Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Numeryczna analiza technologii obróbek HPT i SP z wykorzystaniem pakietu ANSYS LS-Dyna

100%

Byczkowska P. , Stegliński M. , Sawicki J.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

tom Vol. 36, nr 6

433--438

PL

Opracowanie metodyki budowy i rozwiązywania modeli procesów wykorzystujących intensywną akumulację odkształceń SPD (severe plastic deformation) jest kluczowym zagadnieniem pozwalającym panować nad procesami technologicznymi. Wykorzystując symulacje komputerowe, można zgłębić wiedzę dotyczącą zjawisk fizycznych zachodzących podczas obróbki wyrobu oraz ich wpływu na właściwości mechaniczne obrabianego materiału. Analiza tych zjawisk umożliwia dobranie optymalnych parametrów procesu oraz sprawdzenie założeń i eliminację błędów już na etapie symulacji komputerowej, co pozwala na znaczne skrócenie czasu wdrożenia oraz obniżenia jego kosztów. Prezentowana praca dotyczy analizy numerycznej superpozycji naprężeń będących wynikiem procesu HPT (high-pressure torsion) i SP (shot peening). Do przeprowadzenia modelowania komputerowego szybkozmiennych i dynamicznych zjawisk wykorzystano oprogramowanie ANSYS LS-Dyna. W pracy przeanalizowano wpływ hybrydowej obróbki procesu HPT oraz SP na właściwości technologicznej warstwy wierzchniej lekkich stopów aluminium. Przeprowadzenie symulacji komputerowej pozwoliło na analizę superpozycji odkształceń, naprężeń oraz głębokość ich zasięgu w zależności od parametrów procesów.

EN

Development of the construction methodology and solving models which uses severe plastic deformation (SPD) is a key issue that allows to control technological processes. Using computer simulations, it is possible to expand knowledge about physical phenomena that occur during processing, and their effect on the mechanical properties of the treated material. Analysis of these phenomena enables selection of optimum process parameters, test assumptions and eliminating errors at computer simulation stage, which allows to significantly reduce implementation time and lower its cost. This work concerns the numerical analysis of superposition of stresses resulting from the high-pressure torsion (HPT) process and shot peening (SP) process. To carry out computer modelling of fast and dynamic phenomena ANSYS LS-Dyna software were used. The study analyzed the impact of hybrid machining process of HPT and SP on the technological properties of lightweight aluminium alloys surface layer. Carrying out computer simulation allowed the analysis of superposition distribution of deformation, stress and depth of coverage depending on process parameters.

2

Zastosowanie rurek ciepła w budownictwie

100%

Górecki G. , Banasiak A. , Łęcki M. , Stegliński M.

Materiały Budowlane

|

2015

|

tom nr 10

119--121

PL

W artykule omówiono zastosowanie rurek ciepła w budownictwie, np. systemie przeciw oblodzeniowym obiektów mostowych, stabilizacji temperatury gruntu, osuszania i ochładzania powietrza itp. Zaprezentowano wyniki badań dwóch rurek ciepła o różnej średnicy zewnętrznej i długości (20 mm x 1,77 m oraz 22 mm x 0,55 m). Pojedynczą rurkę ciepła omywano wodą ciepłą w części parownika oraz wodą zimną w części skraplacza. Przeprowadzone badania pozwoliły na wybranie efektywniejszej rurki ciepła. Na podstawie badań doświadczalnych stwierdzono, że rurka ciepła o długości 0,55 m wypełniona czynnikiem R404A jest najefektywniejsza z przebadanych rurek ciepła. Można ją wykorzystać do budowy wymiennika ciepła.

EN

This article discusses heat pipes application in construction for example bridges de-icing system, ground temperature stabilization, air cooling and dehumidification etc. Experimental research results are also presented for two heat pipes of different outer diameters and lengths (20 mm x 1,77 m and 22 mm x 0,55 m). Single heat pipe was heated by hot water stream at evaporator section and cooled by cold water stream at condenser section. Experiments allowed to choose more efficient heat pipe. It was found that the heat pipe with a length of 0.55 m and filled with refrigerant R404A is the most effective one. It can be used to build heat exchanger consisting battery of this type of tubes.

