Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Prediction of fracture onset in flashless warm forging Mg alloy AZ61

Skubisz Piotr, Lisiecki Łukasz

Computer Methods in Materials Science

|

2019

|

Vol. 19, No. 3

100--106

EN

The paper presents an innovative precision forging process, highlighting the use of advanced simulation of net forging process in multiple-tool die set with consideration of counter-pressure and interaction of components so as to control speed and displacement of metal flow. In addition to the use of finite element method in optimization of process conditions, damage criteria have been formulated to investigate the effect on plasticity and tendency of formation of defects and define process conditions which contribute to cracking occurrence in warm forging of magnesium alloy AZ61. Both forged samples and numerical simulation prediction indicate minimization of cracking hazard in lower work-temperature range at relatively high strain rate by employing counter-pressure imposing hydrostatic component into state of stress.

PL

Praca dotyczy analizy wpływu zastosowania przeciwnacisku w procesie kucia dokładnego przy zastosowaniu bezwypływkowej metody opartej na równowadze ciśnień. Przedstawiona koncepcja narzędzi do kucia dokładnego metodą bezwypływkową jest innowacyjnym rozwiązaniem, które nie jest jeszcze dobrze rozeznane, zwłaszcza w zakresie optymalnego doboru parametrów kinematycznych procesu. Odpowiednia konstrukcja matryc z ruchomymi wkładkami oraz dobór prędkości poszczególnych narzędzi, jak również wartości przeciwnacisków wywieranych przez elementy matryc składanych zapewniają zwiększenie plastyczności materiału, umożliwiając kucie bezwypływkowe w jednej operacji kucia. Pozwala to wytwarzać odkuwki porównywalne do kształtów uzyskiwanych na urządzeniach wielooperacyjnych typu Hatebur, eliminując obróbkę skrawaniem do niezbędnego minimum. Zapewniając poprawę plastyczności, umożliwia również kształtowanie materiałów trudnoodkształcalnych, takich jak stopy magnezu. Przedstawione wyniki kucia stopu magnezu potwierdzają możliwości wykorzystania tej techniki do kucia odkuwki cienkościennej ze stopu AZ61 w zakresie temperatur przeróbki na ciepło oraz jednoczesnych dużych prędkościach odkształcania. Powodzenie kucia bezwypływkowego w układzie wielonarzędziowym, w przeciwieństwie do typowych procesów kucia bezwypływkowego nie zależy tylko od dokładnego doboru masy wsadu do kucia. Aby zapewnić optymalny schemat płynięcia metalu, prędkości narzędzi, wartość nacisków i przeciwnacisków kompensatora oraz jego położenie muszą być ściśle określone i kontrolowane w całym cyklu odkształcania. Stąd przedstawiona technika kucia, wymaga dokładnego sterowania parametrami procesu kucia. Z uwagi na obiektywne trudności kontrolno-pomiarowe, optymalizacja procesu w oparciu o próby fizyczne jest trudna. Zastosowanie technik komputerowych umożliwia analizę powiązań ciśnienia podtrzymującego kompensator ze zmianami plastyczności oraz zapewnia informacje poznawcze dotyczące wpływu przeciwnacisku na rozkład naprężeń i stanu naprężeń, pozwalając tym samym na parametryzację zmiennych procesowych. Jednocześnie, analiza numeryczna w programie QFormVX, umożliwiła powiązanie warunków procesowych z prognozowaniem ryzyka powstawania pęknięć w oparciu o kryteria Cockcrofta-Lathama i Freudenthala, które potwierdziły zasadność założeń konstrukcyjnych, wskazując zakresy najkorzystniejszych wartości przeciwnacisków.

2

Analiza procesu kucia matrycowego elementów z trudno odkształcalnych stopów magnezu pod kątem występowania pęknięć

Lisiecki Ł., Skubisz P.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 12

664--668

PL

W artykule przedstawiono analizę numeryczną oraz fizyczną weryfikację procesu kucia matrycowego elementu o złożonym kształcie wykonanego z trudno odkształcalnego stopu magnezu z grupy AZ. Przeprowadzone badania obejmują wyznaczenie odkształcalności granicznej danego materiału w konwencjonalnych warunkach kucia oraz symulację numeryczną procesu kształtowania. Złożony stan naprężeń, zmienne warunki odkształcania przy niejednorodność prędkości odkształcenia i temperatury, powodują wysoką podatność na powstawanie pęknięć. Metodyka badawcza polegała na przeprowadzaniu laboratoryjnych testów ściskania próbek ze stopów magnezu na prasie hydraulicznej oraz na rejestracji parametrów procesu w momencie osiągnięcia odkształcenia granicznego. Uzyskane dane pozwoliły na ewaluację wybranych modeli pękania i opierając się na wyznaczonych numerycznie wskaźnikach termo-mechanicznych, określenie zakresu ich stosowalności w odniesieniu do kucia elementów do motocykli ze stopu magnezu AZ61. Symulacje numeryczne w połączeniu z doświadczalną próbą kucia w warunkach przemysłowych potwierdziły zgodność lokalizacji i momentu powstawania defektów w odkuwkach.

EN

The article presents numerical analysis and physical verification of impression die forging process of complex-shape motorbike component made of hard-to-deformation magnesium alloy. Investigations included determination of deformation limit of the material in conventional forging conditions and numerical simulation of shaping process. A complex state of stress and strain, nonuniformity of strain rate and temperature, resulting in a high vulnerability of fracture initiation. The research involved a series of uniaxial compression tests of specimens of Mg alloy AZ61 with recording of process parameters until the moment of deformation limit was reached. The obtained data allowed the evaluation of selected fracture models and on the basis of numerically estimated thermo-mechanical indices, determination of the scope of their application in relation to forging parts for motorbike application. Numerical simulations in conjunction with experimental forging operations confirmed the credibility of the prediction as for the location and time of failure in the forging process concerned.

