Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructure and phase transformations near the bonding zone of al/cu clad manufactured by explosive welding

Paul H., Lityńska-Dobrzyńska L., Miszczyk M., Prażmowski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 4

1151-1162

EN

The structure near the interface of bimetallic strips strongly influences their properties. In this work, the interfacial layers of explosively welded aluminium and copper plates were investigated by means of a scanning electron microscope (SEM), equipped with a high resolution system for local orientation measurements (SEMFEG/EBSD), and a transmission electron microscope (TEM), equipped with energy dispersive spectrometry (EDX) for the analysis of chemical composition changes. The SEMFEG/EBSD-based local orientation measurements in the areas close to the interface, in both sheets, revealed fine-grained layers characterized by the clearly marked tendency of the copper-type rolling texture formation. The texture was described by an increased density of the orientations near the f112g<111>, f123g<634>and f110g<112>positions. The internal microstructure of the intermetallic inclusion is mostly composed of dendrites. The electron diffractions and the TEM/EDX chemical composition measurements in the intermetallic inclusions revealed only crystalline phases, both equilibrium and 'metastable'. Additionally, no significant regularity in the phase distribution with respect to the parent sheets was observed.

PL

Mikrostruktura w pobliżu strefy połączenia silnie wpływa na własności układów bimetalowych. W niniejszej pracy analizie poddano układy warstwowe Al/Cu wytworzone technologia zgrzewania wybuchowego. Badania prowadzono z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii elektronowej wyposażonej w wysokorozdzielczy system pomiaru orientacji lokalnych oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej wyposażonej w analizator składu chemicznego. Systematyczne pomiary orientacji lokalnych w pobliżu strefy połączenia, w obydwu łączonych płytach, ujawniają formowanie się strefy silnie rozdrobnionych ziaren. Strefa ta scharakteryzowana jest przez formowanie się tekstury walcowania typu miedzi z dobrze uwidocznionymi składowymi zbliżonymi do położeń: f112g<111>, f123g<634> oraz f110g<112>. Wewnętrzna struktura 'intermetalicznych inkluzji' zbudowana jest z dendrytów. Badania z wykorzystaniem elektronowej mikroskopii transmisyjnej dokumentują, ze wewnątrz strefy przetopień następuje formowanie się faz krystalicznych, zarówno równowagowych jak i 'metastabilnych'. Skład chemiczny formujących się faz nie wykazywał związku z położeniem ziaren względem płyt bazowych.

2

Analiza zmian w warstwie połączenia płyt Al-Cu spajanych wybuchowo

Paul H., Miszczyk M., Prażmowski M., Szulc Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 5

1339-1346

PL

W pracy analizowano zmiany struktury i tekstury zgrzewanych wybuchowo płyt aluminiowych i miedzianych o czystości technicznej ze szczególnym uwzględnieniem zmian, jakie następują w warstwach położonych w pobliżu strefy połączenia. Przeprowadzono badania z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej, elektronowej mikroskopii skaningowej i analizatora GENESIS oraz systemu pomiaru orientacji lokalnych metodą dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych. Dla zastosowanych parametrów technologicznych procesu spajania obserwowano silne zmiany geometryczne na powierzchni łączonych blach. W najczęściej obserwowanych przypadkach uzyskane połączenie można sklasyfikować jako płaskie lub faliste z fazą pośrednią. W wyniku przetopienia w strefie połączenia obserwowano tworzenie się fazy międzymetalicznej typu CuAln, przy wartości n zawartej w zakresie 1÷2,7. Wskazuje to na zmieniającą się koncentrację Cu w Al w zależności od analizowanego obszaru. Inną charakterystyczną cechą procesu spajania było występowanie silnego rozdrobnienia struktury po obu stronach warstwy fazy międzymetalicznej. Pomimo że proces rozdrobnienia obserwowany jest zarówno w miedzi, jak i w aluminium, to efekt ten wyraźniej występuje w miedzi; w blasze tej wy- stępuje grubsza strefa o ultradrobnym ziarnie.