3

Analiza numeryczna stanu naprężeń własnych stopu Al-Mg-Mn-Sc-Zr poddanego umocnieniu powierzchniowemu poprzez kulowanie

100%

Stegliński M. , Byczkowska P. , Sawicki J.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2015

|

tom Vol. 64, nr 1

127-137

PL

W niniejszej pracy zaprezentowane zostały wyniki analizy stanu naprężeń własnych w stopie Al-Mg5%-Mn1,5%-Sc0,8%-Zr0,4% po procesie kulowania z wykorzystaniem solwera ANSYALS-Dyna. Model obliczeniowy umożliwia symulację zjawisk zachodzących na skutek odkształcenia plastycznego wywołanego uderzeniem stalowej kulki o powierzchnię analizowanego stopu aluminium. Analizie poddano dwa zmienne parametry wejściowe: średnicę oraz prędkość kulki. Parametryzacja warunków brzegowych potwierdziła zależność rozkładu naprężeń ściskających w funkcji średnicy oraz prędkości kulki. Celem pracy było przedstawienie możliwości kreowania właściwości warstwy wierzchniej w aspekcie wartości i rozkładu naprężeń własnych. Wybrane wyniki analizy numerycznej zostały porównane z wynikami eksperymentalnymi. Różnica w wynikach pomiędzy symulacją a eksperymentem wynosi średnio 19,7%.

EN

In this paper, we presented the results of the analysis of the stresses in the Al-Mg5%-Mn1,5%-Sc0,8%-Zr0,4% alloy after shot peening process using solver ANSYS® LS-Dyna. The computational model illustrates the phenomena occurring as a result of plastic deformation caused by hitting a steel ball on the surface of the analyzed aluminium alloy. We analyzed two input variables: diameter and speed of a ball. The resulting normal stress distribution centred exposes the minimum compressive stress at a position located at a depth point of Belayev 0.125 mm with a value of σ = -345 MPa. Variable parameter shows the correlation of the boundary conditions of minimum stress increase with increasing ball’s diameter and its speed. Selected points of numerical analysis were verified with experimental results.

4

INFLUENCE OF SINGLE-STAGE AND DUPLEX SHOT PEENING ON SURFACE ROUGHNESS AND RESIDUAL STRESSES IN Al Mg5 Mn1 Sc0,8 Zr0,4 ALLOY

100%

Sawicki J. , Januszewicz B. , Byczkowska P. , Stegliński M.

|

nr 1

5

Numeryczna analiza wpływu rodzaju śrutu na właściwości technologicznej warstwy wierzchniej poddanej procesowi kulowania

100%

Byczkowska P. , Sawicki J. , Stegliński M.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

tom Vol. 35, nr 6

459--463

PL

stanowiącej około 1/3 gęstości stali oraz dość dużej wytrzymałości względnej Właściwości wytrzymałościowe, a co za tym idzie i zastosowanie tych stopów można zwiększyć przez modyfikację warstwy wierzchniej, np. przez proces kulowania. Dobór właściwych parametrów procesu wymaga jednak dużej liczby prób badawczych. Ograniczenie liczby eksperymentów można uzyskać przez wykorzystanie symulacji komputerowych. W efekcie pozwala to na obniżenie kosztów produkcji wraz z poprawą właściwości wytrzymałościowych elementów. Praca dotyczy analizy numerycznej procesu kulowania próbek aluminiowych. Do przeprowadzenia modelowania komputerowego szybkozmiennych i dynamicznych zjawisk wykorzystano oprogramowanie ANSYS Ls-Dyna. W pracy przeanalizowano wpływ zmiany rodzaju śrutu (m.in. wielkość, materiał śrutu) na właściwości warstwy wierzchniej w strefie kontaktu śrutu z powierzchnią obrabianego elementu. Przeprowadzenie symulacji komputerowej pozwoliło na analizę rozkładu odkształceń, naprężeń oraz głębokość ich zasięgu. Wykazano zależność (tendencję), że wraz ze zwiększeniem średnicy śrutu następuje wzrost odkształcenia, natomiast wraz ze wzrostem gęstości pokrycia śrutem powierzchni obrabianej następuje zwiększenie wartości odkształcenia materiału obrabianego.

