury oraz tekstury krystalograficznej w mono i polikrystalicznym magnezie oraz polikrystalicznej miedzi odkształcanych metodą skręcania pod wysokim ciśnieniem hydrostatycznym (HPT) w temperaturze pokojowej, przy różnych wartościach ciśnienia hydrostatycznego zastosowanego podczas procesu odkształcenia. Wpływ zmiany ciśnienia odkształcania na teksturę spodziewany jest ze względu na obecność dyslokacji krawędziowych w dużej gęstości, które oddziaływują na geometrię poślizgu, będąc jednocześnie czułe na wielkość ciśnienia hydrostatycznego. Badania prowadzone byly na magnezie technicznej czysto gci, poniewai niewiele jest wynik6w tego typu do gwiadczen dla metali o strukturze heksagonalnej. Poniewai magnez jest rclatywnie miekkirn metalem, odksztalcanie go w temperaturze pokojowej do wysokich wartogci odksztalcenia rzeczywistego nie zawsze jest moZliwe w temperaturze pokojowej, specjalne narzedzie ograniczajqce niekontrolowany wyplyw materialu zostalo zaprojektowane oraz z powodzeniem zastosowane. Monokrysztaly Mg oraz polikrystaliczny Mg i Cu odksztalcono do wartogci odksztalcenia rzeczywistego od 0.4 do 150 przy zastosowaniu ci gnich hydrostatycznych o wielkogci od 1 do 8 GPa w temperaturze pokojowej. Opisano tekstury krystalograficzne, ktOre wyksztalcily sic w tak odksztalconych metalach oraz omOwiono ich zaleZno gci w funkcji zastosowanego ci gnienia oraz wielkogci nadanego odksztalcenia. Komponenty tekstury charakterystyczne dla odksztalcenia metodq HPT obserwowane sq wczegniej w funkcji odksztalcenia przy zastosowaniu wyZszego ci g nienia hydrostatycznego. W przypadku magnezu zaobserwowano wystcpowanie skladowych pochodzqcych od rekrystalizacji statycznej/dynamicznej, czego nie stwierdzono w przypadku miedzi.

9

Nanocrystalline materials prepared by torsion under pressure of 2 GPa

Kuśnierz J., Dutkiewicz J., Malczewski P., Kurowski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 4

575-579

EN

Improved mechanical properties of materials with ultra-fine grained structure (nanostructure) are very frequently reported and severe plastic deformation is commonly proposed as a method to obtain such materials. High pressure torsion, although it cannot supply big dimension samples, generally leads to the highest degree of grain refinement The paper shows the influence of the phenomenon of intensive shear deformation during high pressure torsion (HPT) processing on the changes in structure, grain size, mechanical properties and solid solubility. The study is performed on copper brasses exemplified by CuZn30, CuZn37 and CuZn29Mn11, severely deformed up to high deformation degree (ε = 18.1 under 2 GPa pressure). The α + β brasses are particularly interesting as the deformation of two-phase α +β brasses shows the ability to superplastic deformation; additionally the better grain refinement and relation of α/β phase contents influence superplastic deformation.

PL

Polepszenie własności mechanicznych w materiałach o ultradrobnokrystalicznej strukturze jest powszechnie zauważane, a metody intensywnego odkształcenia plastycznego są wykorzystywane do wytwarzania takich materiałów. Taką metodą jest skręcanie pod wysokim ciśnieniem (metoda HPT), które chociaż nie dostarcza próbek o znacznych wymiarach jednak prowadzi do największego rozdrobnienia ziarna. W pracy przedstawiono wpływ intensywnego odkształcenia postaciowego wytwarzanego technika HPT na zmiany mikrostruktury, wielkości ziarna, własności mechanicznych i rozpuszczalności w stanie stałym. Badania prowadzono na mosiądzach: CuZn30, CuZn37 i CuZn29Mn11 intensywnie skręcanych do ε = 18.1 pod cisnieniem 2 GPa. W szczególności zwrócono uwagę na rozdrobnienie ziarna i wzajemny udział faz α i β, które mają wpływ na zdolność do odkształcania superplastycznego dwufazowych mosiądzów α + β.

10

Texture and residual stresses in Ti-Al and Ti-Al-Nb alloy subjected to severe plastic deformation

Mizera J., Pakieła Z., Kurzydłowski K. J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 2

395-402

EN

The paper presents an analysis of the residual stresses and texture in two alloys of the Ti-Al and Ti- Al-Nb systems (in the Ti3Al phase, which predominated in these alloys), before and after subjecting them to severe plastic deformation. In the as-received state, the texture of the Ti-Al alloy is relatively weak. The Ti-Al-Nb alloy texture has a similar character but contains a well-marked <001> component. After deformation, the texture of the Ti-Al alloy can be described by a single axial <012> component, deflected by 25š from the <001> axis, whereas the texture of the Nb-enriched alloy is much less pronounced than before deformation (in the as-received state). This can be interpreted as a result of its destruction during the deformation process. The magnitudes of the compressive residual stresses in the as- received samples ranged from 5 MPa (Ti-Al) to 15 MPa (Ti-Al-Nb). However, these results contain a relatively large error due to the large grain size. In the as-received state, the alloys are practically free of stresses. After deformation, the residual stresses were found to be again compressive and near 660 MPa in the Ti-Al alloy and 420 MPa in the Ti-Al-Nb alloy.

PL

W pracy przedstawiono analizę zmian naprężeń szczątkowych i tekstury w dwóch stopach na osnowie faz międzymetalicznych z układu Ti-Al i Ti-Al-Nb przed i po dużym odkształceniu plastycznym. Analiza tekstury nie odkształconych próbek wykazała, że w stopie Ti — Al ma ona charakter osiowy o zróżnicowanym stopniu ukształtowania. Podobny charakter ma tekstura stopu Ti-Al-Nb jednakże z wyraźną składową typu <001>. Po odkształceniu tekstura próbek stopu Ti-Al daje się opisać jedna bardzo wyraźna składowa osiowa <012>, która jest odchylona o około 25 stopni od osi <001>. Natomiast stop z dodatkiem Nb jest znacznie słabiej steksturowany w porównaniu ze stanem wyjściowym, co można zinterpretowac jako “niszczenie” tekstury w procesie odkształcania. Wartość naprężeń własnych w nie odkształconych próbkach badanych stopów wahała się stosunkowo dużym błędem ze wzgledu na dużą wielkość ziarna, wobec czego należy przyjąć, że w stanie wyjściowym stopy te są praktycznie pozbawione naprężeń mierzalnych zastosowaną metodą. Z kolei w próbkach odkształconych stwierdzono obecność naprężeń ściskających: -600 MPa i –420 MPa, odpowiednio dla stopu Ti-Al i Ti-Al-Nb.