Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Friction stir processing – State of the art

Węglowski M. S.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 1

114--129

EN

Increasing demands for operating properties of fabricated elements on one hand, and a necessity of reducing mass of a structure on the other, triggers materials engineering research into producing surface layers representing required functional properties. Methods commonly used in the production of surface layers, such as surfacing, spraying or re-melting with a laser beam have been known for years. A new method is the friction stir processing (FSP) of surface layers. The FSP process is primarily used for the modification of microstructure in near-surface layers of processed metallic components. In particular, the process may produce: fine grained structure, surface composite, microstructural modification of cast alloys, alloying with specific elements, improvement of welded joints quality. The chapter is composed of a few main parts. In the first part, based on literature review the main application and achievements of FSP processes are presented. In the second part: analysis of the process. The third part is focused on microstructure refinement and the last part provide information about friction stir alloying as well as friction stir processing with ultrasonic vibration.

2

The Effect of Low Deformation Asymmetric Rolling on Microstructure and Texture of the Polycrystalline Copper

Uniwersał A., Wróbel M., Wroński S., Kalemba-Rec I., Wroński M., Wierzbanowski K., Baczmański A., Bacroix B.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 4

2183--2188

EN

In the most recent years the asymmetric rolling (AR) attracts attention of researchers and technologists. This process can improve some technological parameters (e.g. modification of rolling torque and load, power requirements, etc.) as well as provide the possibility of grain refinement in a relatively inexpensive way. Most of the reports concerning microstructural changes produced by AR refer to high deformations imposed in highly asymmetric conditions. However, such rolling conditions are difficult to control, so there are no prospects to their quick industrial implementation. The present paper refers to relatively low deformation and low asymmetry rate, that is much more interesting for the industry. It was shown that bending of the rolled band (important disadvantage of the AR technology) can be controlled by adjusting of the amount of deformation and asymmetry. It was also shown that ca. 30% reduction in thickness during cold rolling, together with a relatively low asymmetry, reduces significantly the grain size and produces a more fragmented microstructure inside grains of the polycrystalline copper comparing to the symmetric rolling (SR). The material hardness after AR is higher than after the SR. Moreover, the crystallographic texture asymmetry, expressed by its rotation around the transverse direction, is observed in the AR material.

3

Simulation of the Material Softening During Hot Metal Forming

Bylya O. I., Sarangi M. K., Rohit N., Nayak A., Vasin R. A., Blackwell P. L.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1887--1893

EN

Deformation softening is quite often observed during hot working of different alloys. Steels, aluminium, titanium or nickel alloys can demonstrate a decrease in flow stress under active deformation at constant temperatures and strain rates. Though the background microstructural mechanisms as well as the softening rates can be quite different, the treatment of such processes requires special attention. Deformation softening can cause significant non-uniformity of the metal flow resulting in flow localization, formation of shear bands and variation of the microstructure across the workpiece. This paper is devoted to the investigation of the specific issues which arise in this respect in FEM simulation of processes involving softening. The possible role of softening in shear band formation is studied using numerical simulation and physical modelling. The effect of the softening rate on the probability of flow localization is discussed. The interplay of deformation softening with the stain rate and temperature sensitivity is demonstrated using as an example the simulation of Equal Channel Angular Pressing (ECAP). An approach to account for the deformation softening in FEM simulations via process modelling of the microstructure refinement is proposed.

PL

Zmiękczanie podczas odkształcenia jest często obserwowane podczas obróbki plastycznej na gorąco różnych stopów. Stale, stopy aluminium, tytanu lub niklu mogą wykazać zmniejszenie naprężenia płynięcia w warunkach czynnego odkształcania przy stałej temperaturze i prędkości odkształcenia. Jednak mechanizmy w tle jak również prędkości zmiękczenia mogą być bardzo różne, stąd analiza takich procesów wymaga szczególnej uwagi. Zmiękczenie podczas odkształcenia może powodować znaczną niejednorodność płynięcia metalu prowadzącą do lokalizacji płynięcia, tworzenia pasm ścinania i zróżnicowania mikrostruktury w całym odkształcanym elemencie. Niniejsza praca poświęcona jest badaniu konkretnych problemów, pojawiających się w tym zakresie podczas symulacji metodą elementów skończonych procesów z udziałem zmiękczania. Możliwa rola zmiękczenia w powstawaniu pasm ścinania badana jest za pomocą symulacji numerycznych i modelowania fizycznego. Omawiany jest wpływ prędkości zmiękczania na prawdopodobieństwo lokalizacji płynięcia. Wzajemne oddziaływanie zmiękczania podczas odkształcenia z szybkością odkształcenia i temperaturą, wykazano stosując jako przykład symulację wyciskania przez kanał kątowy. Zaproponowano podejście do ujęcia zmiękczania podczas odkształcenia w symulacji metodą elementów skończonych poprzez modelowanie procesów rozdrobnienia mikrostruktury.