EN

Aluminum alloys are a structural material because of their low density, representing about 1/3 steel density, and a relatively high specyfic strength. However, their properties and the application can be increased by modifying the surface layer by, for instance, shot peening process. Selecting the proper process parameters requires a large amount of research trials. Limiting the number of experimental plastic treatments processes can be obtained through the use of computer simulations. As a result, it will allow to reduce production costs with increased strength properties of the components. This work concerns the numerical analysis of the shot peening process on aluminum samples. To carry out computer modelling of fast and dynamic phenomena ANSYS Ls-Dyna software was used. The study analyzes the effect of changes in the type of shot (including size, shot material) on the properties of the surface layer in the shot contact zone from the machined surface. Carrying out computer simulation allowed the analysis of the distribution of deformation, stress and the depth of their coverage. It was shown that with increasing shot diameter the deformation is increasing, whereas with higher shot coverage density of treated surface the deformation is increasing.

6

Numerical Analysis of Twist Extrusion Pressing of Al-Mg-Mn-Sc-Zr Scalmalloy

100%

Sawicki J. , Świniarski J. , Stegliński M. , Byczkowska P.

|

nr 3

7

Influence of Single-Stage and Duplex Shot Peening on Surface Roughness and Residual Stresses in Al Mg5 Mn1 Sc0,8 Zr0,4 Alloy

100%

Byczkowska P. , Sawicki J. , Januszewicz B. , Stegliński M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

tom Vol. 63, iss. 1

505--511

EN

Conventional shot peening (SP) is cheap surface treatment widely used to enhance fatigue life of mechanical components [3,4]. Basically, it is shooting small particles (shots) on the surface of the sample. However, the process itself is so complex that a lot of companies are not able to optimally employ it due to the amount of parameters that must be controlled all at the same time. The duplex process consists in two stages of shot-peening treatment. The first one consist of shot-peening with spherical cast steel shots or cut wire shots. During the second stage the samples processed in stage one were subject to shot-peening with glass beads. In this work, RSA-501 aluminium alloy was shot peened using shots of different material and diameter and tested using a measurement of residual stresses and surface roughness. Tests and studies conducted so far on RSA-501 aluminium alloy demonstrate that bombardment by a treatment medium in the form of glass beads or shots of various shapes and diameters induces permanent plastic deformation of the surface layer. The roughness achieved after the shot-peening process was determined for each treatment medium. The largest value of Ra parameter was achieved for cut wire shots and this result is consistent with the above-mentioned theoretical knowledge. This medium is the most aggressive one to the surface being treated primarily due to the sharp edges of shots. The duplex process was successful in obtaining higher values of compressive stresses in surface layer than values achievable in conventional single-stage shot peening process.

8

Analysis of the impact of double shot peening on the value of roughness parameter and distribution of stresses in the RSA 501 alloy

100%

Byczkowska P. , Sawicki J. , Januszewicz B. , Stegliński M.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2017

|

tom Vol. 11, no 3

1--9

EN

The bead blasting process is widespread in both the automotive and aerospace industry and is performed in order to improve the fatigue strength of various components. Bead blasting is a cold plastic forming process during which the surface of the material processed is hit by small, hard particles consisting of steel pellets, bearing balls or glass beads. It increases the hardness of the outer layer and establishes compression stresses inside it, which is why this processing is often used to improve fatigue strength. Contrary to other peening methods, bead blasting does not result in a reduction in the height of the processed surface’s unevenness in most cases. Shot peening changes the residual tensile stresses into residual compression stresses, thanks to which, the lifetime of the parts processed is extended and their carrying capacity is increased. The double shot peening process proposed by the authors consists in a two-stage bead blasting process. The first stage consists in blasting with round cast steel pellets, pellets cut from wire or cast iron pellets. During the second stage the same samples underwent glass bead blasting. The tests conducted on the RSA-501 aluminum alloy indicate that as a result of the processing medium’s impact in the form of glass beads or pellets of different diameter and shape, a permanent plastic deformation of the material surface occurs. On the basis of the obtained results it is possible to infer that the choice of parameters of both conventional shot peening and the double shot peening determine the impact thereof on the material’s mechanical properties. Thanks to the application of the double shot peening process there is a noticeable decrease in value of the Ra parameter, by about 40% on average. When analyzing the compressive stress results it is possible to state that after the first blasting process the value of stress was increasing when moving deeply into the sample from its surface, while after the glass bead blasting the value of compressive stress was significantly higher already near the surface. Double shot peening results in an increase in the value of compressive stresses by 40-50% when compared to conventional blasting.

