Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2015/22 Н&р&Јјј! te; ZAKLJUČNO POROČILO RAZISKOVALNEGA PROJEKTA A. PODATKI O RAZISKOVALNEM PROJEKTU 1.Osnovni podatki o raziskovalnem projektu Šifra projekta L2-4183 Naslov projekta Varjenje in oplemenitenje aluminijevih zlitin z gnetenjem Vodja projekta 2045 Janez Tušek Tip projekta L Aplikativni projekt Obseg raziskovalnih ur 7522 Cenovni razred Trajanje projekta 07.2011 - 06.2014 Nosilna raziskovalna organizacija 782 Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo Raziskovalne organizacije -soizvajalke 719 IMPOL, industrija metalnih polizdelkov d.o. o. 1555 Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta 2101 TKC Tehnološki konzultantski center d.o.o. Ljubljana Raziskovalno področje po šifrantu ARRS 2 TEHNIKA 2.10 Proizvodne tehnologije in sistemi 2.10.02 Izdelovalna tehnologija Družbenoekonomski cilj 06. Industrijska proizvodnja in tehnologija Raziskovalno področje po šifrantu FOS 2 Tehniške in tehnološke vede 2.11 Druge tehniške in tehnološke vede B. REZULTATI IN DOSEŽKI RAZISKOVALNEGA PROJEKTA 2.Povzetek raziskovalnega projekta1 SLO Namen raziskovalnega projekta na področju FSW je bil pridobili nova praktična znanja, informacije in veščine, ter znanstvena spoznanja, ki omogočajo dvig tehnološke ravni ustanove in regije. V okviru projekta smo raziskovali spajanje aluminijevih zlitin serije 1xxx, 5xxx in 6xxx, aluminijeve zlitine za litje AlSi12 ter bakra (Cu ET P) po postopku FSW in FSSW. Raziskovali smo tudi spajanje teh materialov med seboj, zlasti AlSi12 s čistim aluminijem, ter baker Cu ETP s čistim aluminijem in aluminijem serije 5xxx in 6xxx za potrebe livarske, avtomobilske in elektro industrije. Del raziskav je bil usmerjen v razvoj in oblikovanje orodij za linijsko in točkovno varjenje s trenjem in mešanjem. Oblikovali smo različna orodja s čepi in brez njih, z različno oblikovanimi rameni, ter posebnimi oblikami na ramenih. Razvili smo orodje, ki omogoča uspešno FSW/P brez nagiba orodja, in omogoča uspešno FSW/P na cenejših 3 osnih strojih. Velik del raziskav je bil narejen na področju točkovnega varjenja, kjer smo raziskovali vpliv oblike orodja in procesnih parametrov na trdnostne lastnosti nastalega zvara. Razvili smo orodja in procesne parametre, ki omogočajo uspešno spajanje in višje trdnostne lastnosti spojev. Razvili smo nov postopek linijsko točkovnega spajanja s trenjem in mešanjem (FSLSW), ki poveča trdnost točkovnega spoja proti trdnosti osnovnega materiala na račun izboljšanega mešanja materiala v spoju. Razvili smo tudi orodja za pFSW varjenje električnih kontaktov iz bakra in iz kombinacije bakra in aluminija za potrebe elektro in avtomobilske industrije. Razvili in skonstruirali smo orodje z mirujočo glavo, ki nudi določene prednosti pri spajanju različnih materialov med seboj. Razvili in oblikovali smo orodja ter zvarni spoj za spajanje aluminijastih sendvič panelov. Izdelali smo obširno parametrično analizo, ter vpliv teh parametrov na trdnostne in metalurške lastnosti spojev. Namen predlaganega projekta je bil razvoj in uporaba postopka trenja in mešanjem (FSP) za pripravo aluminijevih zlitin za superplastično preoblikovanje pri različnih preoblikovalnih hitrostih in temperaturah. Preizkusi so bili narejeni z zlitinami Al-5Mg in Al-5Mg-Mn, ki so vsebovale ločeno manjše dodatke skandija in cirkonija ali kombinacijo obeh. Meritve so obsegale določitve krivulj tečenja in raztezke zlitin pri začetnih preoblikovalnih hitrostih 1x10-3 do 1x10-1 s-1 in preoblikovalnih temperaturah 350 do 500 °C z hitrostmi vrtenja orodja 95 do 475 obr/min znatno izboljša superplastično ponašanje zlitin Al-Mg-Sc-Zr, ki se odraža v raztezkih brez porušitve preko 1900 %. FSP obdelane zlitine Al-Mg-Sc in Al-Mg-Zr z ločenimi dodatki skandija ali cirkonija, ki so manjši od 0.2 m. %, niso bile superplastične pri nižjih hitrosti vrtenja orodja zaradi abnormalne rasti kristalnih zrn. Rezultati postopka trenja in mešanja so bili primerjani z superplastičnim ponašanjem istih zlitin, ki so bile izdelane po običajnem postopku z hladnim valjanjem._ ANG The aim of the project on the field of FSW was to obtain new practical knowledge, information's, skills and scientific knowledge that would allow raising the technological level of the institution and region. The research of FSW and FSSW was done on joining the aluminium alloys series 1xxx, 5xxx and 6xxx, aluminium alloy for casting AlSi 12, and copper (Cu ETP) and on dissimilar joining of this materials for the need of casting, automotive and electro industry. Important part of the research was devoted to development and design of the tools for linear (FSW) and spot (FSSW) friction stir welding. We developed different tools with or without pins, different shapes of shoulders, and special features on the shoulders. A tool was developed for FSW/P, which enables the successful joining using 3 axis machines at tool tilt angle of 0°. A substantial part of research was done on FSSW, in order to get the relationship between tool designs, welding parameters and joint mechanical and microstructural properties. We developed a new procedure called Friction Stir Linear Spot Welding (FSLSW), which enables to increase the joint strength to match the strength of base metal, due to improved stirring. We developed tools for micro FSW of electric contacts made of Copper or combination of Copper and Aluminium alloy, due to the needs of auto electric industry. A special FSW tool with the still shoulder was designed and produced, which enables certain advantages at joining of dissimilar materials. FSW tools and joint design were developed and designed for joining of aluminium sandwich foams. A vast parametric research was done to investigate the influence of selected parameters on mechanical and metallurgical properties of the joint. The aim of the proposed project was to develop and to apply the friction stir processing (FSP) for preparing the aluminium alloys for a superplastic forming at various strain rates and temperatures. The experiments were conducted with Al-5Mg in Al-5Mg-Mn alloys containing either separate minor additions of scandium and zirconium or a combination of both. The measurements included the flow curves and tensile elongations of alloys at initial strain rates ranging from 1x10-3 to 1x10-1 s-1, and at forming temperatures from 350 to 500 ° C. The inclusion of friction stir processing at tool rotation rates of 95 to 475 rpm considerably enhanced the superplastic behaviour of the Al-Mg-Sc-Zr alloys, which was reflected in elongations without failure over 1900 %. The friction stir processed Al-Mg-Zr and Al-Mg-Sc alloys with separate addition of scandium or zirconium less than 0.2 wt. % , treated at lower tool rotation rates, did not achieve superplasticity due to abnormal grain growth. The results yielded by the friction stir processed alloys were compared with the superplastic behaviour of the same alloys produced conventionally by cold rolling._ 3.Poročilo o realizaciji predloženega programa dela na raziskovalnem projektu2 Pregled in analiza literature na področju FSW/P: R&R na področju FSW/P potekajo hitro, kar kažejo številne znanstvenih objave. Le te smo redno spremljali ter skladno z ugotovitvami načrtovali potek raziskav. Udeležba na konferencah in objave znanstvenih člankov: Rezultati projekta so bili predstavljeni na številnih domačih in mednarodnih konferencah. Na tak način smo predstavili 25 prispevkov (1.06, 1.08, 1.09, 1.12). Rezultati raziskav smo objavili tudi v 12 domačih in mednarodnih znanstvenih revijah indeksiranih z SCI. Na temo modeliranja FSW varjenja je bila izdelana ena doktorska naloga, zaključuje pa se še druga v sodelovanju s Fakulteto za strojništvo in ladjedelništvo (FSB Zagreb) na temo FSW varjenja aluminiastih sendvič panelov. Znanstveno sodelovanje smo razširili s TU Gradec, kjer v okviru študentske izmenjava nastaja še ena diplomska naloga. Na Univerzi v Ljubljani je bilo v tem času izdelanih 8 diplomskih nalog. Raziskave na področju FSW, FSSW in ^FSW Pregledali smo stanje na trgu namenskih naprav za FSW/P. Cene novih namenskih CNC naprav se gibljejo med 0,25 M€ in 1 M€, cene namenskih robotov pa se začnejo pri 0,25 M€. Proizvajalci, ki ponujajo te naprave so: Cfsw, Nova Tech, Harms&Wende, MIT, Esab, MegaStir Technologies, ter robote Kuka, Esab, Abb, ... Pregledali smo stanje sistemov za merjenje sil in momentov med procesom FSW/P. Obstajata dva načina za merjenje sil in momentov. Prvi način je merjenje preko orodja tako, da je orodje vpeto v merilec sil, le-ta pa v vreteno stroja. Pri drugem načinu merjenja je varjenec vpet v merilni sistem in se sile merijo posredno,. Cene naprav se gibljejo med 17 000 in 40 000 €. Proizvajalci teh naprav so Kystler, ATI, PM-Instrumentation, Low-stir. Izdelali smo vpenjalno napravo za FSW/P, ki omogoča priključitev obstoječih merilnikov sil in momentov. Izdelali smo tudi vpenjalno napravo za merjenje sil in momentov pri varjenju FSSW. Pomemben procesni parameter je tudi temperatura med FSW/P, ki smo jo v okviru raziskav merili s termoelementi. Raziskovali smo FSW varjenja zlitine Al-Mg-Mn AA5083, Al 99,5 ter zlitine za litje AlSi 12 ter varjenje teh materialov med seboj za potrebe livarske industrije. V hipotezi smo predstavili, da je varjenje različnih aluminijevih zlitin med seboj mogoče. Varjenje je potekalo s klasično obliko čepa pri konstantnem nagibnem kotu. Pri varjenju smo spreminjali procesne parametre od 20 obr/mm do 0,45 obr/mm. Ugotovili smo, da se omenjene materiale, da uspešno variti v območju od 20 obr/mm do 1 obr/mm, optimalni parametri varjenja teh materialov pa so pri ~ 3 obr/mm. Vpeljali smo faktor obrati na podajanje (ONP), ki je dober pokazatelj vnosa energije na enoto dolžine vara. Večji vnos energije se pojavi pri višji vrednost faktorja ONP, s tem pa se dodatno pojavijo še potrebe po krmiljenju položaja čepa v z-smeri. Hipoteza se je potrdila