Ozgowicz_Wojciech_calosc(1).pdf

(8279 KB) Pobierz
r
j
l
f
f e
ZESZYTY
NAUKOWE
POLITECHNIKI
ŚLĄSKIEJ
f
|
I
|
W
l
«
Wojciech OZGOWICZ
FIZYKOCHEMICZNE, STRUKTURALNE
I MECHANICZNE CZYNNIKI KRUCHOŚCI
MIĘDZYKRYSTALICZNEJ BRĄZÓW -
a
W TEMPERATURZE PODWYŻSZONEJ
^WYDAWNICTWO^
<
f
POLITECHNIKI^
/ŚLĄSKIEJ / V
)
]
Gliwice 2004
POLITECHNIKA ŚLĄSKA
ZESZYTY NAUKOWE
N r 1632
Wojciech OZGOWICZ
FIZ Y K O C H E M IC Z N E , ST R U K T U R A L N E
I M E C H A N IC Z N E C Z Y N N IK I K R U C H O ŚC I
M IĘD ZY K R Y STA LIC ZN EJ B R Ą Z Ó W - cc
W TEM PER A TU R ZE PO D W Y Ż SZ O N E J
Gliwice
2004
Opiniodawcy
Prof. dr hab. inż. Zygmunt NITKIEWICZ
Prof. dr hab. inż. Jerzy NOWACKI
Kolegium redakcyjne
Redaktor naczelny
Redaktor działu
Sekretarz redakcji
— Prof. dr hab. inż. Andrzej BUCHACZ
— Dr hab. inż. Ryszard NOWOSIELSKI
Profesor Politechniki Śląskiej
— Mgr Elżbieta LEŚKO
Redakcja
Mgr Roma ŁOŚ
Redakcja techniczna
Alicja NOWACKA
PL ISSN 0434-0817
©
C o p y rig h t b y
W ojciech O Z G O W IC Z
G liw ic e 2 0 0 4
Pracę tę poświęcam pamięci mojej kochanej Matki,
która niestety nie zdążyła je j zobaczyć
SPIS TREŚCI
W Y K A Z W A Ż N IE J S Z Y C H O Z N A C Z E Ń ...............................................................................
1.
2.
W P R O W A D Z E N I E ............................................................................................................................
S T U D IA L IT E R A T U R O W E .............................................................................................................
7
9
16
2.1. Atomistyczne mechanizmy kruchości międzykrystalicznej..............................................
2.1.1. Kruchość niskotemperaturowa.................................................................................
2.1.2. Kruchość wysokotemperaturowa
............................................................
2.1.2.1. Wpływ kawitacji międzykrystalicznej i poślizgu granic
ziam na proces pękania.............................................................................
2.1.2.2. Czas do pęknięcia.....................................................................................
2.2. Modelowanie i symulacja procesu segregacji na granicy ziam...................................
3.
4.
C E L I Z A K R E S B A D A Ń - T E Z A P R A C Y ...............................................................................
B A D A N IA W Ł A S N E .............................................................................................................................
16
18
32
32
40
46
53
55
4.1. Materiał do badań i operacje technologiczne.....................................................................
55
4.1.1. Przygotowanie stopów modelowych....................................................................... 55
4.1.2. Przeróbka plastyczna i obróbka cieplna................................................................. 57
4.2. Metodyka badań................................................................................................................. 58
4.2.1. Próby mechaniczne w temperaturze podwyższonej................................................. 58
4.2.2. Badania fraktograficzne.......................................................................................... 61
4.2.3. Badania metalograficzne.........................................................................................................
61
4.2.3.1. Badania poślizgu granic ziam....................................................................
4.2.4. Badania rentgenograficzne...................................................................................
4.2.5. Badania dylatometryczne.....................................................................................
4.2.6. Badania spektrometryczne Augera.......................................................................
4.2.7. Symulacja komputerowa procesu segregacji międzykrystalicznej........................
4.2.7.1. Szczegóły modelu matematycznego...........................................................
4.2.7.2. Opis programu komputerowego DYFUZJA.............................................
5.
O M Ó W IE N IE W Y N IK Ó W B A D A Ń ..........................................................................................
62
66
68
69
70
70
77
82
5.1. Wyniki badań własności mechanicznych w temperaturze podwyższonej...........................
5.1.1. Wyniki prób rozciągania, skręcania i udamości brązów
przemysłowych CuSn
6
P.........................................................................................