4

Wpływ intensywnych odkształceń plastycznych na mikrostrukturę, właściwości i teksturę aluminium Al99,5

Leszczyńska-Madej B., Richert M., Żelechowski J., Bobala E., Skiba J

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 6

284--291

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu intensywnych odkształceń plastycznych na: mikrostrukturę, właściwości mechaniczne, wielkość krystalitów, teksturę oraz postęp rekrystalizacji polikrystalicznego aluminium EN AW-1050A. Materiał odkształcono w procesach: równokanałowego kątowego prasowania (ECAP), wyciskania hydrostatycznego (HE) oraz kombinacji tych metod (ECAP+HE). Proces ECAP realizowano w temperaturze pokojowej przy prędkości odkształcenia 0,08 s–1. Wartość odkształcenia dla jednego przejścia próbki przez kanał kątowy wynosiła ε = 1,15. Próbki poddano czterokrotnemu wyciskaniu przez kanał kątowy (4ECAP, droga BC). Proces wyciskania hydrostatycznego prowadzony był w sposób kumulacyjny, aż do osiągnięcia końcowej średnicy drutu d = 3 mm. Sumaryczne odkształcenie w procesie wyciskania hydrostatycznego wynosiło ε = 2,68, a prędkość odkształcenia 24,2-473 s–1. Stwierdzono, że przy wykorzystaniu metod intensywnych odkształceń plastycznych istnieje możliwość rozdrobnienia mikrostruktury aluminium do poziomu submikronowego. Wykazano, że proces ECAP praktycznie nie powoduje steksturowania materiału w przeciwieństwie do wyciskania hydrostatycznego. Oba procesy sprzyjają zachodzeniu dynamicznych procesów odnowy mikrostruktury materiału nazywanych zdrowieniem i rekrystalizacją dynamiczną. Przy użyciu mikroskopu elektronowego obserwowano podziarna wolne od dyslokacji. W procesie ECAP podziarna uzyskały równoosiowy kształt, natomiast po odkształceniu w procesie wyciskania hydrostatycznego uzyskały kształt wydłużony w kierunku wyciskania.

EN

The work presents the results of the influence of severe plastic deformation on the microstructure, properties, crystallite size, texture and progress of recrystallization of the polycrystalline aluminium Al99.5. Polycrystalline aluminium Al99.5 was deformed through the: equal-channel angular pressing (4 ECAP, route BC), hydrostatic extrusion (HE) and the combination of ECAP and HE. ECAP process was realized at the room temperature with the processing speed of 0.08 s–1 using a die with a 90° angle between the channels and route Bc in which the sample was turned 90° around its axis between consecutive process. The cross section of the ECAP channels was 10 × 10 mm2. The value of strain for a single pass through the die gave a strain of 1.15. Hydrostatic extrusion process was realized with a cumulative strain of 2.68 and strain rate 24,2-473 s–1 just to attain finally wire diameter of d = 3 mm. Although the process was realized at room temperature, sample heating induces by the high strain rates was possible. Therefore the samples were water cooled at the exit of the die in order to minimize the effect of temperature on properties and microstructure. It was found that using the methods of intensive plastic deformation it is possible to refine the microstructure of aluminum to the submicron level. Measured subgrain/grain average diameter was d = 0.55-0.59 μm. ECAP process in principle does not introduce texture to the material in contrast to the hydrostatic extrusion. Both processes contribute to the dynamic processes of microstucture renewal of the material. The results obtained by using a transmission electron microscope shown almost equiaxed subgrain dislocation-free. After ECAP process subgrains were equiaxed shape, while after the deformation in the process of hydrostatic extrusion – elongated and also equiaxed.