Analizirali smo oblike orodij za FSW in materiale čepov. Za namene razvoja in raziskav smo skonstruirali in razvili serijo orodij za FSW/P, ter orodja za FSSW (točkovno varjenje s trenjem in mešanjem), in FSShW (za varjenje brez čepa). Zaradi dragih 5-osnih CNC naprav smo postavili hipotezo, da naj bi bilo spajanje mogoče tudi pri nagibnem kotu orodja 0°. Skonstruirali in dizajnirali orodja, ki naj bi omogočila uspešno FSW varjenje z nagibnim kotom orodja 0°. Razvita orodja so imela na rami izdelano spiralo, ter različne velikosti čepov, uporabili smo tudi orodja brez čepa s spiralo. Po številnih neuspešnih poskusih smo razvili orodje s spiralo na rami orodja, ki omogoča varjenje brez napak v zvaru pri kotu nagiba orodja 0°. Hipoteza se je potrdila kot pravilna. Raziskovali smo linijsko in točkovno varjenje aluminijeve zlitine 5754. Pri linijskem varjenju smo testirali novo razvita orodja za linijsko varjenje brez naklonskega kota. Izdelali smo obširna raziskavo FSSW in določili optimalne parametre spajanja za posamezno orodje ter razvili matematične modele za napovedovanje trdnosti, navora in sile na osnovi varilnih parametrov. Nosilnosti spojev so bile bolj konstantne in višje pri uporabi orodij brez čepa. Pri orodju s čepom smo dobili največje trdnosti spoja, takrat ko sta bila navor in osna sila najmanjša. Pri točkovnem varjenju smo dosegli strižno trdnost spoja v velikosti 33 MPa, kar predstavlja 22 % strižne trdnosti osnovnega materiala. Najnovejši rezultati iz literature kažejo, da so največje trdnosti točkovnih zvarov med 17 % in 42 % strižne trdnosti. Najvišje trdnosti so dosegli a) s čisto drugačno obliko orodja, nekoliko večje trdnosti od naših pa b) s premiki orodja med varjenjem. Na osnovi rezultatov smo raziskave razširili še na varjenje izločevalno utrjevalne aluminijeve zlitine 6082 pri novih pogojih varjenja z namenom izboljšanja trdnostnih lastnosti spoja. Pri linijskem in točkovnem varjenju smo testirali novo razvita orodja in parametere, ki bi omogočili večjo trdnost zvarnega spoja. Z namenom povečanja trdnosti točkovnega varjenja smo razvili nov postopek t.i. točkovno linijsko varjenje s trenjem in gnetenjem (FSLSW). Le ta inovativen postopek je omogočal dosego višjih trdnosti spojev oz. trdnosti enake osnovnemu materialu z minimalnim podaljšanjem časa varjenja. V nadaljnjih raziskava FSSW varjenja smo poleg sile in navora, merili še temperature in deformacije stroja z laserskim merilnikom razdalje. Deformacija stroja v načinu krmiljenja položaja vpliva na trdnost FSSW zvarnega spoja. Analizirali smo tok in mešanje materiala med varjenjem in ugotovili mehanizem nastajanja zvarne točke. Rezultati bodo še objavljeni. Analizirali smo vpliv tudi vpliv smeri vrtenja orodja pri FSSW in pri tem ugotovili, da potiskanje materiala proti spodnjemu varjencu poveča trdnost zvarnega spoja. Prišli smo do prvih rezultatov FSW in FsSw varjenja izločevalno utrjevalne aluminijeve zlitine 6082. Ugotovili smo, da je za uspešno varjenje potreben večji vnos energije in kot pri mehkejši zlitini serije 5xxx, ter da varilni parametri močno vplivajo na trdoto in trdnostne lastnosti zvarnega spoja. Trdnost zvarnega spoja smo še dodatno povečali ob uporabi novo razvitega varjenja FSLSW. V slovenski avtomobilski in elektro industriji se je pokazala potreba po spajanju majhnih bakrenih kontaktov ter bakra z aluminijevimi zlitinami, zaradi naraščajoče cene bakra ter potrebe po manjši masi vozil. Pri spajanju bakra smo dobili zelo kakovostne spoje (trdnostno in električno) brez oksidacije površine. V ta namen smo razvili novo obliko orodja ter orodje za FSW varjenje z mirujočo ramo. Uspešno smo spojili baker z aluminijevo zlitino 5754 in 6082. Spajali smo sočelne in prekrivne spoje z manjšimi in večjimi orodji. Trdnosti spojev so dosegle tudi trdnost osnovnega materiala. V nadaljevanju smo razvili orodja za mikro FSW. Raziskava vpliva hlajenja med FSW varjenjem v povezavi s kasnejšo toplotno obdelavo je pokazala, da se pri zlitini tipa 5754, pri varjenju z nizkim vnosom energije pojavi abnormalna rast kristalnih zrn. V teku so priprave s katerimi bi okarakterizirali mejne vrednosti parametrov FSW/P, do katerih se pojavi abnormalna rast kristalnih zrn. Znanstveno razvojno sodelovanje smo tekom projekta razširili s skupino za varjenje na TU Graz (prof. Norbert Enzinger), kjer v okviru študijske izmenjave slovenski študent pripravlja magistrsko nalogo. S FSB Zagreb (prof. Kralj) zaključujejo doktorsko nalogo na spajanju aluminijastih sendvič panelov. Pogovarjamo se o sodelovanju z University of the West Švedska in Inštitutom AIMEN iz Španije, Open University UK (prof. A. Shirzadi), Belgijskim varilskim inštitutom za varjenje, in TU Ilmenau za skupno raziskovalno delo v okviru Evropskih projektov. Uspešno sodelujemo s PT Group, Cambridge University (prof. H.K.D.H. Bhadeshia), Institut Maupertuis Francija (dr. Laurent Dubourg) in z Instititom za varjenje iz Poljske (dr. Adam Pietras). V Sloveniji sodelujemo še s podjetjem Kolektor d.d. iz Idrije na področju spajanja električnih kontaktov iz bakra ter iz bakra in aluminija. Preizkusne zlitine Al-5Mg-Sc, Al-5Mg-Zr in Al-5Mg-Sc-Zr z manjšimi dodatki skandija (Sc) in cirkonija (Zr) v mejah 0.1 do 0.35 m. % so bile izdelane v laboratorijski indukcijski peci. Taline so bile ulite v jeklene kokile z dimenzijami 175x80x27 mm3. Ingoti so bili homogenizirani, rezkani in nadalje vroče in hladno valjani v plošče z debelinami 4 in 2 mm. Preiskovana je bila tudi standardna zlitina AA5083 z Mn in Zr, ki je bila izdelana pri industrijskih pogojih s polkontinuirnim ulivanjem v brame in po običajnem postopku predelana v pločevino (Impol-Seval). Plošče z debelino 4 mm so bile namenjene za obdelavo s postopkom trenja in mešanja (FSP). Vroče in hladno valjane plošče z debelino 2 mm so bile uporabljene za primerjavo superplastičnih lastnosti zlitin brez FSP obdelave. Uporabljeno FSP orodje je imelo konkavno ramo s premerom 16 mm in konični čep. Hitrosti vrtenja orodja so bile 95 do 475 obr/min pri konstantni hitrosti pomika 73 mm/min. Superplastične lastnosti FSP in valjanih zlitin (brez FSP) so bile določene z nateznimi preizkusi pri različnih začetnih preoblikovalnih hitrostih v območju 1x10-3 do 1x10-1 s 1 in preoblikovalnih temperaturah 350 do 500 E Meritve so obsegale določitve odvisnosti dejanska napetost - dejanska deformacija in največje raztezke zlitin. Superplastičnost, ki je v tem delu izražena z največjimi raztezki, se razlikuje med valjanimi in FSP zlitinami z različnimi dodatki Sc in Zr. Glavni vpliv na superplastične lastnosti zlitin ima pri enakih pogojih nateznega preizkusa, poleg parametrov FSP, kemična sestava zlitin in posledično velikost ter termična stabilnost kristalnih zrn, ki nastanejo v zlitinah med FSP in med hladnim valjanjem. FSP zelo zmanjša kristalna zrna ulitih in valjanih zlitin. Povprečna velikost zrn v FSP zlitinah pri hitrosti vrtenja orodja 95 obr/min je bila 1.7 d0 3.5 pm v primerjavi s 57 do 225 pm v ulitih zlitinah. Pri višji hitrosti vrtenja orodja 475 obr/min so nastala večja zrna. Termična stabilnost kristalnih zrn v coni mešanja po žarjenju zlitin je bila odvisna od kemične sestave. Stabilna mikrostruktura brez abnormalne rasti zrn v zlitinah s skupnim dodatkom Sc in Zr je posledica prisotnosti Al3(ZrxSc1-x) precipitatov. Pojav abnormalne rasti v sicer drobno zrnatih FSP Sl-zlitinah prepreči superplastičnost pri višjih preoblikovalnih temperaturah.. Parametri PSP, kot je hitrost vrtenja orodja, imajo kompleksni vpliv na superplastične lastnosti zlitin. Preiskave so pokazale, da ni pojava superplastičnosti v drobno zrnatih FSP Al-5Mg zlitinah z ločenimi dodatki Sc ali Zr pod 0.2 m. % pri nižjih hitrostih vrtenja orodja (95 obr/min). Superplastičnost z raztezki brez porušitve preko 1900 % pa je bila dosežena z FSP Al-5Mg-0.2Sc-0.15Zr pri vseh preizkusnih pogojih. FSP Al-5Mg-Sc-Zr zlitine so dosegle pri vseh preoblikovalnih hitrostih 1.2 do 5 krat večje raztezke kot valjane zlitine brez FSP obdelave. FSP preizkušanci teh zlitin so se enakomerno preoblikovali v merilni dolžini brez kontrakcije preko 1900 % pri relativno velikih preoblikovalnih hitrostih do 1x10-1 s-1. Uporaba postopka FSP pri kovinah in zlitinah omogoča nastanek ekstremno drobnih kristalnih zrn z redom velikosti 1 pm. Take mikrostrukture ni mogoče doseči z dodajanjem heterogenih kali -modifikatorjev - ali s termomehansko obdelavo materiala. Drobno zrnata mikrostruktura izboljša mehanske in tehnološke lastnosti kovin in zlitin. FSP izboljša superplastične lastnosti aluminijevih zlitin predvsem z vidika večjih preoblikovalnih hitrosti. Rezultati preiskav so uporabni tudi za izboljšanje mikrostrukture in superplastičnih lastnosti drugih kovinskih materialov kot so titanove in magnezijeve zlitine._ 4.Ocena stopnje realizacije programa dela na raziskovalnem projektu in zastavljenih raziskovalnih ciljev3 Realizacija je skladna z napovedmi v predlogu projekta._ 5.Utemeljitev morebitnih sprememb programa raziskovalnega projekta oziroma sprememb, povečanja ali zmanjšanja sestave projektne skupine4 Ni bilo sprememb. 