Właściwości mechaniczne

Kontakt:
dr hab. inż. Zbigniew Pakieła, prof. PW
zbigniew.pakiela@pw.edu.pl
22 234 87 24

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

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

dr hab. inż. Zbigniew Pakieła, prof. PW
zbigniew.pakiela@pw.edu.pl
22 234 87 24
Zakład Projektowania Materiałów