9

Numerical Analysis of Twist Extrusion Pressing of Al-Mg-Mn-Sc-Zr Scalmalloy

100%

Sawicki J. , Świniarski J. , Stegliński M. , Byczkowska P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

tom Vol. 63, iss. 3

1385--1392

EN

Twist extrusion is a processing method involving the extrusion of a sample with a prismatic cross-section using a tool composed of four prismatic parts bisected by a screw component. A beneficial change in mechanical durability is one of the main factors enabling the use of highly durable Al-Mg-Mn-Sc-Zr alloys to construct functional components of non-stationary robots. As part of the present research, ANSYS® software was used to simulate a twist extrusion process. An analysis of a sample entering and passing through the entire twisting area was performed, up to the point of full twisting of the base of the sample. The stress conditions in the sample were analysed as it passed through the twisting area. The highest stress values (reaching up to 600 MPa) were detected at the tips of the sample face as the sample exited the twisting area. The lowest stress values, at around 170 MPa, were detected at the side edges of the sample.

10

Optimization of the heat and mechanical treatment of the Al-Zn-Mg-Li alloy

88%

Stegliński M. , Kaczmarek Ł. , Świniarski J. , Stachurski W. , Sawicki J.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

tom Vol. 10, iss. 3 spec.

277--282

EN

In terms of high strength in relation to mass the alloys of aluminium – lithium find more and more use mainly in aircraft industry like in spacecraft. At present intensive investigations are carried out in aim of use of Al – Li in automotive industry in particular to components subject to fatigue wear. It could contribute to replace transmission’s elements made from traditional materials by aluminium - lithium alloys. However low resistance to wear due to forming of thin Al2O3 layer which is reproducing in friction contact disqualifies using aluminium alloys in friction contact. From this point of view first stage of investigation was to enhance hardness properties of the substrate by applying thermo-mechanical treatment. In this article the results of heat treatment of Al-Zn-Mg-Li alloy were presented. During investigations optimum parameters (timetemperature) of the solution heat treatment were elaborated. Micro hardness on the cross-section were investigated. Phase, chemical composition and morphology were determined. It was found that hardness after thermo-mechanical treatment of Al-Zn-Mg-Li is about 20% higher than for AlCu4Mg1 (7075 –T6) alloy.

11

Sposób wytwarzania mieszanki nawęglającej

75%

Kula P. , Kaczmarek Ł. , Stegliński M. , Pietrasik R. , Atraszkiewicz R. , Buczkowska K.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

tom Vol. 31, nr 4

1056-1058

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące opracowania technologii wytwarzania mieszanki nawęglającej o składzie 40% acetylenu, 40% etylenu oraz 20% wodoru. Analizie poddano wpływ temperatury, czasu oraz udziału substratów na skład wytwarzanej mieszanki oraz właściwości katalizatora. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że istnieje możliwość wytwarzania mieszanki nawęglającej bezpośrednio w trakcie procesu nawęglania pod obniżonym ciśnieniem. Zastosowanie opracowanego rozwiązania w piecach do nawęglania pod obniżonym ciśnieniem przyczyni się do obniżenia kosztu obróbki jednostkowej detali.

EN

In this article technology of on-line carburizing gas mixture synthesis composed of 40% acetylene, 40% ethylene and 20% hydrogen is described. Influence of temperature, time and substrates fractions on product composition and catalyst were taken into consideration. In the present study it was demonstrated that it is possible to produce on-line carburizing atmosphere for low pressure carburizing process. Application of worked out technology cause to cost decrease of elementary treatment of elements mainly in Asian countries.

