Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Morphology and Material Properties of Carbides in High (24%) Chromium Cast Iron

Orłowicz A. W., Mróz M., Tupaj M., Trytek A., Jacek M., Radoń M.

Archives of Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 18, iss. 1

77--80

EN

The present paper is a presentation of results of a study on morphology, chemical composition, material properties (HVIT, HIT, EIT), and nanoindentation elastic and plastic work for carbide precipitates in chromium cast iron containing 24% Cr. It has been found that the carbides differ in chemical composition, as well as in morphology and values characterizing their material properties. The carbides containing the most chromium which had the shape of thick and long needles were characterized with highest values of the analyzed material properties.

2

Numerical modeling of substrate effect on determination of elastic and plastic properties of TiN nanocoating in nanoindentation test

Kopernik M., Milenin A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2014

|

Vol. 14, no. 2

269--277

EN

The wall of a ventricular assist device is composed of a titanium nitride (TiN) nanocoating deposited on a biopolymer. Because of difficulties of the precise measurement of the force–displacement data for the soft substrate of polymer and for the very thin hard nanocoating of TiN in the nanoindentation test, it is assumed that the correctness of the results measured for these coatings deposited on steel is better. The sensitivity of results of nanoindentation test reached for different substrates with respect to properties of TiN influences the accuracy of the determination of mechanical properties in inverse analysis. In this work it is proved that the use of the steel instead of the biopolymer as a substrate for the measurement of the properties of the TiN increases the accuracy of determination of the plastic properties of the coating TiN in the nanoindentation test without significant reduction the accuracy of the determination of the elastic properties.

3

Strain field analysis in nanoindentation test of gradient coatings

Szparaga Ł., Ratajski J., Bartosik B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2013

|

Vol. 64, nr 2

219--227

EN

Purpose: In the paper strain distributions within TiAlN/TiN gradient coatings in nanoindentation test were analysed. The main goal was to examine the influence of the type of a gradient layer on strain distributions in the area of the indenter/coating. Design/methodology/approach: For physical modelling purposes Cr, TiN and TiAlN layers were treated as a continuous medium. Basing on this simplification for the mathematical description of the strain states in the coating a classical theory of stiffness was used. Gradient layers were modelled using the conception of transition function which describe continuous physico-chemical material parameters changes in each layer in the multilayer coating. The computer analysis of the strain fields in the coating after deposition process was done vie FEM method. Findings: For a chosen types of gradient coatings the strain distributions in the coating under external loads (nanoindentation test) were calculated. Using created examples of transition functions, the influence of the shape of the function on strain isolines in the area of the indenter/coating was examined. Research limitations/implications: The main simplification which was done during creation of the mathematical model was an assumption that the coating and the substrate are continuous media. This assumption causes that some physical effects occurring during experimental nanoindentation test can not be properly described in a computer model. Also there are numerous mathematical models of contact, so obtained numerical results (strain distributions) strongly depend of the postulated contact model. Practical implications: For a practical implications of the obtained results one should include a mathematical description of the strain states in the nanoindentation test of gradient coatings. The stress and strain fields analysis is extremely important in respect of fracture analysis. It should be also emphasis, that proposed mathematical description of gradient layer using transition function conception is an easy way to represent physical and chemical properties of gradient coating in computer models. The advantage of such a description of gradient layers can be used for example in polyoptimization process of multilayer gradient coatings. Originality/value: The main value of the paper is the comparison study of strain distribution in nanoindentation test of three different gradient coatings represented be three types of transition functions: (a) step function, (b) linear function and (c) modified non symmetrical sigmoidal function.

4

Numeryczna próba nanoindentacji jako metoda badawcza bionanopowłok

Perzyński K., Madej Ł.

Mechanik

|

2012

|

R. 85, nr 10

880-884

PL

Stosowane współcześnie nanopowłoki w bardzo szerokim zakresie chronią wyroby gotowe przed coraz trudniejszymi warunkami eksploatacji. Specyficzny proces ich wytwarzania pociąga za sobą konieczność precyzyjnego badania jakości ich wykonania. Istnieje wiele metod badawczych, za pomocą których możliwe jest określenie podstawowych własności termomechanicznych. Jednak w przypadku własności wytrzymałościowych problemem staje się wymiar nanopowłok. Nanometryczna próba twardości, czyli nanoindentacja jest metodą kosztowną. Dlatego autorzy zaproponowali modelowanie komputerowe, wykonując symulacje próby nanoindentacji nanopowłok. Artykuł zawiera przegląd dostępnych metod nanoindentacji oraz opracowany model numerycznej próby nanoindentacji.

