Use of the ABI technique to measure the mechanical properties of aluminium alloys: effect of heat-treatment conditions on the mechanical properties of alloys

Trudonoshyn, Oleksandr; Puchnin, Maxim; Prach, Olena

doi:10.17222/mit.2014.295

Cited by 8 publications

(6 citation statements)

References 10 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…20 It was also used to characterize the variation of yield stress across welds, 102–105 the effect of high pressure torsion processing, 112 the effect of machining 117 due to being able to evaluate material properties locally. The effects of temperature, 108 loading rate, 110 effect of heat treatment 111,113 and test setup parameters 118 were successfully investigated, good agreement was found with standard specimen test results. Alternative methods for calculating yield stress were investigated as well, such as neural networks, 110 which result in better agreement between ABI and standard results than constitutive behaviour based correlations, and inverse analysis, which is shown to be a promising technique.…”

Section: Tensile Testingmentioning

confidence: 73%

Small specimen techniques for estimation of tensile, fatigue, fracture and crack propagation material model parameters

Kazakeviciute

Rouse

Focatiis

et al. 2021

The Journal of Strain Analysis for Engineering Design

View full text Add to dashboard Cite

Small specimen mechanical testing is an exciting and rapidly developing field in which fundamental deformation behaviours can be observed from experiments performed on comparatively small amounts of material. These methods are particularly useful when there is limited source material to facilitate a sufficient number of standard specimen tests, if any at all. Such situations include the development of new materials or when performing routine maintenance/inspection studies of in-service components, requiring that material conditions are updated with service exposure. The potentially more challenging loading conditions and complex stress states experienced by small specimens, in comparison with standard specimen geometries, has led to a tendency for these methods to be used in ranking studies rather than for fundamental material parameter determination. Classifying a specimen as ‘small’ can be subjective, and in the present work the focus is to review testing methods that utilise specimens with characteristic dimensions of less than 50 mm. By doing this, observations made here will be relevant to industrial service monitoring problems, wherein small samples of material are extracted and tested from operational components in such a way that structural integrity is not compromised. Whilst recently the majority of small specimen test techniques development have focused on the determination of creep behaviour/properties as well as sub-size tensile testing, attention is given here to small specimen testing methods for determining specific tensile, fatigue, fracture and crack growth properties. These areas are currently underrepresented in published reviews. The suitability of specimens and methods is discussed here, along with associated advantages and disadvantages.

show abstract

Section: Tensile Testingmentioning

confidence: 73%

Small specimen techniques for estimation of tensile, fatigue, fracture and crack propagation material model parameters

Kazakeviciute

Rouse

Focatiis

et al. 2021

The Journal of Strain Analysis for Engineering Design

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…З одного боку, це дозволяє значно зменшити вагу деталей [2] з іншого втрачається їхнє використання із-за низьких фізико-механічних характеристик алюмінієвих сплавів [3]. Для поліпшення властивостей деталей з алюмінієвих сплавів використовуються різні методи [4,5], такі як додавання домішок до відомих сплавів, щоб отримати матеріали з потрібними характеристиками [3,6], або застосовується модифікація поверхневих шарів найпоширеніших сплавів. У порівнянні з розробкою нових алюмінієвих сплавів [2], удосконалення поверхні цих сплавів [4,7] вважається біль ш перспективною та менше витратною стратегією.…”

Section: вступunclassified

Визначення Впливу Внутрішніх Енергій Кристалічної Решітки На Отримання Наноструктур У Поверхневих Шарах Алюмінієвих Сплавів

Широкий

2024

oikit

View full text Add to dashboard Cite

The paper presents the results of calculating the crystallization energy and examines its influence on the size of the nanostructured grain during ion-plasma treatment of aluminum (VD17) with oxygen and nitrogen ions. To address this task, we employ a previously proposed model, which considers the impact of individual ions on thermal conductivity and thermoelasticity in the affected area, taking into account their energy, charge, and type. Initially, we estimate the potential number of particles in the nanostructure. Then, we compute the energy required for atomizing the grain from atoms and chemical compounds. By determining the total atomization energy of the grain (Eas), we establish the necessary energy for its formation (Es = 1.1Eas). This energy enables the determination of all characteristics in the ion's action area, such as temperature, temperature rise rate, thermal stresses, strain rate, grain size, volume, and depth of the nanostructure, as well as the actual number of particles in the nanostructure. The calculations demonstrate that the crystallization energy increases the ion energy required to obtain nanostructures. At energies close to 3∙102 eV, it ranges from 0.1 to 7 eV, which can be disregarded, while at energies close to 1.6∙104 eV, crystallization energy ranges from 2.1∙102 to 1.2∙104 eV, with higher values for oxygen ions. Additionally, the calculations show that ion charge significantly affects crystallization energy; for large ion charges, it increases. All of this underscores the necessity of considering crystallization energy only at energies of 2∙103 – 2∙104 eV, allowing refinement of the technological parameters of ion-plasma treatment of aluminum alloys to increase the likelihood of obtaining nanostructures. Furthermore, the ability to determine the sizes of nanostructures allows predicting the physical and mechanical characteristics of surface layers of processed materials. These studies may be of interest to specialists involved in surface strengthening of aluminum alloy surfaces and further research into nanostructures

show abstract

“…У виробництві сучасної авіаційної техніки та машинобудуванні дуже широко використовуються алюмінієві сплави [1,2], що дає можливість суттєво полегшити вагу деталей [3]. В той же час невисокі фізико-механічні характеристики алюмінієвих сплавів часто не дозволяють їх використовувати значно ширше [2,4]. Для покращення фізичних властивостей деталей з алюмінієвих сплавів використовують різні методи [5,6], наприклад, додавання домішок у відомі сплави [4,7] для отримання матеріалів із заданими характеристиками або модифікування пове-рхневих шарів найбільш поширених сплавів [5,8].…”