6.Najpomembnejši znanstveni rezultati projektne skupine5 Znanstveni dosežek 1. COBISS ID 1315679 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Superplastičnost vroče valjane in po postopku mešanja in trenja izdelane zlitine Al-4.5Mg-0.35Sc-0.15Zr ANG Superplasticity of the rolled and friction stir processed Al-4.5 Mg-0.35Sc-0.15Zr alloy Opis SLO Članek opisuje vpliv postopka mešanja in trenja (FSP) na superplastično vedenje zlitine Al-4.5 Mg z dodanim Sc in Zr. Primerjali smo superplastično vedenje pločevine narejene po postopku trenja in mešanja (FSP) in pločevine, izdelane s konvencionalnim postopkom s hladnim valjanjem. Merjenje superplastičnosti je vključevalo napetost tečenja in maksimalen raztezek pri začetni hitrosti deformacije od 1x10-3 s-1 do 1 s-1 pri temperaturah preizkušanja od 350 °C do 500 °C. Postopek FSP je bistveno izboljšal superplastično vedenje zlitine v primerjavi z zlitino izdelano z hladnim valjanjem. To se je pokazalo predvsem v višjem raztezku pri višjih hitrostih deformacije in nižjih temperaturah. ANG The article describes the effect of friction stir processing (FSP) on the superplastic behaviour of the Al-4.5 Mg alloy containing Sc and Zr. The results yielded by the FSPed sheet were compared with the superplastic behaviour of the same alloy produced conventionally by cold rolling. The measurements of the superplasticty included the flow stresses and the maximum elongations of the alloy at initial strain rates ranging from 1x10-3 s-1 to 1 s-1, and at testing temperatures from 350 °C to 500 °C. The inclusion of the FSP step considerably enhanced the superplastic behaviour of the alloy in comparison with its rolled counterparts, which was reflected in higher elongations at higher strain rates and lower forming temperatures. Objavljeno v Elsevier; Materials Science & Engineering. A, Structural materials: Properties, Microstructure and Processing; 2014; Vol. 590; str. 239-245; Impact Factor: 2.409;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 0.916; A': 1; WoS: NS, PM, PZ; Avtorji / Authors: Smolej Anton, Klobčar Damjan, Skaza Branko, Nagode Aleš, Slaček Edvard, Dragojevič Vukašin, Smolej Samo Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek 2. COBISS ID 1507423 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Superplastičnost zlitine Al-4.5Mg z dodatkom skandija in cirkonija izdelane po postopku mešanja in trenja ANG The superplasticity of friction stir processed Al-5Mg alloy with additions of scandium and zirconium Opis SLO Članek opisuje vpliv manjših dodatkov skandija in cirkonija na superplastično obnašanje zlitine Al-5Mg obdelane po postopku mešanja in trenja (FSP). Merjenje superplastičnosti je vključevalo napetost tečenja in maksimalen raztezek za zlitine (v wt.%) Al-5Mg-0.1Zr, Al-5Mg-0.2Sc, and Al-5Mg-0.2Sc-0.15Zr pri začetni hitrosti deformacije od 1x10-3 s-1 do 1x10-1 s-1 pri temperaturah preizkušanja od 350 °C do 500 °C. Postopek FSP pri hitrostih gibanja orodja med 95 do 475 rpm je bistveno izboljšal superplastično vedenje zlitine Al-5Mg-0.2Sc-0.15Zr, ki je dosegla preko 1900 %.raztezke brez porušitve Ostale zlitine obdelane s FSP postopkom in obdelane pri nižjih hitrostih rotacije niso dosegle superplastičnih lastnosti zaradi abnormalne rasti kristalnih zrn. Rezultati zlitine obdelane po postopku FSP so bili primerjani z rezultati konvencionalne zlitine obdelane s hladnim preoblikovanjem. ANG The paper describes the effect of minor additions of scandium and zirconium on the superplastic behaviour of the friction stir processed Al-5Mg based alloy. The measurements included the flow curves and tensile elongations of (in wt.%) Al-5Mg-0.1Zr, Al-5Mg-0.2Sc, and Al-5Mg-0.2Sc-0.15Zr alloys at initial strain rates ranging from 1x10-3 to 1x10-1 s-1, and at forming temperatures from 350 to 500 °C. The inclusion of friction stir processing at tool rotation rates of 95 and 475 rpm considerably enhanced the superplastic behaviour of the Al-5Mg-0.2Sc-0.15Zr alloy, which was reflected in elongations without failure of over 1900 %. Other friction stir processed alloys, treated at lower tool rotation rates, did not achieve superplasticity due to abnormal grain growth. The results yielded by the friction stir processed alloys were compared with the superplastic behaviour of the same alloys produced conventionally by cold rolling. Objavljeno v Hanser; International journal of materials research; 2014; Vol. 105, no. 12; str. 1218-1225; Impact Factor: 0.675;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 0.916; WoS: PZ; Avtorji / Authors: Smolej Anton, Klobčar Damjan, Skaza Branko, Nagode Aleš, Slaček Edvard, Dragojevič Vukašin, Smolej Samo Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek 3. COBISS ID 13806875 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Parametrična študija FSSW varjenja aluminijeve zlitine 5754 z uporabo orodja brez trna ANG Parametric study of FSSW of aluminium alloy 5754 using a pinless tool Opis SLO Izdelana je bila parametrična študija točkovnega varjenja s trenjem in mešanjem (FSSW) ob uporabi orodja brez trna. Spajali smo aluminijevo zlitino 5754 v prekrivnem zvarnem spoju. Eksperimentalni načrt smo izdelali s pomočjo metode površin odziva, kjer smo spreminjali hitrost rotacije trna, hitrost pomikanja v material in čas zadrževanja medtem ko smo imeli konstantno globino ugreza orodja na 0,4 mm. Med varjenjem smo merili potek osne sile in moment na orodju z uporabo dinamometra. Varjence smo pregledali vizualno ter jih testirali na natezno strižno obremenitev do porušitve. Porušene vzorce smo vizualno pregledali, mikrostrukturo in spojno mesto pa smo pregledali na optične mikroskopu. Razvili smo matematične modele, ki povezujejo varilne parametre s trdnostjo spojev, osnimi silami, in momenti. Določili smo optimalne parametre varjenja, pri katerih doseže spoj največjo trdnost, pri tem pa sta osna sila in moment v spodnjem območju. ANG A parametric study of friction stir spot welding (FSSW) of lap joints in aluminium alloy 5754 using a pinless tool with scrolled shoulder is presented. Experimental plan was done according to the response surface methodology (RSM), where tool rotation speed varied between 988 and 3511 rev/min, plunge rate between 24.4 and 150 mm/min and dwell time between 1 and 3.5 s. The plunge depth was held constant at 0.4 mm. During welding, the axial force and torque were monitored using a dynamometer. The welds were tensile shear tested, and the broken samples were visually examined. The weld bond line and microstructure were analysed using light optic microscope under polarised light, and SEM was used for examination of fractured surface. Mathematical models describing the relationship between welding parameters and joint strength, axial force and torque were developed. FSSW parameters, at which maximal joint strength was obtained, were considered as optimal. At these welding parameters, the axial force and torque were in the lower range among tested parameters. Material flow and joint formation are experimentally presented and schematically illustrated. Objavljeno v Springer; Welding in the world; 2014; [1]-[13]; Impact Factor: 0.424;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 0.916; WoS: PZ; Avtorji / Authors: Klobčar Damjan, Tušek Janez, Smolej Anton, Simončič Samo Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek 4. COBISS ID 13473819 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Mikro varjenje s trenjem in mešanjem bakrenih električnih kontaktov ANG Micro friction stir welding of copper electrical contacts Opis SLO Prispevek predstavlja analizo mikro varjenja s trenjem in mešenjem elektrolitskega bakra (CuETP) v sočelnem in v prekrivnem spoju. Izdelan je bil plan eksperimentov, da bi se ugotovilo vpliv oblike orodja in varilnih parametrov na kakovost izdelanih zvarov. Izdelani zvari so bili analizirani glede mikrostrukture in glede natezne trdnosti. V coni mešanja je prišlo do drobljenja zrn. Trdnost spoja je presegla trdnost osnovnega materiala. ANG The paper presents an analysis of micro friction stir welding (mikroFSW) of electrolytic tough pitch copper (CuETP) in a lap and butt joint. Experimental plan was done in order to investigate the influence of tool design and welding parameters on the formation of defect free joints. From the welds samples for analysis of microstructure and samples for tensile tests were prepared. The grain size in the nugget zone was greatly reduced compared to the base metal and the joint tensile strength exceeded the strength of the base metal. Metalurški fakultet;Hrvatsko metalurško društvo; Metalurgija; 2014; Vol. 53, no. 4; str. 509-512; Impact Factor: 0.755;Srednja vrednost revije / Objavljeno v Medium Category Impact Factor: 0.916; WoS: PZ; Avtorji / Authors: Klobčar Damjan, Tušek Janez, Bizjak Milan, Lešer Vladka Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek 5. COBISS ID 13744411 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Napake pri varjenju s trenjem in mešanjem ANG Welding defects at friction stir welding Opis SLO Prispevek predstavlja pregled različnih napak, ki se pojavijo pri varjenju s trenjem in mešanjem. Za lažjo razlago pojava napak je na začetku podan pregled procesa. Osrednji poudarek prispevka je na vplivu varilnih parametrov. Napake so razdeljene na tri skupine glede na vnos energije. Pregled napak je prikazan pri varjenju različnih materialov. ANG The paper presents an overview of different types of defects at friction stir welding. In order to explain the reasons for their occurrence a short theoretical background of the process is given first. The main emphasis is on the parameters that influence the process. An energy supply based division of defects into three disjoint groups was used. The occurring defects are demonstrated on various materials. Objavljeno v Metalurški fakultet;Hrvatsko metalurško društvo; Metalurgija; 2014; Vol. 54, no. 2; str. 387-389; Impact Factor: 0.755;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 0.916; WoS: PZ; Avtorji / Authors: Podržaj Primož, Jerman Boris, Klobčar Damjan Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek 7.Najpomembnejši družbeno-ekonomski rezultati projektne skupine6 Družbeno-ekonomski dosežek 1. COBISS ID 13048859 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Aktivni površinski premaz za varjenje ANG An active surface flux for arc welding Opis SLO Kot rezultati projektnega dela smo razvili aktivni površinski premaz za varjenje in ga patentirali. Z uporabo premaza se spremenijo razmere v varilnem obloku in talini, kar prispeva k hitrejšemu in bolj produktivnemu varjenju z manj stroški. Prednost razvitega premaza je glede na konkurenčne produkte prijaznosti do okolja in zdravja ljudi. Na osnovi rezultatov