EN

Contained in the article is a review of the available nanoindentation methods and a readily developed model of the numeric nanoindentation test.

5

Symulacja próby wciskania wgłębnika dla układu twardych nanopowłok

Kopernik M., Milenin A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2009

|

R. 54, nr 1

14-17

PL

W artykule omówiono próbę wciskania wgłębnika w układ twardych nanpowłok, które stanowią warstwy TiAlN oraz TiN. Opierając się na teorii małych odkształceń sprężysto-plastycznych i metodzie elementów skończonych opracowano model matematyczny doświadczenia. Stworzony model matematyczny oraz program komputerowy pozwalają uwzględnić wieloetapowe odkształcenie badanej próbki z częściowym odciążeniem między etapami odkształcenia aktywnego. Pokazano, że analiza odwrotna wykonana dla własności materiałowych rozpatrywanych nanopowłok może być oparta na wartościach siły wciskania wgłębnika stożkowego, parametrach odciążenia oraz kształtu odcisku w materiale po wykonaniu symulacji.

EN

In present paper Authors focused their interest on nanoindentation test which is performed for material system composed of nanocoatings TiAlN and TiN. Using the theory of small elasto-plastic strains and finite element method the mathematical model is formulated. The created mathematical model and computer program are able to reproduce the multistage deformation of the tested specimen with partial unloading between stages of active deformation. It is shown that inverse analysis performed for material properties of analysed nanocoatings can be based on the values of indentation force by using the cone indenter, the parameters of unloading and the shape of indent made in material during the simulation.

6

Modelling of nanomaterials - sensitivity analysis with respect to the material parameters

Kopernik M., Szeliga D.

Computer Methods in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, No. 2

255-261

EN

Nanomaterials are challenging in modelling and in experiments. Because of many difficulties in measuring their properties, there is a necessity to use computing methods to obtain better results. Sensitivity analysis, as a numerical method, will be used to find material model of nanocoating and to do the optimization of deformation process.

PL

Badania doświadczalne nanomateriałów są wyzwaniem dla naukowców. Ze względu na trudności związane z interpretacją wyników pomiarów, na podstawie których wyznaczane są własności nanomateriałów, i ich duży rozrzut, wykonywane są komputerowe symulacje doświadczenia w celu dokładnej analizy zachodzących zjawisk. W niniejszej pracy analizowano cienkie powłoki dla modelowania instrumentalnej próby wciskania wgłębnika i przewidywania zależności siły od głębokości wciskania. Doświadczenie symulowano metodą elementów skończonych, przyjmując zaokrągloną końcówkę wgłębnika i stosując aktualizację siatki (remeshing). Do optymalizacji próby używana jest zależność siły od głębokości wciskania. W pracy przeprowadzono analizę wrażliwości siły względem parametrów procesu dla identyfikacji tych parametrów, które mają istotny wpływ na przebieg doświadczenia. W wyniku analizy określono wpływ parametrów sprężystych i kształtu wgłębnika na wyniki symulacji.

7

Evaluation of possibilities and perspectives of application of nanomaterial hard coatings

Kopernik M., Pietrzyk M.

Computer Methods in Materials Science

|

2006

|

Vol. 6, No. 1

42-63

PL

Artykuł jest przeglądem badań nad zastosowaniem i metodami badań twardych nanopowłok. Metody otrzymywania tych materiałów oraz przykłady ich zastosowań są omówione w pierwszej części pracy. Dalsza część pracy dotyczy jej głównego celu, jakim jest numeryczne modelowanie odkształcania twardych nano powłok. Rozważono różne podejścia do tego problemu i omówiono podstawowe trudności pojawiające się w symulacji. Omówiono trzy podstawowe testy stosowane do identyfikacji własności analizowanych powłok. W końcowej części pracy opisano wykonane przez Autorów symulacje numeryczne i przedstawiono przykładowe wyniki dla testu wciskania wgłębnika w wielowarstwowy nanomateriał gradientowy. Analiza wyników potwierdza zdolność modelu MES do symulacji analizowanego procesu. Model ten zostanie wykorzystany w dalszych badaniach jako model zadania bezpośredniego w rozwiązaniu odwrotnym dla omawianych testów doświadczalnych.