Ciągłe zmiany w technologii oraz budowie pojazdów wymuszają na producentach materiałów stałe poszukiwanie nowych rozwiązań. Z jednej strony prowadzi się badania nad poprawą właściwości istniejących materiałów, np. poprzez zmianę technologii wytwarzania. Z drugiej strony poszukuje się nowych materiałów, pod konkretne rozwiązania technologiczne. W artykule przedstawiono wstępne wyniki badań współczynnika tarcia dla nowych stopów z układu Fe-Al w kontekście ich zastosowania na elementy samochodowych turbosprężarek. Przedstawiono również charakterystykę badanych materiałów oraz dokonano opisu stanowiska do badań tribologicznych T-11.
EN
Constant changes in technology and vehicle construction impose on the producers of materials a continuous search for new solutions. On the one hand it leads led to research on the improvement of existing materials, e.g. by changing the manufacturing technology and on the other hand, new materials that meet the highest requirements are sought. The article presents the results of preliminary studies of the friction coefficient for new Fe-Al alloys in the context of application for the friction elements of turbochargers. We present an overview of the tested materials and description of tribological testing stand.
W artykule zaprezentowano wyniki badań tribologicznych dla stopu Fe-38Al5Cr, w tym określono współczynniki tarcia na stanowisku pomiarowym przy zmiennej temperaturze. Zrealizowane badania wstępne wskazały możliwość zastosowania tego typu materiału na elementy turbosprężarki samochodowej. Uzyskane wyniki współczynnika tarcia przy tych samych parametrach są wyższe niż w przypadku badań stopu Fe-38Al - bez dodatku chromu. Oznacza to, że dodatek chromu spowodował spadek właściwości tribologicznych, jednak dla pełnej oceny konieczne jest przeprowadzenie badań zmęczeniowych w podwyższonych temperaturach.
EN
The article presents the results of tribological tests for alloy Fe-38Al5Cr, including determined coefficients of friction using the test stand at variable temperatures. Completed preliminary study indicated the possibility of using this type of material for the parts of automotive turbochargers. The obtained values of the coefficient of friction at the same parameters, are higher than for the test alloy of Fe-38Al - without the addition of chromium. This means that the addition of chromium caused a decline in tribological properties but for a full assessment, it is necessary to carry out fatigue tests at elevated temperatures.
Materiały, które znajdują zastosowanie w nowoczesnych pojazdach, muszą charakteryzować się bardzo dobrymi właściwościami użytkowymi, w całym okresie swojej eksploatacji. Trudność w doborze materiałów polega również na tym, że często materiały te pracują w zmiennych i niekorzystnych warunkach, tj. w środowisku korozyjnym oraz w temperaturze o zakresie dochodzącym do 1000°C. Takie warunki powodują, że koniecznym jest zastosowanie materiałów o wysokiej odporności korozyjnej, temperaturowej, ściernej, jak i zmęczeniowej. Wymagania te spełniają stopy z układu Fe-Al a w szczególności te na osnowie uporządkowanych faz międzymetalicznych FeAl oraz Fe3Al. Wyniki badań wstępnych, przedstawione w artykule, dla materiałów z grupy Fe-Al wskazują na możliwość zastosowania tych materiałów na wysokoobciążone elementy turbosprężarek. Badany stop Fe-38Al charakteryzował się stosunkowo niskim współczynnikiem tarcia tj. poniżej 0,35 w całym zakresie badanej temperatury.
EN
Materials that are used in modern vehicles, must have a very good functional properties, in the whole period of his life. The difficulty in selecting the materials consists also in that these materials often work in variable and adverse operating conditions, ie. in corrosive environments and temperature in the range of up to 1000°C. Such conditions make it necessary to use materials with high corrosion resistance, temperature, abrasive and fatigue. These requirements satisfy the alloys of the Fe-Al system and in particular the matrix ordered intermetallic FeAl and Fe3Al. Results of preliminary study, presented in the article, for the materials from the group of Fe-Al indicate the possibility of using these materials for heavy duty components turbochargers. The test alloy Fe-38Al characterized by a relatively low coefficient of friction, ie. less than 0.35 over the entire range of test temperature.
W niniejszej pracy poddano dyskusji wysokotemperaturowe własności tribologiczne stopów Fe-Al. Jako materiał wyjściowy do badań zastosowano stop FeAl w formie odlewu oraz otrzymany z proszku stopu. Analizie został poddany wpływ rodzaju stopu na jego własności tribologiczne. Badania tribologiczne wykonano w temperaturze 700C w układzie trzpień-tarcza. Określono wielkość zużycia oraz współczynnik tarcia. Dyskusji poddano różnice w mechanizmach zużycia tribologicznego badanych materiałów.