5.1.2. Wyniki prób rozciągania brązów cynowych modelowych..................................
5.1.3. Wyniki prób rozciągania czystej miedzi...............................................................
5.1.4. Wyniki prób rozciągania miedzi i brązów modyfikowanych Ce lub Z r ................
5.2. Wyniki badań fraktograficznych...................................................................................
5.2.1. Wyniki badań fraktograficznych brązów przemysłowych CuSnóP......................
5.2.2. Wyniki badań fraktograficznych brązów cynowych modelowych.......................
5.2.3. Wyniki badań fraktograficznych brązów modyfikowanych Ce lub Z r.................
82
82
90
91
92
95
95
102
104
4
5.3. Wyniki badań strukturalnych............................................................................................. 107
5.3.1. Wyniki obserwacji metalograficznych na mikroskopie świetlnym....................... 107
5.3.2. Wyniki badań poślizgu granic ziam.....................................................................
119
5.3.3. Wyniki obserwacji w transmisyjnym mikroskopie elektronowym........................
5.3.4. Wyniki rentgenowskiej analizy strukturalnej.......................................................
5.3.5. Wyniki analizy termicznej defektów punktowych i parametru sieci.....................
5.3.6. Wyniki analizy spektrometrycznej Augera..........................................................
5.4. Wyniki symulacji komputerowej procesu segregacji międzykrystalicznej........................
6.
P O D S U M O W A N I E I W N I O S K I .......................................................................................................
CONTENTS
SELECTED IMPORTANT SYMBOLS.........................................................................
1.
2.
INTRODUCTION.................................................... .........................................................
REFERENCE STUDIES...................................................................................................
2.1.
Atom istic mechanisms o f intercrystalline brittleness
........................................................
2.1.1. Low-temperature brittleness...................................................................................
2.1.2. High-temperature brittleness..................................................................................
2.1.2.1. Effect of intercrystalline cavitation and grain boundary
sliding on the fracture process......................................................................
2.1.2.2. Time to fracture............................................................................................
2.2. Modelling and simulation of segregationon the grain boundary...........................................
3.
4.
AIM, RANGE AND THESIS OF INVESTIGATIONS
EXPERIMENTAL PROCEDURE...................................................................................
4.1.
M aterials and technological operations
..............................................................................
4.1.1. Preparation of model alloys....................................................................................
4.1.2.
Plastic and heat treatment
........................................................................................
4.2. Methods of testing.............................................................................................................
4.2.1.
M echanical tensile tests at elevated temperatures
....................................................
4.2.2. Fractographic tests..................................................................................................
4.2.3.
M etallographic investigations
.................................................................................
4.2.3.1. Investigations on grain boundary sliding......................................................
4.2.4. X-ray examinations.................................................................................................
4.2.5. Dilatometric tests....................................................................................................
4.2.6. Auger’s spectrometric analysis...............................................................................
4.2.7.
Computer simulation o f intercrystalline segregation
...............................................
4.2.7.1. Outline of the mathematical model...............................................................
4.2.7.2. Description of the computer program DIFFUSION......................................
7
9
16
16
18
32
32
40
46
53
55
55
55
57
58
58
61
61
62
66
68
69
126
147
156
I
59
166
181
L IT E R A T U R A
.........................................................................................................................
212
219
STRESZC ZEN IE.....................................................................................................................
70
70
77
5. ANALYSIS OF RESULTS................................................................................................. 82
5.1. Test results of mechanical properties at elevated temperatures........................................ 82
5.1.1. Results of tensile, torsion and impact tests of industrial
bronze type CuSn
6
P ............................................................................................... 82
5.1.2.
Results o f tensile tests o f model tin b ro n ze s
............................................................. 90
5.1.3.Results of tensile tests of pure copper........................................................................ 91
5.1.4.Results of tensile tests of copper and bronzes modified with Ce or Z r..................... 92
5.2. Results of fractographic investigations.............................................................................. 95
5.2.1. Results of fractographic investigations on industrial bronzes type CuSn
6
P........... 95
5.2.2. Results of fractographic investigations of model tin bronzes................................ 102
5.2.3. Results of fractographic investigations on bronzes modified with Ce or Zr........... 104

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin