Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Durability and wear of engine parts – new methods of testing of alloys and composites

Ranachowski Z., Pawełek A., Jasieński Z., Piątkowski A., Kudela Jr. S., Lewandowski M., Mazuruk P.

Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie

|

2013

|

nr 35 (107)

125--131

EN

The paper deals with the problems related to the diagnostics of selected parts of modern Diesel engines. The evolution of mechanical properties of four alloys of Mg-Li-Al system and four composites made on the base of the alloys mentioned above, caused by variation of its composition was presented. The Acoustic Emission (AE) method applied to monitoring of degradation of mechanical properties of the alloys and composites was described. Moreover, the results of the investigation of failures occurring in the injectors of Common Rail Diesel engines performed with the application of AE method were also reported.

2

Mechanical and acoustic emission behaviour in channel-die compressed Mg9Li alloys before and after treatment by HPT method

Pawełek A., Kudela S., Piątkowski A., Jasieński Z., Ranachowski Z., Kudela S. JR.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

579-581

EN

The results of the investigations of acoustic emission (AE) in Mg-Li alloys of new generation: Mg9Li, Mg9Li1Al, Mg9Li3Al and Mg9Li5Al, subjected to channel-die compression tests before and after the application of intensive strain method HPT (High Pressure Torsion) are presented. The aim of these studies is the explanation of the correlations between the AE and the plastic (and possible superplastic) flow mechanisms in alloys of ultra fine-grained (nanocrystalline) structure obtained by the predeformation by HPT method. A new improved and optimized software has been used to the spectral analysis of AE signals. The earlier observations, that the microstructure refinement leads to the increase of strength and plasticity as well as the decrease of AE intensity are confirmed. The results are discussed based on the dislocation mechanisms of deformation and acoustic emission.

PL

Przedstawiono wyniki badań emisji akustycznej (EA) w stopach Mg-Li nowej generacji: Mg9Li, Mg9Li1Al oraz Mg9Li3Al i Mg9Li5Al, poddawanych próbom ściskania w matrycy kanalikowej przed i po zastosowaniu metody intensywnego odkształcania HPT (High Pressure Torsion). Celem badań było wyjaśnienie związków pomiędzy EA a mechanizmami odkształcenia plastycznego (i ewentualnie nadplastycznego) w stopach o ultradrobnoziarnistej (nanokrystalicznej) strukturze, uzyskanej dzięki przetwarzaniu metodą HPT. W badaniach zastosowano udoskonalone i zoptymalizowane oprogramowanie do analizy widmowej sygnałów EA. Potwierdzono wcześniejsze obserwacje, że rozdrobnienie mikrostruktury prowadzi do wzrostu wytrzymałości i plastyczności i wiąże się ze znaczącym spadkiem intensywności EA. Wyniki przedyskutowano, biorąc pod uwagę dyslokacyjne mechanizmy odkształcenia i EA.

3

Low temperature deformation twinning in channel-die compressed aluminium single crystals evidenced by acoustic emission

Jasieński Z., Pawełek A., Piątkowski A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

528-529

EN

The results of investigations concerning the correlations between the acoustic emission (AE) behaviour and the course of external compressive force as well as the deformation twinning in aluminium single crystals compressed in channel-die at liquid nitrogen temperature (77 K) are presented. The results are compared with the analogous courses of AE and external force as well as microstructures of twinning in Ag single crystals compressed at the same temperature. It has been shown that the strong correlations between the peaks of the rate of AE events and the drops of external load, observed in Al crystals, are typical and very similar to such correlations in the case of twinning, observed in silver single crystal. The occurrence of twin orientation is also strongly supported by the pole figures measurements before and after the compression test. The results are also discussed in terms of dislocation annihilation and acceleration, including the synchronized surface annihilation of many dislocations as well as on the basis of collective properties of the groups of great number of moving dislocations.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące korelacji pomiędzy zachowaniem się emisji akustycznej (EA) i przebiegiem zewnętrznej siły ściskającej oraz bliźniakowaniem deformacyjnym w monokryształach aluminium poddanych próbom nieswobodnego ściskania w temperaturze ciekłego azotu (77 K). Wyniki są dyskutowane w porównaniu z analogicznymi przebiegami EA i siły ściskającej oraz mikrostruktur klarownie ilustrujących bliźniakowanie w monokryształach Ag ściskanych w tej samej temperaturze. Pokazano, że silne korelacje pomiędzy pikami tempa zdarzeń EA a spadkami zewnętrznego obciążenia, obserwowane w kryształach Al, są bardzo typowe i bardzo podobne to takich korelacji w przypadku bliźniakowania, obserwowanego w monokryształach srebra. Istnienie orientacji bliźniaczej jest również mocno poparte wynikami pomiarów figur biegunowych przed i po teście ściskania. Wyniki są dyskutowane także w terminach anihilacji i przyspieszenia dyslokacji, włącznie z synchronizowaną powierzchniową anihilacją wielu dyslokacji, jak również na podstawie kolektywnych własności grupy wielu poruszających się dyslokacji.

