Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Quasi-static and dynamic characterization of ultrafine-grained 2017A-T4 aluminium alloy processed by accumulative roll bonding PDF

Halimi A., Boudiaf A., Hemmouche L., Medjahed A., Tria D. E., Henniche A., Djeghlal M. E. A., Baudin T.

Archives of Mechanics

|

2021

|

Vol. 73, nr 4

339--363

EN

In this study, novel composite strips based on 2017A-T4 aluminium alloy (Al-Cu-Mg) produced by accumulative roll bonding (ARB) were developed. The microstructure and mechanical properties of the ultrafine-grained sheets under quasistatic and dynamic loadings were investigated. The initial microstructure characterization with an Optical Microscope and a Scanning Electron Microscope indicated that the ARBed sheets formed a compact material with the homogeneous and identical thickness for the individual bonded layers. Besides, the presence of precipitates was identified in all the processed strips with diverse sizes, quantities and distribution. Moreover, from Electron Back Scatter Diffraction, the microstructure was noticeably refined with increasing theARBcycles to reach 1.7 mof the grain size at the fifth cycle. The microhardness measurement and the tensile test were carried out for both natural ageing and ARBed specimens. Accordingly, the tensile stress acts on the individual layers rather than the entire sample that conduct to a reduction in the overall properties for the ARBed strips. Furthermore, a stabilization in the mechanical properties for the three first ARB cycles was noted, whereas, the domination of the dynamic recrystallization was responsible for a significant drop after the fourth cycle which is considered as the transition state. The characteristics of the compression deformation were examined under dynamic and quasi-static loadings conditions by using the Split–Hopkinson Pressure Bar system and the universal testing machine, respectively. The strain hardening behaviour was investigated using the Hollomon analysis. It was found that the thermal softening played a crucial role when compared to the strain hardening for all the studied strips. Moreover, the strain rate under the dynamic loading has a minor effect on the stress flow of the ARBed sheets compared to the as-received material.

2

TEM Study of Recrystallization in Ultra-Fine Grain AA3104 Alloy Processed by High-Pressure Torsion

Paul H., Morawiec A., Baudin T., Czeppe T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

131--144

EN

The effect of annealing on the microstructure and the texture development was investigated in a particle containing AA3104 aluminium alloy. The samples were processed at room temperature by high-pressure torsion (HPT) up to ten turns. The nucleation of new grains was analyzed by a transmission electron microscope equipped with a system for local orientation measurements and a heating holder. The shear deformation induces a decrease of the grain size. After the first two turns of the HPT processing the initial structure of large grains was ‘transformed’ into a structure of fine cells/grains with the diameter of a few tens of nanometers. In the central areas of the samples the elongated shape of the cells/grains was observed up to six turns. For higher deformations, this structural inhomogeneity was totally removed and only the equiaxed grains were observed. The crystal lattice of small grains rotates in such a way that the <111> direction is parallel to the compression axis. After annealing the structure coarsened. Nevertheless, after primary recrystallization, the structure was still composed of relatively fine and equiaxed grains of a similar size. In most of the observed cases the size of the recrystallized grains in the areas close to and far from the large second phase particles was similar. The recrystallization leads to the creation of new texture components. The new grain orientations lost the positions typically observed in the deformed state and showed the tendency for the coincidence of the <100> crystallographic directions with the compression axis.

PL

W pracy analizowano wpływ warunków wyżarzania na zmiany mikrostrukturalne i teksturowe w stopie AA3104 zawierającym wydzielenia cząstek drugiej fazy. Próbki odkształcano z wykorzystaniem techniki skręcania pod wysokim ciśnieniem (HPT), do dziesięciu obrotów, w temperaturze otoczenia. Proces zarodkowania nowych ziaren analizowano z wykorzystaniem transmisyjnej mikroskopii elektronowej wyposażonej w system pomiaru orientacji lokalnych oraz ‘heating holder’. Zaobserwowano, że w miarę wzrostu liczby obrotów, intensywne ścinanie prowadzi do silnego zmniejszenia wielkości ziarna. Po dwu obrotach, wyjściowa struktura dużych ziaren uległa przekształceniu w strukturę drobnoziarnistą złożoną z ziaren o wielkości kilkudziesięciu nanometrów. W obszarach próbki zbliżonych do osi obrotu wydłużony kształt ziaren obserwowano do sześciu obrotów. W zakresie wyższych stopni odkształcenia ta niejednorodność strukturalna zanika; obserwowano jedynie równoosiowe ziarna. Orientacja sieci krystalicznej tych ziaren formuje silną teksturę osiową z kierunkiem <111> usytuowanym równolegle do kierunku normalnego (osi ściskania/skręcania). Po wyżarzaniu struktura ulega ‘pogrubieniu’. Jednakże, w zakresie rekrystalizacji pierwotnej, w dalszym ciągu pozostaje równoosiowa i silnie rozdrobniona. W większości obserwowanych przypadków wielkość zrekrystalizowanych ziaren w obszarach położonych zarówno w pobliżu, jak i w znacznej odległości od dużych wydzieleń cząstek drugiej fazy, była na zbliżonym poziomie. Proces wyżarzania prowadzi do pojawienia się nowych składowych tekstury. Orientacje nowych ziaren są odmienne od tych, jakie obserwowano w stanie zdeformowanym i wykazują silną tendencję do sytuowania kierunku <100> równolegle do osi ściskania/skręcania.

