Wyniki 1-10 spośród 14 dla zapytania: authorDesc:"MACIEJ MOTYKA"

Kształtowanie mikrostruktury i właściwości dwufazowych stopów tytanu α + β w procesie cieplno‑plastycznym

Czytaj za darmo! »

Kształtowanie plastyczne wyrobów z dwufazowych stopów tytanu jest realizowane najczęściej w procesach przeróbki plastycznej na gorąco - kucia swobodnego lub matrycowego. Uzyskanie prognozowanych właściwości mechanicznych zapewnia kontrola kształtowania morfologii mikrostruktury tych stopów w procesach przeróbki plastycznej i obróbki cieplnej. Ze względu na unikatowe efekty przemiany fazowej α + β  β (silny rozrost ziaren) często jest to niemożliwe, mimo stosowania dodatkowej obróbki cieplnej [1÷4]. Duże powinowactwo do tlenu i mała przewodność cieplna oraz duża pojemność cieplna, a także duży wpływ prędkości odkształcania na opory płynięcia plastycznego utrudnia bądź uniemożliwia przeróbkę plastyczną na gorąco stopów tytanu i uzyskanie wymaganej mikrostruktury [3, 5]. Stąd duża różnica wartości temperatury na przekroju kształtowanego plastycznie półwyrobu spowodowana dodatkowo różnymi warunkami odkształcania plastycznego (lokalna wartość odkształcenia i prędkości odkształcania). Synergia tych czynników w połączeniu z właściwościami fizycznymi tytanu powoduje tworzenie się obszarów charakteryzujących się różnym składem fazowym (równowagowe fazy α i β, faza martenzytyczna αʹ(αʺ)), morfologią składników fazowych mikrostruktury (równoosiowa, płytkowa, bimodalna) oraz ich dyspersją (drobno- lub gruboziarniste) i stąd różnymi właściwościami mechanicznymi [6, 7]. Kształtowanie wymaganej mikrostruktury dwufazowego stopu tytanu Ti-6Al-4V odkształcanego plastycznie w zakresie temperatury przemiany fazowej α + β  β wymaga prawidłowego doboru warunków procesu uwzględniającego efekty zarówno samego odkształcania plastycznego, jak również przemian fazowych oraz dynamicznych procesów zdrowienia i rekrystalizacji [8÷10]. Dlatego istotną rolę w procesie odkształcania plastycznego stopów tytanu - procesie cieplno-plastycznym - odgrywa obróbka cieplna prowadzona przed lub/i po odkszta[...]

Modelling of microstructure and deformation behaviour of two-phase titanium alloy

Czytaj za darmo! »

Despite very favourable combination of chemical, physical and mechanical properties titanium alloys suffer from poor tribological properties and insufficient resistance to oxidation at high temperature. Therefore surface treatment is widely used for structural elements made of titanium alloys to eliminate or reduce these drawbacks [1÷3]. The fundamental issue is maintaining high mechanical properties after surface layer modification of which fatigue strength of the material in the presence of tensile and compressive stresses, very often resulting from bending, is of primary importance [4÷6]. Among various surface treatment methods the most popular include chemical or physical vapour deposition (CVD, PVD), plasma spray, diffusion treatments, laser assisted treatments and ion imp[...]

FEM simulation of superplastic forming of a spherical cap made of Ti-6Al-4V

Czytaj za darmo! »