4

Twinning and shear band formation in channel-die compressed silver single crystals identified by acoustic emission method

Jasieński Z., Pawełek A., Piątkowski A., Ranachowski Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 1

29-33

EN

In the paper there are presented the results of investigations of the relations between acoustic emission (AE) and the mechanisms of twinning as well as shear band formation and propagation in silver single crystals of {112}<111> orientation, subjected to channel-die compression tests at ambient temperature. The results were obtained using an AE analyzer of a new generation, installed recently at the Institute of Metallurgy and Materials Science, and were compared with those obtained also for single Ag crystals of the same orientation, tested at the room and at liquid nitrogen (-196°C) temperatures, but registered applying an AE analyzer of older generation, used until now. The results of AE measurements obtained using the new analyzer allowed to plot the acoustograms obtained with the application of Windowed Fast Fourier Transform (FFT) method for analysis of large experimental data sets (4 X 132 Msamples). This allowed the authors to attack the problem of identification of the strain mechanisms leading to formation of different dislocation systems.

PL

W artykule zaprezentowano zależność pomiędzy natężeniem generowanego sygnału emisji akustycznej (EA), a mechanizmami bliźniakowania i tworzenia oraz rozwoju pasm ścinania w monokryształach srebra o orientacji {112}<111>, poddanych nieswobodnemu ściskaniu w komorze kanalikowej w temperaturze otoczenia. Badania prowadzono przy pomocy analizatora EA nowej generacji zainstalowanego w Instytucie Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN. Otrzymane rezultaty porównano z wynikami testów ściskania monokryształów srebra o tej samej orientacji prowadzonych przy temperaturze pokojowej oraz przy temperaturze cieklego azotu (-196°C) przy zastosowaniu analizatora EA starszej generacji. Wyniki badan nowszym analizatorem zostały przedstawione w postaci akustogramów uzyskanych za pomocą algorytmu Okienkowej Szybkiej Transformaty Fouriera, zaprojektowanego do obróbki obszernych zbiorów danych eksperymentalnych (4x132x10do 6 próbkowań). Zastosowanie metody akustogramów pozwoliło autorom artykułu na identyfikacje mechanizmów odkształcenia w badanym materiale, prowadzących do uformowania sie różnych systemów dyslokacji.

5

Characteristic of texture evolution of copper single crystals in channel die compression by electron back scattering diffraction

Baudin T., Jasieński Z., Penelle R., Piątkowski A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 1

47-56

EN

Texture development of copper single crystals during plane strain compression is analyzed from individual measurements obtained by electron back scattered diffraction. The unstable (100)[011] and (111)[123] orientations are studied: the first one splits into complementary (112)[111] and (112)[111] stable orientations with a spreading towards the (114)[211] and the (114)[221] orientations, respectively. The (111)[123] crystal decomposes into the (112)[11] orientation with a spreading towards the (114)[221] orientation and the (110)[001] orientation that tends to rotate near the (110)[112] orientation, so as to become stable at higher strains. The use of individual orientation measurements allows one to determine the local orientations of two sets of symmetric coarse slip bands for the first single crystal, and to distinguish between the orientations of the crystal matrix and the coarse slip bands and the macroscopic shear bands which appear during the deformation for the second single crystal.

PL

Rozwój tekstury monokryształów miedzi ściskanych w płaskim stanie odkształcenia jest analizowany w oparciu o metodę dyfrakcji odbitych elektronów wstecznych w mikroskopie skaningowym (metoda Electron Back Scattering Difraction). Badano orientacje (100)[011] – niestateczna oraz (111) [123]. Pierwsza z nich rozpada się na komplementarne i stabilne orientacje (112)[111] i (112)[111], które cechują się rozmyciem ku orientacjom odpowiednio : (114)[221] i (114)[221]. Natomiast monokryształ o orientacji (111) [123] rozpada się na fragmenty o orientacjach (112)[111] z rozmyciem do (114)[221] oraz o orientacji Gossa (110)[001], która ma tendencje do obrotu w położenie (110)[112] – tzw orientacja "mosiądzu", stała w zakresie duzych odkształceń. Zastosowanie metody pomiarów indywidualnych orientacji umożliwia określenie lokalnej orientacji dwóch symetrycznych zbiorów grubych pasm poślizgu (CSB) występujacych w pierwszym monokrysztale o tzw "orientacji ścinania" oraz wyróżnienie orientacji osnowy, grubych pasm poślizgu i makroskopowych pasm ścinania, które występują podczas odkształcenia drugiego z kryształów o orientacji (111) [123].

6

Acoustic emission and the Portevin - Le Châtelier effect in Tensile tested Al alloys before and after processing by accumulative roll-bonding (ARB) technique

Pawełek A., Kuśnierz J., Jasieński Z., Ranachowski Z., Bogucka J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 1

83-88

EN

The paper presents the investigations of the relation between the acoustic emission (AE) descriptors and the Portevin-Le Châtelier (PL) phenomena occurring in tensile tested two kinds of aluminium alloys: non-predeformed and predeformed earlier using the technique of accumulative rolling bonding (ARB). There have been found some correlations between AE and PL effects in non-predeformed alloys. The tensile tests for ARB predeformed alloys were performed on a series of samples of various degree of work hardening and it has been observed that the correlations between the AE and PL effects are not so pronounced as in the case of ARB not-predeformed alloys. It can also be mentioned that material processing using ARB causes circa two fold loss of AE event intensity in tested samples. The results of AE measurements are obtained using a new software which allowed additionally to carry out the spectral analysis of AE signals of low energy. This way the acoustic maps (acoustograms) and the spectral characteristics are determined which might be useful in the discussion of the relations between the non-homogeneous strain mechanisms of the PL effect and the mechanisms of AE events generation. The results are discussed in the context of the existing dislocation models of the PL effect and the theoretical concepts of AE sources.