EN
This research was focused on high temperature tribological properties of Fe-Al alloys. Powder and cast FeAl alloy was used in this study. The influence of the alloy morphology on its tribological properties is discussed. Tribological tests were performed at 700C. Wear and friction coefficients of the investigated materials were analysed. The differences in the mechanisms of the wear of the investigated alloys are also presented.
W artykule przedstawiono badania związane ze zjawiskami mikrostrukturalnymi obserwowanymi podczas odkształcenia plastycznego na gorąco w stopach z układu Fe-Al na osnowie uporządkowanych faz międzymetalicznych. Stopy z układu Fe-Al traktowane są jako przyszłościowe materiały do pracy w wysokiej i podwyższonej temperaturze i agresywnych środowiskach korozyjnych. Przedstawiono wyniki badań dla stopu Fe-28Al-5Cr, Fe-38Al podanego odkształceniu plastycznemu metodą skręcania na gorąco w zakresie temperatury 800÷1100 °C i prędkości odkształcenia 0,1 s-1. Przeprowadzone obserwacje mikrostruktury stopów Fe-28Al-5Cr i Fe-38Al pozwoliły ujawnić zmiany spowodowane dynamicznymi procesami odbudowy struktury. Wyniki prób skręcania wskazują na możliwość uzyskania w stopie Fe-28Al-5Cr drobnoziarnistej struktury.
EN
The paper presents part of research related to the observed microstructural phenomena during hot plastic deformation in alloys of Fe-Al intermetallic phase matrix system. Alloys of Fe-Al system are treated as future materials for working in high and elevated temperatures as well as high corrosive and aggressive environments. The results of tests for the Fe-28Al-5Cr, Fe-38Al alloys, given plastic deformation by hot torsion tests in temperature range from 800 to 1100 °C at a rate of deformation 0.1 s-1. Conducted observations of the microstructure of Fe-28Al-5Cr and Fe-38Al alloys after torsion tests allowed to reveal changes which were caused by dynamic processes of reconstruction of the structure. The hot torsion tests results indicate the possibility of achievement of fine-grained structure for the Fe-28Al-5Cr alloy.
Alloys based on intermetallic phases from the Fe-Al system they belong to a group of high-temperature creep resisting materials of advantageous physicochemical and mechanical properties at an elevated and high temperature. In general, limitation on the capacity for a broad application of intermetals from the Fe-Al system, e.g. as an alternative to expensive alloy steels of specific properties, is their insufficient plasticity, which is a factor inhibiting further their development as constructional materials. The aim of this work is study about the analysis of the influence of hot deformation parameters like a temperature and strain rate on the plasticity and structure changes in alloys on the base Fe-Al system. These alloys are competitive for their cost and properties in comparison with stainless and acid resistance steels. Were analyzed the properties determined in hot compression test of cast alloys Fe-28Al, Fe-28Al-5Cr, contain microelements Mo, Zr, C, B. The tests were carried out on the range of temperature 700°C - 1100°C with strain rate 0,1 s-1. The results indicated that the Cr addition had an positively effect on the plasticity properties. Moreover exhibited that the Cr addition had an influence on the mechanism of the rebuilding the structure changes.
PL
Stopy na osnowie faz międzymetalicznych z układu Fe-Al, zaliczane są do grupy tworzyw żarowytrzymałych, posiadających korzystne właściwości fizykochemiczne i mechaniczne. Zasadniczym problemem ograniczającym ich powszechne stosowanie jest niska plastyczność i skłonność do kruchego pękania co powoduje zahamowanie w dalszym rozwoju jako materiałów konstrukcyjnych. Celem tej pracy jest ocean wpływu parametrów takich jak temperatura, prędkość odkształcenia na plastyczność i zmiany struktury stopów z układu Fe-Al. Ze względu na niski koszt oraz właściwości są konkurencyjne w porównaniu do stali nierdzewnych i kwasoodpornych. Analizowano właściwości w próbie ściskania na gorąco dla odlewniczych stopów Fe-28Al, Fe-28Al-5Cr, zawierających mikrododatki Mo, Zr, C, B. Próby były prowadzone w zakresie temperatury 700 ÷ 1100°C z prędkością odkształcenia 0,1 s-1. Wyniki wskazują, że mikrododatek Cr ma zdecydowany wpływ na właściwości plastyczne. Dodatkowo mikrododatek Cr ma wpływ na zmianę mechanizmu odbudowy struktury.