Section: вступunclassified

“…В той же час невисокі фізико-механічні характеристики алюмінієвих сплавів часто не дозволяють їх використовувати значно ширше [2,4]. Для покращення фізичних властивостей деталей з алюмінієвих сплавів використовують різні методи [5,6], наприклад, додавання домішок у відомі сплави [4,7] для отримання матеріалів із заданими характеристиками або модифікування пове-рхневих шарів найбільш поширених сплавів [5,8]. Якщо робота по створенню нових алюмінієвих сплавів потребує багато часу та коштів, то роботи по зміцненню поверхонь цих сплавів, виглядають менш затратними та більш перспективними.…”

Section: вступunclassified

“…Якщо робота по створенню нових алюмінієвих сплавів потребує багато часу та коштів, то роботи по зміцненню поверхонь цих сплавів, виглядають менш затратними та більш перспективними. На теперішній час відомо багато методів для модифікування поверхневих шарів на алюмінієвих сплавах таких як ультразвуковий [9], іонно-плазмовий [10] щити фізико-механічні характеристики алюмінієвих сплавів такі як зносостійкість [4,10], втомну міцність [4,14], забезпечення працездатності при ударних навантаженнях [10], але й надати нові цікаві властивості такі як підвищена корозійна стійкість [4,12], супергідрофобні [8,11] та антиобмерзальні властивості [15], радіаційно-поглинаючі [6] та ін. Виходячи з вищеозначеного, можна сміливо стверджувати те, що алюмінієві сплави при їх малій питомій вазі та високих фізико-механічних та інших властивостях, які набувають завдяки покриттям з наноструктурами, і надалі будуть широко застосовуватись як в авіаційно-космічній техніці [1], так і в машинобудуванні, зокрема в автомобільній [2,17] та суднобудівний [18,19] промисловості.…”

Section: вступunclassified

See 1 more Smart Citation

Моделювання Умов Отримання Наноструктур В Алюмінієвих Сплавах При Дії Іонізуючого Випромінювання

Shyrokyi¹,

Сисоєв²,

Постельник³

2022

aktt

View full text Add to dashboard Cite

The use of laser radiation as a source of ionizing radiation to obtain nanostructured and submicrostructured layers on aluminum alloys requires the determination of the necessary technological parameters. Therefore, a theoretical study of ionizing radiation on aluminum alloy AK8 was conducted according to the previously proposed model. When choosing the region in the material of the aluminum alloy, where nanostructures can be formed under the action of ionizing radiation, apply different lengths of ions. Because of the theoretical study of the formation of nanostructures in the surface layer of the aluminum alloy AK8, the temperature distribution in the zone of ionizing radiation at different depths of the material was obtained. Temperature fields for different heat flux densities q1 = 106 W/m2 and q2 = 105 W/m2 were also constructed. The obtained temperature fields for heat flux q1 showed that with increasing depth of the material, the temperature decreases from 2480 to 650 K. The values of maximum temperatures on the material surface are slightly higher than necessary to obtain nanostructures at lower depths maximum temperatures decrease to nanostructures can be realized. Simultaneously, under the action of heat flux q2 = 105 W/m2, the maximum surface temperature decreased to values of 1950 K, and at depth it was 550 K. and was equal to 106 K/s at q2. All these confirmed the possibility of creating conditions for the formation of nanostructures. Due to the temperature range obtained from the calculated temperature fields, the depths of the aluminum alloy where nanostructures can be formed were determined. Studies of the effect of laser radiation spot size on the surface of the material on the formation of nanostructures were also conducted, which showed that when exposed to a spot size of 3 · 103 to 10-3 m, the possibility of nanostructures is significantly reduced, while reducing the spot size to 10-4 m leads to a significant increase in the possibility of forming nanostructures. To estimate the possible volume of nanostructures, the dependence of the nanocluster size on the heat flux density in the range from 107 to 1010 W / m2 and its action time in the range from 10-9 to 10-3 s were considered. The dependence of the maximum temperature on the heat flux density and the time of its action is also constructed. All this allows you to choose the technological parameters of laser radiation to obtain nanostructured layers on aluminum alloys, and the ability to determine the size of nanostructures allows you to predict the physical and mechanical characteristics of the surface layers of processing materials. These studies may be of interest to specialists in strengthening the surfaces of aluminum alloys and further studies of nanostructures.

show abstract

Use of the ABI technique to measure the mechanical properties of aluminium alloys: effect of heat-treatment conditions on the mechanical properties of alloys

Cited by 8 publications

References 10 publications

Small specimen techniques for estimation of tensile, fatigue, fracture and crack propagation material model parameters

Small specimen techniques for estimation of tensile, fatigue, fracture and crack propagation material model parameters

Визначення Впливу Внутрішніх Енергій Кристалічної Решітки На Отримання Наноструктур У Поверхневих Шарах Алюмінієвих Сплавів

Моделювання Умов Отримання Наноструктур В Алюмінієвих Сплавах При Дії Іонізуючого Випромінювання

Contact Info

Product

Resources

About