3

Characterization of Explosive Weld Joints by TEM and SEM/EBSD

Paul H., Morgiel J, Baudin T., Brisset F., Prażmowski M., Miszczyk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1129--1136

EN

The layers near the interface of explosively welded plates were investigated by means of microscopic observations with the use of transmission electron microscopy (TEM) equipped with energy dispersive spectrometry and scanning electron microscopy equipped with electron backscattered diffraction facility (SEM/EBSD). The metal compositions based on carbon or stainless steels (base plate) and Ti, Zr and Ta (flyer plate) were analyzed. The study was focused on the possible interdiffusion across the interface and the changes in the dislocation structure of bonded plates in the layers near-the-interface. It was found that the extremely rapid temperature increase followed by high cooling rates in the areas near the interface favour the formation of metastable phases. The crystalline or glassy nature of the phases formed inside melted zones strongly depends on the chemical composition of bonded metals. The amorphous phases dominates the melted zone of the (carbon or stainless steel)/Zr whereas the mixture of amorphous phases and nano- grains were identified in (carbon steel)/Ti and (stainless steel)/Ta clads. The elongated shape of the (sub)grains and the randomly distributed dislocations inside them as well as the shear bands and twins observed in the layers near-the-interface of all investigated clads, clearly indicated that during explosive welding, the deformation processes were prevailing over the softening ones.

PL

W pracy analizowano zmiany strukturalne oraz składu chemicznego, jakie zachodzą w pobliżu powierzchni połączenia płyt metalowych spajanych z wykorzystaniem energii wybuchu. Badano kompozycje materiałów bazujące na stali węglowej lub stopowej (płyta bazowa) w połączeniu z Ti, Zr lub Ta (płyta lotna). W prowadzonej analizie wykorzystano transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM) wyposażony w spektrometr promieniowania X (EDX) a także skaningowy mikroskop elektronowy wyposażony w system pomiaru orientacji lokalnych (SEM/EBSD). Zaobserwowano, że ekstremalnie szybki wzrost temperatury a następnie szybkie chłodzenie prowadzi do uformowania się w strefie przetopień faz niestabilnych o silnie zróżnicowanym składzie chemicznym. Krystaliczna lub amorficzna natura formujących się faz uzależniona jest od składu chemicznego łączonych metali. Faza amorficzna dominuje w strefach przetopień formujących się w układzie płyt (stal austenityczna lub węglowa)/Zr podczas, gdy mieszanina faz amorficznych i ultra drobnokrystalicznych dominuje w układach płyt (stal węglowa)/Ti oraz (stal astenityczna)/Ta. Analizy strukturalne pokazują, że w warstwach łączonych płyt położonych przy powierzchni połączenia, obserwuje się podstrukturę komórkową z duża ilością dyslokacji zgromadzonych w ich wnętrzu a także bliźniaki odkształcenia (Zr, Ti) oraz pasma ścinania (stal, Zr). Fakty te pozwalają na stwierdzenie, że procesy odkształcenia dominują nad procesami zmiękczenia. Udokumentowano także, że pomimo trudności w preparatyce próbek wynikających z silnie odmiennych własności elektrochemicznych łączonych metali, połączenie technik opartych o TEM oraz SEM/EBSD pozwala w pełni opisać zjawiska zachodzące w meso- i nano- skali w pobliżu powierzchni połączenia.

4

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.