12

Zmiana właściwości tribologicznych oraz naprężeń własnych stopu aluminium PN-EN 7075 wywołana odkształceniem plastycznym procesu kulowania

75%

Stegliński M. , Kaczmarek Ł. , Sawicki J. , Gawroński Z. , Januszewicz B. , Stachurski W.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

tom Vol. 33, nr 5

485--488

PL

W artykule zaprezentowano wyniki prac badawczych dotyczących analizy wpływu odkształcenia plastycznego SP ( Shot Peening) na właściwości tribologiczne oraz naprężenia własne stopu aluminium. Badania obróbki plastycznej wykonano na stopie PN-EN 7075. Badania odkształcenia plastycznego warstwy przypowierzchniowej w wyniku procesu kulowania były przeprowadzane z zastosowaniem stalowego śrutu o średnicy D = 2÷3 mm. Dodatkowo przeprowadzono badania pod kątem wpływu siły uderzenia śrutu oraz odległości dyszy od badanego materiału na wymienione właściwości. Analiza wyników obejmowała badania tribologiczne metodą pin on disc, pomiar naprężeń własnych metodą rentgenowską za pomocą dyfraktometru PROTO iXRD oraz pomiar grubości strefy umocnienia za pomocą mikrotwardościomierza Clemex. Stwierdzono zmniejszenie o ok. 42% współczynnika tarcia badanego stopu. Badania naprężeń własnych wykazały, że ich wartość jest odwrotnie proporcjonalna do średnicy śrutu. Analiza wpływu siły uderzenia i odległości dyszy wskazała na nieliniowego wpływu tych parametrów na wartość naprężeń własnych. Maksymalną wartość naprężeń ściskających wynoszącą –232 MPa uzyskano dla ciśnienia 0,8 MPa oraz odległości dyszy 70 mm. Badania wpływu odkształcenia plastycznego na poprawę właściwości tribologicznych warstwy przypowierzchniowej dowodzą, iż obróbka plastyczna SP wpływa na poprawę właściwości tribologicznych warstwy przypowierzchniowej stopu 7075. Wartość wprowadzanych naprężeń ściskających jest uzależniona od średnicy śrutu, siły uderzenia i odległości materiału od dyszy.

EN

The article presents the research on the effects of plastic deformation of SP (shot peening) on the tribological properties and residual stress of aluminum alloy. Plastic working tests were performed using the PN-EN 7075 alloy. The study of plastic deformation of surface layer as a result of SP were carried out using a round steel pellets of diameter D = 2 to 3 mm. In addition, effects of an angle of impact forces shot and nozzle distance from the test material on the properties have been studied. The analysis included the results of tribological tests using the method of “pin on disc”, the measurement of residual stresses based on PROTO iXRD diffractometer and measuring the thickness of the zone of compressive stress by means of microhardness Clemex auto companies. It was stated a 42% reduction in the friction coefficient of the tested alloy. Measurements of stress tests have shown that their value is inversely proportional to the diameter of the shot. Analysis of the impact force and the distance nozzle led to no linear effects on the parameters of the value of residual stresses. The maximum compressive stress value amounted –232 MPa was obtained for the pressure of 0.8 MPa and 70 mm. Investigations of the effect of plastic deformation of surface layer have shown that SP improves the tribological properties of the alloy surface layer 7075. The value of compressive stress introduced depends on the diameter of the shot, the impact force and the distance from the nozzle material.

13

Synergy of the Plastic Treatment HPT and Shot Peening in Aluminium Alloy Al-Mg-Mn-Sc-Zr

75%

Stegliński M. , Byczkowska P. , Sawicki J. , Kaczmarek Ł. , Januszewicz B. , Klich M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

tom Vol. 61, iss. 2B

1135--1142

EN

An improvement in fatigue strength is one of the main factors enabling the use of high-durability Al-Mg-Mn-Sc-Zr alloys in functional components of mobile robots. As part of this study, a computer simulation was carried out using ANSYS LS-DYNA software that involved the hybridization of high pressure torsion (HPT) and shot peening (SP) forming processes. The numerical analysis was aimed at determining residual stresses and strains that affect the durability and stress characteristics of the analyzed Al alloy. Results of the study indicate that tensile stresses of σ = 300 MPa generated as a result of HPT are transformed into a beneficial stress of σ = 25 MPa resulting from plastic strains caused by SP surface treatment.

