Tytuł artykułu
Identyfikatory
Warianty tytułu
Nanocomposites manufactured by SLM/S method reinforced nanocrystalline powders in Fe-Ti-B-C system
Języki publikacji
Abstrakty
W celu otrzymania nanokompozytów zastosowano nowatorską metodę selektywnego laserowego spiekania i/lub stapiania (SLS/M). Fazą umacniającą były nanokrystaliczne proszki TiC oraz TiB2 + TiC + B4C otrzymane metodą zol-żel. Jako osnowę zastosowano komercyjny proszek stali nierdzewnej 316L. W procesach wytwarzania nanokompozytu wykorzystano urządzenie MCP HEK Realizer II. W pracy badano wpływ parametrów procesu SLM/S oraz udziału objętościowego nanokrystalicznych proszków na morfologię, mikrostrukturę oraz twardość otrzymywanych kompozytów. Kompozyty te charakteryzowano metodami TEM, SEM i XRD. Ponadto badano twardość nanokompozytowych próbek sposobem Vickersa. Stwierdzono dobrą dyspersję cząstek nc-TiC oraz Ti-B-C w osnowie stalowej, przy czym w przypadku mieszaniny proszków TiB2 + TiC + B4C zaobserwowano ich tendencję do tworzenia aglomeratów w kompozycie. W procesach SLM/S wraz ze wzrostem objętościowego udziału faz umacniających osiągnięto znaczne zwiększenie twardości nanokompozytów w porównaniu z twardością osnowy.
The innovative method of the nanocomposite materials manufacturing has been developed, in which the SLM (Selective Laser Melting) technique was used. As reinforced phase nanocrystalline TiC and Ti-B-C powder, obtained in non-hydrolytical sol-gel method, have been used. As a matrix 316L stainless steel have been applied. MCP HEK Realizer II device was employed in SLM/S processes. In present work, the influence of SLM/S process parameters, and the volume fraction of nanocrystalline powders on the morphology, microstructure and hardness of the composites have been investigated. The obtained composites were characterized by TEM, SEM and XRD. In addition, the hardness of nanocomposite were examined by Vickers method. It was a good A uniform dispersion of nc-TiC and Ti-BC particles in the steel matrix was obtained, but in the case of Ti-BC nanoparticles tendency to form agglomerates in the composite was observed. In SLM/S process with increase of volume fraction of strengthening phases, a significant increase of hardness of the nanocomposites in comparison with the hardness of the matrix was achieved.
Słowa kluczowe
Wydawca
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
546--548
Opis fizyczny
Bibliogr. 16 poz., rys.
Twórcy
autor
- Instytut Inżynierii Materiałowej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny
autor
- Instytut Technologii Mechanicznej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny
autor
- Instytut Inżynierii Materiałowej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny
autor
- Instytut Technologii Mechanicznej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny
autor
- Instytut Inżynierii Materiałowej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny
Bibliografia
- [1] Zhao H., Cheng Y.: Formation of TiB2-TiC composites by reactive sintering. Ceram. Int. 25 (1999) 353÷358.
- [2] Surender M., Balasubramaniam R., Basu B.: Electrochemical behaviour of electrodeposited Ni-WC composite coatings. Surf. Coat. Technol. 187 (2004) 93÷97.
- [3] Pagounis E., Lindroos V. K.: Processing and properties of particulate reinforced steel matrix composites. Mater. Sci. Eng. A 246 (1998) 221÷234.
- [4] Das K., Bandyopadhyay T. K., Das S.: A review on the Various synthesis routes of TiC reinforced ferrous based composites. J. Mater. Sci. 37 (2002) 388l÷3892.
- [5] Gutmanas E. Y., Gotman I.: Dense high-temperature ceramics by thermal explosion under pressure. J. Eur. Ceram. Soc. 19 (1999) 2381÷2393.
- [6] Rosso M.: Ceramic and metal matrics composites: Routes and properties. Journal of Materials Processing Technology 175 (2006) 364÷375.
- [7] Kaczmar J. W., Pietrzak K., Włosiński W.: The production and application of metal matrix composite materials. Journal of Materials Processing Technology 106 (2000) 58÷67.
- [8] Poletti C., Balog M., Schubert T., Liedtke V., Edtmaier C.: Production of titanium matrix composites reinforced with SiC particles. Compos. Sci. Technol. 68 (2008) 2171÷2177.
- [9] Dutta Majumdar J., LiL.: Development of titanium boride (TiB) dispersed titanium (Ti) matrix momposite by direct laser cladding. Mater. Lett. 64 (2010) 1010÷1012.
- [10] Vreeling J. A., Ocelik V., De Hosson J. T. M.: Ti-6Al-4V strengthened by laser melt injection of WCP particles. Acta Mater. 50 (2002) 4913÷4924.
- [11] Gu D., Hagedorn Y., Meiners W., Wissenbach K.: Nanocrystalline TiC reinforced Ti matrix bulk-form nanocomposites by Selective Laser Melting (SLM): Densification, growth mechanism and wear behaviour. Compos. Sci. Technol. 71 (2011) 1612÷1620.
- [12] Kondoh K., Threrujirapapong T., Imai H., Umeda J., Fugetsu B.: Characteristics of powder metallurgy pure titanium matrix composite reinforced with multi-wall carbon nanotubes. Compos. Sci. Technol. 69 (2009) 1077÷1081.
- [13] Lu W. J., Xiao L., Geng K., Qin J. N., Zhang D.: Growth mechanism of in situ synthesized TiBW in titanium matrix composites prepared by common casting technique. Mater. Charact. 59 (2008) 912÷919.
- [14] Venuvinod P. K., Ma W.: Rapid prototyping: laser based and other technologies. Kluwer Academic Publishers (2004).
- [15] Biedunkiewicz A., Wysiecki M., Noworol P.; Polish Patent; P200978 (2008).
- [16] Biedunkiewicz A., Gabriel U., Figiel P., Grzesiak D.: Application of thermal analysis in nanotechnology. Carbonization and purification of nc-TiCx in argon atmosphere. J. Therm. Anal. Calorim. 101(2010) 701÷706.
Uwagi
PL
Badania zostały sfinansowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach realizacji projektu rozwojowego nr NR15-0067-10 /2010 oraz grantu Młoda Kadra nr 5 17-06-010-3364/ 17.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-4ecf5c8f-f59d-41f0-953c-ffef84cdc622