5

Wpływ mikrostruktury i tekstury na własności mechaniczne stopu aluminium AA1200 odkształcanego metodą akumulacyjnego walcowania pakietowego

Bogucka J., Paul H., Baudin T., Mathon M. H.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 5

1347-1352

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych dla stopu aluminium AA1200 odkształcanego metodą akumulacyjnego walcowania pakietowego (ARB). Materiał po deformacji w zakresie od 1 do 10 cykli (zakres odkształceń logarytmicznych 0,8÷8,0) poddano obserwacjom mikrostruktury za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM), przeprowadzono analizy mikrostrukturalno-teksturowe w mikro- i nanoskali z wykorzystaniem systemów pomiaru orientacji lokalnych oraz na podstawie próby rozciągania określono własności mechaniczne, tj. granicę plastyczności Rp0,2, wytrzymałość na rozciąganie Rm i wydłużenie względne A5. Wraz ze wzrostem stopnia odkształcenia obserwowano silne rozdrobnienie mikrostruktury do wielkości ziarna ok. 200÷300 nm z jednoczesnym wzrostem udziału granic ziaren dużego kąta. Obrazy tekstury analizowane w mikro- i nanoskali są zbliżone do tekstury otrzymanej metodą dyfrakcji promieni neutronowych i wykazują systematyczne formowanie się tekstury typu miedzi z silnie zaznaczonymi dwoma komplementarnym położeniami orientacji C {112}<111>. Zwiększanie stopnia odkształcenia podczas kolej- nych cykli procesu ARB powoduje wzrost własności wytrzymałościowych z jednoczesnym wzrostem plastyczności w odniesieniu do materiału umocnionego tradycyjnymi technikami. Tendencja ta utrzymuje się do 6 cyklu, powyżej którego odnotowano spadek własności plastycznych.

EN

The paper presents results of studies carried out on AA1200 aluminum alloy deformed by Accumulative Roll Bonding (ARB). The commercial purity material was deformed up to 10 cycles (equivalent plastic strain of 8). The de- formed microstructures and the crystallographic textures were characterized by transmission (TEM) and scanning (SEM) electron microscopy including SEM orientation mapping. In sample scale crystallographic texture was determined using neutron diffraction. In this paper, the mechanisms by which grain refinement takes place during ARB deformation and the effect of the material and process variables on the micro- structural evolution in AA1200 aluminium alloy are discussed. It was found that with increase of deformation a strong grain refinement (up to 200÷300 nm) and strong increase of quantity of high angle (>15°) grain boundaries were ob- served. TEM observations and SEM/EBSD local orientation measurements allowed identifying fine and strongly disoriented planar dislocation structure of nanolayers described by strong density of texture components close to two nearly complementary positions of {112}<111> orientation. (This texture evolution coincides with global texture measurements by neutron diffraction). The microstructure development was correlated with changes observed in mechanical properties.

6

Ultra-fine grain structure of AA3104 alloy analyzed by TEM and SEM orientation mappings

Paul H., Baudin T., Tarasek A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

531-534

EN

Commercial purity AA3104 aluminum alloy was deformed via equal channel angular pressing through different routes up to 10 passes and then annealed to obtain the state of partial recrystallization. The microstructure and the crystallographic texture were analyzed using scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopes equipped with orientation measurement facilities. The nucleation of new grains was observed in bulk samples and during in situ recrystallization in TEM. In most of the observed cases, the growth of recrystallized grains occurred by the coalescence of neighboring subcells. This process usually led to nearly homogeneous structure of fine grains of similar size. Irrespective of the applied deformation mode, a large non-deformable second phase particles (SPP) strongly influenced strengthening of the matrix through deformation zones around them. After annealing the diameter of grains in the vicinity of large SPP was only occasionally significantly larger than the average grain size. Large grains were most often observed in places far from the large SPP. TEM orientation mapping of highly deformed zones around particles showed that orientations of new grains were not random and only strictly defined groups of orientations were observed.