W artykule przestawiono metodę oznaczania aluminium w stalach, stopach Fe-Al i Ni-Al o zawartości powyżej 0,1 % masowych. Polega na roztworzeniu próbki w kwasie chlorowodorowym, wydzieleniu i oddzieleniu SiO2, redukcji żelaza(III) do żelaza(II) za pomocą tiosiarczanu(VI) amonu i wydzieleniu aluminium w postaci ortofosforanu(V) aluminium.
EN
In this paper the procedure for the determination of aluminum in steels, Fe-Al and Ni-Al alloys in quantities above 0.1 % (mass fraction). The samples were dissolved in hydrochloric acid, then precipitation and separation of SiO2, reduction of iron(III)to iron(II) with use ammonium thiosulfate(VI) and precipitated of aluminum as the aluminum orthophosphate(V).
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Iron aluminide alloys are promising advanced structural materials for high temperature applications. They offer a combination of such properties as excellent corrosion and wear resistance, lower density and cost advantage over the Fe-Cr or Fe-Cr-Ni stainless steels. The subject matter of this work focuses on studying characteristics of hot deformation of iron aluminides by using a compression test in the temperature range 600-1100°C and the true strain rate range 0.001-100 s-1. The flow stress has been found to be strongly dependent on the temperature as well as on the strain rate. At strain rates higher than about 10 s-1 or temperatures lower than 800°C, the materials exhibited flow softening type of stress-strain curves, while at lower strain rates and temperatures higher than 800°C, the flow curves were of steady-state type. At lower strain rates (<1 s-1) and higher temperatures (>800°C) the material undergoes dynamic recrystallization to produce a fine-grained microstructure.
PL
Stopy żelazo-aluminium (tzw. aluminidki żelazowe) należą do perspektywicznych zaawansowanych materiałów konstrukcyjnych do pracy w wysokich temperaturach. Oferują one kombinacje takich właściwosci, jak: doskonała odporność na korozję i zużycie ścierne, mała gęstość i niższe koszty materiałowe w porównaniu do stali Fe-Cr lub Fe-Cr-Ni. W niniejszej pracy badano charakterystyki odkształcenia plastycznego na gorąco stopów Fe-Al w próbie ściskania w zakresie temperatury 600-1100°C i szybkości odkształcenia 0.001-100 s-1. Stwierdzono, że naprężenie płynięcia plastycznego silnie zależy od temperatury i szybkości odkształcenia. Przy szybkości odkształcenia powyżej 10 s-1 i w temperaturze poniżej 800°C, na krzywej naprężenie – odkształcenie wystepuje spadek naprężenia płynięcia (mięknięcie). Natomiast przy niższych szybkościach odkształcenia i w temperaturach powyżej 800°C, krzywe płynięcia mają charakter krzywych typu ustalonego. Przy małych szybkościach odkształcenia (<1 s-1) i wysokich temperaturach (>800°C) materiał podlega rekrystalizacji dynamicznej tworząc mikrostrukturę drobnoziarnistą.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The aim of this work is to study the results of investigations of chromium addition influence on a microstructure and tensile properties of intermetallics from the Fe-Al system based on Fe3Al phase. Design/methodology/approach: The alloys for investigations were prepared by induction melting and gravity casting. The microstructure was analyzed after homogenizing which was performed at 1000*C for 24 and 48 h. Mechanical properties have been analyzed by the tensile tests witch were carried out at ambient temperature. After that the fracture has been analyzed (sample after 48 h). Findings: As a result of microstructure observations of test alloys containing Cr and without Cr addition, the presence of phases and precipitates has been found. In both alloys Fe-28Al and Fe-28Al-5Cr the phases rich in Zr can be observed. Moreover in Fe-28Al-5Cr, phases rich in Cr are present mainly on grains boundaries, whereas Zr is present both on the borders and inside the grains. Carried out tensile tests and the results obtained indicate very low plasticity of both alloy without Cr addition and the alloy with the addition of 5% of Cr. Research limitations/implications: The investigations showed that the most important part of production of iron aluminides is casting process. One can not avoid the casting defects in the materials after casting. Therefore one should particularly pay attentin to melting and casting sequence. After the casting process one should the mechanism and the cause of the formation of phases and particles to get to know. The alternative for these materials so to subject produced in the aim of more far analyses to the plastic deformed. Practical implications: The reasons of formation of Zr, Cr and other phases in these alloys have not been exactly known until now. They can significantly affect the properties of intermetallics from the Fe-Al system. Originality/value: There have been disclosed the phases which are formed during casting and thermal processing in iron aluminides based on Fe3Al phase. They can significantly affect the properties of intermetallics from the Fe-Al system.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.