The phenomenon known as superplasticity has been observed for a wide range of materials including metallic alloys such as: titanium, and aluminium alloys, ceramics, composites and minerals [6÷8, 11, 12]. Superplastic forming (SPF) is a technological process that enables large deformation with no loss of material continuity. Slip along grain boundaries is considered to be the main mechanism of superplastic forming. Depending on the kind of material and process parameters it is possible to obtain elongation of up to several hundred percent. Superplastic forming is used for the materials with poor formability in conventional conditions or if their degree of deformation is insufficient. Superplastic forming is particularly well suited for forming of Ti-6Al-4V titanium alloy. Ti-6Al-4V titanium alloy is one of the most commonly materials associated with superplastic forming. It is used for light and highly strong structural elements in aircraft industry. Superplastic forming processes in aircraft industry applications require fine-grained equiaxed microstructure of Ti‑6Al‑4V alloy. In practice, superplasticity conditions are summarised as a grain size less than 10 μm, low strain rate of less than 10-3 s-1 and forming temperatures of T ≥ 0.5 Tm, where Tm is the melting point of the material [13]. Materials for superplastic forming process need to be specially prepared by hot metal forming and heat treatment [5, 6]. A design of superplastic forming is much more difficult than conventional forming processes because of the larger amount of parameters that have to be taken into consideration and controlled in narrow range of tolerance. Strain rate is the key parameter and it requires special attention. This parameter decides whether the necking and rupture occur in the drawn-part. Titanium alloys exhibit high dependence of yield stress on temperature and strain rate [8÷10]. The current design methods of superplasti[...]

Analiza wpływu mikrostruktury stopu tytanu na siłę napędową rozwoju pęknięcia w próbie zginania

Czytaj za darmo! »

Konstrukcyjne stopy tytanu poddawane są często obróbce powierzchniowej ze względu na niezadowalające właściwości tribologiczne, małą trwałość współpracujących elementów narażonych na naciski powierzchniowe oraz małą odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze [1]. W zastosowaniach biomedycznych istotne jest zwiększenie odporności na ścieranie, odporności na korozję, zwłaszcza w środowisku płynów fizjologicznych człowieka, a także poprawa biokompatybilności [2, 3]. Ważnym kryterium doboru rodzaju obróbki oraz warunków jej prowadzenia jest oddziaływanie zmodyfikowanej warstwy wierzchniej na wytrzymałość zmęczeniową stopu, szczególnie w warunkach naprężeń rozciągających i ściskających towarzyszących zginaniu [2÷4]. W obróbce powierzchniowej stopów tytanu są stosowane różnorodne metody konstytuowania warstwy wierzchniej w zależności od zastosowania obrabianych elementów oraz wymaganych właściwości użytkowych. Zalicza się do nich m.in. metody CVD, PVD, natryskiwanie cieplne, przetapianie laserowe, obróbki dyfuzyjne - gazowe i jarzeniowe oraz implantację jonów [1, 2, 4÷6]. W wyniku przeprowadzenia obróbki powierzchniowej uzyskuje się warstwy typu TiN, Ti2N, Ti(O, N), Ti(C, N), Ti3Al, TiAl i inne o głębokości rzędu kilku lub kilkunastu mikrometrów. Umożliwiają one zmniejszenie wartości współczynnika tarcia oraz zwiększenie twardości. W konsekwencji poprawiają odporność na zużycie w warunkach tarcia [4÷7]. Wybrane warstwy powodują także zwiększenie odporności na korozję [4]. Fazy powstające w warstwie wierzchniej charakteryzują się dużą wartością modułu Younga oraz dużą twardością i kruchością. Mogą powodować zmniejszenie właściwości wytrzymałościowych, szczególnie wytrzymałości zmęczeniowej [4, 8, 9]. Brak podatności do odkształcenia plastycznego jest przyczyną ułatwionej inicjacji mikropęknięć w warunkach naprężeń zmiennych. Propagacja mikropęknięć wspomagana przez koncentrację naprężeń prowadzi często do przedwczesnego zniszc[...]