PL

Artykuł prezentuje relacje pomiędzy deskryptorami emisji akustycznej (EA) i efektem Portevin-Le Châtelier (PL) w stopach aluminium typu PA2 przed i po obróbce metodą ARB (Accumulative Roll-Bonding). W próbkach przed obróbką metodą ARB zaobserwowano korelacje pomiędzy zmianami gęstości zdarzeń w sygnale EA a efektem PL charakteryzującym się nierównomiernym przebiegiem krzywej naprężenie-odkształcenie. Próby rozciągania przed i po obróbce metodą ARB wykazały, że w tym ostatnim przypadku związek pomiędzy aktywnością sygnałów EA i efektem ARB jest słabszy. Prezentowane wyniki sugerują że obróbka próbek metodą ARB skutkuje około dwukrotnymąspadkiem gęstości zliczeń EA w badanym materiale. Do analizy zarejestrowanego sygnału EA zastosowano nowe oprogramowanie które umożliwiło wygenerowanie map akustycznych (akustogramów) i charakterystyk częstotliwosciowych rejestrowanych sygnałów o niskiej energii, co może byc przydatne w badaniu relacji pomiędzy mechanizmami niejednorodnego odkształcenia związanego z efektem PL, a generowanymi sygnałami EA. Otrzymane wyniki zostały omówione w kontekście współczesnych dyslokacyjnych opisów efektu PL i modeli teoretycznych zródeł EA.

7

Acoustic emission and strain mechanisms during compression at elevated temperature of Β-phase Mg-Li-Al composites reinforced with ceramic fibres

Pawełek A., Ranachowski Z., Piątkowski A., Kudela S., Jasieński Z., Kudela S. jr.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2007

|

Vol. 52, iss. 1

41-48

EN

The object of investigations was the behaviour of acoustic emission (AE) during channel-die compression at room and elevated (140°C) temperatures of the composites based on Mg12Li3Al and Mg12Li5Al alloys containing the Β phase as well as of the composites based on Mg8Li3Al and Mg8Li5Al alloys also containing the phase. The results of AE measurements at room temperature show that the effect of anisotropy of the fibres distribution with respect to compression axis occurs also in composites based on Mg8Li3Al alloys. However, the results of AE measurements at 140°C show that the course of AE activity was a two-range character and that the level of the rate of AE events is higher than that at room temperature. These effects are attributed to the thermal weakening of the fibres strength at 140°C. Moreover, using an AE analyser of new generation, the investigations of the composites based on Mg8Li5Al and Mg12Li3Al alloys have been carried out at room temperature. On the basis of the constructed acoustograms and spectral characteristics the preliminary wavelet analysis of AE signals generated in the microcracking process of ceramic fibres has been carried out. The results obtained using the old and the new AE analysers are compared and discussed also on the basis of scanning microstructure observations and on the basis of the dislocation mechanisms of deformation and microcracking processes in the composites containing the Β phase of Mg-Li system.

PL

Badania dotyczyły zachowania się emisji akustycznej (EA) podczas testów nieswobodnego ściskania w temperaturze otoczenia i podwyższonej (140°C) kompozytów na osnowie stopów Mg12Li3Al oraz Mg12Li5Al, zawierających faze Β, a także kompozytów na osnowie stopów Mg8Li3Al i Mg8Li5Al, również zawierających fazę Β. Wyniki pomiarów EA w temperaturze pokojowej wskazują, że efekt anizotropii rozkładu włókien względem osi ściskania występuje również w kompozytach na osnowie stopów Mg8Li3Al. Natomiast wyniki pomiarów EA w temperaturze 140°C wskazują na dwuzakresowy przebieg aktywnosci EA oraz większy poziom tempa zdarzeń EA niż w temperaturze pokojowej. Wytłumaczono to osłabieniem termicznym wytrzymałości włókien w 140°C. Ponadto, wykorzystując analizator EA nowej generacji, wykonano badania w temperaturze pokojowej kompozytów na osnowie stopów Mg8Li5Al i Mg12Li3Al. Przeprowadzono analizę porównawczą wyników uzyskanych przy użyciu nowego i dotychczas stosowanego analizatora EA. W oparciu o skonstruowane akustogramy i charakterystyki widmowe, przeprowadzono analizż falkową sygnałów EA generowanych w procesie mikropękania włókien ceramicznych. Wyniki przedyskutowano również w oparciu o obserwacje mikrostruktur skaningowych oraz w oparciu o dyslokacyjne mechanizmy odkształcenia i mechanizmy mikropękania w kompozytach zawierających fazę Β układu Mg-Li.

8

Acoustic emission and the Portevin-Le Châtelier effect in tensile tested Al alloys processed by ARB technique

Pawełek A., Kuśnierz J., Bogucka J., Jasieński Z., Ranachowski Z., Ranachowski P., Rejmund F., Dębowski T.

Archives of Acoustics

|

2007

|

Vol. 32, No. 4

955--962

EN

The paper presents the investigations of the relation between the acoustic emission (AE) and the Portevin-Le Châtelier (PL) phenomena occurring in tensile tested two kinds of aluminium alloys: not-predeformed and predeformed earlier using the technique of accumulative rolling banding (ARB). There have been found essential correlations between AE and PL effects in ARB not-predeformed alloys. The tensile tests for ARB predeformed alloys were performed on a series of samples of various degree of work hardening and it has been observed that the correlations between the AE and PL effects are not so pronounced as in the case of ARB not-predeformed alloys. The results of AE measurements obtained using a new software allowed additionally to carry out the spectral analysis of AE signals and, in consequence, to determine the acoustic maps (acoustograms) and the spectral characteristics which are very useful in the discussion of the relations between the non-homogeneous strain mechanisms of the PL effect and the mechanisms of AE events generation. The results are discussed in the context of the existing dislocation models of the PL effect and the theoretical concepts of AE sources.