je bilo ustanovljeno podjetje, ki se ukvarja z razvojem, izdelavo in trženjem omenjenega produkta. ANG The results of project work were a developed and patented an active flux for welding. The active flux changes the characteristics of welding arc and weld pool and enables quicker, more productive and cheaper welding. The advantage of developed flux is its friendliness to the environment and human healthcare. Based on the results a company for development, production and commercialisation of the product was established. Šifra F.20 Ustanovitev novega podjetja ("spin off") Objavljeno v Urad RS za intelektualno lastnino; 2013; 17 f.; Avtorji / Authors: Juvan Jan, Tušek Janez, Klobčar Damjan Tipologija 2.24 Patent 2. COBISS ID 1264991 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Spajanje zlitine AA413.0 in AA1050 z gnetenjem ANG AA413.0 and AA1050 joined with friction-stir welding Opis SLO Spajanje z gnetenjem je tehnologija, ki se intenzivno razvija od patentiranja leta 1991 na Britanskem inštitutu za varjenje. V industrijski praksi je najbolj razširjena uporaba FSW tehnologije za spajanje gnetnih aluminijevih zlitin. V zadnjem času se raziskave osredotočajo tudi na spajanje dveh različnih zlitin. Spajanje z gnetenjem ima velik potencial tudi v livarski industriji, še posebej pri tlačnem litju. Ta članek opisuje izvedeno eksperimentalno spajanje dveh različnih zlitin. Spojeni sta bili gnetna zlitina AA1050 in livarska zlitina AA413.0. Taki spoji imajo svojo uporabno vrednost pri sestavljenih ulitkih, kjer lahko s spajanjem različnih zlitin z različnimi fizikalnimi lastnostmi dosežemo nehomogene lastnosti sklopa, kjer je to potrebno. S spajanjem tlačnih ulitih delov lahko izdelamo sklope z notranjimi votlimi deli. Lastnosti tako izdelanih sklopov so primerljive z lastnostmi tlačnih ulitkov. V članku so navedene temperature, izmerjene med spajanjem dveh različnih zlitin. Za določitev optimalnih parametrov spajanja je bilo leto izvedeno pri različnih vrtljajih orodja in pri različnih hitrostih spajanja. Spoji so bili mehansko analizirani. Stacionarno temperaturno polje med spajanjem dveh različnih zlitin je bilo izračunano s programom Sysweld z metodo končnih elementov. ANG Spajanje z gnetenjem je tehnologija, ki se intenzivno razvija od patentiranja leta 1991 na Britanskem inštitutu za varjenje. V industrijski praksi je najbolj razširjena uporaba FSW tehnologije za spajanje gnetnih aluminijevih zlitin. V zadnjem času se raziskave osredotočajo tudi na spajanje dveh različnih zlitin. Spajanje z gnetenjem ima velik potencial tudi v livarski industriji, še posebej pri tlačnem litju. Ta članek opisuje izvedeno eksperimentalno spajanje dveh različnih zlitin. Spojeni sta bili gnetna zlitina AA1050 in livarska zlitina AA413.0. Taki spoji imajo svojo uporabno vrednost pri sestavljenih ulitkih, kjer lahko s spajanjem različnih zlitin z različnimi fizikalnimi lastnostmi dosežemo nehomogene lastnosti sklopa, kjer je to potrebno. S spajanjem tlačnih ulitih delov lahko izdelamo sklope z notranjimi votlimi deli. Lastnosti tako izdelanih sklopov so primerljive z lastnostmi tlačnih ulitkov. V članku so navedene temperature, izmerjene med spajanjem dveh različnih zlitin. Za določitev optimalnih parametrov spajanja je bilo leto izvedeno pri različnih vrtljajih orodja in pri različnih hitrostih spajanja. Spoji so bili mehansko analizirani. Stacionarno temperaturno polje med spajanjem dveh različnih zlitin je bilo izračunano s programom Sysweld z metodo končnih elementov. Šifra F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije Objavljeno v Inštitut za kovinske materiale in tehnologije; Materiali in tehnologije; 2013; Letn. 47, št. 2; str. 195-198; Impact Factor: 0.555;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 2.554; WoS: PM; Avtorji / Authors: Kastelic Sebastjan, Tušek Janez, Klobčar Damjan, Medved Jože, Mrvar Primož Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek 3. COBISS ID 12342299 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Recikliranje ostružkov iz aluminijeve zlitine AlMgSi1 s hladnim stiskanjem ANG Recycling of AIMgSi1 aluminium chips by cold compression Opis SLO Predstavljeno delo analizira možnosti direktne konverzije AlMgSi1 aluminijevih ostružkov v trdne surovce s postopkom kompaktiranja. Ostružki aluminijeve zlitine, ki so nastali pri frezanju, so bili kompaktirani v zaprti cilindrični matrici s 2,5 MN hidravlično stiskalnico. Zaradi nizke z ačetne relativne gostote ostružkov je bilo potrebno izvesti več predhodnih kompaktiranj. Analizirana so bila kompaktiranja z različnimi oblikami ostružkov dobljenimi z različnimi režimi frezanja s ciljem ovrednotenja vpliva geometrije ostružka na kakovost kompaktiranja. Vpliv režimov kompaktiranja zaradi različnih oblik ostružkov je bil zasledovan s sila pot diagrami pri čemer je z enim od režimov bila dosežena gostota do 97% gostote aluminijeve zlitine. Rezultati kažejo, da ima oblika ostružkov (posebej njihova debelina) pomemben vpliv na končno integriteto komprimiranih cilindričnih surovcev. ANG Current work elaborates possibilities for direct conversion of AlMgSii aluminium chips into solid billets by solid state recycling. Milling chips from an aluminium alloy were cold compressed in a closed cylindrical die by means of a 2,5 MN hydraulic press. Due to low initial relative density of the chips, several precompressions were needed. In order to establish the influence of chip geometry on the final density of billets different types of chips were cut by using various milling regimes. The influence of a compression regime due to various chip types were followed by load-stroke diagrams. Up to 97 % of density measured at extruded aluminium was attained for one type of chips. Results show that the shapes of the chips and their size (especially thickness) have a considerable influence on the final integrity of compressed billets. Šifra F.27 Prispevek k ohranjanju/varovanje naravne in kulturne dediščine Objavljeno v Metalurški fakultet;Hrvatsko metalurško društvo; Metalurgija; 2012; Vol. 51, no. 4; str. 509-512; Impact Factor: 0.690;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 0.8; WoS: PZ; Avtorji / Authors: Pepelnjak Tomaž, Kuzman Karl, Kačmarčik Igor, Plančak Miroslav Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek 4. COBISS ID 1510751 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Oklepna pločevina za potrebe Nata ANG Armoured plate for the needs of NATO Opis SLO Oklepna pločevina za potrebe NATO predstavlja razvoj vrhunskega proizvoda, jekla nove generacije PROTAC 500. Njen osnovni namen je varovanje življenja in premoženja fizičnih in pravnih oseb oziroma subjektov. S svojimi odličnimi mehanskim lastnostmi, med katere poleg standardnih tehnoloških karakteristik, kot so dobre natezne lastnosti, odlična udarna žilavost pri nizkih temperaturah, trdota in upogib, prištevamo tudi balistično testiranje, kjer ima oklepna pločevina PROTAC 500 v primerjavi s konkurenco nižje zahtevane debeline za zaščito po NATO standardih. Zmanjšanje potrebne debeline vpliva na maso in je izrednega pomena predvsem pri vozilih, v katere je vgrajena pločevina PROTAC 500, saj ima v povezavi s tem tudi pomemben energetski in ekološki vidik. Oklepna pločevina PROTAC 500 se dobro upogiba in je lahko variva. Pri razvoju jekla je bila uporabljena napredna tehnologija samopopuščanja martenzita, ki omogoča izdelavo oklepne pločevine PROTAC 500 z eno samo toplotno obdelavo. ANG PROTAC 500, an armoured plate for the pose of NATO, represents a world-class product, made of new generation of steel. Its primary purpose is to protect the lives and property of both natural and legal persons or entities. It has excellent mechanical properties, including standard technological characteristics, such as good tensile properties, excellent impact strength at low temperatures, hardness and deflection as well as ballistic testing, where the PROTAC 500 armoured plate is made sccording to NATO standards as it has lower required thickness of protection in comparison to the competition. The reduction of required thickness affects the mass and is of great importance especially for vechicles with an integrated PROTAC 500 plate, as accordingly, it ha san important energetic and environmental aspect. The PROT AC 500 armoured plateh as a good flexibility for bending and may be welded. While developing the steel, only the advanced technology of self-tempered martensite was used, which makes it possible to manufacture the PROTAC 500 armoured plate with a single treatment. Šifra F.06 Razvoj novega izdelka Objavljeno v SPIRIT Slovenija;Javna agencija Republike Slovenije za spodbujanje podjetništva, inovativnosti, razvoja, investicij in turizma; Z idejo do odriva; 2014; str. 30; Avtorji / Authors: Bernetič Jure, Kosec Gorazd, Marčetič Matjaž, Tomažič Iztok, Nagode Aleš, Kosec Borut Tipologija 1.12 Objavljeni povzetek znanstvenega prispevka na konferenci 5. COBISS ID 1505631 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Kontaktna zlitina in metoda za izdelavo zlitine za električne kontakte ANG Conntact alloy and method for manufacturing electrical conntacts Opis SLO Predmet izuma je zlitina in metoda za izdelavo zlitine za proizvodnjo električnih kontaktov. Električni kontakti iz zlitine po izumu se prednostno nanašajo na nizkonapetostne sisteme električnih kontaktnih sklopov zaganjalnika in alternatorja. Zlitina in metoda za izdelavo visoko zmogljive kontaktne zlitine za električne kontaktne sklope v nizkonapetostnih stikalih in drsnih kontaktih na bakreni osnovi je ekološko neoporečna in v prednostni izvedbi obsega procese kontinuiranega litja, kristalizacije, homogenizacije in gašenja, ter kasnejšega izločevalnega žarjenja v zaščitni atmosferi inertnega plina, prednostno argona. Kontaktna zlitina po izumu ima manj kot 0,01% masnega deleža nečistoč in obsega kemijske elemente z masnimi deleži: 0,4-0,8%Ni; 