Technologiczne aspekty kształtowania plastycznego blachy stalowej 5604 DOI:10.15199/24.2015.8.17


  W pracy dokonano oceny tłoczności blachy stalowej AMS 5604 ze zwróceniem szczególnej uwagi na warunki tarcia występujące pomiędzy kształtowanym materiałem, a powierzchnią roboczą narzędzia. Ocenę wpływu smaru technologicznego na proces tłoczenia przeprowadzono w oparciu o obliczenia numeryczne i otrzymane rozkłady odkształceń oraz grubości kształtowanej blachy. Dodatkowo przedstawiono wyniki badań smarów technologicznych do operacji tłoczenia wyznaczone w próbie przeciągania pasa blachy. This study evaluates drawability of sheet metal made of AMS 5604 steel with particular focus on conditions of friction between the material and working surface of the tool. The effect of technological lubricant on forming process was evaluated based on the analysis of numeric calculations of distribution of strain and thickness of the sheet metal. Furthermore, the study presents the results of the investigations of technological lubricants for forming operation during sheet metal drawing test. Słowa kluczowe: blacha stalowa 5604, tłoczenie, smar technologiczny Key words:5604 sheet metal, sheet metal forming, technological lubricant.Wprowadzenie. Wymagania odnośnie do obniżania ciężaru konstrukcji zwłaszcza w sektorze samochodowym i lotniczym pociągają za sobą wzrost zapo- zapotrzebowania na wytłoczki, otrzymywane w procesach kształtowania blach. Należą one do tzw. obróbki bezu- . bezubytkowej, pozwalającej na bardzo dobre wykorzystanie materiału, co jest istotne w przypadku kształtowania blach z drogich materiałów, jakimi są materiały stosowane w lotnictwie. W celu uzyskania wysokiej jakości wytłoczek oprócz stosowania dobrych jakościowo materiałów wyjściowych (blach), konieczne jest poprawne zaprojektowanie narzędzi oraz procesu technologicznego. Jest to szczególnie ważne w przypadku wytłoczek produkowanych seryjnie i masowo, gdyż powstałe w czasie produkcji braki znacznie podnoszą koszty wytwarzania. Dlatego tak ważna jest umiejętność analizy zj[...]

Microstructural factors in the primary creep stage of two-phase titanium alloy DOI:10.15199/28.2016.4.8


  One of the major areas of titanium alloys application includes discs and blades of compressors in turbine engines. In titanium alloys, significant strain can accumulate as a function of time, at stresses well below the yield strength at the homologous temperature below 0.25, even at room temperature. Life prediction for elements made of titanium alloys which is based solely on steady state creep parameters is in some cases not adequate due to large primary creep strains. In the case of rotating components of aero-engines small dimensional tolerances can be threatened and transient creep strains must be taken into account in modelling of overall creep deformation. Creep and fatigue properties of two-phase titanium alloys show strong dependence on microstructure, especially morphology of the α and β phases which can be controlled to certain extent by proper selection of hot working and heat treatment conditions. In the paper the primary creep behaviour of Ti-6Al-2Mo-2Cr alloy (VT3-1) at elevated temperature was investigated. The microstructure of the alloy was varied by means of changing conditions of heat-treatment. Creep tests were carried out on the alloy with globular and lamellar microstructure at the temperature of 450°C. Primary stage of the creep process was described using various constitutive laws. Applicability of power-law and logarithmic equations for describing strain evolution was verified. The influence of the initial microstructure on the primary creep strain and strain rate at the onset of steady-state creep stage was analysed. Key words: two-phase titanium alloys, primary creep, microstructure.1. INTRODUCTION Over the recent decades titanium alloys became a prime material choice for designers of heavily loaded engineering components operating in demanding environments. Favourable combination of properties like high specific strength at room and intermediate temperature range, good fracture toughness and corrosion [...]

Influence of microstructure and deformation parameters on technological plasticity of Ti-6Al-4V titanium alloy

Czytaj za darmo! »

In the paper the influence of morphology and dispersion of phases and deformation conditions (temperature, strain rate) on technological plasticity (plastic flow stress and critical strain) of Ti-6Al-4V alloy is characterized. Technological plasticity was determined on the basis of the results obtained from plastometric and tensile tests. Microstructural investigations were carried out using [...]