9

Microstructure, texture and mechanical properties of copper under ARB processing

Kuśmierz J., Mathon M-H., Bogucka J., Faryna M., Jasieński Z., Penelle R., Baudin T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 2

237-243

EN

The accumulative roll-bonding (ARB) process, invented not long ago, is a promising mode for introducing severe plastic deformation into industrial practice to produce bulk ultra-fine grained materials. The ARB process consists in rolling of the pack of two sheets up to 50% reduction. Then, the rolled material is sectioned into two halves, stacked and the procedure of roll-bonding is repeated. The orientation distribution of ARB processed Cu 99.95% up to Ε ∼4 is analyzed in the paper. The evolution of crystallographic texture has been discussed in relation with changes of mechanical properties and structure.

PL

Metoda wielokrotnego, połączonego ze spajaniem podczas następujących po sobie przepustów, walcowania pakietowego (Acumulative roll-bonding – ARB) leży u podstaw wzrastającego zainteresowania wprowadzeniem do praktyki przemysłowej intensywnego odkształcania plastycznego (severe plastic deformation – SPD) w celu wytwarzania materiałów ultradrobnokrystalicznych. Polega ta metoda na walcowaniu pakietu, złożonego z dwóch fragmentów blachy, do ich grubości poczatkowej, czyli z 50% redukcją przekroju poprzecznego, następnie przepołowieniu tak otrzymanej blachy i ponownym przeprowadzeniu opisanego postepowania. Tak pomyślany proces może być kontynuowany teoretycznie bez ograniczeń. W pracy przedstawiono wyniki badań miedzi Cu 99.95%, odkształcanej metodą spajania w procesie walcowania pakietowego az do Ε ∼4. Dyskutowane są zmiany tekstury krystalograficznej w odniesieniu do zmian własności mechanicznych i mikrostruktury.

10

Acoustic emission in Mg-Li-Al alloys and related composites based on diphase Α+Β matrix subjected to channel-die compression at elevated temperature 140° C

Pawełek A., Piątkowski A., Kudela S., Jasieński Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 2

245-252

EN

The study is a continuation of the new research direction, started a few years ago in cooperation with the Institute of Materials and Machine Mechanics of the Slovak Academy of Sciences in Bratislava, in which the acoustic emission (AE) method is used to investigate channel-die compressed Mg-Li-Al based alloys and related composites reinforced with short δ - Al2O3 ceramic fibres. The aim of the studies is further documentation and explanation of the AE phenomenon in Mg-Li-Al alloys and composites based on Α+Β diphase matrix subjected to channel-die compression at ambient and elevated temperatures 140C. Attempt has been made to explain the correlations occurring between AE intensity, AE activity and the plastic deformation characteristics as well as the microstructure observed before and after deformation using the optical and the scanning microscopy. The effect of anisotropy of the fibres distribution with respect to the compression direction has been observed in Mg8Li/δ composites at room temperature, whereas in Mg8Li3Al/δ composites compressed at elevated temperature 140C it has been observed that AE activity occurs in two ranges and that AE intensity is higher than that observed at room temperature. The results are discussed on the basis of the dislocation mechanisms of plastic flow and the mechanisms related with the microcracking processes in Α+Β diphase based alloys and composites.

PL

Temat stanowi kontynuację, zapoczątkowanego kilka lat temu – w ramach współpracy z Instytutem Materiałów i Mechaniki Maszyn Słowackiej Akademii Nauk w Bratysławie – nowego kierunku badań wykorzystujących metodę emisji akustycznej (EA) w testach nieswobodnego ściskania stopów na bazie Mg-Li-Al oraz kompozytów na osnowie tych stopów wzmocnionych krótkimi włóknami ceramicznymi δ - Al2O3. Celem badań jest dalsza dokumentacja i wyjaśnienie zjawiska EA w stopach i kompozytach Mg-Li-Al na osnowie dwufazowej Α+Β, poddanych nieswobodnemu ściskaniu w temperaturze otoczenia i podwyższonej 140C. Podjęto próbę wyjaśnienia korelacji zachodzących pomiędzy przebiegiem intensywności i aktywności EA a charakterystykami deformacji plastycznej oraz mikrostrukturą obserwowana przed i po odkształceniu przy zastosowaniu mikroskopu optycznego i skaningowego. W kompozytach Mg8Li/δ zaobserwowano wystepowanie efektu anizotropii rozkładu włókien względem kierunku ściskania w temperaturze otoczenia. Natomiast w kompozytach Mg8Li3Al ściskanych w podwyższonej temperaturze 140C zaobserwowano występowanie dwóch zakresów aktywności EA i wyższą intensywność EA niż w temperaturze pokojowej. Wyniki przedyskutowano w oparciu o dyslokacyjne mechanizmy plastycznego płynięcia oraz mechanizmy związane z procesami mikropękania w stopach i kompozytach na osnowie dwufazowej Α+Β.

