Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The effect of the strain path and the second phase particles on the microstructure and the texture evolution of the AA3104 alloy processed by ECAP

Paul H., Baudin T., Brisset F.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 2

245-261

EN

The effect of the strain path on the microstructure and the texture evolution of the severely deformed AA3104 aluminium alloy was investigated by a transmission electron microscopy (TEM) and a high resolution scanning electron microscopy (SEMFEG) equipped with the electron backscattered diffraction facility. A commercial purity material was deformed at room temperature via equal channel angular pressing up to 10 passes, following the routes A, BC, and C. A good quality billet after 10 passes was obtained only in the case of route C. In the case of route A and BC, macro-cracking appeared after 5 and 3 passes, respectively. Although the different routes led to differences in the microstructure of the billets, the global texture evolution turned out to follow nearly the same course. The TEM observations and the SEMFEG local orientation measurements allowed to identify the misoriented planar dislocation arrangements in all the samples. Their instability within some narrow areas led to the kink-type bands, which were precursors of the shear bands. The influence of the second phase particles on the deformation microstructure and the local texture depended on the particle size. Irrespective of the applied deformation routes, the large (>5 μm), not deformable second phase particles influenced the strengthening of the matrix by forming local distortions in their vicinity, whereas the fine dispersoids (∼50 nm) had a visibly unclear effect on the dislocation structures formed in the examined strain range.

PL

W pracy analizowano wpływ zmiany drogi odkształcenia na ewolucję mikrostruktury i tekstury silnie odkształcanych próbek stopu aluminium - AA3104, wykorzystując techniki transmisyjnej (TEM) i skaningowej (SEMFEG) mikroskopii elektronowej. Materiał o czystości technicznej odkształcano w temperaturze otoczenia, w matrycy równo kątowej (ECAP) do 10-ciu przepustów, wg drogi A, BC oraz C. Wyniki prowadzonych analiz pokazują, że jedynie w przypadku drogi C uzyskano po 10-ciu przepustach dobry jakościowo wstępniak. W przypadku drogi A i BC po 5 i 3 przepustach, odpowiednio, pojawiały się obserwowane makroskopowo pęknięcia. Pomimo, że zróżnicowane drogi odkształcenia prowadzą do silnego zróżnicowania w obrazie mikrostruktury, ewolucja tekstury globalnej jest podobna. Obserwacje mikrostrukturalne prowadzone w skali TEM oraz pomiary orientacji lokalnych z wykorzystaniem techniki SEMFEG dokumentują formowanie się płaskich układów dyslokacyjnych, niezależnie od zastosowanego schematu odkształcenia. Dodatkowo obserwowana wewnątrz wąskich obszarów niestabilność tych struktur prowadzi do pojawienia się pasm ugięcia które są prekursorami pasm ścinania. Wpływ cząstek drugiej fazy na ewolucję struktury odkształcenia oraz zmiany w lokalnym obrazie tekstury w pobliżu cząstek, silnie uzależnione są od rozmiaru cząstek. Jednakże, niezależnie od zastosowanego schematu odkształcenia, duże (>5 μm) nieodkształcalne cząstki silnie determinują umocnienie osnowy w ich bezpośrednim sąsiedztwie, podczas gdy wpływ drobnych wydzieleń dyspersyjnych (∼50 nm) nie jest jasno zdefiniowany.

2

Shear band formation behind retaining structures subjected to seismic excitation

Green R. A., Michalowski R. L.

Foundations of Civil and Environmental Engineering

|

2006

|

No. 7

157-169

EN

The behaviour of soil retaining structures during earthquakes is investigated. Seismic excitation imparts inertial forces to the soil retaining system, and, once the seismic acceleration reaches the yield level, the structure exhibits permanent displacements. This is typically associated with appearance of a shear band in the backfill. The application of the kinematic approach of limit analysis is briefly discussed. A specific example of a retaining wall with one distinct shear band is then presented. The inclination of the shear band is found to be dependent on the acceleration amplitude of the seismic excitation, per classical earth pressure theory. Also, it was found that the inclination of the shear band docs not remain stationary, but rather changes throughout the shaking in response to the variation in the acceleration amplitude of the excitation. This phenomenon is illustrated by results from both a physical experiment and a numerical prediction, which indicate a distinct change in the shear band inclination during seismic excitation, leaving a clear pattern of "shear banding".

