Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Charakterystyka geometrii kruchych przełomów żelaza ARMCO w skali nanometrycznej

Wawszczak J.

Mechanik

|

2009

|

R. 82, nr 11

934-937

PL

Przedstawiono wybrane wyniki badania fragmentów powierzchni płaszczyzn łupliwości quasikruchych przełomów żelaza ARMCO. Obrazy powierzchni otrzymano przy użyciu mikroskopu sił atomowych (Atomic Force Microscope - AFM) w warunkach kontaktu penetratora z powierzchnią. Przeprowadzono analizę wpływu procesów zachodzących podczas pękania metali w warunkach kriogenicznych. Stwierdzono, że płaszczyzny łupliwości, uznawane za gładkie, wykazują znaczne różnice w topografii powierzchni. Porównano obrazy powierzchni uzyskane za pomocą mikroskopu sił atomowych z wynikami badań na elektronowym mikroskopie skaningowym (Scanning Electron Microscopy -SEM). Zdefiniowano metodę wyznaczania i przedstawiono rozkłady lokalnych wartości współczynnika rozwinięcia powierzchni w celu identyfikacji położenia wyróżnionych obiektów topograficznych przy użyciu map konturowych. Dokonano pomiaru wybranych wielkości geometrycznych badanych obiektów.

EN

Presented are selected survey results of the quasi-brittle cleavage planes in ARMCO iron. Also assessed are effects of the processes accompanying cracking of metals in cryogenic environment. Atomic force microscope images of the surveyed surfaces are compared with the results produced by electronic scanning microscope.

2

Relacje między wielkością ziarna ferrytu i położeniem maksimów uzyskanych metodą ciągłej transformaty falkowej na profilach przełomów technicznie czystego żelaza

Kurzydłowski K. J., Wawszczak J.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 1

22-27

PL

W pracy sprawdzono istnienie związku ilościowego pomiędzy mikrostrukturą żelaza, opisaną za pomocą średniej średnicy zastępczej da zbiorem profili Z(x) quasi-kruchych przełomów, otrzymanych w wyniku udarowego łamania w temperaturze ciekłego azotu. Przyjęto założenie, że profile Z(x) przekształcone po zastosowaniu Ciągłej Transformaty Falkowej w funkcje współczynników skali i przesunięcia C(a, b), mogą stanowić podstawę opisu cech geometrycznych przełomów na drodze analizy rozstępów pomiędzy liniami lokalnych maksimów. Termin "rozstęp" oznacza odległość pomiędzy sąsiadującymi liniami punktów o najwyższej wysokości, wyznaczanymi dla każdego profilu w całym zakresie skali i przesunięcia. Liczba mierzonych dla każdej próbki rozstępów jest iloczynem liczby linii lokalnych maksimów, zakresu skali podzielonego przez podziałkę skalowania oraz liczby profili przypadających na jeden przełom. Jako miarę cech geometrycznych przełomu przyjęto średni rozstęp maksimów. Wielkość ziarna w łamanych próbkach kształtowano za pomocą obróbki cieplno-mechanicznej, polegającej na zgniocie w procesie swobodnego spęczania na zimno i rekrystalizacji w różnych warunkach temperaturowo--czasowych. Badania udarności w temperaturze ciekłego azotu wykonano na dwóch grupach próbek różniących się geometrią dna karbu (jak dla próby Charpy V oraz zakończonych przedpęknięciem zmęczeniowym) w celu uzasadnienia tezy o dominującym wpływie mikrostruktury na kształt przełomu. Przeprowadzona analiza wymagała zastosowania odpowiednich falek (bazowej i skalowania), y/ oraz c, jak również zakresu skali a, pozwalających na właściwą rozdzielczość. Ponieważ nie istnieją skuteczne przesłanki wyboru ww. funkcji (psi otazphi) przedstawiony w pracy zestaw dotyczył falek najpopularniejszych. Stwierdzono, że jedynie falka Haara umożliwia wyznaczenie rozstępów pomiędzy liniami lokalnych maksimów z odpowiednią dokładnością. Wyniki analizy przedyskutowano w kontekście relacji między wielkością ziaren oraz cechami geometrycznymi kruchego przełomu w żelazie.