PL

Materiał o czystości technicznej przeciskano w matrycy równokątowej do 10 przepustów, a następnie poddawano wyżarzaniu dla uzyskania stanu częściowej rekrystalizacji. Rozwój mikrostruktury i tekstury analizowano, wykorzystując techniki pomiaru orientacji lokalnych w transmisyjnej (TEM) i wysokorozdzielczej skaningowej (SEM) mikroskopii elektronowej. Proces zarodkowania analizowano na masywnych próbkach oraz w eksperymentach rekrystalizacji in situ w TEM. W szczególności systematyczne pomiary orientacji lokalnych w TEM są niezwykle użyteczną techniką w analizie zmian teksturowych, jakie dokonują się w ultra drobnokrystalicznych obszarach, w pobliżu dużych cząstek drugiej fazy. liczba błędnie zindeksowanych punktów map orientacji uzyskanych za pomocą TEM nie przekraczała zwykle 10÷15%, co pozwala na stwierdzenie, że technika ta może być rozważana, jako komplementarna dla pomiarów SEMFEG/ EBSD. W większości obserwowanych przypadków, wzrost nowych zrekrystalizowanych ziaren następował drogą koalescencji sąsiadujących komórek dyslokacyjnych. Niezależnie od zastosowanej drogi odkształcenia, duże wydzielenia cząstek drugiej fazy silnie wpływały na formowanie się strefy zlokalizowanego odkształcenia w ich bezpośrednim sąsiedztwie. W strefach tych w procesie rekrystalizacji nowe ziarna jedynie sporadycznie osiągały rozmiary większe od średniej. Duże ziarna najczęściej obserwowano w obszarach 'znacznie' oddalonych od dużych cząstek, a ich orientacje nie były przypadkowe.

7

Wpływ drogi odkształcenia na rozwój mikrostruktury i tekstury stopu AA3104 odkształconego metodą wyciskania w kanale równokątowym

Paul H., Baudin T., Tarasek A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2009

|

R. 54, nr 12

857-865

PL

W artykule analizowano wpływ drogi odkształcenia na teksturę, mikrostrukturę oraz własności mechaniczne w silnie odkształconym stopie aluminium AA3104. Technicznie czysty materiał odkształcano poprzez wyciskanie w kanale równokątowym do 10 przepustów, według drogi A, BC i C. Analizę zmian mikrostruktury oraz tekstury krystalograficznej przeprowadzono przy użyciu transmisyjnego (TEM) i skaningowego (SEM-FEG) mikroskopu elektronowego, w tym także w oparciu o systematyczne pomiary orientacji lokalnych (mapowanie orientacji w TEM i SEM-FEG). Stwierdzono, że różne drogi odkształcenia prowadzą do znacznego zróżnicowania w obrazie mikrostruktury próbek. W przypadku drogi A i BC odpowiednio po 5 i 3 przepuście, występowały dobrze widoczne pęknięcia. Dobrą jakość wstępniaka po 10 przepustach, otrzymano tylko w przypadku drogi C. Niezależnie od zastosowanego schematu odkształcenia ewolucja tekstury globalnej przebiegała na podobnej drodze. Jednakże, w każdym przypadku intensywność poszczególnych składowych tekstury była mocno zróżnicowana. Obserwacje w skali TEM i pomiary orientacji lokalnych prowadzone na przekroju prostopadłym do kierunku wypływania wskazały, że w przypadku drogi A i C obserwowano formowanie się struktury nanowarstw o grubości 100-300 nm, przy czym sąsiadujące warstwy opisane były w przybliżeniu komplementarnymi grupami orientacji. W przypadku drogi BC, po 3 przepustach, obserwowano strukturę prawie równoosiowych drobnych ziaren. Analizowano także wpływ cząstek drugiej fazy na zmiany strukturalne i teksturowe w stanie odkształconym. Jednakże niezależnie od zastosowanej drogi odkształcenia, duże (> 5 microm) nieodkształcalne cząstki drugiej fazy, "wprowadzały" silnie zaburzenia orientacji sieci krystalicznej osnowy w strefie bezpośrednio przylegającej do cząstek. Niezależnie od zastosowanego schematu odkształcenia, te silnie odkształcone strefy były uprzywilejowanymi miejscami zarodkowania w procesie rekrystalizacji.

EN

The objective of the study was to determine the effect of strain path on texture, microstructure and mechanical properties development of severely deformed Al-Mn-Mg alloy. The commercial purity material (AA3104 alloy) was deformed via the equal channel angular pressing (ECAP) up to 10 passes following routes A, BC and C. The deformed and partially recrystallized microstructures and the crystallographic textures were characterized by transmission (TEM) and scanning (SEM) electron microscopy including systematic local orientation measurements (TEM and SEM FEG orientation mapping). The crystallographic texture was determined using X-ray diffraction on a sample section perpendicular to the extension direction (ED). In order to estimate the homogeneity of strengthening the systematic measurements of Vickers micro hardness in the plane perpendicular to the ED was performed. It was found out that different routes led to strong differences in microstructure of billets. In the case of route A and BC strong macro cracking appeared after 5 and 3 passes, respectively. A good quality billet after 10 passes was obtained only in the case of route C. Texture evolution turned out to follow a nearly the same "course" for different routes of ECAP. However, the intensity of particular texture components was different in each case. TEM observations and local orientation measurements allowed identifying fine and strongly disoriented planar dislocation structure of nanolayers in the case of route A and C. In the case of route BC nearly equiaxed structure of fine grains was observed after 3 passes. Moreover, irrespective of the applied deformation routes a large, not deformable second phase particles strongly influenced strengthening of the matrix and nucleation during the recrystallization.