11

Microstructure and texture of ECAP processed AlCu4SiMn and AlCu5AgMgZr alloys

Kuśnierz J., Mathon M-H., Dutkiewicz J., Baudin T., Jasieński Z., Penelle R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 2

367-377

EN

The superplastic flow occurring in materials of ultra-fine grained structure allows to reducing the drawing temperature. It may be profitable when applied to aluminium alloys like AlcuZr, subjected to superplastic forming. The texture, based on neutron diffraction pole figure measurements of two alloys i.e. AlCu4SiMn and AlCu5AgMgZr during the equalchannel angular pressing (ECAP) is discussed in the paper. Structure observations by means of optical microscopy, transmission electron microscopy (TEM) and electron back scattered diffraction (EBSD) technique for OIMTM and local texture measurements have been applied to obtain a precise and detailed description of structure and orientation changes.

PL

Wytworzenie ultra-drobnokrystalicznej mikrostruktury pozwala na obnizenie temperatury płyniecia nadplastycznego. Wykorzystanie tego zjawiska może przyczynić się do uzyskania wymiernych korzyści podczas kształtowania poprzez płynięcie nadplastyczne elementów ze stopów Al takich jak AlCuZr.W pracy przedstawiono wyniki pomiarów tekstury stopów AlCu4SiMn i AlCu5AgMgZr wyciskanych w kanale kątowym (metoda ECAP). Wykorzystano obserwacje struktury za pomocą mikroskopu optycznego, elektronowego (TEM) i skaningowego w zakresie analizy obrazu (OIMTM) oraz tekstury lokajnej (EBSD) w celu szczegółowego opisu struktury i zmian orientacji.

12

Influence of the change deformation path on deformation banding in Cu-8%Al alloy single crystals

Jasieński Z., Paul H., Piątkowski A., Driver J. H., Litwora A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 2

503-514

EN

The textural and microstructural effects of cross rolling of fcc metals with low stacking fault energy have been studied by local orientation measurements in the SEM equipped with field emission gun (FEG) and by X-ray pole figure measurements. The analysis is focused on shear bands and deformation bands development by plane strain compression in copper-8%wt. aluminium alloy single crystals with twinned C{112}<111> and non twinned CR{112}<110> orientations as well as in twinned CRP{112}<110> samples after changing of the deformation path as a result of 90°NDII<112 > rotation. It has been found that important transitions of the deformation textures are correlated with deformation banding. In C{112}<111>-oriented samples and in those after the change of the deformation path (i.e. in {112}<110> pre-deformed as {112}<111>) the high resolution SEMFEG orientation maps allowed investigation of the way in which unstable behaviour of twin-matrix layers leads to the“brass”-type shear bands and formation of the deformation bands. Within well-developed shear bands the dominance of crystal lattice rotation about one of the <112> poles was observed. This is correlated with the operation of one of the two, initially equally active co-planar slip systems of {111}<110>-type. As a consequence, the rotation of twinned areas within shear bands is observed. This ultimately leads to formation of texture components near the B{110}<112>-S{123}<634> fibre. In non- twinned CR{112}<110> orientation from the beginning stages of deformation, a strong tendency to decomposition as a result of <112> rotation is also clearly observed. This leads to another type of deformation bands resembling the transition ones. From crystallographic point of view the tendency to form two nearly complementary positions of B{110}<112> orientation is observed.

PL

Teksturowe i mikrostrukturalne efekty walcowania krzyzowego metali o sieci A1 i niskiej energii błędu ułożenia badano metodą pomiaru pojedynczych orientacji w mikroskopie skaningowym (SEM) wyposażonym w działo polowe (FEG) jak również metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Analizowano rozwój pasm ścinania i pasm odkształcenia podczas nieswobodnego ściskania monokryształów stopu Cu-Al8% wag., posiadających początkową orientację C{112}<111> sprzyjającą blźniakowaniu odkształceniowemu i orientację CR{112}<110> nie bliźniakującą, jak również w zbliźniaczonych próbkach orientacji CRP[112}<110> t.j. wstępnie odkształconych w położeniu C i obróconych 90° wokół NDII<112> (ściskanych po zmianie drogi odkształcenia). Stwierdzono, że silne transformacje tekstury odkształconych próbek związane są z pasmową lokalizacją odkształcenia. W próbkach o poczatkowej orientacji C oraz w próbkach CRP odkształconych po zmianie drogi deformacji (wstępna deformacja w położeniu C), otrzymane mapy orientacji metodą SEM/FEG umożliwiły pełną charakterystykę krystalograficznych cech rozwoju pasm ścinania typu mosiądzu oraz tworzenia pasm odkształcenia. W pasmach ścinania wykazano dominację obrotów sieci wokół osi <112>leżących w płaszczyznie dwóch równoważnie aktywnych systemów współpłaszczyznowych BII i BIV, co prowadzi do rozwoju własnej lokalnej tekstury pasma ścinania charakteryzującej się składowymi tekstury walcowania mosiądzu G{110}<001>, B{110}<112> z udziałem składowej S{123}<634>. W przypadku nie zbliźniaczonej orientacji CR{112}<110> obrót wokół osi <112> leżących w płaszczyznach dwóch niekoplanarnych, równoważnie aktywnych systemów AIII i DI prowadzi również do powstania dwóch komplementarnych składowych B{110}<112> charakteryzujących alternatywnie orientacje sąsiednich pasm odkształcenia, powstających w wyniku alternatywnego operowania pojedynczych systemów poślizgu.