EN

The changes of microstructure and texture in explosively bonded aluminium and copper sheets of technical purity observed in layers located near the bonding area were analyzed in the study (Fig. 1). The bonding process was investigated with multiscale analyzes using light microscopy and scanning electron microscopy equipped with electron backscattered diffraction facility for the measurements of local orientations. For the applied technological parameters of the bonding process, strong changes in geometry of surfaces of bonded plates have been observed (Fig. 2 and 3). In most observed cases, the bonding may be classified as 'flat' or 'wavy' one with an intermediate phase. As a result of melting in the bonding area, the formation of intermetalic layer phase of CuAln-type, with n= 1÷2.7 was observed (Fig. 4). This indicates changes in Cu and Al concentrations depending on the location of analyzed area, which leads to changes in mechanical properties (Fig. 5 and 6). Other characteristic features of the bonding process were: the strong grain refinement at the both sides of intermetalic layer (more clearly observed in Cu) and strong textural changes along ND in both sheets (Fig. 7÷10).

3

Wpływ zmiany drogi odkształcenia na ewolucję struktury, tekstury oraz zachowanie umocnieniowe monokryształów miedzi o orientacji wyjściowej {110}<001>

Paul H.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2009

|

R. 54, nr 11

666-676

PL

Niniejszy artykuł podejmuje problematykę wpływu jednorodnej struktury wytworzonej w trakcie wstępnego odkształcenia na ewolucję mikrostruktury i tekstury po zmianie drogi odkształcenia realizowanej poprzez nieswobodne ściskanie w "nowych kierunkach" a w szczególności na formowanie się pasm ścinania oraz na zachowanie umocnieniowe. Dla przejrzystości prowadzonej analizy badania wykonywano na monokryształach miedzi wstępnie odkształcanych w orientacji wyjściowej Goss{110}<001> oraz po zmianie drogi odkształcenia, w szerokim zakresie skali obserwacji, tj. mikroskopii optycznej, elektronowej mikroskopii skaningowej i transmisyjnej. Próbki wstępnie odkształcano do 59 % w płaskim stanie odkształcenia dla wytworzenia jednorodnej struktury złożonej z dwu rodzin symetrycznie usytuowanych mikropasm. Następnie wycinano z nich nowe próbki o orientacjach związanych z orientacją Goss drogą obrotu dookoła kierunku normalnego, tj. brass{110}<112>, M{110}<111> i H{110}<011>, po czym dalej ściskano kilka procent. Stwierdzono, że zmiany w wartości naprężenia uplastyczniającego mogą być skorelowane ze zmianami w substrukturze dyslokacyjnej i mikroteksturze a w szczególności z pojawieniem się pasm ścinania "indukowanymi" zmianą drogi odkształcenia. W orientacjach H{110}<011> i M{110}<111> naprężenie płynięcia wzrasta stosownie do wzrostu wartości czynnika Taylora, a następnie ulega drastycznemu obniżeniu na skutek ścięcia wzdłuż makroskopowo obserwowanych pasm ścinania (MPS). W znacznie "miększej" orientacji brass{110}<112> (ta sama wartość czynnika Taylora jak w orientacji Goss) pojawiają się MPS, które są znacznie słabiej zlokalizowane (rozproszone). Obserwowane zmiany orientacji wewnątrz pasm ścinania posłużyły do wnioskowania o aktywności możliwych systemów poślizgu inicjowanych po zmianie drogi odkształcenia.