14

Surface modification of aluminium - lithium alloy using prenitriding option and SixNy coating deposition

63%

Kaczmarek Ł. , Sawicki J. , Kyzioł K. , Siniarski D. , Jonas S. , Stegliński M. , Kołodziejczyk Ł. , Tkacz-Śmiech K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

tom Vol. 37, nr 2

282-285

EN

Purpose: EU directive of CO2 emission reduction causes many applied technologies to become unprofitable considering environmental protection. Due to that, there is an urgent need to create new or modify existing technological solutions - especially in the field of materials engineering. One of the options to reduce CO2 emission is replacement of parts made of steel by Aluminum -Lithium alloys mainly in such branches like automotive and aircraft industry. Design/methodology/approach: Prenitriding option was carried out in low pressure plasma discharge mode, at a substrate temperature below 200şC followed by the deposition of 500 nm thick SixNy coating. Morphology and mechanical properties were compared with substrate without prenitriding treatment. Findings: In this paper, first promising results of surface treatment with the use of prenitriding option of Al-Li alloy are presented. The results showed that the wear resistance of the Al-Li alloy may be modified by application of plasma enhanced CVD [1-4]. Two different types of surface modification were applied. Research limitations/implications: In case of vehicles’ parts, subjected to wear or/and contact fatigue a use of light weight alloys gives rise to many difficulties, caused by their low surface parameters. The aluminium alloys applied for elements operated in wear contact even with the best possible mechanical properties at the moment, it is limited due to still not enough tribological properties. The research in this field may bring another reduction of vehicles total weight. Practical implications: At present, ultra light materials with high durability are elaborated for components, e.g. in automotive industry mainly to realize a light gearbox. Originality/value: Functional Gradient Coatings (FGC) was deposited below temperature which could cause destruction of “tailored” structure of the substrate.

15

Optimization of the Heat Treatment and Tribological Properties of 2024 and 7075 Aluminium Alloys

63%

Kaczmarek Ł. , Stegliński M. , Sawicki J. , Świniarski J. , Batory D. , Kyzioł K. , Kołodziejczyk Ł. , Szymański W. , Zawadzki P. , Kottfer D.

|

16

The Effect of Two-Stage Age Hardening Treatment Combined with Shot Peening on Stress Distribution in the Surface Layer Of 7075 Aluminum Alloy

63%

Kaczmarek Ł. , Zawadzki P. , Stegliński M. , Wójcik R. , Klich M. , Kyzioł K. , Kottfer D. , Januszewicz J. , Pawłowski W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

tom Vol. 60, iss. 3A

1993--1997

EN

The article present the results of the study on the improvement of mechanical properties of the surface layer of 7075 aluminum alloy via two-stage aging combined with shot peening. The experiments proved that thermo-mechanical treatment may significantly improve hardness and stress distribution in the surface layer. Compressive stresses of 226 MPa±5.5 MPa and hardness of 210±2 HV were obtained for selected samples.

PL

W ramach niniejszego artykułu przedstawiono wyniki badań dotyczące poprawy właściwości mechanicznych warstwy wierzchniej w stopie aluminium 7075 poprzez kombinacje starzenia dwuetapowego i kulowania. Dowiedziono w ramach prowadzonych badań, że istnieje możliwość znacznego poprawienia twardości oraz rozkładu naprężeń w warstwie wierzchniej stosując obróbkę cieplno-plastyczną. Dla wybranych próbek uzyskiwano naprężenia ściskające na poziomie 226MPa±5,5 MPa oraz twardość rzędu 210±2 HV.

17

The Effect Of Two-Stage Age Hardening Treatment Combined With Shot Peening On Stress Distribution In The Surface Layer Of 7075 Aluminum Alloy

63%

Kaczmarek Ł. , Januszewicz B. , Zawadzki P. , Stegliński M. , Wójcik R. , Klich M. , Kyzioł K. , Kottfer D. , Pawłowski W.

|

18

Optimization of the heat treatment and tribological properties of 2024 and 7075 aluminium alloys

63%

Kaczmarek Ł. , Stegliński M. , Sawicki J. , Świniarski J. , Batory D. , Kyzioł K. , Kołodziejczyk Ł. , Szymański W. , Zawadzki P. , Kottfer D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