EN

The existence of the quantity relationship between of an iron microstructure described by means of the average grain diameter d in relation to the set of profiles Z(x) of quasi-brittle fractures obtained during liquid nitride temperaturę impact tests, was evaluated in the paper. It was assumed, that profiles Z(x) transformed using Continuous Wavelet Transform as the scalę and position functions C(a, b), can underlined of the geometrical features description of the fractures in the way of the gap between of the local maxima lines analysis. The "gap" concept means a distance between neighbouring lines of points with maximal heights, appointed for the each profile in all rangę of the scalę and position (Fig. 4). The number of the measured "gaps", for each sample is of the ratio of the number of local maxima lines, the rangę of the scalę parameter divided by the scalę uniform and the number of profiles per one fracture surface. The average "gap" was adapted as the measure of the geometrical attribute of the fracture. The grain size of the fractured samples was controlled by thermo-mecha-nical treatment consisted from the plastic deformation during cold heading and recrystallization in different time-temperature conditions. The cryo-impact tests were performed on the two groups of samples, which had a different geometry of notch (Charpy Test and obtained as fatigue pre-crack tip) for justified of thesis about domination of the microstructure on the fracture shape. An analysis, which was carrying out, required application of the rele-vant wavelets f and

3

Ilościowa ocena równomierności mikrostruktury żelaza po procesie speczania na zimno i rekrystalizacji

Wawszczak J.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 1

27-32

PL

W pracy przedstawiono metodę analizy statystycznej struktur żelaza czystego technicznie po zgniocie na zimno i rekrystalizacji w różnych warunkach. Dyskutowano wpływ na procesy rekrystalizacji stosunków wielkości powierzchni ziaren z najbliższego otoczenia względem ziarna centralnego. Zbiór ziaren składających się z ziarna centralnego i ziaren otaczających określano jako mikro-aglomeracje. Zakładano, że mikrostruktura żelaza czystego technicznie po spę-czaniu na zimno i rekrystalizacji - rys. 1, może wykazywać nierównomierny rozkład struktury na powierzchni zgładu względem osi lub powierzchni swobodnych. Rekrystalizacja jest procesem zależnym od lokalnych geometrycznych związków ziaren sąsiadujących w mikroaglomeracjach (rys. 3), zdefiniowanych przez liczbę koordynacyjną względem ziarna centralnego. W trakcie badań zarówno wyznaczano rozkłady średnich powierzchni ziaren dla obrazu mikrostruktury jak i średnich powierzchni ziaren liczonych dla mikroaglomeracji. Badania wykonano na wybranych obrazach struktury uzyskanych z obszarów podobnie usytuowanych na zgładach prostopadłych do osi działania siły. Próbki różniły się wielkością zgniotu (0,89 ÷ 0,48) oraz czasem (60 ÷ 90 min.) i temperaturą (700 °C ÷ 800 °C) wyżarzania re-krystalizującego. Otrzymane w wyniku obliczeń statystyki różniły się istotnie od rozkładów bezpośrednich, przy teoretycznie identycznych wartościach średniej powierzchni ziaren (rys. 4). Dla rekrystalizacji pierwotnej (pierwsze 30 minut czasu wyżarzania), średnia powierzchnia ziaren zależy głównie od potencjalnej liczby obszarów umożliwiających zarodkowanie i odbudowę struktury ferrytu a dopiero później od czasu i temperatury wyżarzania. Przyjęto, że jeśli ziarno centralne w mikroaglomeracji będzie mniejsze niż średnia wartość powierzchni ziaren je otaczających, wówczas większe będzie prawdopodobieństwo jego anihilacji w trakcie wyżarzania i odwrotnie. Jeśli zatem w badanej populacji, ilość ziaren uznanych za zdolne do anihilacji będzie większa od pozostałych, można będzie uznać dalsze wyżarzanie jako proces sprzyjający rozrostowi ziaren lokalnie lub generalnie, jeśli nie, można będzie uznać taką strukturę za stabilną-rys. 6, 7.

EN

The Method of Statistic's analysis of the technically pure iron structure after cold heading and various conditions of recrystallization, were presented in this paper. The influence of the areas of grains near neighboring of the central grains were analyzed. The small collections of grains near neighboring of the central grain was called micro-agglomeration. Supposed, that technically pure iron microstructure show any no uniform grains distribution regard to axis or external surfaces, after cold heading and recrystallization - Fig. 1, 2. Processes of recrystallization are dependent from local relationships of neighboring grains on microagglomerations (Fig. 3), determined by coordination number toward to the central grain. Distributions of grains areas and grains areas for microagglomerations were calculated during investigations. Investigations were realized on selected images of microstructure originating from similar areas of microsection perpendicular to the main axes of cold heading and recrystallized samples. Samples were differentiating by degree of cold heading (89 % ÷ 48 %) as well as by recrystallization parameters as time (60 ÷ 90 min) and temperature (700 °C ÷ 800 °C) ranges. Statistics distributions of grains areas from microagglomerations were considerably different from distributions of grains on microsec-tions with theoretically a same values of the average grain area - Fig. 4,5. In the first 30 minutes of the annealing, the average grain area is mostly depend from the potential numbers of the places making possibility of the new grains nucleation and recovering of the ferrite's structure, during original recrystallization. During long time recrystallization, processes growth of grains with associate annihilations play importance role. Accepted, that if the central grain on microagglomeration will be smallest then average value area near neighboring grains, then the probability its annihilation will be greater during long time annealing and inversely. Hence, if the number of grains recognized as capable to the annihilation will by greater than other, inside analyzing population of grains, further annealing possibly favor grains growth, if not, the structure maybe recognized as stable - Fig. 6,7.

