Określenie wpływu dodatku manganu i krzemu na warunki odkształcenia superplastycznego mosiądzów $\alpha + \beta$

Abstract

The paper presents results of influence of manganese additions up to 11 wt. $%$ and silicon up to 1 wt. $%$ for superplastic properties of $\alpha + \beta$ brasses. The thermomechanical treatment consisted of hot rolling, quenching from the P range, cold rolling and annealing. It resulted in grain refinement down to $10 \mu m$. The tensile tests were conducted at various rates and temperatures in therange $400-600^{\circ}C$ in order to determine the strain rate sensitivity coefficient $m$. It was done using step strain rate change.The increase of additions of manganese up to 11 wt.$%$ improved superplastic properties and decreased deformation temperature. Alloys containing 4,5 wt. $% Mn$ showed best superplastic properties, where the value of strain rate sensitivity coefficient $m$ attained maximum values $m=0,6$. Alloys containing 11 wt.$% Mn$ showed decrase of strain rate sensitivity down to $m= 0,55$ and temperature range of $450-500^{\circ}C$. Texture studies using OIM indicated presence of a very weak texture within a phase after grain refinement treatment and development of a brass type texture after superplastic deformation within a phase. This indicate participation of crystallographic slip deformation in addition to grain boundary sliding. Author describes also deformation by gas pressure, to a shape of hemisphere. It was attained in one operation corresponding to $82%$ deformation from the mutual sheets. W pracy przedstawiono wyniki wpływu dodatku manganu do $11%$ wg. oraz krzemu do $1%$ wg. na własności nadplastyczne mosiądzów $\alpha + \beta$. Została określona optymalna obróbka cieplno plastyczna w celu uzyskania struktury drobno ziarnistej poniżej $10 \mu m$. Określono przy użyciu próby rozciągania jak w badanych stopach zmienia się wartość współczynnika czułość na prędkość odkształcenia $m$ wraz ze zmianą temperatury odkształcenia w zakresie od $400^{\circ}C$ do $60^{\circ}C$. Zwiększanie zawartości dodatku manganu od $0,5%$ do $11%$ wg. w mosiądzach $\alpha + \beta$, pozwoliło na uzyskanie dobrych własności nadplastycznych przy nieco niższym zakresie temperatur odkształcenia nadplastycznego. Dla mosiądzu z dodatkiem $4,5% Mn$ uzyskano najwyższą czułość $m=0,6$, a zwiększenie do $11%$ wg. manganu tylko nieznacznie zmniejszyło wielkości czułości na prędkość odkształcenia $m$ do 0,55 dla temperatur dokształcenia $450^{\circ}C$ i $500^{\circ}C$ W pracy zostały także zaprezentowane zmiany rozkładu orientacji w postaci figur biegunowych przed i po odkształceniu nadplastycznym uzyskane za pomocą techniki OEM (Orientation Imanaging Microscopy). Opisano także wyniki dla prób tłoczenia blach mosiężnych w stanie nadplastycznym za pomocą ciśnienia gazu.