Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mikrostruktura i właściwości mechaniczne wielowarstwowych platerów na bazie Al i Ti wytwarzanych z wykorzystaniem energii wybuchu

Paul H., Prażmowski M., Gałka A., Miszczyk M.

Przegląd Spawalnictwa

|

2018

|

R. 90, nr 4

63--65

PL

W pracy analizowano zmiany mikrostrukturalne oraz formowanie się nowych faz w wielowarstwowych układach platerów zbudowanych na bazie Ti i Al. Wykorzystano techniki mikroskopii optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej, pomiary mikrotwardości, a także próbę zginania w warunkach udarowych. Obserwacje w skali makro pokazały, że w procesie spajania wytworzono 15-warstwowy plater wolny od nieciągłości strukturalnych. Powierzchnie połączenia uległy silnemu odkształceniu i wykazywały mieszany falisto-płaski charakter ze strefami przetopień preferencyjnie lokowanymi na grzbiecie oraz w zawinięciach fal. Zaobserwowano, że silnie pofalowane granice połączenia zawsze formowały się w warstwach położonych w pobliżu ładunku wybuchowego. Analizy w mikro skali udokumentowały występowanie cienkiej warstwy przetopionej o silnie rozdrobnionej strukturze.

EN

Microstructure and phase in the bonding zone of explosively welded Ti/Al multilayer clads were examined by optical microscopy and scanning electron microscopy. The defect-free multilayer composite was successfully formed. The macro-scale observations showed that the interfaces between joined plates presented mixed wavy/flat shape with solidified melt inclusions located preferentially at the crest of each wave and in the wave vortex. It was found that interfaces of wavy character were always formed in layers near the explosive charge and flattened with the increase of the distance from the top surface. The micro-scale analyses observations revealed a presence of very thin reaction layer at the flat parts of the joint plates and nano-grained structure of melted zones.

2

Wpływ zmian strukturalnych w strefie połączenia na własności mechaniczne platerów stal węglowa/cyrkon zgrzewanych z wykorzystaniem energii wybuchu

Prażmowski M., Paul H., Morgiel J.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2014

|

T. 25, nr 4

257--276

PL

W pracy analizowano zmiany, jakie dokonują się w warstwach pośrednich dwuwarstwowych układów platerów stal węglowa/Zr wytwarzanych z wykorzystaniem energii wybuchu oraz wpływem tych zmian na makroskopowe własności wyrobu. Zmiany mikrostrukturalne, w składzie chemicznym oraz w wielkości umocnienia analizowano w stanie „po spojeniu” na próbkach wyciętych z platerów wytworzonych przy zróżnicowanej prędkości detonacji. W prowadzonej analizie kluczowe są przemiany wywołane „dynamicznymi” zmianami temperatury. Przeprowadzone badania wykazały, że proces spajania prowadzi do nadtopienia łączonych metali, a ekstremalnie duże szybkości chłodzenia sprzyjają formowaniu się w strefie przetopień twardych faz amorficznych lub drobnokrystalicznych o zróżnicowanym składzie chemicznym. Stwierdzono, że silne obniżenie własności wytrzymałościowych plateru związane jest ze wzrostem ilości „grubych” stref przetopień, w których pojawiają się makro- i mikropęknięcia. Natomiast pojawienie się pomiędzy łączonymi blachami cienkiej, ciągłej warstwy przetopień, pozbawionej pęknięć, sprzyja poprawie parametrów wytrzymałościowych połączenia. Warstwa ta, o grubości mierzonej w dziesiątkach nanometrów umożliwia trwałe „spojenie” łączonych metali.

EN

The paper analyzes the changes of microstructure, chemical and phase composition taking place in the joint area of explosively welded carbon steel with zirconium sheets and their effect on the strength of such connection. The performed analysis showed that the ‘dynamic’ changes of temperature accompanying such processes are of key importance. The explosive welding process leads to a local melting of the metal sheets, which next allows crystallization of brittle phases. Presence of the latter affects the mechanical properties of the final clad. Extremely high cooling rates in the joining area favour, the formation of meta-stable phases. It was observed that, in order to obtain joint of high strength, a presence of thin continuous re-melted layer between the joined metal sheets is necessary. This layer, of mixed amorphous and nano-crystalline microstructure, of tens of nanometers thick, enables formation of a ‘good weld’ between the joined metal sheets.

3

The Effect of Heat Treatment on the Properties of Zirconium - Carbon Steel Bimetal Produced By Explosion Welding

Prażmowski M., Paul H., Żok F.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1143--1149

EN

This paper assesses the effect of various values of detonation velocity on the quality of the bond zone, and thus the properties of bimetal zirconium (Zr 700) - steel (P355NL). The research was carried out for as-bonded welds, i.e. immediately following explosion welding. The results of shearing, peeling and tensile tests as well as macro-scale structural analyses were presented. In order to determine the changes in the value of strain hardening, the microhardness measurements across the interface were carried out. Based on the performed analyses it can be claimed that, depending on the applied technological settings of welding, most cases displayed wavy bond with highly diversified parameters of the wave. The changes observed with the detonation velocity are non-monotonic. High detonation velocities favored the formation of waves with large height and length and strongly affect the increase of the volume of brittle melted zones. Increased volume of the melted regions results in strong decrease of strength properties of the clad. The analysis of strength test results allows claiming that a small volume of melted regions in the bond considerably improves the strength of the bond. As a result of explosion welding, strain hardening of the joined materials occurs near the interface. In the case of clad fabricated using high technological parameters the increase of strengthening and the depth of its influence in the interface area is observed.