3

Role of shear bands in forming the texture image of deformed copper alloys

Stalony-Dobrzański F., Bochniak W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 4

1089-1102

EN

The paper shows that the development of texture in deformed copper alloys depends on acroscopic localisation of plastic flow induced by shear bands. Investigations carried out on CuZn30, CuNi25, CuSn5P alloys comprised thier cross-rolling, structural observations and precise measurements of texture. It has been found that the shear bands, generated during rolling, „cut out“ in the material blocks of macroscopic size ehich while undergoing mutual displacement, determine its texture.

PL

Praca dowodzi, że rozwój tekstury w odkształcanych stopach miedzi uzależniony jest od lokalizacji plastycznego płynięcia spowodowanej przez pasmach ścinania. Badania przeprowadzone na stopach CuZn30, CuNi25, CuSn5P obejmowały ich krzyżowe walcowanie oraz obserwacje strukturalne i precyzyjne pomiary tekstury. Stwierdzono, że pasma ścinania generowane podczas walcowania „wycinają“ w materiale bloki o makroskopowej wielkości, które ulegając wzajemnym przemieszczeniom decydują o jego teksturze.

4

Modeling of the initiation and propagation of the shear band using the coupled cafe model

Madej L., Talamantes-Silva J., Howard I. C., Pietrzyk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 3

563-573

EN

A study of the possibilities given by the multi scale CAFE method for the parallel modeling of the microshear and shear band propagation in steels during deformation is presented in this work. The developed model is based on the idea of multi scale CAFE approach developed at Sheffield University in England, and used for the Charpy test modeling. Modeling of the microshear bands development in microscale, shear bands development in mezoscale and material response based on those processes in macroscopic scale is possible using this multi scale computational technique. The models composing space of cells, definition of neighborhood and definition of transition rules for two problems, crack initiation in the deformed materials and development of micro shear bands, is described in the paper. Both models are implemented into the finite element code. The results of simulations of Charpy tests and compression in channel dies are presented.

PL

Niniejsza praca stanowi wstęp do badań nad możliwościami zastosowania metody CAFE do modelowania zjawiska powstawania i propagacji pasm ścinania w odkształcanym materiale. Opracowywany model bazuje na metodologii wieloskalowej analizy CAFE opracowanej w przeciągu ostatnich czterech lat na Uniwersytecie Sheffield w Wielkiej Brytanii i z powodzeniem zastosowanej do modelowania testu Charpy’iego. Poprzez zastosowanie tej metody możliwe jest jednoczesne modelowanie zjawisk zachodzacych w mikroskali — powstawanie mikropasm ścinania, mezoskali – rozwój makropasm ścinania, oraz makroskali — odpowiedź materiału na powyższe zjawiska. W pracy przedstawiono opis modelu obejmujący przestrzenie komórek oraz definicje sąsiedztwa i reguł przejścia dla dwóch zagadnień, propagacji pęknięć w materiałach odkształcanych oraz rozwoju mikropasm ścinania. Obydwa modele zostały połączone z programem z metody elementów skończonych. W pracy przedstawiono wyniki symulacji próby Charpy’ego oraz plastometrycznej próby kanalikowej.

5

Modeling of crystallographic texture development in metals accounting for micro-shear bands

Kowalczyk-Gajewska K., Gambin W., Pęcherski R. B., Ostrowska-Maciejewska J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 3

575-593

EN

The rigid-plastic model for the single grain is developed in which the velocity gradient is split into two parts connected with crystallographic slip and micro-shear bands respectively. For crystallographic slip the regularized Schmid law proposed by Gambin is used. For the micro-shear bands the framework with the function fMS that accounts for the contribution of this mechanism into the total plastic deformation described by Pecherski is applied. Different constitutive equations for the plastic spin due to two considered mechanisms of plastic deformation are used. The presented model is applied to simulate crystallographic texture evolution in the polycrystalline element.

PL

Opracowano sztywno-plastyczny model pojedynczego ziarna,w którym tensor gradientu prędkości został rozbity na dwie części związane odpowiednio z poślizgiem krystalograficznym i mikropasmami ścinania. Dla poślizgu krystalograficznego zastosowano regulryzowane prawo Schmida zaproponowane w pracy [8]. Dla mikropasm ścinania użyto formalizmu rozwiniętego w [18], gdzie uwzględnia się ich udział w przyroście deformacji plastycznej poprzez funkcje fMS. Zastosowane zostały różne równania konstytutywne dla części spinu plastycznego wywołanych rozważanymi dwoma mechanizmami deformacji plastycznej. Zaprezentowany model wykorzystano w symulacji rozwoju tekstury krystalograficznej w elemencie polikrystalicznym

6

Crystallography of the copper-type shear bands

Paul H.