13

Inhomogeneity of deformation induced by the change of deformation path in channel-die compressed (112)[111] copper single crystals

Jasieński Z., Pospiech J., Schwarzer R., Piątkowski A., Litwora A.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

359-363

EN

The microtextural and microstructural effects caused by the change of the deformation path in the cold rolling process of fcc metals of medium SFE have been studied by SEM/EBSD and X-ray diffraction methods. The selected (112)[111) and (112)[110] orientations and the channel-die compression method in the investigation of copper single crystals enabled a more detailed characteristics of these effects. The aim of the investigations to elucidate the crystallographic conditions of the strong texture and structure alterations which were observed in deformed cold rolled polycrystalline copper after the change of the rolling direction by 90° rotation around ND. It has been found that the main textural effect is the destabilization of the {112}<110> orientation which leads to the appearance of the {110}<112> components of texture in pre-deformed single crystals. The fragmentation of the pre-deformed single crystal structure in the form of compact clusters of layers and/or non-regular blocks is the origin of the development of two {110}<112> complementary components of texture. It has been shown that the formation of two sets of layers with complementary components {110}<112> of texture in these banded structures of pre-deformed samples is similar to the deformation banding, which differs from the typical copper-type shear bands.

PL

Mikroteksturowe i mikrostrukturalne efekty zmiany drogi odkształcenia w procesie walcowania metali o sieci A1 i średniej energii błędu ułożenia badano przez pomiar pojedynczych orientacji z zastosowaniem SEM/EBSD oraz rentgenowski pomiar figur biegunowych. Wybór monokryształów miedzi orientacji (112)[111] i (112)[110] oraz metody nieswobodnego ściskania umożliwił bardziej szczegółową charakterystykę tych efektów. Wyjaśniono krystalograficzne uwarunkowania silnych zmian tekstury i struktury, obserwowanych w przypadku wstępnie walcowanej polikrystalicznej miedzi po zmianie drogi odkształcenia przez obrót 90° wokół ND. Stwierdzono, że głównym efektem teksturowym jest destabilizacja orientacji {112}<110>, powodująca wystąpienie składowych tekstury {110}<112> we wstępnie walcowanych próbkach monokrystalicznych jak również w monokryształach idealnej orientacji (112)[110] nie poddanych wstępnemu odkształceniu. Fragmentacja struktury odkształconych monokryształów w formie nieregularnych bloków lub zwartych pakietów pasm, jest przyczyną rozwoju dwóch komplementarnych składowych tekstury {110}. Wystąpienie warstw charakteryzujących się alternatywnie jedną z dwóch komplementarnych składowych tekstury {110}<112> we wstępnie walcowanych próbkach jest podobne do procesu tworzenia pasm odkształcenia znacznie różniących się mikrostrukturą od typowych pasm ścinania w miedzi.

14

Emisja akustyczna w materiałach kompozytowych i ceramicznych

Pawełek A., Piątkowski A., Jasieński Z., Kudela S., Litwora A., Ranachowski P., Rejmund F.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 5

828-832

PL

W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań własności mechanicznych i emisji akustycznej (EA) w polikrystalicznym magnezie, stopach Mg-Li, Mg-Li-Al, kompozytach na ich osnowie wzmocnionych krótkimi włóknami delta Al2O3 oraz w tworzywach ceramicznych - porcelanie wysokoglinowej oraz kordierycie wzmocnionym mulitem - poddanych testom swobodnego i nieswobodnego ściskania (channel-die; płaski stan odkształcenia) w temperaturze otoczenia, podwyższonej (435 K) i niskiej (77 K). Zaobserwowano istotne różnice jakościowe i ilościowe w zachowaniu się tempa zdarzeń EA, zarówno dla różnych materiałów, jak i poszczególnych ich rodzajów. Wyniki uzyskane dla metali i kompozytów przedyskutowano szczególnie w oparciu o wpływ litu i włókien ceramicznych na dyslokacyjne mechanizmy odkształcenia oraz na procesy powstawania mikropęknięć. Zachowanie się aktywności EA w tworzywach ceramicznych przedyskutowano w kontekście efektu pseudoplastyczności oraz jego związków z powstawaniem i rozrostem mikroporów i mikropęknięć. W obu przypadkach przeprowadzono badania mikrostruktury przy użyciu mikroskopu optycznego, a w przypadku kompozytów również za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego.

EN

In the paper there are presented some selected results of the investigations of mechanical properties and acoustic emission (AE) in polycrystalline magnesium (Fig. 1), Mg-Li (Fig. 3a), Mg-Li-Al alloys and related composites reinforced by short delta Al2O3 fibers (Fig. 2a, Fig. 2b, Fig. 4a, Fig. 5a and Fig. 5b) as well as in ceramic materials such as aluminous porcelain (Fig. 6a and Fig. 7a) and cordierite reinforced by mullite (Fig. 6b and Fig. 7b), subjected to the usual and channel-die (plain strain state) compression at room, elevated (435 K) and low (77 K) temperatures. Essential qualitative and quantitative differences in the behaviour of the rate of AE events for various kinds of materials as well as for their particular types have been observed. The obtained results for metals and composites are discussed particularly on the basis of the influence of lithium and ceramic fibers on the deformation mechanisms and on the processes of microcracking formation. The AE activity in ceramics is discussed in the context of the pseudoplasticity effect and its relation to the formation and development of micropores and microcracks. In both cases the microstructural investigations using optical microscopy (Fig. 2c, Fig. 3b, Fig. 6c and Fig. 6d) and in the case of composites also using the scanning electron microscopy (Fig. 4b) have been carried out.