0,2-0,4%Fe; 0,1-0,3%P; ostalo Cu, s čimer zlitina Cu-Ni-Fe-P dosega trdoto >140 HV in specifično električno prevodnost >73% I.A.C.S.. ANG Subject of the invention is a chemical composition of an alloy for electrical contacts and the method for its synthesis. Electrical contacts made from this alloy, according to the invention, are preferentially made for the low-voltage systems or electrical contact assemblies (starters, alternators). The copper-based high performance alloy for electrical contacts and the method for its manufacture is ecologically safe and includes the processes of continuous casting, crystallization, homogenization, quenching, and subsequent precipitation annealing in a protective atmosphere of inert gas (argon). The alloy of the invention has less than 0.01% by weight of the impurities and the amount of chemical elements by weight: 0.4-0.8% Ni; 0.2-0.4% Fe; 0.1-0.3% P; the rest copper, reach hardness of > 140 HV and has a specific electric conductivity of >73% IACS. Šifra F.33 Patent v Sloveniji Objavljeno v Urad Republike Slovenije za intelektualno lastnino; 2014; 7 str., 2 pril.; Avtorji / Authors: Brovč Goran, Bizjak Milan Tipologija 2.24 Patent 8.Drugi pomembni rezultati projetne skupine7 9.Pomen raziskovalnih rezultatov projektne skupine8 9.1.Pomen za razvoj znanosti9 SLO Rezultati projekta, ki so pomembni za razvoj znanosti s področja varjenja so naslednji: Razvoj orodij, ki omogočajo uspešno spajanje oz. obdelavo materialov po postopku FSW/P in FSSW. Razvita orodja omogočajo spajanje različno velikih varjencev, spajanje pri kotu nagiba orodja 0°. Pomemben rezultat je tudi razvoj orodja z mirujočo glavo, ki ima prednosti pri spajanju različnih materialov. Parametrične analize FSW in FSSW varjenja različnih osnovnih materialov aluminijevih zlitin serij 1xxx, 5xxx in 6xxx, aluminijeve zlitine za litje AlSi12, ter bakra Cu ETP, in različnih kombinacij teh materialov med seboj. Razvoj novega postopka linjsko točkovnega varjenja s trenjem in mešanjem, ki omogoča izdelavo točkovnih zvarov visoke trdnosti ob minimalnem podaljšanju časa varjenja. Razvoj orodij in tehnologije spajanja bakra in bakra z aluminijevimi zlitinami za potrebe avtomobilske in elektro industrije. Razvoj orodja, spoja in tehnologije spajanja aluminijastih sendvič panelov. Rezultati projekta, ki so pomembni za razvoj znanosti s področja materialov so naslednji: Povprečna velikosti kristalnih zrn v coni mešanja FSP zlitin pri hitrosti vrtenja orodja 95 obr/min so 1.3pm v zlitini Al-5Mg-0.2Sc-0.15Zr in 3.4 pm v zlitinah Al-5Mg-0.2Sc in Al-5Mg-0.15Zr. Postopek FSP izboljša superplastične ponašanje zlitine Al-5Mg-0.2Sc-0.15Zr v primerjavi z običajno valjano zlitino. Raztezki brez porušitve nad 1900 % so bili doseženi pri hitrosti vrtenja orodja 95 obr/min in začetnih preoblikovalnih hitrostih v območju 1x10-3 do 1x10-1 s-1 in temperaturi 500 °C. Pri začetnih preoblikovalnih hitrostih >1x10-2 s-1 nastanejo v FSP zlitini Al-5Mg-0.2Sc-0.15Zr do 5 x večji raztezki kot v valjani zlitini. FSP zlitini Al-5Mg-0.2Sc in Al-%Mg-15Zr, ki sta obdelani s hitrostjo vrtenja orodja 95 obr/min, nista superplastični pri začetnih preoblikovalnih hitrostih 1x10-3 do 1x10-1 s-1 in temperaturi 500 C zaradi abnormalne rasti zrn. ANG_ The findings of research project, impotant for the field of material joining are: Development of tools for FSW/P and FSSW, which enables quality welding and processing. Developed tools enables joining of workipieces of different thickness, and quality welding at tool tilt angle of 0°. Parametric analysis of FSW and FSSW of different base materials i.e. aluminium alloys series 1xxx, 5xxx and 6xxx, casting aluminium alloy AlSi12 and Copper Cu ETP and different dissimilar welding combinations of these materials. Development of new technological process of Friction Stir Linear Spot Welding (FSLSW), which enables production of high strength welds at minimal increase of welding time. Development of tools and technologies of FSW of copper and dissimilar welding of copper and aluminium alloy. Development of tools, joint design and welding technology for welding of aluminium sandwich foams. The findings of research project, impotant for the material science, include the following The average crystal grain sizes in the stirred zone of the FSPed alloys treated at tool rotation rate (TRR) of 95 rpm, are 1.3 pm in Al-5Mg-0.2Sc-0.15Zr and 3.4 pm in Al-5Mg-0.2Sc and Al-5Mg-0.1Zr alloys. The FSP of the Al-5Mg-0.2Sc-0.15Zr alloy enhances superplastic behaviour in comparison with the conventionally rolled alloy. Elongations without failure of over 1900 % are obtained for FSPed alloy at TRR of 95 rpm, at initial strain rates ranging from 1x10-3 to 1x10-1 s-1 and temperature of 500 C. The FSPed Al-5Mg-0.2Sc-0.15Zr alloy exhibits at initial strain rates >1x10-2 s-1 to 5 times higher elongations than the rolled one . The FSPed Al-5Mg-0.2Sc and Al-5Mg-0.1Zr alloys, processed at TRR of 95 rpm, are not superplastic at initial strain rates from 1x10-3 to 1x10-1 s-1 and 500 C due to the abnormal grain growth 9.2. Pomen za razvoj Slovenije10 SLO Pridobljena nova praktična znanja, informacije in veščine ter znanstvena spoznanja, bodo omogočale dvig tehnološke ravni ustanove, partnerjev projekta in regije. Rezultate raziskav na področju FSW/P bodo člani projektne skupine in širša javnost lahko uporabili za dvig tehnološke ravni, uvajanje novih produktov (superplastične zlitine izdelane v industrijskih pogojih, industrijski izdelki široke potrošnje, storitve), osvajanje novih kupcev in trgov ter krepitev na obstoječih trgih. Uspešen prenos znanj v proizvodnjo bo podjetjem omogočal višjo dodano vrednost, več prihodkov, zaposlovanje ustvarjanje novih podjetij. V času trajanja projekta sta dve slovenski podjetji ob pomoči projektne skupine vpeljali FSW v proizvodnjo izdelkov za hibridna in tovorna vozila. Produkta jima zagotavljata pomemben svetovni tržni delež in visoko dodano vrednost na izdelek. Rezultati projekta predstavljajo velik potencial za gospodarski razvij Slovenije. Pomembne znanstvene objave so prispevale in bodo prispevale h krepitvi izobraževalnega sistema, razvoja novih tehnologij in idej ter mednarodno sodelovanje. Pomembno so prispevale k prepoznavnosti raziskovalnih inštitucij ter sofinancerjev v mednarodnem okolju. Prepoznavnost je in bo omogočila znanstveno raziskovalno in razvojno sodelovanje s tujimi inštitucijami znanja, ter povezovanje v okviru mednarodnih projektov. Povezovanje bo omogočilo mednarodno izmenjavo študentov in osebja ter izboljšalo tehnološko znanje posameznikov, ki bodo svoje znanje lažje oplemenitili z ustanavljanjem novih podjetij, prenosom znanj v industrijo in z razvojem novih izdelkov. Povečano zaposlovanje, dodana vrednost na izdelek ter prihodki podjetij bodo pomembno vplivali na gospodarski razvoj Slovenije in blaginjo državljanov. Razvite tehnologije so prijazne do okolja in zaposlenih, porabljajo malo energije, pozitivno vplivajo na zdravstveno stanje zaposlenih, predstavljajo trajnostne tehnologije in so pomemben korak v smeri nizkoogljične družbe. ANG_ The acquired new practical knowledge, information's, skills and scientific knowledge that will allow raising the technological level of the institution, project partners and the region. Project results on the field of FSW/P will be used by project partners and entire community for the raise of the technological level, development of new products (superplastic alloys produced in industrial environment, industrial consumer goods, and services), acquisition of new customers and markets, and to strengthen existing markets. The successful transfer of knowledge in production will enable companies to higher value added, more income, employment, and creation of new businesses. During the project, two Slovenian companies used the help of project group to introduce the FSW in the manufacture of products for hybrid vehicles and trucks. These products provide a significant global market share and high value added of the product. The project results represent a significant potential for economic growth of Slovenia. Relevant scientific publications have contributed and will contribute to the strengthening of the educational system, the development of new technologies and ideas, and international cooperation. They importantly contributed to the visibility of research institutions and project partners in the international environment. Visibility is and will enable scientific research and development cooperation with foreign institutions of knowledge and networking within the framework of international projects. Connections will allow international exchange of students and staff, and improved technological expertise of individuals. They will use their enriched knowledge more easily for creation of new businesses, transfer of knowledge in the industrial sector and for the development of new products. Increased employment, value added to the product and income of companies will have a significant impact on the economic development of Slovenia and the wellbeing of its citizens. The developed technologies are friendly for the environmentally and employees, consume little energy, have a positive impact on the health status of employees, represent sustainable technologies and presents an important move towards a low carbon society. 