PL

W pracy poddano ocenie wpływ zróżnicowanych wartości prędkości detonacji na jakość strefy połączenia, a tym samym własności bimetalu w układzie cyrkon (Zr 700) – stal (P355NL). Badania prowadzono dla złączy w stanie wyjściowym, tj. bezpośrednio po zgrzewaniu wybuchowym. Przedstawiono wyniki badań mechanicznych (próba ścinania, zginania bocznego, odrywania oraz rozciągania) oraz strukturalnych w skali makro. Obserwacje strukturalne w pobliżu strefy połączenia umożliwiły określenie charakterystyki granicy połączenia. W celu określenia zmian w wielkości umocnienia wykonano pomiary mikrotwardości w obszarze złącza, jak i warstwy nakładanej oraz podstawowej. W zależności od zastosowanych parametrów technologicznych procesu spajania uzyskano połączenie faliste o silnie zróżnicowanych parametrach fali. Zmiany obserwowane wraz ze wzrostem prędkości detonacji są niemonotoniczne. Duże prędkości detonacji sprzyjały tworzeniu się fali o dużej wysokości i długości oraz wyraźnemu wzrostowi udziału twardych i kruchych obszarów przetopień w strefie połączenia. Zwiększony udział obszarów przetopień powodował drastyczny spadek własności wytrzymałościowych platerów. Układy o optymalnej charakterystyce granicy połączenia oraz odpowiednio wysokich własnościach wytrzymałościowych otrzymano przy niskich wartościach prędkości detonacji. W wyniku procesu spajania następowało umocnienie obydwu łączonych materiałów w pobliżu granicy rozdziału.

4

Mechanical Properties of Zirconium/Steel Bimetal Fabricated by Means of Explosive Welding at Varied Detonation Velocities

Prażmowski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1137--1142

EN

This paper assesses the effect of various values of detonation velocity on the quality of the bond zone, and thus the properties of bimetal zirconium (Zr 700) - steel (P355NL). The research was carried out for as-bonded welds, i.e. immediately following explosion welding. The results of shearing, peeling and tensile tests as well as macro-scale structural analyses were presented. In order to determine the changes in the value of strain hardening, the microhardness measurements across the interface were carried out. Based on the performed analyses it can be claimed that, depending on the applied technological settings of welding, most cases displayed wavy bond with highly diversified parameters of the wave. The changes observed with the detonation velocity are non-monotonic. High detonation velocities favored the formation of waves with large height and length and strongly affect the increase of the volume of brittle melted zones. Increased volume of the melted regions results in strong decrease of strength properties of the clad. The analysis of strength test results allows claiming that a small volume of melted regions in the bond considerably improves the strength of the bond. As a result of explosion welding, strain hardening of the joined materials occurs near the interface. In the case of clad fabricated using high technological parameters the increase of strengthening and the depth of its influence in the interface area is observed.

PL

W pracy poddano ocenie wpływ zróżnicowanych wartości prędkości detonacji na jakość strefy połączenia, a tym samym własności bimetalu w układzie cyrkon (Zr 700) – stal (P355NL). Badania prowadzono dla złączy w stanie wyjściowym, tj. bezpośrednio po zgrzewaniu wybuchowym. Przedstawiono wyniki badań mechanicznych (próba ścinania, zginania bocznego, odrywania oraz rozciągania) oraz strukturalnych w skali makro. Obserwacje strukturalne w pobliżu strefy połączenia umożliwiły określenie charakterystyki granicy połączenia. W celu określenia zmian w wielkości umocnienia wykonano pomiary mikrotwardości w obszarze złącza, jak i warstwy nakładanej oraz podstawowej. W zależności od zastosowanych parametrów technologicznych procesu spajania uzyskano połączenie faliste o silnie zróżnicowanych parametrach fali. Zmiany obserwowane wraz ze wzrostem prędkości detonacji są niemonotoniczne. Duże prędkości detonacji sprzyjały tworzeniu się fali o dużej wysokości i długości oraz wyraźnemu wzrostowi udziału twardych i kruchych obszarów przetopień w strefie połączenia. Zwiększony udział obszarów przetopień powodował drastyczny spadek własności wytrzymałościowych platerów. Układy o optymalnej charakterystyce granicy połączenia oraz odpowiednio wysokich własnościach wytrzymałościowych otrzymano przy niskich wartościach prędkości detonacji. W wyniku procesu spajania następowało umocnienie obydwu łączonych materiałów w pobliżu granicy rozdziału.