4

A new quantitative description method of Armco iron microstructure after cold heading and recrystallization

Szala J., Wawszczak J.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 4

254-257

EN

The paper presents a new method of characterizing the structure of polycrystalline materials in terms of their susceptibility to grain growth. The structure is treated in this method as a set of microagglomerations consisting of a central grain and neighbouring grains. A method of detection of those microagglomerations has been developed. Indices have been proposed to allow a quantitative characterization of the direction of changes taking place in the structure during recrystallization annealing. This method was applied to evaluate inhomogeneity of the structre on a cross-section of Armco iron samples subjected to cold heading. Distribution maps of the determined parameters indicate considerable inhomogeneity of the investigated samples.

PL

W pracy przedstawiono nową metodę charakteryzowania struktury materiałów polikrystalicznych pod kątem jej skłonności do rozrostu ziaren. Struktura w tej metodzie jest traktowana jako zbiór mikroaglomeracji złożonych z ziarna centralnego oraz ziaren sąsiednich. Opracowano metodę detekcji tych mikroaglomeracji. Zaproponowano wskaźniki pozwalające ilościowo charakteryzować kierunek zmian zachodzących w strukturze w trakcie wyżarzania rekrystalizującego. Metoda ta została zastosowana do oceny niejednorodności struktury na przekroju próbek żelaza Armco poddanych spęczaniu na zimno. Mapy rozkładu wyznaczonych parametrów skazują na znaczną niejednorodność struktury badanych próbek.

5

Zastosowanie wykresu siła-przemieszczenie w próbie Charpy V do analizy odporności na pękanie w temperaturze ciekłego azotu, technicznie czystego żelaza

Wawszczak J.

Problemy Eksploatacji

|

2007

|

nr 4

249-263

PL

W pracy rozważano metodę wyznaczania dynamicznego współczynnika odporności na pękanie KId. Koncepcję oparto na wykorzystaniu krzywych siła-przemieszczenie, uzyskanych w trakcie próby udarności Charpy V. Wartości przemieszczenia w punkcie przyłożenia siły w przebiegu próby udarności Charpy V określano na próbkach z żelaza czystego technicznie w temperaturze ciekłego azotu. Określano położenie punktu krytycznego na krzywej dopasowania przemieszczenia względem rzeczywistej wartości ugięcia próbki. Wyniki dynamicznej odporności na pękanie porównano względem próbek, w których karb technologiczny przedłużono o pęknię-cie uzyskane metodami zmęczeniowymi.

EN

The method of the fracture resistance coefficient KId, determination was introduced in this paper. This idea is based on the curve's force-displacement, obtained during Charpy V impact tests. Displacement values at the point of the force application in relation to the time were measured during impact tests. The impact resistance of the commercially pure iron Charpy V samples were performed at the temperature of liquid nitrogen. The critical point initiation on the fit curve of displacement versus original deflection was indicated. The results of dynamic fracture resistance values were compared with the results of resistance coefficients from samples with initiative crack, performed with fatigue crack tips at the ends of technological notches.

6

Methods for estimating the Hurst exponent. The analysis of its value for fracture surface research

Wawszczak J.

Materials Science Poland

|

2005

|

Vol. 23, No. 2

585--591

EN

The aim of the work was the selection of the most suitable method for fracture surface analysis using modern tools for mathematical verification of a dataset containing irregular data values and considerable variability of amplitude. The Hurst exponent was used for the verification of the analyzed dataset. The proposed procedure for the Hurst exponent calculations was verified for the profiles obtained from the fracture surface of 18G2A steel and pure iron in the rough state and after wavelet approximations.

7

Metoda przekroju świetlnego w badaniach chropowatości przełomów z użyciem komputerowej analizy obrazów

Wawszczak J.

Problemy Eksploatacji

|

2003

|

nr 4

153-160

PL

W pracy poddano weryfikacji możliwość wykorzystania mikroskopu do badań w przekroju świetlnym (Shmaltza), w badaniach przełomów metodami faktografii ilościowej z użyciem komputerowego przetwarzania i analizy obrazu. Badania wykazały przydatność proponowanej metody, wyrażającą się dobrą powtarzalnością wyników badań chropowatości w niewielkim tylko stopniu zależną od udziału odkształceń plastycznych określonych wartością pracy łamania w zakresie 17 J do 198 J.

EN

Light sectioning methods were verified on this paper during investigations of surfaces fractures by quantitative fractography methods for computer image processing and analysis also. Usefulness of the proposed method with good repeatability of the fractures roughness values showed in these investigations. Low dependency of the plastic deformation participation observed for impact energy values on range 17J-198J.