Influence of thermomechanical processing conditions on microstructure and hot plasticity of Ti-6Al-4V alloy

Czytaj za darmo! »

Two phase titanium alloys are widely used structural materials thanks to their high relative strength and good corrosion resistance. Constructional parts most often are fabricated in hot working processes, mainly by open die or die forging. It is well known that achievement of desired mechanical properties is related to development of proper microstructure in plastic working and heat treatment processes. Proper selection of process conditions should take into consideration microstructural changes caused by deformation in α+β↔β phase transformation range, which cannot be eliminated or decreased by heat treatment. Therefore in many cases required properties of products cannot be achieved [1÷3]. Other factors which make difficult or even preclude obtaining pro[...]

Microstructural evaluation of CMSX-4 superalloy single crystal castings of various geometry

Czytaj za darmo! »

The turbine blades and combustion chamber belong to critical parts of aircraft jet engines. They work under extreme conditions: very aggressive corrosion environment, high mechanical and thermal stresses. Therefore the creep resistance is very important criterion for selection of critical parts materials and methods of their production [1]. Advances in turbine blade manufacturing were mainly caused by implementation of directional crystallization in casting process. This method enabled obtaining columnar grains in castings, elongated in the main axis direction. This kind of microstructure with no transverse grain boundaries provides higher creep resistance of castings. It was found that much better properties characterize single crystal castings. Casting process of single crystal blades is analogous to casting process of blades having columnar grains. The difference is in the beginning of crystallization process - only one grain properly oriented is selected for further growth [2÷5]. The main parameters controlling single crystal casting quality are temperature gradient and withdrawal rate of mould (vw). Too high cooling rate causes crystallization of grains in front of interface between liquid and solid phases. Whereas too slow mould removal from the heating zone leads to excessive microstructural segregation and defects formation in castings. It is considered that higher temperature gradient (in the accepted range) contributes to improvement of casting quality. The most often applied values of temperature gradient are in the range of 3÷6.5°C/mm and withdrawal rate of about 5 mm/min [6÷12]. Microstructure of most nickel superalloys is mainly composed of gamma (γ) and gamma prime (γ′) phases. The γ′ phase (Ni3(Al, Ti)) - primary strengthening phase - is coherent with the matrix - γ phase. The close match in matrix lattice parameter (~0÷1%) combined with the chemical compatibility allows the ^[...]

Analysis of titanium sheet bending process

Czytaj za darmo! »

Titanium and its alloys are exceptional structural materials, far outstripping other in many aspects. Thanks to low specific gravity and high mechanical strength titanium materials are used whenever the construction weight and its strength are essential, e.g. in the aircraft and aerospace industries, for sporting equipment and in medicine [1, 2]. Furthermore, the value of the elastic modulus of titanium alloys is approximately half the corresponding value for steel. Thus, titanium alloys are excellent materials for various types of springs [3, 4]. Good corrosion resistance in most corrosive environments warrant the application of titanium elements in chemical and marine industries, desalination and desulfurization systems, in sewage treatment plants, geothermal systems etc. Apart from technical applications titanium and its alloys are often used in medicine and jewellery because of a good biocompability. Titanium as a material with the unique mechanical and physical properties is used whenever common structural materials such as aluminium and steel fail. Unfortunately, the application of titanium and its alloys is difficult because of high production and processing costs and the fact that titanium alloys fall into group of materials which hardly deform, especially in sheet-metal forming processes. During the forming of titanium sheets it is necessary to overcome many technological barriers, which are not reflected in the technical literature. Bending is one of the most commonly used forming methods of the titanium elements. It comes down to a stable change in material curvature by bending or straightening. Bending can be done on press brakes or stamping presses using bending tools, as a roll bending, roll form profiling etc. During bending of the titanium elements it is necessary to take the following into consideration: -- titanium, especially its alloys, is characterized by [...]

 Strona 1  Następna strona »