10.Samo za aplikativne projekte in podoktorske projekte iz gospodarstva! Označite, katerega od navedenih ciljev ste si zastavili pri projektu, katere konkretne rezultate ste dosegli in v kakšni meri so doseženi rezultati uporabljeni Cilj F.01 Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F.02 Pridobitev novih znanstvenih spoznanj Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F.03 Večja usposobljenost raziskovalno-razvojnega osebja Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F.04 Dvig tehnološke ravni Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov Delno v F.05 Sposobnost za začetek novega tehnološkega razvoja Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih v F.06 Razvoj novega izdelka Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F.07 Izboljšanje obstoječega izdelka Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F.08 Razvoj in izdelava prototipa Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 - Uporaba rezultatov 1 - F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov Delno v F.11 Razvoj nove storitve 1 Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih v F.12 Izboljšanje obstoječe storitve Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 - Uporaba rezultatov 1 v F.13 Razvoj novih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F.14 Izboljšanje obstoječih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 - Uporaba rezultatov 1 v F.15 Razvoj novega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 - Uporaba rezultatov 1 v F.16 Izboljšanje obstoječega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 v Uporaba rezultatov 1 v F.17 Prenos obstoječih tehnologij, znanj, metod in postopkov v prakso Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F 18 Posredovanje novih znanj neposrednim uporabnikom (seminarji, forumi, konference) Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F.19 Znanje, ki vodi k ustanovitvi novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F.20 Ustanovitev novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F.21 Razvoj novih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 v Uporaba rezultatov 1 v F.22 Izboljšanje obstoječih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 - Uporaba rezultatov 1 v F.23 Razvoj novih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 - Uporaba rezultatov 1 v F 24 Izboljšanje obstoječih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 - Uporaba rezultatov 1 v F.25 Razvoj novih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 v Uporaba rezultatov 1 v F.26 Izboljšanje obstoječih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj DA © NE Rezultat 1 v Uporaba rezultatov 1 v F.27 Prispevek k ohranjanju/varovanje naravne in kulturne dediščine Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F.28 Priprava/organizacija razstave Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 v Uporaba rezultatov 1 v F.29 Prispevek k razvoju nacionalne kulturne identitete Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 - Uporaba rezultatov 1 v F.30 Strokovna ocena stanja Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 v Uporaba rezultatov 1 v F.31 Razvoj standardov Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 v Uporaba rezultatov 1 v F.32 Mednarodni patent Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 - Uporaba rezultatov 1 v F.33 Patent v Sloveniji Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F.34 Svetovalna dejavnost Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen v Uporaba rezultatov V celoti v F.35 Drugo Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 - Uporaba rezultatov 1 v Komentar V okviru projekta smo pridobili nova praktična znanja, informacije in veščine, ter znanstvena spoznanja, ki so bila objavljena in predstavljena v domači in mednarodni strokovni literaturi ter na konferencah. Raziskovalno razvojno osebje je pridobilo na večji usposobljenosti. Dvignili smo tehnološko raven raziskovalne ustanove ter znanje prenesli v pet podjetij. Dve podjetji uporabljata razvito tehnologijo v proizvodnji, le ta pa jim prinaša občutno višjo dodano vrednost, ki so jo realizirali z razvojem novih izdelkov. Pridobili smo znanja, ki vodijo k ustanovitvi novega podjetja. FSW varjenje je prijazno do okolja in uporabnikov in na ta način pripomore k ohranjevanju naravne dediščine in prispeva k nizko-ogljični družbi. Na osnovi rezultatov opravljamo svetovalno dejavnost zainteresirani javnosti. Na osnovi rezultatov raziskav smo v okviru projektne skupine prijavili dva patenta. Cilj in namen projekta je bil tudi uporaba in prilagoditev postopka trenja in mešanja (FSP) za obdelavo aluminijevih zlitin vrste Al-Mg, ki so namenjene superplastičnem preoblikovanju. Cilji so bili v celoti realizirani. Postopek FSP je bil v ta namen prvič raziskovan in uporabljen v Republiki Sloveniji. ll.Samo za aplikativne projekte in podoktorske projekte iz gospodarstva! Označite potencialne vplive oziroma učinke vaših rezultatov na navedena področja Vpliv Ni vpliva Majhen vpliv Srednji vpliv Velik vpliv G.01 Razvoj visokošolskega izobraževanja G.01.01. Razvoj dodiplomskega izobraževanja O o o 0 G.01.02. Razvoj podiplomskega izobraževanja o o o 0 G.01.03. Drugo: o o o o G.02 Gospodarski razvoj G.02.01 Razširitev ponudbe novih izdelkov/storitev na trgu O O O 0 G.02.02. Širitev obstoječih trgov o o 0 o G.02.03. Znižanje stroškov proizvodnje o o 0 o G.02.04. Zmanjšanje porabe materialov in energije O O O 0 G.02.05. Razširitev področja dejavnosti o o o 0 G.02.06. Večja konkurenčna sposobnost o o o 0 G.02.07. Večji delež izvoza o o o 0 G.02.08. Povečanje dobička o o o 0 G.02.09. Nova delovna mesta o o o 0 G.02.10. Dvig izobrazbene strukture zaposlenih O O O 0 G.02.11. Nov investicijski zagon o o o 0 G.02.12. Drugo: o o o o G.03 Tehnološki razvoj G.03.01. Tehnološka razširitev/posodobitev dejavnosti O O O 0 G.03.02. Tehnološko prestrukturiranje dejavnosti O O 0 O G.03.03. Uvajanje novih tehnologij o o o 0 G.03.04. Drugo: o o o o G.04 Družbeni razvoj G.04.01 Dvig kvalitete življenja o o o 0 G.04.02. Izboljšanje vodenja in upravljanja o ® o o G.04.03. Izboljšanje delovanja administracije in javne uprave O 0 O O G.04.04. Razvoj socialnih dejavnosti o 0 o o G.04.05. Razvoj civilne družbe o 0 o o G.04.06. Drugo: o o o o G.05. Ohranjanje in razvoj nacionalne naravne in kulturne dediščine in identitete O O 0 O G.06. Varovanje okolja in trajnostni razvoj O O O 0 G.07 Razvoj družbene infrastrukture G.07.01. Informacijsko-komunikacijska infrastruktura O 0 O O G.07.02. Prometna infrastruktura o o 0 o G.07.03. Energetska infrastruktura O o o ® G.07.04. Drugo: o o o o G.08. Varovanje zdravja in razvoj zdravstvenega varstva O O O ® G.09. Drugo: o o o o Komentar Raziskovalni projekt je prispeval k razvoju dodoplomskega in podiplomskega izobraževanja na Fakulteti za strojništvo, Univerze v Ljubljani, kjer se študentje seznanijo in spoznajo postopek FSW in FSSW varjenja ter obdelave s FSP. Rezultati projekta imajo tudi velik pomen za gospodarski razvoj, saj sta dve slovenski podjetji že ponudili nove izdelke z višjo dodano vrednostjo, ki predstavljata pomemben del izvoza teh podjetij. FSW varjenje omogoča znižanje stroškov proizvodne ter manjše porabo materiala in energije. Uporabljena tehnologija ima za slovenski prostor velik pomen na razširitev tehnološke dejavnosti, večji delež izvoza, večjo konkurenčno sposobnost, povečanje dobička ter na ustvarjanje novih delovnih mest. Omogoča tudi nov investicijski zagon na osnovi uvajanja novih tehnologij v proizvodni proces. Tehnologije imajo večji vpliv na dvig kakovosti življenja, saj omogočajo bolj čisto in okolju ter zaposlenim prijazno proizvodnjo z višjo dodano vrednostjo. To omogoča hitrejši trajnostni razvoj in je korak v smeri nizkoogljične družbe. Omenjene tehnologije so tudi zdravju prijazne, saj se med FSW/P procesi ne ustvarjajo škodljivi dimni plini, svetlobno ali elektromagnetno sevanje, ki ima sicer negativen vpliv na zdravstveno stanje ljudi. 12.Pomen raziskovanja za sofinancerje11 Sofinancer 1. Naziv Impol 2000 d.o.o. Naslov Partizanska 38, 2310 Slovenska Bistrica, Slovenija Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: 41.488 EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: 10 % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. SMOLEJ Anton et al. The superplasticity of friction stir processed Al-5Mg alloy with additions of scandium and zirconium. International Journal of Materials Research, 2014, 105, 12, 1218-1225 F.02 2. SMOLEJ Anton et al. Superplasticity of the rolled and friction stir processed Al-4.5Mg-0.35Sc-0.15Zr alloy. Materials Science & Engineering A, Jan. 2014, vcol 590, str. 239-245. F.01 3. KLOBČAR, Damjan, TUŠEK, Janez, BIZJAK, Milan, LEŠER, Vladka. Micro friction stir welding of copper electrical contacts. Metalurgija, ISSN 0543-5846, 2014, vol. 53, no. 4, str. 509-512 F.02 4. KLOBČAR Damjan, et al. Parametric study of FSSW of aluminium alloy 5754 using a pinless tool. Welding in the world, ISSN 0043-2288, Nov. 2014, doi: 10.1007/s40194-014-0208-x. F.01 5. PODRŽAJ, Primož, JERMAN, Boris, KLOBČAR, Damjan. Welding defects at friction stir welding. Metalurgija, ISSN 0543-5846, Apr./Jun. 2015, vol. 54, no. 2, str. 387-389 F.01 Komentar Razvili smo tehnologijo spajanja in oblikovali orodja za spajanje aluminijevih zlitin za litje (AlSi12) ter aluminijeve zlitine za preoblikovanje (AA 5083). Oba materiala se da uspešno spajati tudi skupaj, kljub omejeni varivosti AlSi12. Trdnosti spojev so manjše od trdnosti osnovnega materiala, vendar večje kot pri drugih talilnih postopkih. V zvaru se pojavijo zelo drobna zrna skoraj brez poroznosti. Razvit postopek se lahko uporablja za popravilo ulitkov (odprava poroznosti), ter za izdelavo izdelkov zaprtih oblik (hladilniki, grelniki, rezervoarji) z enostavnim postopkom spajanja. To ima velik potencial za avtomobilsko industrijo pri izdelavi hibridnih in električnih vozil ter tudi sofinancerja projekta. Na področju točkovnega varjenja smo razvili nov postopek spajanja t.i. točkovno linijsko varjenje s trenjem in mešanjem (FSLSW). Postopek omogoča izdelavo spojev s trdnostjo enako osnovnemu materialu ob minimalnem podaljšanju časa varjenja. Na področju FSSW varjenja smo ugotavljali mehanizme za nastanek zvarnega spoja ter na osnovi tega razvili nova orodja za FSSW. Tovrstne ugotovitve imajo velik potencial za točkovno spajanje pločevine pri izdelavi karoserij premium avtomobilskega razreda. Raziskovali smo tudi FSW in mikro FSW varjenje bakra ter bakra z aluminijavimi