Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of annealing conditions on changes of the structure and selected properties of Al88Y7Fe5 and Al88Y6Fe6 alloys

Babilas Rafał, Spilka Monika, Łoński Wojciech, Radoń Adrian, Kądziołka-Gaweł Mariola, Gębara Piotr

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 2

art. no. e144614

EN

Al-Y-Fe amorphous and nanocrystalline alloys are characterized by a unique collection of diverse properties that are influenced by various factors, including heat treatment. In this paper, the effect of heat treatment on the structural changes and selected properties of Al-Y-Fe metallic glasses in the as-spun state is investigated. The structure of the Al88Y7Fe5 and Al88Y6Fe6 alloys was examined by X-ray diffraction (XRD) and Mössbauer spectroscopy (MS). The corrosion resistance of the samples was characterized using polarization tests in a 3.5% NaCl solution at 25 °C. The effect of sodium chloride on the surface was studied with scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive spectroscopy (EDS). The magnetic properties of Al-based alloys were explored using a vibrating sample magnetometer (VSM). It was revealed that the tested alloys show better properties after annealing than in the as-spun state. The annealing of the Al88Y7Fe5 and Al88Y6Fe6 alloys in the temperature range of 200 to 300 °C improved the magnetic properties and corrosion resistance of these materials. After 3,600 s, the better EOCP values were recorded for the Al88Y6Fe6 and Al88Y7Fe5 alloys after annealing at 300 °C and 200 °C, adequately. On the basis of the polarization tests, it was concluded that the electrochemical properties are better for Al88Y6Fe6 alloys after annealing at 300 °C.

2

The Effect of the Parameters of Robotic TIG Welding on the Microstructure of 17-4PH Stainless Steel Welded Joint

Nalborczyk-Kazanecka Agnieszka, Mrowka-Nowotnik Grażyna

Archives of Metallurgy and Materials

|

2023

|

Vol. 68, iss. 1

339--344

EN

17-4PH stainless steel finds application in the aerospace industry owing to its good mechanical properties and corrosion resistance. In the literature, this steel is described as good for welding, but research shows that it may be problematic due to the formation of defects. In this study, the welded joints were made by the robotic TIG welding method with various welding speeds (2 and 3 mm/s). The joints were subjected to non-destructive testing and were free from defects. The microstructure was observed by light microscopy and scanning electron microscopy. Changes in the microstructure of the heat affected zone were observed and discussed. Based on the observation of the microstructure and the change in the hardness profile, the heat affected zone was divided into 4 characteristic regions. δ-ferrite and NbC were observed in the martensite matrix. The welded joints were subjected to heat treatment consisting of solution and aging in 550°C for 4 h. The microstructure of the heat affected zone become homogenized as a result of the heat treatment. The content of stable austenite in the welded joint after the heat treatment was about 3%.

3

A Comparative Study on Ex-Situ & In-Situ Formed Metal Matrix Composites

Gobalakrishnan B., Rajaravi C., Udhayakumar Gobikrishnan, Lakshminarayanan P. R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2023

|

Vol. 68, iss. 1

171--185

EN

An attempt has been made to synthesize the aluminium based ex-situ (Al-SiC) and in-situ (Al-TiB2) formed metal matrix composites with varying weight percentage of reinforcement contents such as 4wt.%, 6wt.% and 8wt.%. Synthesized composites were subjected to a cold extrusion process followed by heat treatment according to the ASTM B 918-01 standards. The mechanical properties of in-situ composites were evaluated as per the ASTM guidelines and compared with ex-situ formed composites and base metal properties. Superior properties were noticed in the in-situ formed composites and the mechanical properties such as yield strength, Ultimate tensile strength (UTS) and Hardness for both ex-situ and in-situ composites were found to increase with increasing the reinforcement addition. Cold extruded Al-8 wt.% SiC composite properties such as hardness, yield strength and UTS are 87 RB, 152 MPa, 216 MPa respectively. Whereas, for Al-8 wt.% TiB2 composite, the corresponding properties are 94 RB, 192 MPa, 293 MPa. The morphology of the composites is analysed by Optical and Scanning Electron Microscopic (SEM) whereas presence of reinforcement particles such SiC and TiB2 along with intermetallic phases Mg2Si and Al5FeSi are confirmed by EDX, XRD and Element Mapping analyses.

