Właściwości mechaniczne
Zespół zajmuje się tematem szeroko pojętych badań wytrzymałości materiałów, zarówno w próbach zgodnych z normami jak i nietypowych.
Duża część prowadzonych badań dotyczy wyznaczania właściwości mechanicznych innowacyjnych materiałów dostępnych w niewielkich objętościach z wykorzystaniem miniaturowych próbek (próby rozciągania, zginie minidysków). Zespół specjalizuje się również w badaniach z wykorzystaniem bezkontaktowych pomiarów odkształceń metodą cyfrowej korelacji obrazów (ang. DIC) na obiektach o różnej wielkości (od elementów mikrostruktury do obiektów przemysłowych). Poza zagadnieniami związanymi z badaniami właściwości mechanicznych materiałów w ramach działalności zespołu wytwarzane są również spieki metodą PPS oraz prowadzone prace nad doborem materiałów do konkretnych zastosowań. Kolejnym z obszarów aktywności zespołu jest opracowywanie ekspertyz przyczyn uszkodzeń elementów urządzeń/konstrukcji.
Tematyki badawcze
- Badania właściwości mechanicznych materiałów i rozwój nowych metod badawczych (m.in. rozciąganie minipróbek, Small Punch Test, pomiary naprężeń własnych)
- Relacje mikrostruktura-właściwości
- Pękanie i zmęczenie materiałów
- Optyczne metody pomiaru odkształceń
- Zastosowanie metody odwrotnej w badaniach właściwości mechanicznych materiałów
- Efekt skali w badaniach właściwości mechanicznych
- Ochrona korozyjna stopów magnezu (Warm Spray, Plasma Elecrolitic Oxidation, DLC)
- Stopy Mg-Sn i ich przeróbka plastyczna
- Stopy Ti-Nb do pracy w wysokiej temperaturze
- Powłoki TBC
- Dobór materiałów do pracy w agresywnym środowisku (m.in. powłoki ochronne dla przemysłu wydobywczego)
- Spiekanie impulsowo-plazmowe
- Metalurgia proszków (m.in. spieki Fe, Fe-Zr)
- Materiały o rozdrobnionej mikrostrukturze otrzymywane metodami dużego odkształcenia plastycznego (m.in. ECAP, HPT, wyciskanie hydrostatyczne, walcowanie)
- Badanie właściwości mechanicznych kompozytów polimerowych
Oferta badawcza
- Próby wytrzymałościowe statyczne, dynamiczne, pełzanie
- Próby wytrzymałościowe w temp. podwyższonej, do 1300°C
- Próby wytrzymałościowe w temp. obniżonej do -150°z płynną regulacją, ciekły azot, ciekły hel
- Pomiary przemieszczeń/odkształceń metodą cyfrowej korelacji obrazów (ang. DIC), laboratoryjne i w terenie
- Próby wytrzymałościowe kompozytów (m.in. ASTM D3410, D6484, D7136/7137, D5961)
- Próby wytrzymałościowe komponentów (m.in. spoiny)
- Pomiary twardości
-
Ekspertyzy przyczyn uszkodzeń
Infrastruktura badawcza
- hydrauliczne maszyny wytrzymałościowe (MTS 810 – 100 kN, MTS 858 - 25 kN
- stanowisko horyzontalne z siłownikiem MTS – 15 kN
- śrubowe maszyny wytrzymałościowe (Zwick 250 – 250 kN, Zwick 005 - 5 kN, Qtest 10 - 10 kN
- maszyna wytrzymałościowa MTS Tytron – 250 N
- zestaw uchwytów i stempli do prób wytrzymałościowych
- zestaw ekstensometrów m.in. do pomiarów wydłużenia/skrócenia, ugięcia, rozwarcia, ekstensometr długodrogowy, ekstensomter zanurzeniowy
- twardościomierz Zwick ZHU 0.2 z możliwością rejestracji przebiegu indentacji
- system do bezkontaktowych pomiarów odkształceń metodą 2D i 3D DIC (oprogramowanie Correlated SolutionsVic2d i Vic3d, kamery CCD, obiektywy dla różnych pól obserwacji, siatki kalibracyjne, statywy, oświetlenie)
- piece do prób wytrzymałościowych (lampowy do 1300°C, dwa oporowe do 1200°C),
- komory temperaturowe (duża: -150 – 600 °C, mała: -75 – 200 °C)
- stanowisko do zginania minidysków w temp. -193 – 900 °C
- specjalistyczne uchwyty do badań wytrzymałościowych kompozytów wg. norm ASTM D3410, D6484, D7136/7137, D5961
-
kamera szybka Optronis CamRecord (800x600 – 1000 kl/s, 400x300 2000 kl/s)
Projekty
- Opracowanie wytycznych do zaprojektowania innowacyjnej technologii wydobycia gazu z łupków przy użyciu ciekłego CO2 na drodze analiz numerycznych i badań eksperymentalnych, NCBR, Bluegas II: DIOX4SHELL
- Re-Cover - Warstwy i powłoki z udziałem renu, jego związków lub stopów - ich właściwości, zastosowania oraz metody nanoszenia, NCBR, CuBR/II/4/NCBR/2015
- Opracowanie metody badań naprężeń szczątkowych z wykorzystaniem cyfrowej korelacji obrazów 3D, NCN, SONATA 11, 2016/21/D/ST8/02019
- Opracowanie nowych powłok antykorozyjnych dla stopu magnezu AZ-91E stosowanego na elementy silników i przekładni lotniczych, NCBR, LIDER V, 097/L-5/2013
- Rozwój technologii materiałów kompozytowych o podwyższonych właściwościach mechanicznych i elektrycznych, NCBR, Innolot 2
-
Charakterystyka procesu pękania żelaza i stopu żelazo cyrkon o strukturze nanokrystalicznej, NCN, PRELUDIUM 8, 2014/15/N/ST8/03388
Współpraca krajowa
- Materials Engineers Group Sp. z o.o., Warszawa
- Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Politechnika Śląska, Katowice
- Instytut Wysokich Ciśnień UNIPRESS, Polska Akademia Nauk, Warszawa
- Galactic, Rudna Mała
- Instytut Podstawowych Problemów Techniki, Polska Akademia Nauk, Warszawa
-
Instytut Energetyki, Warszawa
Współpraca międzynarodowa
- Frantsevich Institute for Problems of Materials Science of NASU, Ukraina
- National Institute for Materials Science (NIMS), Japonia
- Hermle Maschinenbau GmbH, Niemcy
- University of Southampton, Wielka Brytania
- Materiálový a Metalurgický Výzkum s.r.o., Czechy
-
Ufa State Aviation Technical University, Rosja
Kontakt
prof. dr hab. inż. Zbigniew Pakieła
zbigniew.pakiela@pw.edu.pl
22 234 87 24
Zakład Projektowania Materiałów