8

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].

9

On stability of microstructure, texture and mechanical properties of copper during ARB processing

Kuśnierz J., Bogucka J., Mathon M-H., Baudin T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

179-183

EN

The increased interest in materials of the ultra-fine grained (UFG) structure is due to the evident advantages resulting from increased strength properties and greater hardness at higher ductility. The accumulative roll-bonding (ARB) process is a promising mode for introducing severe plastic deformation into industrial practice to produce bulk UFG materials. The ARB process consists in rolling the pack of two sheets up to 50% reduction, which is then sectioned into two halves, stacked and theoretically unlimitedly repeated; total equivalent deformation is equal to ε = n*0.8 where n is the number of rolling passes. The orientation distribution of ARB processed Cu 99.95% up to ε∼ 8 is analyzed in the paper. The stability of the mechanical properties and structure have been discussed in relation to changes of crystallographic texture.

PL

Wzrost zainteresowania materiałami o ultra-drobnym ziarnie (materiał o UDZ) wynika z praktycznych korzyści związanych ze wzrostem wytrzymałości i twardości przy większej ciągliwości tych materiałów. Intensywne odkształcanie sposobem spajania podczas walcowania pakietowego (Accumulative Roll-Bonding ARB) stwarza perspektywiczne możliwości wytwarzania materiałów o UDZ na skalę przemysłową. Technika ARB polega na spajaniu pakietu złożonego z dwóch blach podczas walcowania z 50% redukcją przekroju. Pakiet po takim walcowaniu jest cięty na dwie połowy i po oczyszczeniu składanych powierzchni walcowany ponownie. Teoretycznie, taka procedura może być prowadzona nieograniczenie, przy czym zastępcze odkształcenie po n przepustach wynosi ε = n*0.8. W pracy, proces walcowania pakietowego ze spajaniem jest analizowany dla miedzi Cu 99.95% odkształcanej do ε∼ 8. Stabilność mikrostruktury i własności mechanicznych podczas walcowania techniką ARB rozpatrywana jest w odniesieniu do wytworzonej tekstury krystalograficznej.

10

Modelling of texture development in cold rolled ferritic-austenic stainless steel using self-consistent viscoplastic model and finite element method

Kowalski M., Jura J., Baudin T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

175-178

EN

The paper presents the possibility of applying the finite element method to predict the development of crystallographic texture in the two-phase cold rolled ferritic-austenitic steel. The calculations were carried out using the finite element code Abaqus and the subroutine VPSC5 including visco-plastic self-consistent model. The set of initial orientations was based on experimental texture of the annealed sample. The resulting textures obtained for a finite element situated in the inner area of sample are in a good agreement with the experimental data.

PL

W pracy przedstawiono możliwość zastosowania metody elementów skończonych do przewidywania rozwoju tekstury krystalograficznej w walcowanej na zimno stali ferrytyczno-austenitycznej. Obliczenia wykonano z zastosowaniem programu Abaqus opartym na metodzie elementów skończonych w połączeniu z programem VPSC5, wprowadzającym model lepko-plastyczny samouzgodniony. Zbiór orientacji początkowych wygenerowano w oparciu o dane doświadczalne dla próbki w stanie wyżarzonym. Wykazano zgodność obliczonych tekstur z danymi doświadczalnymi.

11

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.

12

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.

13

Development of the orientation relationship between ferritic and austenitic phases during long time annealing of duplex stainless steel

Blicharski M., Jura J., Baudin T., Penelle R., Bonarski J., Kowalski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 2

495-502

EN

The paper presents an analysis of the orientation relationship development between ferritic and austenitic phases during long time annealing. The investigated material was duplex stainless steel. After cold-rolling with 80% reduction in thickness the samples were annealed at temperature 1050°C for 1, 10, 100 and 1000 h. The microstructure and texture were examined by optical microscopy, SEM / EBSD technique as well as X-Ray diffraction. It was found that the occurance of the special misorientation (Kurdyumow- Sachs relationship) between ferrite and austenite grains increased with annealing time. The development of texture components in the austenitic and the ferritic phases has been also analysed.