zlitinami z namenom navarjanja ter z namenom spajanja električnih kontaktov. Na obeh področjih smo raziskavo uspešno opravili in razvili orodja ter ugotovili procesno okno ter obliko spojev, ki omogočajo optimalne lastnosti. Omenjene ugotovitve bodo omogočale slovenski elektro in avtomobilski industriji povečanje tržnega deleža, prihranke v proizvodnji, ter konkurenčno prednost. Zamenjava bakra z aluminijavimi zlitinami pozitivno vpliva na sofinancerje projekta s stališča povečanja prodaje oz. proizvodnje novih izdelkov. Postopek trenja in mešanja (FSP) je primeren za industrijsko uporabo s področja aluminijevih materialov. S tem postopkom nastane v aluminiju in Al-zlitinah drobno zrnata mikrostruktura že med obdelavi ulitkov brez predhodne termomehanske obdelave, kar daje materialu različne možnosti nadaljnje predelave, obdelave in uporabe. Ena od možnosti obdelave aluminijevih zlitin je superplastično preoblikovanje, kjer je možno s postopkom FSP ustvariti drobno zrnato mikrostrukturo v določenem lokalnem področju materiala. Selektivno superplastično preoblikovanje omogoča izdelavo kompliciranih izdelkov z veliko lokalno deformacijo, pri čemer material izven področja FSP ohrani nespremenjene prvotne lastnosti. Selektivna superplastičnost, ki se doseže s FSP, se lahko uporablja za izdelavo kompliciranih izdelkov (z eno samo delavno operacijo) v avtomobilski, transportni, letalski in drugih industrijskih panogah. Rezultati projekta so tudi optimalne kemične sestave v zlitinah vrste Al-Mg, ki zagotavljajo termostabilnost kristalnih zrn med postopkom FSP (in tudi po različnih termomehanskih obdelavah brez FSP) pri povišanih temperaturah. Ocena Sofinancer projekta Impol 2000 d.d., Slovenska Bistrica izdeluje pločevine in valjane trakove iz različnih aluminijevih zlitin med katerimi so tudi zlitine vrste Al-Mg. Te zlitine so v zadnjem času perspektivni materiali za karoserijsko pločevino cestnih in tirnih vozil. Superplastične lastnosti zlitin, ki se dosežejo z modificirano zlitinsko sestavo in z termomehanskimi postopki kot je FSP dodatno izboljšajo v celoti ali lokalno preoblikovalnost pločevine zlasti pri komplicirano izoblikovanih izdelkih. Izboljšane možnosti spajanja teh materialov z linijskim in točkovnim varjenjem s trenjem in mešanjem povečujejo možnost uporabe teh materialov na različnih industrijskih segmentih. Iz tega stališča so rezultati projekta zanimivi za sofinancerja. 2. Naziv TKC d.o.o. Naslov Trnovska ulica 8, 1000 Ljubljana, Slovenija Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: 41.429 EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: 10 % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. SMOLEJ Anton et al. The superplasticity of friction stir processed Al-5Mg alloy with additions of scandium and zirconium. International Journal of Materials Research, 2014, 105, 12, 1218-1225 F.02 2. SMOLEJ Anton et al. Superplasticity of the rolled and friction stir processed Al-4.5Mg-0.35Sc-0.15Zr alloy. Materials Science & Engineering A, Jan. 2014, vcol 590, str. 239-245. F.01 3. KLOBČAR, Damjan, TUŠEK, Janez, BIZJAK, Milan, LEŠER, Vladka. Micro friction stir welding of copper electrical contacts. Metalurgija, ISSN 0543-5846, 2014, vol. 53, no. 4, str. 509-512 F.02 4. KLOBČAR Damjan, et al. Parametric study of FSSW of aluminium alloy 5754 using a pinless tool. Welding in the world, ISSN 0043-2288, Nov. 2014, doi: 10.1007/s40194-014-0208-x. F.01 5. PODRŽAJ, Primož, JERMAN, Boris, KLOBČAR, Damjan. Welding defects at friction stir welding. Metalurgija, ISSN 0543-5846, Apr./Jun. 2015, vol. 54, no. 2, str. 387-389 F.01 Komentar Razvili smo tehnologijo spajanja in oblikovali orodja za spajanje aluminijevih zlitin za litje (AlSi12) ter aluminijeve zlitine za preoblikovanje (AA 5083). Oba materiala se da uspešno spajati tudi skupaj, kljub omejeni varivosti AlSi12. Trdnosti spojev so manjše od trdnosti osnovnega materiala, vendar večje kot pri drugih talilnih postopkih. V zvaru se pojavijo zelo drobna zrna skoraj brez poroznosti. Razvit postopek se lahko uporablja za popravilo ulitkov (odprava poroznosti), ter za izdelavo izdelkov zaprtih oblik (hladilniki, grelniki, rezervoarji) z enostavnim postopkom spajanja. To ima velik potencial za avtomobilsko industrijo pri izdelavi hibridnih in električnih vozil ter tudi sofinancerja projekta. Na področju točkovnega varjenja smo razvili nov postopek spajanja t.i. točkovno linijsko varjenje s trenjem in mešanjem (FSLSW). Postopek omogoča izdelavo spojev s trdnostjo enako osnovnemu materialu ob minimalnem podaljšanju časa varjenja. Na področju FSSW varjenja smo ugotavljali mehanizme za nastanek zvarnega spoja ter na osnovi tega razvili nova orodja za FSSW. Tovrstne ugotovitve imajo velik potencial za točkovno spajanje pločevine pri izdelavi karoserij premium avtomobilskega razreda. Raziskovali smo tudi FSW in mikro FSW varjenje bakra ter bakra z aluminijavimi zlitinami z namenom navarjanja ter z namenom spajanja električnih kontaktov. Na obeh področjih smo raziskavo uspešno opravili in razvili orodja ter ugotovili procesno okno ter obliko spojev, ki omogočajo optimalne lastnosti. Omenjene ugotovitve bodo omogočale slovenski elektro in avtomobilski industriji povečanje tržnega deleža, prihranke v proizvodnji, ter konkurenčno prednost. Zamenjava bakra z aluminijavimi zlitinami pozitivno vpliva na sofinancerje projekta s stališča povečanja prodaje oz. proizvodnje novih izdelkov. Postopek trenja in mešanja (FSP) je primeren za industrijsko uporabo s področja aluminijevih materialov. S tem postopkom nastane v aluminiju in Al-zlitinah drobno zrnata mikrostruktura že med obdelavi ulitkov brez predhodne termomehanske obdelave, kar daje materialu različne možnosti nadaljnje predelave, obdelave in uporabe. Ena od možnosti obdelave aluminijevih zlitin je superplastično preoblikovanje, kjer je možno s postopkom FSP ustvariti drobno zrnato mikrostrukturo v določenem lokalnem področju materiala. Selektivno superplastično preoblikovanje omogoča izdelavo kompliciranih izdelkov z veliko lokalno deformacijo, pri čemer material izven področja FSP ohrani nespremenjene prvotne lastnosti. Selektivna superplastičnost, ki se doseže s FSP, se lahko uporablja za izdelavo kompliciranih izdelkov (z eno samo delavno operacijo) v avtomobilski, transportni, letalski in drugih industrijskih panogah. Rezultati projekta so tudi optimalne kemične sestave v zlitinah vrste Al-Mg, ki zagotavljajo termostabilnost kristalnih zrn med postopkom FSP (in tudi po različnih termomehanskih obdelavah brez FSP) pri povišanih temperaturah. Ocena Podjetje TKC d.o.o. je specializirano za lasersko reparaturno varjenje orodij. V svojem centru izvajajo lasersko varjenje, varjenje TIG, varjenje s plazmo, ter varjenje z ostalimi obločnimi postopki. V sklopu podjetja deluje tudi metalurški laboratorij ter industrijska proizvodnja manjših serij izdelkov. Znanje o tehnologiji spajanja po postopkih FSW in FSSW različnih materialov, ki so predmet tega projekta odpira podjetju nove možnosti spajanja teh težje varivih materialov. Potencial teh tehnologij bo podjetje skušalo ponuditi na trgu v okviru novih storitev. Iz tega stališča so rezultati projekta zanimivi za sofinancerja. 3. Naziv MLM d.d., PE Alutec Naslov Oreško nabrežje 9, 2000 Maribor, Slovenija Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: 62.093 EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: 15 % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. SMOLEJ Anton et al. The superplasticity of friction stir processed Al-5Mg alloy with additions of scandium and zirconium. International Journal of Materials Research, 2014, 105, 12, 1218-1225 F.02 2. SMOLEJ Anton et al. Superplasticity of the rolled and friction stir processed Al-4.5Mg-0.35Sc-0.15Zr alloy. Materials Science & Engineering A, Jan. 2014, vcol 590, str. 239-245. F.01 3. KLOBČAR, Damjan, TUŠEK, Janez, BIZJAK, Milan, LEŠER, Vladka. Micro friction stir welding of copper electrical contacts. Metalurgija, ISSN 0543-5846, 2014, vol. 53, no. 4, str. 509-512 F.02 4. KLOBČAR Damjan, et al. Parametric study of FSSW of aluminium alloy 5754 using a pinless tool. Welding in the world, ISSN 0043-2288, Nov. 2014, doi: 10.1007/s40194-014-0208-x. F.01 5. PODRŽAJ, Primož, JERMAN, Boris, KLOBČAR, Damjan. Welding defects at friction stir welding. Metalurgija, ISSN 0543-5846, Apr./Jun. 2015, vol. 54, no. 2, str. 387-389 F.01 Razvili smo tehnologijo spajanja in oblikovali orodja za spajanje aluminijevih zlitin za litje (AlSi12) ter aluminijeve zlitine za preoblikovanje (AA 5083). Oba materiala se da uspešno spajati tudi skupaj, kljub omejeni varivosti AlSi12. Trdnosti spojev so manjše od trdnosti osnovnega materiala, vendar večje kot pri drugih talilnih postopkih. V zvaru se pojavijo zelo drobna zrna skoraj brez poroznosti. Razvit Komentar postopek se lahko uporablja za popravilo ulitkov (odprava poroznosti), ter za izdelavo izdelkov zaprtih oblik (hladilniki, grelniki, rezervoarji) z enostavnim postopkom spajanja. To ima velik potencial za avtomobilsko industrijo pri izdelavi hibridnih in električnih vozil ter tudi sofinancerja projekta. Na področju točkovnega varjenja smo razvili nov postopek spajanja t.i. točkovno linijsko varjenje s trenjem in mešanjem (FSLSW). Postopek omogoča izdelavo spojev s trdnostjo enako osnovnemu materialu ob minimalnem podaljšanju časa varjenja. Na področju FSSW varjenja smo ugotavljali mehanizme za nastanek zvarnega spoja ter na osnovi tega razvili nova orodja za FSSW. Tovrstne ugotovitve imajo velik potencial za točkovno spajanje pločevine pri izdelavi karoserij premium avtomobilskega razreda. Raziskovali smo tudi FSW in mikro FSW varjenje bakra ter bakra z aluminijavimi zlitinami z namenom navarjanja ter z namenom spajanja električnih kontaktov. Na obeh področjih smo raziskavo uspešno opravili in razvili orodja ter ugotovili procesno okno ter obliko spojev, ki omogočajo optimalne lastnosti. Omenjene