tom Vol. 58, iss. 2

535--540

EN

This paper describes two stages of optimization of the properties of 2024 and 7075 aluminium alloys, in particular their resistance to pitting by first T6, T6I6 or T6I4 treatment, and second increase its tribological properties by depositing by RF PACVD method a gradient coating of high adhesion to the substrate. Quantitative microstructural characteristics reveals that it is possible to increase hardness (up to 190HV for 7075 alloy) with relatively high yield strength (520 MPa) and high ultimate elongation (about 20%) by optimizing dispersion of precipitates using two-stage artificial aging process. Next to eliminate forming of thin Al2O3 layer with relatively poor adhesion to the aluminium substrate, gradient a-C: H/Ti layers synthesis hybrid plasma chemical RF PACVD reactor equipped with pulsed magnetron sputtering system was used. Using such configuration enables forming a thick and highly adherent diamond-like carbon layer on aluminium surface with low coefficient of friction (0.05), at a substrate temperature below 470K. Due to application of Ti magnetron cathode it was possible to improve the adhesion strength up to 30mN of diamond-like carbon layer to the covered substrate. Influence of deposition parameters on microhardness profile as well as adhesion and morphology were determined by nanotest and AFM, respectively.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań doboru parametrów dwuetapowego procesu obróbki cieplnej stopów aluminium, w szczególności podwyższenia odporności na pitting poprzez zastosowanie obróbki T6, T6I4 lub T6I6 oraz odporności na zacieranie poprzez osadzenie metodą RF PACVD warstw gradientowych o wysokiej adhezji do podłoża. Przeprowadzona analiza wyników badań dowodzi, że istnieje możliwość podwyższenia twardości (nawet do 190 HV dla stopu 7075) przy relatywnie wysokiej jego granicy plastyczności (520 MPa) i wysokim wydłużeniu przy zerwaniu (20%) na drodze optymalizacji dyspersji wydzieleń poprzez zastosowanie dwuetapowego starzenia. W celu wyeliminowania tworzenia się cienkiej warstwy Al2O3 charakteryzującej się relatywnie niska adhezja do podłoża osadzono, przy pomocy reaktora RF PACVD wyposażonego w źródło rozpylania magnetronowego, gradientową powłokę a-C: H/Ti. Zastosowanie niniejszej konfiguracji umożliwiło w temperaturze poniżej 470K wytworzenie na podłożu aluminiowym cienkiej, dobrze przylegającej powłoki weglowej charakteryzującej się niskim współczynnikiem tarcia (0.05). Zastosowanie tytanowej katody magnetronowej umożliwiło osiągnięcie wartości adhezji powłoki węglowej do podłoża na poziomie 30 mN. Wpływ parametrów osadzania zarówno na profil mikrotwardości jak i adhezje oraz morfologie przebadano przy użyciu technik nanoindentacji oraz Mikroskopu Sił Atomowych.

19

Lekkie materiały gradientowe dla zastosowań w węzłach mechanicznych

63%

Kaczmarek Ł. , Sawicki J. , Stegliński M. , Radziszewska H. , Kołodziejczyk Ł. , Szymański W. , Batory D. , Świniarski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

tom Vol. 33, nr 6

639--645

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doboru parametrów dwuetapowego procesu obróbki cieplnej stopów aluminium, w szczególności podwyższenia odporności na pitting przez zastosowanie obróbki T6I6 i tworzenia się umacniających faz rdzeniowych (core-shell). Ponadto w celu wyeliminowania tworzenia się cienkiej warstwy Al2O3 charakteryzującej się relatywnie słabą adhezją do podłoża osadzono za pomocą reaktora RF PACVD wyposażonego w źródło rozpylania magnetronowego gradientową powłokę a-C:H/Ti. Zastosowanie takiej konfiguracji umożliwiło w temperaturze poniżej 200°C wytworzenie na podłożu aluminiowym cienkiej, dobrze przylegającej powłoki węglowej charakteryzującej się małym współczynnikiem tarcia (0,05). Wpływ parametrów osadzania zarówno na profil mikrotwardości, jak i adhezję oraz morfologię badano za pomocą nanoindentacji oraz mikroskopu sił atomowych.

EN

This paper describes two stages of optimization of the properties of 2024 (Al- CuMg) aluminium alloy, in particular their resistance to pitting by first T6I6 treatment in order to form a core-shell precipitates. And second, to eliminate forming of thin Al2O3 layer with relatively poor adhesion to the aluminium substrate, gradient a-C:H/Ti layers synthesis hybrid plasma chemical RF PACVD reactor equipped with pulsed magnetron sputtering system was used. Using such configuration enables forming a thick and highly adherent diamond-like carbon layer on aluminium surface with low coefficient of friction (0,05) at a substrate temperature below 200°C. Influence of deposition parameters on microhardness profile as well as adhesion and morphology were determined by nanotest and AFM, respectively.