EN

In most previous work the strain path change was such that the second deformation activated significantly different slip systems from the prestrain. The question then arises if the resulting plastic instabilities are due to changes in slip activity, in deformation microstructure or both. It is quite difficult to separate these effects but a guide to this can be obtained by looking at samples where the slip systems do not change dramatically. This is the situation of a set of {110} orientations in channel-die. For a wide range of directions 2 common slip systems are predominant and other minor systems can be activated according to the direction. In this study the prestrain was performed on the well-known Goss{110}<001> orientation which deforms homogeneously in plane strain compression up to strains of 1-1.5. The influence of this substructure on microstructure evolution, particularly SB formation was analysed after strain path changes by compression along new directions (obtained by cutting the pre-strained sample) corresponding to the brass{110}<112>, M{110}<111>, and hard{110}<011> orientations, and further compressed in channel die by a few %. These structures after small restrains were then compared with those of monotonically deformed Goss samples. The investigations were performed on single crystals of pure copper, which represent many medium-high SFE fcc metals. The change in flow stress could be correlated with the change in dislocation substructure and microtexture, particularly along shear bands initiated by the strain path change. In the H{110}<011> and M{110}<111> orientations the flow stress increased by Taylor factor hardening then decreased by intense macroscopic shear band (MSB) formation. In the softer brass orientation in the absence of Taylor factor hardening a more diffuse MSB formation occurs. The local rotations in the band were used to deduce the possible local slip systems initiated during the strain path change.

4

Effect of shear bands on texture evolution in middle-high stacking fault energy metals as characterized on model polycrystalline copper

Paul H., Driver J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 1

19-27

EN

Periodic crystal lattice rotations within compact clusters of shear bands (SB), developed in copper (purity of 99.98%), have been characterized to examine the role of lattice re-orientation within grains on slip propagation across grain boundaries. Polycrystalline copper (grain size 50m) was deformed 50% in plane strain compression at room temperature to form two sets of well-defined macroscopic shear bands (MSB). The deformation-induced sub-structures and local changes in crystallographic orientations were investigated by FEG-SEM, equipped with high resolution EBSD. In all the deformed grains examined (within MSBs) a strong tendency to strain-induced re-orientation could be observed. Their crystal lattice rotated in such a way that one of the {111} slip planes became nearly parallel to the direction of maximum shear. A natural consequence of this rotation is the formation of a specific MSB microtexture which facilitates slip propagation across grain boundaries without any visible variation in the slip direction although the slip plane did not coincide exactly in the adjacent grains.

PL

W pracy analizowano zmiany orientacji sieci krystalicznej w obszarach zwartych pakietów makroskopowych pasm ścinania (PS) w polikrystalicznej miedzi o czystości 99.98% i o wyjściowej wielkości ziaren 50μm. Szczególna uwagę skoncentrowano na zagadnieniu propagacji PS poprzez granice ziaren. Próbki odkształcano w płaskim stanie w próbie nieswobodnego ściskania, w temperaturze otoczenia, do momentu, gdy następowało uformowanie się dwu rodzin makroskopowych pasm ścinania. Rozwój tekstury dyslokacyjnej oraz zmiany orientacji analizowano za pomocą systemów pomiaru orientacji lokalnych w mikroskopie skaningowym i transmisyjnym. We wszystkich analizowanych ziarnach w obszarze makroskopowych pasm ścinania obserwowano silna tendencje do rotacji sieci krystalicznej. Kierunek rotacji związany był z obrotem sieci krystalicznej do takiego położenia, w którym jedna z płaszczyzn typu {111} pokrywa się z płaszczyzną ścięcia. Naturalna konsekwencja takiej rotacji jest uformowanie się specyficznej mikrotekstury makroskopowych pasm ścinania. Rotacja ta umożliwia także propagacje pasm poprzez granice ziaren bez widocznej zmiany w kierunku ścięcia.

5

Deformation microstructure and texture evolution of {110}[112] Al-0.3wt.%Mn single crystals compressed in a channel-die

Paul H., Driver J., Maurice C., Miszczyk M., Piot D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 1