PL

W pracy przedstawiono analizę zależności pomiędzy orientacjami sąsiadujacych faz w stali odpornej na korozję (ferrytyczno-austenitycznej), poddanej długotrwałemu wyżarzaniu. Po odkształceniu 80% nadanemu przez walcowanie w temperaturze pokojowej, próbki wyżarzano w temperaturze 1050°C przez 1, 10, 100 oraz 1000 h. Zmiany mikrostruktury i tekstury badano przy pomocy mikroskopii optycznej oraz elektronowej (mikroskop skaningowy, dyfrakcja elektronów rozproszonych wstecznie) jak również dyfrakcji rentgenowskiej. Stwierdzono, że wystepowanie specjalnej dezorientacji (relacji Kurdiumowa–Sachsa) pomiedzy ziarnami fazy ferrytycznej i austenitycznej powiększało się ze wzrostem czasu wyżarzania. Analizowano również rozwój składowych tekstur fazy ferrytycznej i austenitycznej.

14

Mössbauer study of deformation induced martensitic phase transformation in duplex steel

Błachowski A., Ruebenbauer K., Jura J., Bonarski J., Baudin T., Penelle R.

Nukleonika

|

2003

|

Vol. 48,suppl.1

9-12

EN

Samples of cold rolled UR45N austenitic-ferritic duplex steel with cold rolling reduction ranging from 0% to 80% were investigated in the form of foils and powders by means of Mössbauer transmission spectroscopy. It was found that cold rolling has a minor effect on the martensitic transformation even at high reductions in the material under investigation. On the other hand, powdering process induces strong martensitic phase transformation, i.e., about 25% of austenite transforms into martensite during powdering. High rolling reductions as well as powdering reduce an average hyperfine magnetic field at iron by about 1 T, while annealing at about 430°C increases this field by about 3 T.

15

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.

16

Deformation heterogene d`un monocristal de cuivre d`orientasion (111)[123] en compresion plane imposee

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

Archives of Metallurgy

|

2000

|

Vol. 45, iss. 1

17--32

PL

Opierając się na pomiarach figur biegunowych metodą dyfrakcji rentgenograficznej i dyfrakcji neutronów oraz pomiarach pojedynczych orientacji w mikroskopie skaningowym, scharakteryzowano rozwój tekstury podczas nieswobodnego ściskania w monokrysztale miedzi o orientacji (111)[123] z uwzględnieniem efektów niejednorodności odkształcania (pasm ścinania) i wpływu tarcia. Pomiary indywidualnych orientacji umożliwiły wyróżnienie składowych tekstury globalnej związanych z rozwojem pasm ścinania. Wykazano, że w procesie nieswobodnego ściskania monokryształ orientacji (111)[123] dzieli się na fragmenty o różnej orientacji, mianowicie: (112)[111] (sprzyja rozwojowi pasm ścinania) z rozmyciem do (114)[221] oraz (110)[001], która w zakresie dużych orientacji zmierza obrotem wokół normalnej do płaszczyzny walcowania w stronę położenia (110)[112]. Wprowadzając niezerową składową ε31 tensora odkształcenia w warunkach płaskiego stanu odkształcenia, wykorzystano model Arminjon`a do symulacji ewolucji orientacji poczatkowej (111)[123] ku położeniom (112)[111] i (110)[001].

FR

L'évolution de l'orientation (111)[123] d'un monocristal de cuivre déforme en compression plane dans une matrice encastrée est étudiée à partir de figures de pôles mesurées par diffraction des rayons X et des neutrons pour mettre en évidence l'éventuelle influence du frottement dans le cas de la diffraction des rayons X et â partir d'orientations individuelles mesurées par diffraction des électrons rétrodiffusés. L'utilisation de cette dernière technique est particulièrement intéressante pour séparer les composantes de la matrice de celles des bandes de cisaillement qui se développent au cours de la déformation. Ce monocristal d'orientation (111)[123] se décompose en deux domaines distincts possédant respectivement les orientations (112)[11l] (orientation à laquelle est liée l'apparition des bandes de cisaillement) avec une dispersion vers (114)[22l] et l'orientation (110)[001] qui. pour les grandes déformations, tend à tourner vers l'orientation (110)[112]. En introduisant une composante de cisaillement ɛ31, dans le tenseur de déformation de laminage. Ie modèle d'Arminjon est utilise afin de simuler en déformation homogène l'évolution de l'orientation (111)[123] vers les orientations (112)[11l] et (110)[001].