5

The Effect of Stand-Off Distance on the Structure and Properties of Zirconium - Carbon Steel Bimetal Produced by Explosion Welding

Prażmowski M., Paul H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 4

1201-1210

EN

This study focuses on the effect of the stand-off distance between the bonded plates on the properties of zirconium (Zr700) - steel (P355NL2) bimetal produced by explosion welding. Bonding trials were carried out in parallel arrangement at constant detonation velocity. The analyses of microstructural transformations occurring in the bond zone and mechanical properties of the clad were performed for as-bonded welds, i.e. immediately following explosion welding. A general description of the obtained welds was made (height and length of the wave was determined) and the quantitative fraction of the melt zones was calculated along the bond's length. Using optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) enabled the assessment of the quality of the formed bonds, initial identification of phases and quantitative analysis of the individual phases on the longitudinal section. The microhardness results were used in the analysis of hardening changes at the interface area. The completed research proves the potential to obtain a proper bond for zirconium/carbon steel sheets. A strong effect of the stand-off distance on the strength properties of the fabricated plates was observed, and the 'direction' of these transformations was pointed out. Optical microscopy and SEM examinations allowed determining the characteristic of the bond interface for diverse stand-off distances. It was established that increasing the stand-off distance between the plates causes the reduction of the melt area along the length of the bond, which improves strength properties of the bimetal. The analysis of the strength distribution performed based on the microhardness measurements showed that the changes occur within the distances up to 500μm from the bond interface and the highest hardening, for both zirconium and steel, is directly at the interface and then successively decreases.

PL

W pracy analizowano wpływ odległości pomiędzy płytami na własności układu warstwowego cyrkon (Zr700) - stal (P355NL2) wytworzonego technologia zgrzewania wybuchowego. Próby łączenia wykonano w układzie równoległym, przy stałej prędkości detonacji. Analizy zmian mikrostrukturalnych, jakie dokonują się w strefie połączenia oraz zmian we własnościach mechanicznych plateru prowadzono dla złączy w stanie wyjściowym, tj. bezpośrednio po zgrzewaniu. Dokonano ogólnej charakterystyki otrzymanych połączeń (określono wysokość i długość fali) oraz obliczono ilościowy udział warstwy przetopień na długości połączenia. Zastosowanie mikroskopii optycznej oraz skaningowej mikroskopii elektronowej pozwoliło na ocenę jakości powstających złączy, wstępna identyfikacje faz oraz analizę ilościowa poszczególnych faz na przekroju wzdłużnym złącza. Badania mikrotwardości wykorzystano w analizie zmian umocnienia w strefie połączenia. Przeprowadzone badania dokumentują możliwość uzyskania poprawnego połączenia dla układu blach cyrkon/(stal węglowa). Wykazano silny wpływ odległości pomiędzy płytami na własności wytrzymałościowe wytworzonych płyt próbnych, a także udokumentowano 'kierunek', w jakim te zmiany podążają. Badania z wykorzystaniem mikroskopii optycznej oraz elektronowej mikroskopii skaningowej pozwoliły na scharakteryzowanie granicy połączenia dla zróżnicowanych odległości pomiędzy blachami. Stwierdzono, ze zwiększenie odległości pomiędzy łączonymi płytami powoduje zmniejszenie powierzchni przetopień na długości złącza, co polepsza własności wytrzymałościowe bimetalu. Analiza rozkładów umocnienia przeprowadzona w oparciu o pomiary mikrotwardości wykazała, ze zmiany występują w odległości do 500μm od granicy złącza; największe umocnienie, zarówno dla cyrkonu jak i stali, występuje bezpośrednio przy granicy po czym sukcesywnie spada.

6

Wstępne badania nad modyfikowaniem warstwy wierzchniej stali 40H.

Nitkiewicz Z., Dudek A., Kucharska B.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

447-449

PL

Powierzchnie próbek ze stali 40H wstępnie pokryto powłoką 90%Cr3C2 + 10%NiAl metodą natryskiwania plazmowego. Następnie przetopiono metodą TIG, stosując zróżnicowane parametry łuku (natężenie, napięcie oraz szybkość przesuwu). Celem pracy była ocena efektów stopowania, które analizowano poprzez obserwacje zmian składu chemicznego, fazowego oraz rozkładu mikrotwardości w przetopionych warstwach. Na podstawie wykonanych badań wyznaczono optymalne parametry przetopienia dla próbki oznaczonej jako 2A, które posłużą do późniejszych badań wytrzymałości zmęczeniowej.

EN

Modification of the surface layers of materials is a universal process commonly used for fulfilment the requirements superimposed on steel surface layers by modern techniques. Alloying is one of several methods of surface treatment by laser, plasma beam. It is a way to change the composition of metal surfaces. These surfaces are wear-resistant, corrosion-resistant, oxidation-resistant coatings on substrates and have high-temperature strength. This method is based on the melting of the substrate surface and introducing of additional material. Structure, chemical composition and microhardness of the surface alloyed layers have been investigated.