4

Effect of Annealing Treatment on (Mg17Al12) Phase Characterization and Corrosion Behavior in Different Solutions for AZ91 Alloy

Abass Marwa H., Abdulkareem Makarim H., Hussein Hussien A.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 2

330--341

EN

Heat treatment is the most suitable technique for altering the microstructure and, consequently, it is possible to create the optimal balance of corrosion resistance and mechanical strength in a material by carefully regulating the conditions during the heating process. The present work aims to investigate the effect of heat treatments (annealing) at (300°C) at different times (10, 20, and 30 hr) on the magnesium alloy. How the Mg17Al12 phase influences the corrosion behavior of AZ91D magnesium alloy was quantified in different solution (SBF, Lactic and Ringer). It was able to construct an extensive range of Mg17Al12 phase volume fractions by varying the annealing period. The corrosion potential of many specimens with varied proportions of the Mg17Al12 phase was evaluated. The results of the conducted tests manifested that the material's resistance to corrosion greatly improved with an increase in the volume fraction of Mg17Al12 phase. The effect of heat treatment on the microstructure was analyzed using transmission electron microscopy and X-ray diffraction. The SEM photographs evinced that the amount of β-Mg17Al12 phase decreased significantly, with the distribution occurring at the grain boundaries and with increasing the time of annealing, resulting in a highly saturated α-grain. The XRD validated the all material peaks of phases that are present. The corrosion test behavior of AZ91 alloy in the simulated body fluid (SBF), lactic, and Ringer solutions was investigated through electrochemical measurements, the result was elucidated as measured along the Tafel slope, and the corrosion current density of all heat treated samples was lower than that of the as-cast sample. The measurement of hardness (HV) demonstrated that the hardness decreased to (64.5 HV0.5) during the heat treatment. The result antibacterial efficiency was revealed that AZ91 at 30 hr was best then as cast against the bacteria E.coli.

5

Effect of Welding Technique and Thermal Heatment Parameters on Abrasive Wear of Steel S355

Konat Łukasz, Białobrzeska Beata

Tribologia

|

2022

|

nr 3

25--38

EN

The paper presents technological and microstructural aspects of welding and post-weld heat treatment of the S355 constructional steel welded joints. It was found that welding this steel resulted in a wide heataffected zone with diverse microstructures conducive to lower abrasive-wear resistance and worse mechanical characteristics of the steel. In this connection, the welding technique of the S355 steel was suggested, as well as conditions and parameters of the post-weld heat treatment, which made it possible to obtain – in the entire welded joint area – the microstructures characterised by high mechanical properties and increased resistance to abrasive wear. It was shown that the suggested set of technological operations applied to the S355 steel resulted, under laboratory conditions, in a significant increase of relative abrasive-wear resistance, determined by the abrasion test with use of the of loose aloxite 90.

PL

W pracy przedstawiono technologiczne i mikrostrukturalne aspekty wykonywania i obróbki cieplnej połączeń spawanych stali konstrukcyjnej S355. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że zastosowanie do łączenia tej stali procesów spawalniczych prowadzi do powstawania szerokiej strefy wpływu ciepła, charakteryzującej się zróżnicowanymi zmianami mikrostrukturalnymi, sprzyjającymi obniżeniu odporności na zużywanie ścierne oraz pogorszeniu charakterystyki wytrzymałościowej rozpatrywanej stali. W związku z tym, zaproponowano optymalną technologię spawania stali S355 oraz warunki i parametry postobróbki cieplnej, prowadzących do uzyskania w całym obszarze połączenia spawanego mikrostruktur odznaczających się wysokimi parametrami mechanicznymi oraz podwyższoną odpornością na procesy zużycia ściernego. Wykazano, iż przedstawiony w stosunku do stali S355 zakres operacji technologicznych w warunkach laboratoryjnych skutkował znacznym podwyższeniem względnej odporności na zużywanie ścierne, wyznaczonej w warunkach ścierania w obecności luźnego ścierniwa – elektrokorund 90.

6

Stale konstrukcyjne typu maraging wytapiane próżniowo – zależność ciągliwości od zawartości wtrąceń niemetalicznych

Pawlak Stanisław Jerzy

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2022

|

nr 3-4

30--36

PL

W pracy analizowano ilościową zależność pomiędzy ciągliwością a zawartością wtrąceń niemetalicznych w odkuwkach o dużym przekroju z wytapianej próżniowo stali wysokostopowej typu maraging X2NiCoMo18-9-5. Wykonano badania własności wytrzymałościowych odkuwek i czystości metalurgicznej stali pochodzących z 17 wytopów przemysłowych. Obróbkę cieplną prowadzono według dwóch technologii różniących się sposobem austenityzowania, przy czym warunki starzenia były takie same, co prowadziło do uzyskania zbliżonych wartości wytrzymałości stali. Natomiast własności plastyczne stali przy ustalonej technologii produkcji były znacznie zróżnicowane, a główną przyczyną tego była czystość metalurgiczna stali.