ugotovitve bodo omogočale slovenski elektro in avtomobilski industriji povečanje tržnega deleža, prihranke v proizvodnji, ter konkurenčno prednost. Zamenjava bakra z aluminijavimi zlitinami pozitivno vpliva na sofinancerje projekta s stališča povečanja prodaje oz. proizvodnje novih izdelkov. Postopek trenja in mešanja (FSP) je primeren za industrijsko uporabo s področja aluminijevih materialov. S tem postopkom nastane v aluminiju in Al-zlitinah drobno zrnata mikrostruktura že med obdelavi ulitkov brez predhodne termomehanske obdelave, kar daje materialu različne možnosti nadaljnje predelave, obdelave in uporabe. Ena od možnosti obdelave aluminijevih zlitin je superplastično preoblikovanje, kjer je možno s postopkom FSP ustvariti drobno zrnato mikrostrukturo v določenem lokalnem področju materiala. Selektivno superplastično preoblikovanje omogoča izdelavo kompliciranih izdelkov z veliko lokalno deformacijo, pri čemer material izven področja FSP ohrani nespremenjene prvotne lastnosti. Selektivna superplastičnost, ki se doseže s FSP, se lahko uporablja za izdelavo kompliciranih izdelkov (z eno samo delavno operacijo) v avtomobilski, transportni, letalski in drugih industrijskih panogah. Rezultati projekta so tudi optimalne kemične sestave v zlitinah vrste Al-Mg, ki zagotavljajo termostabilnost kristalnih zrn med postopkom FSP (in tudi po različnih termomehanskih obdelavah brez FSP) pri povišanih temperaturah. Ocena Podjetje MLM d.d., PE Alutec, iz Maribora je livarna, kjer proizvajalo precizne aluminijeve izdelke za zahtevno avtomobilsko industrijo. Proizvodnja obsega lastno orodjarno, tlačno livarno in mehansko obdelavo izdelkov. V zadnjih letih smo veliko investirali, zato danes zagotavljamo visok tehnološki in tehnični nivo proizvodnje. Izdelujemo aluminijske tlačne ulitke. Delno jih uporabimo v lastni proizvodnji, večji del pa dobavljamo slovenski in tuji avtomobilski, elektro- in strojni industriji. Razvijamo inovativne rešitve za specifične naloge v najkrajšem možnem času. Pri tem izhajamo iz bogatih praktičnih izkušenj in tehničnega znanja naših strokovnjakov. Posebno pozornost posvečamo visoki kakovosti, na katero se naši kupci lahko vedno zanesejo. V orodjarni izdelujemo orodja za lastne potrebe in za zunanje kupce. Konstruiramo in izdelujemo orodja za tlačno litje, kovanje in kokilno litje ter namenske priprave. Rezultati projekta in pridobljeno visokotehnološko znanje glede linijskega in točkovnega varjena s trenjem in mešanjem je za naše podjetje ključnega pomena. Z apliciranjem znanja v proizvodnjo bomo lahko trgu ponudili izdelke z višjo dodano vrednostjo in si s tem zagotovili večjo konkurenčno prednost. 13.Izjemni dosežek v letu 201412 13.1. Izjemni znanstveni dosežek Vzorci FSP (a) in valjane (b) zlitine Al-5Mg-0.2Sc-0.15Zr po nateznem preizkusu pri 500 °C in različnih začetnih preoblikovalnih hitrostih. S postopkom FSP je možno doseči v zlitinah Al-5Mg z majhnimi dodatki Sc in Zr raztezke brez porušitve preko 1900 % z enakomernim raztezanjem brez lokalnega zmanjšanja preseka pri relativno visokih začetnih preoblikovalnih hitrostih 1x10-2 s-1 do 1x10-1 s-1 . Na ta način so z ustrezno kemično sestavo zlitine in uporabo optimalnih FSP parametri bili doseženi pogoji »high strain rate superplasticity«, ki omogoča superplastično preoblikovanje pri preoblikovalnih hitrostih nad 1x10-2 s-1. Z valjano zlitino z enako sestavo brez FSP so bili pri vseh preoblikovalnih hitrostih doseženi manjši raztezki s pojavom kontrakcije. 13.2. Izjemni družbeno-ekonomski dosežek Kot rezultati projektnega dela smo razvili aktivni površinski premaz za varjenje in ga patentirali. Z uporabo premaza se spremenijo razmere v varilnem obloku in talini, kar prispeva k hitrejšemu in bolj produktivnemu varjenju z manj stroški. Prednost razvitega premaza je glede na konkurenčne produkte prijaznosti do okolja in zdravja ljudi. Na osnovi rezultatov je bilo ustanovljeno podjetje, ki se ukvarja z razvojem, izdelavo in trženjem omenjenega produkta. C. IZJAVE Podpisani izjavljam/o, da: • so vsi podatki, ki jih navajamo v poročilu, resnični in točni • se strinjamo z obdelavo podatkov v skladu z zakonodajo o varstvu osebnih podatkov za potrebe ocenjevanja ter obdelavo teh podatkov za evidence ARRS • so vsi podatki v obrazcu v elektronski obliki identični podatkom v obrazcu v pisni obliki • so z vsebino zaključnega poročila seznanjeni in se strinjajo vsi soizvajalci projekta Podpisi: zastopnik oz. pooblaščena oseba i vodja raziskovalnega projekta: raziskovalne organizacije: Univerza v Ljubljani, Fakulteta za Janez Tušek strojništvo ŽIG Kraj in datum: Ljubljana |11.3.2015 Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2015/22 1 Napišite povzetek raziskovalnega projekta (največ 3.000 znakov v slovenskem in angleškem jeziku) Nazaj 2 Napišite kratko vsebinsko poročilo, kjer boste predstavili raziskovalno hipotezo in opis raziskovanja. Navedite ključne ugotovitve, znanstvena spoznanja, rezultate in učinke raziskovalnega projekta in njihovo uporabo ter sodelovanje s tujimi partnerji. Največ 12.000 znakov vključno s presledki (približno dve strani, velikost pisave 11). Nazaj 3 Realizacija raziskovalne hipoteze. Največ 3.000 znakov vključno s presledki (približno pol strani, velikost pisave 11) Nazaj 4 V primeru bistvenih odstopanj in sprememb od predvidenega programa raziskovalnega projekta, kot je bil zapisan v predlogu raziskovalnega projekta oziroma v primeru sprememb, povečanja ali zmanjšanja sestave projektne skupine v zadnjem letu izvajanja projekta, napišite obrazložitev. V primeru, da sprememb ni bilo, to navedite. Največ 6.000 znakov vključno s presledki (približno ena stran, velikost pisave 11). Nazaj 5 Navedite znanstvene dosežke, ki so nastali v okviru tega projekta. Raziskovalni dosežek iz obdobja izvajanja projekta (do oddaje zaključnega poročila) vpišete tako, da izpolnite COBISS kodo dosežka - sistem nato sam izpolni naslov objave, naziv, IF in srednjo vrednost revije, naziv FOS področja ter podatek, ali je dosežek uvrščen v A'' ali A'. Nazaj 6 Navedite družbeno-ekonomske dosežke, ki so nastali v okviru tega projekta. Družbeno-ekonomski rezultat iz obdobja izvajanja projekta (do oddaje zaključnega poročila) vpišete tako, da izpolnite COBISS kodo dosežka - sistem nato sam izpolni naslov objave, naziv, IF in srednjo vrednost revije, naziv FOS področja ter podatek, ali je dosežek uvrščen v A'' ali A'. Družbeno-ekonomski dosežek je po svoji strukturi drugačen kot znanstveni dosežek. Povzetek znanstvenega dosežka je praviloma povzetek bibliografske enote (članka, knjige), v kateri je dosežek objavljen. Povzetek družbeno-ekonomskega dosežka praviloma ni povzetek bibliografske enote, ki ta dosežek dokumentira, ker je dosežek sklop več rezultatov raziskovanja, ki je lahko dokumentiran v različnih bibliografskih enotah. COBISS ID zato ni enoznačen, izjemoma pa ga lahko tudi ni (npr. prehod mlajših sodelavcev v gospodarstvo na pomembnih raziskovalnih nalogah, ali ustanovitev podjetja kot rezultat projekta ... - v obeh primerih ni COBISS ID). Nazaj 7 Navedite rezultate raziskovalnega projekta iz obdobja izvajanja projekta (do oddaje zaključnega poročila) v primeru, da katerega od rezultatov ni mogoče navesti v točkah 6 in 7 (npr. ni voden v sistemu COBISS). Največ 2.000 znakov, vključno s presledki. Nazaj 8 Pomen raziskovalnih rezultatov za razvoj znanosti in za razvoj Slovenije bo objavljen na spletni strani: http://sicris.izum.si/ za posamezen projekt, ki je predmet poročanja Nazaj 9 Največ 4.000 znakov, vključno s presledki Nazaj 10 Največ 4.000 znakov, vključno s presledki Nazaj 11 Rubrike izpolnite / prepišite skladno z obrazcem "izjava sofinancerja" http://www.arrs.gov.si/sl/progproj/rproj/gradivo/, ki ga mora izpolniti sofinancer. Podpisan obrazec "Izjava sofinancerja" pridobi in hrani nosilna raziskovalna organizacija -izvajalka projekta. Nazaj 12 Navedite en izjemni znanstveni dosežek in/ali en izjemni družbeno-ekonomski dosežek raziskovalnega projekta v letu 2014 (največ 1000 znakov, vključno s presledki). Za dosežek pripravite diapozitiv, ki vsebuje sliko ali drugo slikovno gradivo v zvezi z izjemnim dosežkom (velikost pisave najmanj 16, približno pol strani) in opis izjemnega dosežka (velikost pisave 12, približno pol strani). Diapozitiv/-a priložite kot priponko/-i k temu poročilu. Vzorec diapozitiva je objavljen na spletni strani ARRS http://www.arrs.gov.si/sl/gradivo/, predstavitve dosežkov za pretekla leta pa so objavljena na spletni strani http://www.arrs.gov.si/sl/analize/dosez/. Nazaj Obrazec: ARRS-RPROJ-ZP/2015 v1.00a DB-9D-47-7A-D6-1B-43-98-D4-F8-17-CA-BD-8B-A8-81-A8-B2-E7-A4 Priloga 1 VEDA Področje: 2.10.02 Dosežek 1: _ Superplastičnost vroče valjane in po postopku mešanja in trenja izdelane zlitine Al-4.5Mg-0.35Sc-0.15Zr, Vir: SMOLEJ, Anton, KLOBČAR, Damjan, SKAZA, Branko, NAGODE, Aleš, SLAČEK, Edvard, DRAGOJEVIĆ, Vukašin, SMOLEJ, Samo. Superplasticity of the rolled and friction stir processed Al-4.5Mg-0.35Sc-0.15Zr alloy. Materials Science & Engineering A, Structural Materials. Properties, Microstructures and Processing. ISNN 0921-5093. [Print ed.] Jan. 2014, vcol 590, str. 239-245. [COBISS.SI-ID 1315679] Vzorci FSP (a) in valjane (b) zlitine AI-5Mg-0.2Sc-0.15Zr po nateznem preizkusu pri 500 °C in različnih začetnih preoblikovalnih hitrostih. S postopkom FSP je možno doseči v zlitinah AI-5Mg z majhnimi dodatki Sc in Zr raztezke brez porušitve preko 1900 % z enakomernim raztezanjem brez lokalnega zmanjšanja preseka pri relativno visokih začetnih preoblikovalnih hitrostih 1x10~2sr1 do 1x10~1 s~1 . Na ta način so z ustrezno kemično sestavo zlitine in uporabo optimalnih FSP parametri bili doseženi pogoji »high strain rate superplasticity«, ki omogoča superplastično preoblikovanje pri preoblikovalnih hitrostih nad 1x10"2 s~1. Z valjano zlitino z enako sestavo brez FSP so bili pri vseh preoblikovalnih hitrostih doseženi manjši raztezki s pojavom kontrakcije.