W pracy przedstawione zostały podstawowe założenia oraz warunki przeprowadzenia nowego procesu ciągnienia KWC (Kątowe Wielostopniowe Ciągnienie), który wykorzystano w celu uzyskania dużej niejednorodności odkształcenia w prętach i drutach o przekroju kołowym.. Szczegółowym badaniom poddano wpływ niejednorodności oraz historii akumulacji odkształcenia na własności mechaniczne wyrobów ciągnionych, stalowych i z miedzi. Wskazane zostały potencjalne obszary zastosowań nowej metody ciągnienia oraz przeprowadzono dyskusję uzyskanych wyników. Podstawowym założeniem zaproponowanego procesu KWC, jest oczekiwanie że w wyniku dużej niejednorodności akumulacji odkształcenia, w porównaniu do tradycyjnych procesów ciągnienia wielostopniowego, można wytwarzać wyroby ciągnione charakteryzujące się wyższymi własnościami mechanicznymi przy tej samej redukcji średnicy. Tym samym możliwy jest wzrost własności wytrzymałościowych bez konieczności stosowania złożonego składu chemicznego. W celu zrealizowania postawionej tezy zaprojektowano, zbudowano i wykorzystano do badań nowe, specjalne urządzenie umożliwiające realizację procesu KWC. Dodatkowo, zarówno w procesie projektowania, jak i w analizie otrzymanych wyników wykorzystano symulację komputerową, która umożliwiła śledzenie zmian w niejednorodności odkształcenia dla różnych warunków procesowych. Wykonane badania potwierdziły możliwość uzyskiwania większego umocnienia odkształceniowego przy tej samej redukcji średnicy ciągnionych prętów i drutów. Zmiana niejednorodności odkształcenia ciągnionych metodą KWC wyrobów jest złożonym efektem, redukcji średnicy, procesów zginania, skręcania i nagniatania. Badaniom poddano trzy podstawowe nastawy urządzenia (położenie ciągadeł względem kierunku ciągnienia): liniowe, korbowe i schodkowe.
Wyniki badań pokazały, że istnieje możliwość kontrolowania zarówno wielkości odkształcenia zakumulowanego jak i jego niejednorodności w efekcie zastosowania różnej ścieżki odkształcania.
Przeprowadzona analiza z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej, elektronowej i skaningowej wykazała zróżnicowany rozwój mikrostruktury w wyrobach ciągnionych zaproponowaną metodą.
Effect of Deformation Inhomogeneity on Mechanical Properties of Wire Drawing Products
In this work the main assumptions and processing details of the new wire drawing method (AAD angular accumulative drawing) are proposed and implemented in the investigations. Special emphases are given on the inhomogeneity of the deformation and resulted mechanical properties. There are many potential advantages that can be obtained from this new drawing process. The basic idea of the AAD process is deforming metals to much higher plastic strains, compared to the conventional wire drawing, and by introducing high grain refinement, achieving much higher tensile strength and ductility - what can be especially beneficial for alloys that are not characterized by complex compositions. In order to carry out the study of the AAD process, a special die design was made such that an ordinary drawing bench could be used. Additionally, a study using computer simulation of the strain and the stress distributions that exist in the drawn wire has been carried out. Presented results show that it is possible to produce wires with higher values of accumulated deformation energy with a lower area reduction. Also, it is shown that the effect of strain path in the AAD process could be effectively controlled using computer simulation. The reduction of area, the strain induced in the outer part of the wires, due to bending/unbending processes and the desired shear deformation were the main sources of strain accumulation in the final product of the AAD process. As a result cross-sectional distribution of the strain was very inhomogeneous.. Different plastic strain inhomogeneity were obtained as a result of three different combinations of the die positioning i.e. linear, alternate, and stepped. From this work, it was found that inhomogeneity of the total effective strain produced by nonlinear dies positioning greatly affects the microstructure development in the surface layers of the drawn wires.