Archives of Metallurgy

|

2002

|

Vol. 47, iss. 2

205-215

EN

The microtextural changes within macroscopic shear bands (MSBs) in high purity aluminium and copper single crystals with {112}(111) initial orientation, deformed by channel die compression, have been studied in detail. Systematic measurements of single orientations by SEM/EBSD and TEM/CBED clearly show that the investigated crystals are stable only in a global sense. The occurrence of the first set of MSBs is connected with a local lattice rotation towards the {001}<110> orientation. In particular, this process directs the (111) slip plane, towards a shear plane and the activation of new, highly stressed {111}<101>+{111}<011>->CP{111}<112> slip systems, is documented. The deformed matrix near MSBs represents a relatively more stable behaviour, and the group of the orientations situated near the C{112}<111>-C{4 4 11}<11 11 8> positions describes it.

PL

W pracy analizowano mikrosteksturowe zmiany zachodzące w obszarze makroskopowo obserwowanych pasm ścinania (MSBs), w monokryształach aluminium i miedzi o orientacji wyjściowej {112}<111>, odkształcanych w próbie nieswobodnego ściskania. Pomiary orientacji lokalnych z wykorzystaniem techniki TEM/CBED a zwłaszcza SEM/EBSD, umozliwiajacej konstruowanie map orientacji, tzw. Orientation Imaging Maps (OIM) wskazuja, że badane kryształy są stabilne jedynie w sensie globalnym. Pojawienie się pierwszej rodziny makroskopowych pasm ścinania związane jest z lokalną zmianą orientacji, obserwowaną na figurze biegunowej jako rozmycie w kierunku orientacji {001}<110>. Jednym ze skutków rotacji sieci krystalicznej wewnątrz obszaru pasma, jest zmiana nachylenia płaszczyzny poślizgów współpłaszczyznowych CP(111) w kierunku nałożenia się z płaszczyzna ścinania a także aktywacja operujących na tej plaszczyźnie poślizgów typu: {111}<101>+{111}<011>->CP{111}<112>. Zmiany orientacji obserwowane w obszarach poza pasmem są znacznie mniejsze i mogą być opisane ciągiem położeń: C{112}<111>-D{4 4 11}<11 11 8>.

7

Earthquake fracture-band theory

Teisseyre R., Teisseyre K., Górski M.

Acta Geophysica Polonica

|

2001

|

Vol. 49, nr 4

463-479

EN

We present the theory of general structure of fracturing in an earthquake source; this new model is based on generalization of the shear band model presented in pervious papers. These models of the seismic source zone are based on the thermodynamics of line defects. In the thermodynamics of line defects the dislocation superlattice plays an essential role. The concept of line vacancy (vacant dislocation) enables us to construct a superlattice consisting of dislocations and vacant dislocations. The model introduced applies to plastic deformations; stress load increase may lead to some changes in dislocation density related to the superlattice. Such changes can also be related to a change of the number of vacant dislocations or to a change of the superlattice parameter. An increase of the number of dislocations corresponds in this case to a hardening process and is related to the spatial structure of superlattice. A pronounced plastic deformation is realized through the formation of shear bands; the dislocation number becomes multiplied along the shear planes and in consequence exceeds the number prescribed by the superlattice structure which, however, will be perservered in the direction perpendicular to the shear band planes. Our new generalization takes into account the tensile and shear fracturings forming the concurrent processes; however, some phase shifts between them shall be included. Moreover, in this paper the earthquake structure model may be not only related to the microdefect distribution, but also to an existence of macro-defects bound to a fine structure of focal region. This fine structure can be formed by some elements of the fracture space or by a certain distribution of the grains. Properties of such structures are described by the micromorphic theory. Moreover, we will not split, in a heuristic way, the deformations into the elastic and plastic parts, because the plastic phenomena are to some extent included here by the micromorphic or, as one can say, the granular/block structure properties of the medium. Applications for an analysis of earthquakes, mining tremors, volcanic events and icequakes are presented.