65-74

EN

Crystal subdivision patterns of microbands have been extensively reported but mostly by studies on only one section, using either TEM or SEM-EBSD. To better correlate substructure with slip patterns a systematic study of the 3D deformation microstructure in a deformed single crystal (i.e. over the 3 perpendicular surfaces) has been carried out. The microstructure and microtexture evolutions during plane strain deformation of high purity single crystals of Al-0.3%wt.Mn alloy with initial ideal and near-brass{110}<112> orientations were characterised by TEM and high resolution FEG-SEM/EBSD after strains of 0.15 and 0.56. These two different techniques enable one to examine the crystal subdivision deformation pattern at different microscopic scales, on the 3 orthogonal sections, i.e. erpendicular to the nominal <110>, <112> and <111> crystallographic directions. Particular attention is paid to a comparison of the microband orientations with the expected slip traces of the 2 active slip systems on all 3 surfaces. It is concluded that the microband boundary alignment corresponds very well to the traces of the crystallographic {111} planes, on which most of the slip occurs.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych rozwoju tekstury i struktury dyslokacyjnej w nieswobodnie ściskanych monokryształach stopu Al-0.3wag. % Mn o orientacji {110}<112> (idealnej oraz odchylonej ∼3° od położenia idealnego, droga obrotu dookoła kierunku wypływania), na trzech wzajemnie prostopadłych przekrojach. Badania zmian struktury dyslokacyjnej prowadzono z wykorzystaniem elektronowej mikroskopii transmisyjnej (TEM) i skaningowej (SEM) a zmian teksturowych z wykorzystaniem technik pomiaru orientacji lokalnych w TEM i SEM wyposażonego w działo o emisji polowej, dla dwu stopni odkształcenia, tj. 0.15 i 0.56 (odkształcenie logarytmiczne). Obydwie zastosowane techniki umożliwiają analizę formowania się struktury dyslokacyjnej i procesu jej fragmentacji wraz z odkształceniem na trzech ortogonalnych przekrojach, prostopadłych do kierunków krystalograficznych <110>, <112> oraz <111>. Szczególną uwagę zwrócono na porównanie usytuowania przestrzennego struktury mikropasm z usytuowaniem aktywnych sladów poślizgów na trzech wzajemnie prostopadłych przekrojach. Stwierdzono, że dyslokacyjne granice mikropasm bardzo dobrze korespondują z usytuowaniem śladów dwu płaszczyzn {111} na których działają dwa najbardziej uprzywilejowane systemy poślizgu.

6

Structure of 25KH15K hard magnetic alloy after severe plastic deformation by upsetting and torsion

Korneva A. V., Bieda M., Korznikova G., Sztwiertnia K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 1

69-73

EN

The structural evolution of the hard magnetic alloy 25Kh15K of (α + γ) state, subjected to upsetting and subsequent torsion deformation at elevated temperatures, was studied mainly by means of the Orientation Mapping (OM) technique in the transmission and scanning electron microscope (TEM and SEM). Microscopic observations and measured orientation maps show, that the transformation of the coarse plate structure into the globular one occurred in all sample sections. However, the formation of sub-microcrystalline (SMC) layers took place only in the zones of the highest deformation, near the moving anvil. The thickness of SMC layer does not show correlation with deformation temperature. There are some parts of the δ phase as well. It is possible, that a part of the α phase has been transformed into the intermetallic sigma phase. The structure of of the highest deformation zone consisted of uniform grains of α, γ and δ phases, all sized 200-500 nm. Most of the grain and interphase boundaries were characterized by high disorientation angles.

PL

Zmiany struktury w twardym magnetycznie stopie 25Kh15K (α + γ), który został odkształcony przez spęczanie i następujace po nim skręcanie przy podwyższonej temperaturze, były badane w oparciu o techniki mapowania orientacji w transmisyjnym i skaningowym mikroskopie elektronowym. Obserwacje mikroskopowe oraz analiza zmierzonych map orientacji wskazuje, że transformacja pierwotnej grubo płytkowej struktury w strukture globularna nastepuje we wszystkich obszarach odkształcanej próbki. Struktura o submikronowym ziarnie tworzy się jednakże tylko w strefie największej deformacji w pobliżu ruchomego kowadła. Grubość warstwy o submikronowym ziarnie nie zależy w istotny sposób od temperatury odkształcenia. W warstwie tej obok cząstek faz α i γ obserwowano cząstki fazy δ. Jest mozliwe, ze część fazy α uległa transformacji do międzymetalicznej fazy δ. Struktura strefy największego odkształcenia jest złożona z równoosiowych ziarn o rozmiarach 200-500 nm wszystkich trzech faz. Większość granic międzyfazowych charakteryzują duże kąty dezorientacji.