EN

In the paper, the quantitative relationship between the ductility and volume fraction of the non-metallic inclusions in the vacuum melted X2NiCoMo18-9-5 maraging steel has been analysed. The tensile properties and cleanliness of steels from 17 industrial melts in the form of forged bars were determined. Two variants of the heat treatment in the austenitic range were used, followed by the same ageing conditions, which lead to the similar strength values of the steels. In contrary to that, significant variability in the tensile ductility was observed, which was attributed to the cleanliness of the steels.

7

Effect of particle size on surface roughness and morphology of heat-treated electroless Ni-YSZ coating

Bahiyah Baba N., Ghazali A. S., Azinee S. N., Abdul Rahman A. H., Sharif S.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2022

|

Vol. 114, nr 1

5--14

EN

Purpose The paper discusses the surface characterisation of electroless nickel-yttria-stabilised zirconia (Ni-YSZ) coating with varying YSZ particle sizes and undergoes heat treatment at a temperature between 300-400°C for 1-2 hours for wear resistance purposes. This finding will be helpful to the application of Ni-YSZ as an alternative coating for cutting tools. Design/methodology/approach The surface characterisation was analysed using JOEL Scanning Electron Microscope (SEM) coupled with Energy Dispersive X-ray (EDX) JSM 7800F. The crystallographic structure of materials was analysed by X-ray diffraction (XRD) Bruker D8 Advance instrument. The Ni-YSZ coating was deposited using electroless nickel co-deposition of 8YSZ ceramic particles with a nano, mixed and microparticle sizes onto a high-speed steel (HSS) substrate. The coatings were heat treated at temperature 300-400°C and time 1-2 hours. The surface roughness was measured using Mitutoyo surface roughness tester SJ-301. Findings The electroless Ni-YSZ coating deposited has an average thickness of 30 µm. It is found that the coating morphology electroless coating without YSZ particle incorporation (EN) and Ni-YSZ nano (N) is smoother compared to the Ni-YSZ mixed (NM) and Ni-YSZ micro (M). The EDS composition analysis shows the YSZ content in the electroless Ni-YSZ coating for N samples is the lowest, whereas NM samples are the highest. This resulted in the surface roughness behaviour where the mixed-size YSZ particle gives the highest roughness at all temperatures. The XRD analysis shows that heating temperatures above 300°C caused the precipitation of Ni3P crystalline. Research limitations/implications Previous studies in the surface characterisation of electroless nickel composite are scarce; thus, the study has limitations in finding supporting data. Originality/value The surface characterisation especially related to the surface roughness of the electroless nickel, either the Ni-P or composites or alloys are rarely reported. Thus, this study enlightened the effect of particle size on surface roughness and morphology of heat-treated coatings.

8

Analiza wpływu błędu danych wejsciowych na wyniki identyfikacji współczynnika wymiany ciepła

Kwiatkowski Grzegorz, Rozumek Dariusz

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2022

|

Vol. 89, nr 1

14--19

PL

W niniejszej pracy opisano wpływ obróbki cieplnej na własności wytrzymałościowe pięciu różnych materiałów platerowanych metodą zgrzewania wybuchowego. W przypadku wszystkich platerów materiałem podstawowym była stal węglowa SA-516 Gr.70 o grubości 10 mm, zaś materiałami nakładanymi były: stale austenityczne (316L oraz 254SMO), super-duplex (SAF2507) oraz stopy niklu (alloy 625 i C-276) o grubości 3 mm. W przypadku wszystkich materiałów przeprowadzono obróbkę cieplną, a dokładniej wyżarzanie odprężające w celu zniwelowania naprężeń własnych powstałych przez proces platerowania wybuchowego. W ramach statycznych badań wytrzymałościowych przeprowadzono: próbę zginania, ścinania, rozciągania, jak również udarność. Wszystkie badania wykonano według amerykańskich norm ASTM SA-264 i ASTM SA-265. Dodatkowo wykonano również rozkład twardości oraz badania makroskopowe, podczas których zmierzono parametry złączy oraz równoważną grubość przetopień (RGP).

EN

The paper describes the effect of heat treatment on strength properties of five different clad explosive materials. For all cladding materials base material was carbon steel SA-516 Gr.70 10 mm thickness, and the clad materials was: austenitic stainless steel (316L and 254SMO), super-duplex (SAF2507) and nickel alloys (alloy 625 and C-276) for 3 mm thickness. For all materials, heat treatment was carried out precisely stress relief annealing in order to reduce the stresses caused by explosive welding process. The static strength tests were performed: bending test, shear test, tensile test and impact test. All tests were performed according to the American standard ASTM SA-264 and ASTM SA-265. In addition, also made the distribution of hardness and macroscopic research where measured parameters of joints and equivalent thickness melted zone (RGP).

9

Effect of Reaction Time and Heat Treatment in the Production of Hydroxyapatite by Hydrothermal Synthesis

Kati Nida, Ozan Sermin, Yildiz Tülay, Arslan Mehmet

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 4

1427--1434

EN

In the present work, Hydroxyapatite synthesis was carried out using hydrothermal method with calcium nitrate tetrahydrate (Ca(NO3)2.4H2O) and fosfor pentaoksit (P2O5) as precursors. For the hydrothermal method, constant reaction temperature (180°C) and different reaction times (6 hours, 12 hours, 18 hours and 24 hours) were determined. The samples produced were divided into two groups. Four samples were not heat treatment; four samples were heat treatment at 700°C for 1 hour. The obtained products were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) techniques, X-ray diffraction (XRD) and UV-Vis spectrometer. SEM photos showed that the Hydroxyapatite powders produced are in the form of the agglomerate. According to EDS results, Hydroxyapatite samples are of high purity. XRD’s findings confirm that the diffraction peaks correspond to the pure phase of Hydroxyapatite. A general decrease was observed in the energy band gap of the samples with increasing hydrothermal reaction time.

10

Analysis of Failure Process of Maraging Steel Produced by Selective Laser Melting (SLM)

Piekło Jarosław, Garbacz-Klempka Aldona

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 3

1107--1116

EN

An investigation of the failure process of maraging steel grade X3NiCoTi18-9-5 produced by the SLM method that is subjected to various three-dimensional stress-states has been carried out. In this paper, deformations and damage evolution are analysed experimentally and numerically. Three microstructures of the SLM steel were obtained after the appropriate heat treatment. Tensile tests of smooth specimens and axisymmetric notched specimens have been performed. Numerical models of the samples with ring notches were made in order to determine the stress state and displacement field in the notch area at the moment of the sample’s breakage as well as to compare the experimentally determined effective strain in the notch after the sample’s breakage with the deformation being calculated on the basis of the numerical solution. As a result of the research, it was found that the type of fracture of samples obtained from X3NiCoTi18-9-5 steel powder by the SLM method depends on the size of the ring notch’s radius. Based on the performed numerical calculations and experimental tests, it was found that, for each of the analysed variants of heat treatment, it was possible to indicate the approximate limit value of triaxiality factor Tf, above which there is a scrap of brittle X3NiCoTi18-9-5 steel produced by the SLM method. This value is determined by the characteristic bending of the function that determines the relationship between triaxiality factor Tf and effective strain eeff.

11

Studies on the Mechanical Properties of C45 Steel with Martensitic Structure after a High Tempering Process

Woźniak Waldemar, Sąsiadek Michał, Jachowicz Tomasz, Edl Milan, Zając Paweł

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2022

|

Vol. 16, no 3

306--315

EN

This article describes the studies of the mechanical properties of the martensitic structure of C45 steel, obtained as a result of heat treatment. This steel was subjected to high tempering, within the temperature range of 500 ÷ 700°C (every 50°C) and for various exposure times, from 15 minutes to 23 hours. Moreover, martensitic steel was subjected to tests by quenching at a temperature of 850°C for 20 minutes and then tempering it for 1 hour, within the temperature range of 50 ÷ 800°C (every 50°C). The resulting steel samples were subjected to strength tests, that is, to tensile and hardness tests and also to tests on the micro-structure. The results of these studies are presented and discussed, in detail, in terms of their practical application.

12

Analysis of direct metal laser sintering - DMLS and heat treatment influence on the Inconel 713C nickel alloy structure

Ciftci Jakub, Sitek Ryszard, Mizera Jarosław

Welding Technology Review

|

2021

|

R. 93, nr 3

49--56

EN

The group of nickel-based superalloys produced in the DMLS (Direct Metal Laser Sintering) process is limited to materials, which produced conventionally do not have properties to allow to use them for rotating components of aircraft engines. This work attempts to optimize the technological parameters of the DMLS process for the Inconel 713C nickel superalloy. A heat treatment was performed for selected samples to investigate the effect on the morphology of the Ni3Al phase. The microstructure analysis and hardness tests were carried out. The material after the DMLS process was characterized by the presence of much smaller dendrites than the cast material and exceeded its hardness. Additionally, for the tested variants of heat treatment, the material was characterized by smaller sizes of the Ni3Al phase by more than half. In order to ensure the stability of the microstructure, further optimization of the dedicated heat treatment after the DMLS process is required, as the standard heat treatment for Inconel 713C cast nickel superalloy does not fully recrystallize the material.

PL

Grupa nadstopów niklu wytwarzanych w procesie DMLS (ang. Direct Metal Laser Sintering) ogranicza się do materiałów, które wytwarzane konwencjonalnie nie posiadają właściwości, pozwalających zastosować je na elementy wirujące silników lotniczych. W pracy podjęto próbę optymalizacji parametrów technologicznych procesu DMLS dla nadstopu niklu Inconel 713C. Dla wybranych próbek przeprowadzono obróbkę cieplną w celu zbadania jej wpływu na morfologię fazy Ni3Al. Przeprowadzono analizę mikrostruktury oraz badania twardości. Materiał po procesie DMLS charakteryzował się obecnością znacznie mniejszych dendrytów niż materiał odlewany oraz przewyższał jego twardość. Dodatkowo dla zbadanych wariantów obróbki cieplnej materiał charakteryzował się mniejszymi rozmiarami fazy Ni3Al o ponad połowę. W celu zapewnienia stabilności mikrostruktury, wymagana jest dalsza optymalizacja obróbki cieplnej dedykowanej po procesie DMLS, ponieważ standardowa obróbka cieplna dla odlewanego nadstopu niklu Inconel 713C nie zapewnia pełnej rekrystalizacji materiału.

13

The influence of natural seasoning on the load capacity of cylindrical adhesive joints

Zielecki Władysław, Guźla Ewelina, Bielenda Przemysław

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2021

|

nr 3

15--24

PL

Celem pracy była ocena wpływu sezonowania naturalnego na nośność połączeń klejowych czopowych walcowych poddanych i niepoddanych dodatkowej obróbce cieplnej (dotwardzaniu cieplnemu). Złącza klejowe wykonano ze stopu aluminium EN AC-AlSi7Mg0,3 (tuleja) oraz kompozytu szklano-epoksydowego (czop). Elementy połączono ze sobą za pomocą kompozycji klejowej Araldite 2014. Połączenia klejowe poddano próbie ścinania osiowego. Badania przeprowadzono dla kilku wariantów sezonowania: sezonowania przez 6 miesięcy w okresie letnim, sezonowania przez 6 miesięcy w okresie zimowym, sezonowania przez jeden rok oraz przez dwa lata. Wyniki badań wskazują, że sezonowanie próbek niepoddanych dodatkowej obróbce cieplnej spowodowało zwiększenie nośności połączeń klejowych o 0,1-21,3%. Natomiast w przypadku próbek poddanych dodatkowej obróbce cieplnej sezonowanie przyczyniło się do zmniejszenia nośności złączy o 0,6-24%. Analiza istotnych różnic (test t-Studenta) wykazała, że w przyjętym zakresie zmienności czynników wejściowych warunki sezonowania nie miały istotnego wpływu na nośność połączeń klejowych. Jedynie nośność próbek z dodatkową obróbką cieplną sezonowanych przez okres 2 lat wykazuje istotne statystycznie różnice w porównaniu do pozostałych wariantów (pv=0,23%). Wyniki analizy korelacji i regresji wskazują, że w przypadku próbek poddanych dodatkowej obróbce cieplnej nośność połączeń klejowych maleje wraz ze wzrostem czasu sezonowania (r=-0,835). W przypadku próbek, które nie zostały poddane dodatkowej obróbce cieplnej, nośność złączy zwiększa się wraz ze wzrostem czasu sezonowania (r=0,841).

EN

The aim of the work was to investigate the influence of natural seasoning on the load capacity of cylindrical adhesive joints subjected to and not subjected to additional heat treatment. The adhesive joints ware made of ENAC-AlSi7Mg0.3 aluminum alloy (sleeve) and glass-epoxy composite (pivot). The elements were joined together using the Araldite 2014 adhesive composition. The adhesive joins were subjected to an axial shear test. The research was carried out for several variants of seasoning: seasoning for 6 months in the summer period, seasoning for 6 months in the winter period, seasoning for one year and two years. The test results show that the seasoning of samples not subjected to additional heat treatment increased the load capacity of the adhesive joints by 0.1-21.3%. On the other hand, in the case of samples subjected to additional heat treatment, seasoning contributed to the reduction of the load capacity of the joints by 0.6-24%. The analysis of significant differences (Student's t-test) showed that in the adopted range of variability of the input factors, the seasoning conditions did not have a significant impact on the load capacity of the adhesive connections. Only in the case of samples with additional heat treatment, seasoned for 2 years, the load capacity shows statistically significant differences compared to other variants (pv=0.23%). The results of correlation and regression analysis indicate that in the case of samples subjected to additional heat treatment, the load capacity of the adhesive joints decreases with the increasing duration of seasoning (r=-0.835). In the case of samples that have not been subjected to additional heat treatment, the load capacity of the joints increases with the increasing duration of seasoning (r=0.841).

14

Effect of heat treatment on the tensile properties of incrementally processed modified polylactide

Kozik Bogdan, Dębski Mariusz, Bąk Piotr, Gontarz Małgorzata, Zaborniak Małgorzata

Polimery

|

2021

|

T. 66, nr 6

357--361

EN

The influence of temperature (80, 95 and 110°C) and annealing time (20, 25, 30 min) on the tensile strength and elongation at break of the modified polylactide (PLA Pro) processed by 3D printing (FFF – Fused Filament Fabrication) was investigated. The properties of PLA Pro were compared with properties of unmodified PLA and ABS. It was observed that the tensile strength was comparable for all annealed samples and was about 45 MPa. Moreover, the annealing process decreased the tensile strength of the modified PLA and increased the elongation at break, which may be related to a change in the degree of crystallinity. The modified PLA was characterized by tensile properties similar to ABS.

PL

Zbadano wpływ temperatury (80, 95 i 110°C) i czasu wygrzewania (20, 25, 30 min) na wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie względne przy zerwaniu modyfikowanego polilaktydu (PLA Pro) przetwarzanego metodą druku 3D (FFF – Fused Filament Fabrication). Właściwości PLA Pro porównano z właściwościami niemodyfikowanego PLA i ABS. Zaobserwowano, że wytrzymałość na rozciąganie była porównywalna dla wszystkich próbek i wynosiła około 45 MPa. Ponadto, proces wygrzewania spowodował zmniejszenie wytrzymałości na rozciąganie modyfikowanego PLA i zwiększył wydłużenie przy zerwaniu, co może być związane ze zmianą stopnia krystaliczności. Modyfikowany PLA charakteryzował się właściwościami mechanicznymi przy rozciąganiu podobnymi do ABS.

15

Combination of methods of thermal and radiation treatment of sediments associated with PCBs : the Delor type

Fülöp Marko, Šagátová Andrea, Benkovský Ivan, Prokes Karel, Foltinova Lubica

Nukleonika

|

2021

|

Vol. 66, No. 4

207--211

EN

An efficient method of burning polychlorinated biphenyls (PCBs) is often used to remove the environmental burden of PCBs. However, combustion produces toxic dioxins and furans (PCDD/F), so residents are increasingly rejecting this method. The heat treatment (HT) method does not burn PCBs but evaporates it from sediments. Even in this process, PCDD/Fs are formed to a lesser extent, which are destroyed by radiation processing (RP) following the HT. At the same time, the RP method degrades PCB congeners down to biphenyls, which decompose easily in the environment. A block assembly of a complex synergistic combination of equipment for methods of thermal (HT) and radiation (RP) destruction of PCBs in sediments is proposed. The efficacy of this complex was preliminarily determined at a level of 70-fold reduction in PCB concentration in sediments. To achieve a higher reduction factor in the concentration of PCBs, possible procedures for optimizing the settings of individual devices of this complex are presented.

16

Microstructure of cast MgBi6X0.5 (X = Ca, Mn, Zn) alloys in peak-aged condition

Gryc Adam, Dybowski Bartłomiej, Jarosz Robert, Kiełbus Andrzej

Journal of Metallic Materials

|

2021

|

Vol. 73, no. 3

23--28

EN

Cast magnesium alloys are characterised by the lowest density among commercially used structural metals. They are applied mainly in the transportation industry and small, lightweight electronic devices. Due to the low operating temperature of the most widely used alloys from the Mg-Al system, alloys containing rare earth elements with the maximum working temperature reaching 300°C have been developed. However, these alloys are extremely expensive due to the low availability of RE elements. The Mg-Bi system is a promising candidate for the new magnesium-based alloys, as it reveals limited solubility of Bi in Mg enabling precipitation hardening and a high melting point of the Mg3Bi2 phase. The paper presents the results of the analysis of MgBi6 and MgBi6X0.5 (X = Ca, Mn, Zn) alloys’ microstructure in the peak-aged condition. The microstructure of the analysed alloys in the as-cast condition consists of α-Mg solid solution dendrites and Mg3Bi2+α-Mg eutectic compound. Solutionising conducted at 525°C for 8 h, followed by water quenching leads to the dissolution of the intermetallic phases in all of the investigated alloys apart of the MgBi6Ca0.5 alloy. In this case, fine intermetallic phases containing Mg, Bi, and Ca have been found after solutionising. The ageing of the alloys at 200°C results in peak hardness after 120-44 h. The heat treatment leads to the formation of fine strengthening phases within the α-Mg solid solution, characterised by a variety of morphologies -needle, platelet- or lathlike and cuboid. The needle- and platelet- or lathlike phases are found in two sizes -large, with length reaching hundreds of nanometres, and smaller, not exceeding 100 nm. Cuboid particles are found with sizes not higher than 100 nm. The addition of Mn and Zn increases precipitate volume fraction after the heat treatment. Additionally, in the case of the MgBi6Zn0.5 alloy, particles forming an angle of 120° were found, which indicates their presence at the prismatic planes of α-Mg HCP crystal lattice.

PL

Odlewnicze stopy magnezu charakteryzują się najniższą gęstością wśród wszystkich komercyjnie stosowanych stopów konstrukcyjnych. Znajdują zastosowanie głównie w przemyśle transportowym oraz małych, lekkich urządzeniach elektronicznych. Z uwagi na niską temperaturę eksploatacji najpowszechniej stosowanych stopów z układu Mg-Al, opracowano stopy, zawierające pierwiastki ziem rzadkich, znajdujące zastosowanie w temperaturach do 300°C. Jednak stopy z tej grupy są niezwykle drogie, z uwagi na ograniczoną dostępność pierwiastków ziem rzadkich. Obiecującą alternatywę stanowią stopy z układu Mg-Bi, który z uwagi na ograniczoną rozpuszczalność bizmutu w magnezie oraz wysoką temperaturę topnienia fazy Mg3Bi2 umożliwia ich umocnienie na drodze utwardzania wydzieleniowego. W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury stopów MgBi6 oraz MgBi6X (X = Ca, Mn, Zn) po starzeniu. Mikrostruktura badanych stopów w stanie lanym składa się z dendrytów roztworu stałego α-Mg oraz mieszaniny eutektycznej Mg3Bi2+α-Mg. Przesycanie, przeprowadzone w temperaturze 525°C przez 8 h z chłodzeniem w wodzie doprowadziło do rozpuszczenia faz międzymetalicznych we wszystkich badanych stopach, z wyjątkiem stopu MgBi6Ca0,5. W jego przypadku po przesycaniu zidentyfikowano w strukturze drobne fazy międzymetaliczne, zawierające Mg, Bi i Ca. Maksymalną twardość stopów po starzeniu w temperaturze 200°C osiągnięto po 120÷144 h. Zastosowana obróbka cieplna doprowadziła do utworzenia się wewnątrz ziaren roztworu stałego α-Mg drobnych faz umacniających o zróżnicowanej morfologii -od iglastej, przez płytkową, po prostopadłościenną. Zaobserwowano dwa typy wydzieleń iglastych i płytkowych -większe, o długości rzędu kilkuset nanometrów oraz mniejsze, nieprzekraczające 100 nm długości. Wydzielenia prostopadłościenne charakteryzowały się rozmiarami, nieprzekraczającymi 100 nm. Dodatek Mn oraz Zn spowodował wzrost udziału objętościowego wydzieleń po obróbce cieplnej. Dodatkowo, w przypadku stopu MgBi6Zn1,5, wydzielenia tworzyły kąt 120°C, co wskazuje na ich obecność na płaszczyznach pryzmatycznych komórki elementarnej α-Mg.

17

Method for heat treatment of the running surface of the head of the pearlitic steel rails

Kuziak Roman, Pidvysots’kyy Valeriy, Rauch Łukasz, Pietrzyk Maciej

Journal of Metallic Materials

|

2021

|

Vol. 73, no. 1

9--15

EN

The paper deals with the new approach to the optimization of the pearlitic rail’s head hardening process aimed at balancing the relation between strength and ductility of the head running surface. In the industrial process, efforts have been undertaken so far to maximize the hardness of the rail’s head while maintaining its pearlite structure, resulting in obtaining enhanced wear resistance and resistance to the contact fatigue defects initiation. The new approach, described in this paper, aims at designing the head hardening process enabling achievement of the high hardness of the running surface combined with high ductility expressed in terms of the total elongation. To achieve this aim of the investigation, a computer program was developed capable of predicting the occurrence of the phase transformations during rail head cooling and microstructure features after cooling. The program was linked with dedicated inverse module enabling the adjustment of the cooling conditions to achieve the required state of the pearlitic structure.

PL

W artykule przedstawiono nowe podejście do optymalizacji procesu obróbki cieplnej szyn perlitycznych, którego celem jest uzyskanie korzystnej relacji między twardością a ciągliwością warstwy tocznej główki szyn. Opracowane dotychczas technologie obróbki cieplnej szyn perlitycznych stawiały sobie za cel uzyskanie jak najwyższej twardości powierzchni tocznej główki, przy zachowaniu struktury perlitycznej tej powierzchni. Dzięki temu uzyskuje się znaczący wzrost odporności tej powierzchni na procesy zużycia i inicjowanie wad kontaktowo-zmęczeniowych. Zaproponowana metoda obróbki cieplnej umożliwia uzyskanie bardzo wysokiej twardości powierzchni tocznej, ale równocześnie, pozwala na uzyskanie wysokiej ciągliwości tej warstwy, wyrażonej poprzez wydłużenie do zerwania w statycznej próbie rozciągania. Warunki obróbki cieplnej, spełniającej powyższe założenia, opracowano stosując dedykowany program komputerowy, który symuluje przemiany fazowe w szynie, z możliwością przeprowadzenia optymalizacji procesu z zastosowaniem metody obliczeń odwrotnych.

18

Influence of heat treatment on thermo-mechanical fatigue and high temperature creep properties for 316L steel

Poloczek Łukasz, Kuziak Roman, Pidvysots’kyy Valeriy

Journal of Metallic Materials

|

2021

|

Vol. 73, no. 3

33--43

EN

The main purpose of the work was to develop the characteristics of high-temperature structure degradation processes under the synergistic effects of thermo-mechanical fatigue and high temperature creep for samples made of 316L steel in the delivery condition and after heat treatment. The use of heat treatment consisting of solution treatment at 1100°C for 45 minutes and water cooling improved the mechanical properties of 316L steel. Moreover, in fatigue tests, in every case, increasing the strain value in a single cycle leads to a faster sample rupture. An additional aim of the research was also to develop and verify a new innovative research methodology concerning the combination of fatigue cycles with the creep process at elevated temperature, the aim of which is to better reflect the behaviour of the material in real working conditions.

PL

Głównym celem pracy było opracowanie charakterystyk wysokotemperaturowych dla procesów degradacji struktury pod wpływem synergicznego oddziaływania zmęczenia cieplno-mechanicznego i pełzania w podwyższonej temperaturze dla próbek wykonanych ze stali 316L w stanie dostawy i po obróbce cieplnej. Zastosowanie obróbki cieplnej polegającej na przesyceniu w 1100°C przez 45 minut i chłodzeniu wodą poprawiło właściwości mechaniczne stali 316L. Ponadto w testach zmęczeniowych w każdym przypadku zwiększenie wartości odkształcenia w jednym cyklu prowadzi do szybszego rozerwania próbki. Dodatkowym celem badań było również opracowanie nowej, innowacyjnej metodyki badawczej dotyczącej połączenia cykli zmęczeniowych z procesem pełzania w podwyższonej temperaturze, której celem jest lepsze odzwierciedlenie zachowania materiału w rzeczywistych warunkach pracy.

19

Wpływ obróbki cieplnej i obróbki plastycznej na zimno na strukturę i właściwości cienkościennych rurek ze stopu kobaltu do zastosowań medycznych

Marchlewski Paweł

Inżynieria Powierzchni

|

2021

|

nr 3

13--21

PL

W artykule opisano wpływ wieloetapowej obróbki plastycznej na zimno w połączeniu z cykliczną obróbką cieplną na właściwości mechaniczne materiału cienkościennych rurek wykonanych ze stopu kobaltu z gatunku L605. Na przykładzie zdefiniowanego cyklu następujących po sobie naprzemiennie obróbek plastycznych na zimno oraz obróbek cieplnych przedstawiono zachodzące zmiany strukturalne, które mają bezpośredni wpływ na wybrane właściwości wytrzymałościowe. Pokazano, jak na podstawie analizy wpływu zmian strukturalnych możliwe jest przewidywanie lub korygowanie uzyskiwanych właściwości mechanicznych, a także możliwości ustabilizowania poziomu uzyskiwanych wartości Rm oraz HV.

EN

The article describes the effect of multi-stage cold working in combination with cyclic heat treatment on the mechanical properties of the material of thin-walled tubes made of cobalt L605 alloy. On the example of a defined cycle of alternating cold working and heat treatments, the ongoing structural changes having a direct impact on the selected strength properties are shown. It has been shown how, on the basis of the analysis of the impact of structural changes, it is possible to predict or correct the obtained mechanical properties as well as the possibility of stabilizing the level of the obtained values Rm and HV.

20

Determination of pendulum hardness (König method) values against artificial weathering in water-based varnishes applied to some wood species after heat treatment (ThermoWood)

Ayata Ümit, Çakicier Nevzat

Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty

|

2021

|

vol. 64, nr 208

45--61

EN

Scots pine, beech, and oak are the most important tree species in the furniture sector in Turkey. In this study, the aim is to determine pendulum hardness (König method) values against artificial aging in water-based varnishes applied to some wood species after heat treatment. For this purpose, Scots pine (Pinus sylvestris L.), sessile oak (Quercus petreae L.), and Eastern beech (Fagus orientalis L.) wood samples were heat-treated at 190°C for 2 h and at 212°C for 1-2 h according to the ThermoWood method. Later, one- and two-component water-based varnishes (WBVOne-comp. and WBVTwo-comp.) were applied to the material surfaces in accordance with the manufacturer’s recommendations for layer thickness for industrial applications. The materials were exposed to UV light using UV-A 340 nm fluorescent lamps for 144, 288, and 432 h in a QUV accelerated weathering tester. After these weathering periods, pendulum hardness values were determined. It was found that hardness values increased after weathering, and that WBVTwo-comp. gave higher values than WBVOne-comp..