Zmiany właściwości reologicznych wybranych stopów AlMg w próbie ściskania

W pracy zaprezentowano metodę wyznaczania krzywych umocnienia stopów AlMg: 5754, 5083, 5019 oraz 5XXX w oparciu o próbę ściskania cylindrycznych próbek o średnicy 10 mm i wysokości 12 mm. Badania przeprowadzono za pomocą fizycznego symulatora procesów metalurgicznych GLEEBLE 3800 w Instytucie Przeróbki Plastycznej i Inżynierii Bezpieczeństwa Politechniki Częstochowskiej. Urządzenie to umożliwia przeprowadzenie badań przy temperaturach odpowiadających rzeczywistym warunkom przeróbki plastycznej. Określono podatność badanych stopów do kształtowania plastycznego w zakresie temperatur 360–560°C oraz prędkości odkształceń z przedziału 0,05–1,0 s-1. Naprężenie uplastyczniające σp, czyli naprężenie niezbędne do zainicjowania i kontynuacji plastycznego płynięcia metalu, w warunkach jednoosiowego stanu naprężenia jest funkcją odkształcenia (ε), prędkości odkształcenia (ε& ), temperatury (T) i historii przebiegu odkształcenia. Wyznaczenie charakterystyk technologicznej plastyczności jest szczególnie trudne dla warunków przeróbki plastycznej na gorąco, gdyż w strukturze materiału zachodzą jednocześnie procesy wynikające z mechanizmu odkształcenia plastycznego oraz procesy umocnienia, jak i aktywowane cieplnie, zależne od czasu, zjawiska prowadzące do osłabienia materiału. Określenie wartości σp badanych stopów AlMg ma duże znaczenie podczas projektowania procesów przeróbki plastycznej na gorąco. W oparciu o rejestrowane w czasie eksperymentu parametry odkształcenia plastycznego możliwe było poddanie danych obróbce matematycznej, filtracji cyfrowej oraz aproksymacji. Następnie za pomocą metody odwrotnej określono rzeczywiste wartości współczynników występujących w modelach numerycznych do własności reologicznych badanych materiałów.

This paper presents a method for determining hardening curves of AlMg alloys: 5754, 5083, 5019 and 5XXX based on a compression test of cylindrical specimens with a diameter of 10 mm and height of 12 mm. Tests were conducted by means of the GLEEBLE 3800 physical simulator of metallurgical processes at the Institute of Metalworking and Safety Engineering of Częstochowa University of Technology. This machine makes it possible to conduct tests at temperatures corresponding to actual metalworking conditions. The formability of the studied alloys was determined within the temperature range of 360–560°C and for strain rates within the range of 0.05–1.0 s-1. Flow stress σp, or the stress required to initiate and continue plastic flow of metal in a uniaxial stress state, is a function of strain (ε), strain rate (ε&), temperature (T) and the history of strain. Determination of technological plasticity curves is particularly difficult for hot working conditions, since processes resulting from the plastic strain mechanism and hardening processes, as well as thermally activated, time-dependent phenomena leading to weakening of the material occur simultaneously in the material’s structure. Determination of the σp value of tested AlMg alloys is of great significance when designing hot plastic working processes. Based on the plastic strain parameters registered during the experiment, it was possible to mathematically process data, filter it digitally and conduct approximation. Next, actual values of coefficients present in numerical models of the rheological properties of the studied materials were determined by means of the inverse method.