15

Textural and structural effects of the change of deformation path in copper single crystals in a channel-die test

Jasieński Z., Pospiech J., Piątkowski A., Schwarzer R., Litwora A., Ostafin M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2004

|

Vol. 49, iss. 1

11-28

EN

The microtextural and microstructural effects caused by the change of the deformation path in the cold rolling process of fee metals of medium SFE have been studied by individual grain orientation measurement in the SEM (ACOM, "Automated EBSD") and by X-ray pole figure measurement. The choice of the (112)[111] and the (112)[110] orientations and channel-die compression for the investigation of copper single crystals enabled a more detailed characteristic of these effects. These investigations aim to elucidate the crystallographic conditions of the strong texture and structure changes which were observed in cold rolled polycrystalline copper after the change of the rolling direction. It has been found that the main textural effects is the destabilization of the {112}<110> orientation which leads to the appearance of the {110}<112> components of texture in pre-deformed crystals as well as in not pre-deformed (112)[110] single crystals. However, in the former case in which the deformation path was changed, the transformation proceeds much faster and more dynamic in comparison with the latter. The fragmentation of the pre-deformed single crystal structure in the form of non-regular blocks and/or compact clusters of layers is the origin of the development of two {110}<112> complementary components of texture. It has been shown that the formation of two sets of layer with complementary {110}<112> components of texture in these banded structures of pre-deformed samples is rather similar to deformation band, which differ from the typical copper-type shear bands.

PL

Mikroteksturowa i mikrostrukturalne efekty zmiany drogi odkształcenia w procesie walcowania metali o sieci Al i średniej energii błędu ułożenia badano przez pomiar pojedynczych orientacji przy użyciu SEM (ACOM, "Automated EBSD) oraz rentgenowski pomiar figur biegunowych. Wybór monokryształów miedzi orientacji (112)[111] i (112)[110] oraz metodyniesfobodnego ściskania umozliwił bardziej szczegółową charakterystykę tych efektów. Badania miały na celu wyjaśnienie krystalograficznych uwarunkowań silnych zmian tekstury i struktury, które obserwuje się w przypadku wstepnie walcowanej polikrystalicznej miedzi po zmianie drogi odkształcenia przez obrót 90 stopni wokół ND. Stwierdzono, że głównym efektem teksturowym jest destabilizacja orientacji {112}<110>, która powoduje wystapienie składowych tekstury {110}<112> we wstepnie walcowanych próbkach monokrystalicznych jak również w monokryształach idealnej orientacji (112)[110] nie poddanych wstepnemu odkształceniu. Jednakże w pierwszym przypadku transformacja tekstury jest bardziej dynamiczna. ragmentacja struktury odkształconych monokryształów w formie nieregularnych bl;oków a zwłaszcza w formie zwartych pakietów warstw, występujących głównie we wstepnie odkształconych próbkach jest przyczyną rozwoju dwóch komplementarnych składowych tekstury {110}<112>. Wykazano, że powstanie dwóch zbiorów warstw charakteryzujących sie alternatywnie jedną z dwóch komplementarnych składowych tekstury {110}<112> we wstepnie walcowanych próbkach jest podobne raczej do procesutworzenia pasm odkształcenia znacznie różniących się od struktury typowych pasm ścinania w miedzi.

16

Acoustic Emission and Mechanical Properties of Mg-Li-Al Alloys Subjected to Channel-Die Compression Tests

Pawełek A., Piątkowski A., Kudela S., Jasieński Z., Litwora A.

Molecular and Quantum Acoustics

|

2002

|

Vol. 23

351-362

EN

The paper presents the resultsof invastigations of the correlations occuring between the rate of the acoustic emission )AE) events and the plastic deformation mechanism during the plane strain compression of pure magnetism and magnesium-lithium as well as magnesium-lithium-aluminium alloys. Essential qualitative and quantitative defferences in the AE behaviour have been observed between the pure magnesium and alloys as well as between the alloys themselves. The obtained results are discussed on the basis of the possible dislocation and work-hardening processes and also on the basis if microstructure observations using the light microscopy.

17

Acoustic emission during channel-die compression of Mg-Li and Mg-Li-Al alloys and composites reinforced by short δ Al2 O2 fibres

Pawełek A., Jasieński Z., Piątkowski A., Kudela S., Litwora A.

Archives of Metallurgy

|

2002

|

Vol. 47, iss. 2

175-183

EN

The paper presents preliminary results of the investigations of the correlations occurring between the acoustic (AE) events and the plastic deformation mechanisms during channel-die compression of Mg-Li and Mg-Li-Al alloys, as well as the corresponding metallic matrix composites reinforced with short δ Al2O2 fibres. Essential qualitative and quantitative differences in the AE behaviour have been observed in the composites and in the pure alloys. The obtained results are discussed on the basis of the possible dislocation and microcracking processes and also on the basis of microstructure observations using the optical microscopy. It is suggested that the highly jumping character of AE behaviour in two-phase Mg8Li3Al alloys is related to the twinning in phase and to the microcracking along the interfaces, while in Mg8Li+δAl2O3 composites also to the fibres cracking and debonding processes, i.e. the loss of cohesion between the fibres and the matrix.

PL

W pracy przedstawiono wstępne wyniki badań korelacji zachodzących pomiędzy tempem zdarzeń emisji akustycznej (EA) i mechanizmami odkształcenia plastycznego podczas nieswobodnego ściskania stopów Mg-Li i Mg-Li-Al oraz kompozytów na ich osnowie wzmocnionych krótkimi włóknami δ Al2O3. Zaobserwowano istotne różnice ilościowe i jakościowe w zachowaniu się EA zarówno w kompozytach jak i w czystych stopach. Otrzymane wyniki przedyskutowano w oparciu o możliwe procesy dyslokacyjne i procesy mikropękania jak również w oparciu o mikrostruktury obsewowane przy użyciu mikroskopii optycznej. Zasugerowano, że wysoce skokowy charakter przebiegu EA w stopach dwufazowych Mg8Li3Al jest związany z bliźniakowaniem w fazie i mikropękaniem wzdłuż granic międzyfazowych a w kompozytach Mg8Li+δAl2O3 także z procesami pękania włókien i debondingu, tj. dekohezji pomiedzy włóknami a osnową.

18

Emisja akustyczna w materiałach ceramicznych i kompozytach metalicznych poddanych próbie ściskania - badania wstępne

Pawełek A., Piątkowski A., Jasieński Z., Litwora A., Kudela S., Ranachowski P.

Prace Naukowe Instytutu Telekomunikacji i Akustyki Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2001

|

Vol. 83, nr 27

423-427

EN

There are presented, at the first time, the results of the preliminary investigations of the correlations between the behaviour of acoustic emission (AE) and both the channel-die and the standard compression deformation processes occurring in ceramic and composite materials at ambient temperature. The obtained results are preliminarily discussed in the context of possible deformation mechanisms as well as in the context of structural observations by using the optical microscopy. In the case of the ceramics (cordierite - mullite) the large range of high rate of the AE events has been observed at the final stage of the compression test. The most probably it is due to the so-called pseudoplasticity effect related with the increase of porosity and the development of cracking processes with the increasing internal stresses. In the case of the composites - Mg-4Li-5Al and Mg-4Li-3Al alloys reinforced by delta. Al2O3 fibres - it has been observed different AE behaviour. The high AE activity is observed rather at the onset of deformation process and its range is more longer in time for the material of greater contents of A However, the general character of the peaks of the rate of AE is similar, and the most probably it is related mainly with the mechanisms of the cracking of the .delta. Al2O3 fibres.

19

Texture characteristics of ultrafine-grained Al and Cu samples obtained by means of ECA pressing.

Kuśnierz J., Baudin T., Jasieński Z., Penelle R.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 4

517-520

EN

A prototype equipment was used to realise pressing at right angle up to ultra-high plastic deformation on Equal-Channel Angular (ECA) pressing apparatus with the aim to obtain ultra-fine-grained (UFG, nanocrystalline) materials. Experiments, performed for Cu and Al with pressing up to equivalent deformation epsilon about 8, provided UFG aluminium samples with the grain size d=0,3-1,0 micrometer and UFG copper samples with d=0,1-1,0 micrometer. In order to obtain the crystallographic texture characteristics, the orientation distribution functions of crystallites were calculated from X-ray measured poles figures with ND along the sample axis and perpendicular to the pressing direction RD. For both materials the main components {110}<1-11> were observed after pressing to epsilon about 4. Pressing to higher deformation degree caused the increase of disorientation in case of copper.

PL

Wykorzystano prototypowe urządzenie do zrealizowania wyciskania do bardzo wysokiego stopnia odkształcenia w kanale pod kątem prostym (ECA pressing method) w celu otrzymania ultra-drobnokrystalicznego (UFG, nanokrystalicznego) materiału. Przeprowadzone doświadczenia dla Cu i Al z wyciskaniem do epsilon około 8, dostarczyły próbek Al, o UFG strukturze z ziarnem o średnicy d=0,3-1,0 mikrometra i próbek Cu, z ziarnem o średnicy d=0,1-1,0 mikrometra. Charakterystykę rozkładów orientacji krystalograficznych określono na podstawie obliczonych funkcji rozkładów orientacji wyznaczonych ze zmierzonych metodą rentgenowską figur biegunowych z normalną ND równoległą do osi próbki i kierunkiem RD równoległym do kierunku nacisku. W obu materiałach obserwowano główną składową {110}<1-11> po wyciskaniu do epsilon około 4. Wyciskanie do większych odkształceń powodowało wzrost dezorientacji w przypadku miedzi.

20

Orientation relations at the early stages of the recrystallization in Cu-2%Al single crystals.

Paul H., Piątkowski A., Jasieński Z., Pawełek A.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 5

712-715

EN

The microtextural changes during recovery and recrystallization in high-purity Cu-2%Al single crystals with initial C{112}<111> orientation, deformed by plane strain compression (PSC), have been studied in detail. TEM/CBED and SEM/EBSD local orientation measurements indicate that the starting points for the occurence of a new, recrystallized phase are the components of the internal microtexture of shear bands in the deformed state. As recovery and recrystallization proceed, the orientations of the primary nuclei systematically evolve to adopt simple boundary misorientation relations of -30 degrees<111> type with respect to the deformed matrix.

PL

W pracy badano szczegółowo mikroteksturowe zmiany w trakcie procesu rekrystalizacji w monokryształach stopu Cu-2%Al odkształcanych w płaskim stanie odkształcenia. Badania orientacji lokalnych metodami TEM/CBED oraz SEM/EBSD wskazują, że punktem startowym do pojawienia się obszarów fazy zrekrystalizowanej są składowe wewnętrznej mikrotekstury pasm ścinania identyfikowane w stanie zdeformowanym. Orientacje pierwotnych zarodków w miarę postępu procesu rekrystalizacji, ulegają systematycznej zmianie do wystąpienia granicznej wielkości dezorientacji typu -30 stopni<111>, na czole frontu rekrystalizacji.