3

Trwałość wysokocyklowa stopów metali lekkich

Cieśla M., Marek A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 8

546--548

PL

Praca dotyczy badań zmęczenia wysokocyklowego przerabianych plastycznie stopów metali lekkich, mających zastosowanie między innymi w technice lotniczej. Przydatność stopów metali lekkich na elementy konstrukcyjne urządzeń determinowana jest, oprócz ich niskiej gęstości, także szeregiem korzystnych właściwości mechanicznych, a w przypadku zastosowań na elementy środków transportu dodatkowo dobrą wytrzymałością zmęczeniową. Materiał do badań stanowiły pręty po przeróbce plastycznej na gorąco ze stopów magnezu AZ31 i AZ61, dwufazowego stopu tytanu Ti-6Al-4V oraz stopu aluminium 2017A (T451). Do badań zmęczenia wysokocyklowego w warunkach zginania obrotowego przy współczynniku asymetrii cyklu R= −1 wykonano próbki walcowe o średnicy d0=8 mm. Przeprowadzono próby w zakresie ograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej. Na podstawie uzyskanych wyników opracowano charakterystyki trwałości zmęczeniowej badanych materiałów. W badaniach zmęczenia wysokocyklowego największą trwałość wykazał stopu tytanu Ti-6Al-4V.

EN

The paper refers to the research on high-cycle fatigue of wrought light metal alloys, applied, inter alia, in the aviation technology. Usefulness of the light metal alloys for various structural components is determined, apart from their low density, by a number of favourable mechanical properties and in the case of their use for components of transport means - additionally by good fatigue strength. The material for the research consisted of hot-worked rods made of AZ31 and AZ61 magnesium alloys, Ti-6Al-4V two-phase titanium alloy and 2017A (T451) aluminium alloy. Cylindrical specimens with a diameter of d0 = 8 mm were made for the fatigue test under high-cycle rotary bending conditions with the cycle asymmetry coefficient R = −1. The tests were carried out for a limited fatigue strength range. Based on the obtained results, fatigue life characteristics of the tested materials were drawn up. It was found that the Ti-6Al-4V alloy has the longest fatigue life.

4

Effect of heat treatment on mechanical properties of magnesium alloy AZ61

Dolezal P., Zapletal J., Gejdos P.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2010

|

z. 97

49-50

EN

The contribution is focussed on the assessment of the influence of a heat treatment of magnesium alloy AZ61 on its mechanical properties. The magnesium alloy AZ61 was manufactured by squeeze casting method using alternative two-stage casting. Metallographic analysis was made by means of light and electron microscopy utilising also the possibility of local chemical analyses. The assessment of the influence of a heat treatment on mechanical properties of AZ61 magnesium alloy was performed by means of tensile tests on specimens of rational geometry. The heat treatment of the bars was performed at the temperature of 380 °C and with dwell from 1 to 16 hours to result in T4 (solution annealed) state. Basic stress and strain characteristics were assessed from the results of the tensile tests. It follows from the experimental results that the tensile strength and deformation characteristics grow even after only 1 hour of dwell at the temperature of 380 °C. Maximum values of tensile strength and deformation characteristics were achieved after 6 hour dwell at the temperature. It was confirmed by the metallographic analysis of the test specimens that there occurs the dissolution of the hard and brittle Mg17Al12 intermetallic phase. It was found by the local chemical analysis that the decrease in micro-heterogeneity of the ä solid solution takes place here at the same time. The increase in the tensile strength and deformation characteristics is caused by the dissolution of the hard and brittle intermetallic phase and by the decrease in heterogeneity of the matrix.

5

Effect of heat treatment on chemical and microstructural heterogeneity of magnesium alloy AZ61

Horynova M., Dolezal P., Janova D., Gejdos P.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2010

|

z. 97

51-52

EN

The contribution is focussed on the assessment of the influence of a heat treatment of magnesium alloy AZ61 on its chemical and microstructural heterogeneity. The experimental material was manufactured by squeeze casting method using alternative two-stage casting. The microstructure of the alloy in as cast state composed of ä solid solution, Mg17Al12 intermetallic phase and minor phases based on Mn. The heat treatment applied on the alloy was the solution annealing at the temperature of 380 °C and with graded dwell from 1 to 8 hours. Chemical etching was employed in order to estimate the micro-segregation of the elements in the matrix qualitatively and to discern the phases in the microstructure. The differences in matrix heterogeneity between the as cast state and after annealing were documented by means of light microscopy. Differences in etching between the central part and periphery of the crystalline units are apparent in the metallographic images. Quantitative assessment of chemical heterogeneity was done by mapping and local chemical microanalyses. It was found by mapping that with increasing delay at annealing temperature the Mg17Al12 intermetallic phase gradually dissolves and the micro-heterogeneity of each element decreases. Chemical heterogeneity of particular elements was measured by local chemical analysis and the intensity of chemical micro-heterogeneity of each sample was further expressed using effective distributive coefficients. It follows from the results that the solution treatment of the AZ61 magnesium alloy leads to diminishment of the chemical and microstructural heterogeneity. It also follows from the results presented that the combination of metallographic analyses with X-ray spectral analysis of wave- or energy-dispersive type is advantageous for the quantitative assessment of micro-segregation of elements in the matrix of magnesium alloys.