Effect of Ti Addition on the Residual Aluminium Content and Mechanical Properties of the B4C-Al Composites Produced by Vacuum Infiltration

• Autorzy: Xiaozhou C , Chao W. , Xiangxin X. , Gongjin C.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0404

Warianty tytułu

PL

Wpływ dodatku tytanu na resztkową zawartość aluminium i właściwości mechaniczne kompozytów B4C-Al wytworzonych przez infiltrację próżniową

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of Ti addition on the residual Al content and mechanical properties of B₄C-Al composites fabricated by vacuum infiltration was investigated in the present study. The B₄C-Al composite materials were fabricated using [Ti+B₄C] preforms preheated at 1700ºC for 1 h and Al alloys infiltrated in vacuum atmosphere at 1100ºC for 2 h. The phase composition indicated that TiB₂ has high wettability to Al as a result of the preheating. SEM and EDX results revealed a number of Al dimples are on the fracture surface due to the existence of TiB₂. When the content of added Ti increases to 30%, the [Ti+B₄C] preform is characterized by a minimal porosity (33.11%) and a maximal density, a corresponding amount of residual Al of 33.11% and a minimal fracture toughness (5.03 MPa·m1/2) with a hardness of up to 63 HRC. The residual Al and the mechanical properties of the composite material preform were determined by the Ti content of the preform.

PL

Zbadano wpływ dodatku tytanu na resztkową zawartość Al i właściwości mechaniczne kompozytów B₄C-Al wytworzonych przez infiltrację próżniową. Kompozyty B₄C-Al lzostały wytworzone przez infiltrację stopów Al, w próżni, w 1100ºC przez 2 godziny, do wstępnie wygrzanych w 1700ºC przez 1 godzinę preform [Ti+B4C]. Faza TiB2 charakteryzuje się wysoką zwilżalnością przez Al na skutek wstępnego wygrzania. Wyniki analizy SEM i EDX ujawniły pewną liczbę wgłębień Al znajdujących się na powierzchni pęknięcia z uwagi na obecność TiB2. Gdy zawartość dodanego Ti wzrasta do 30%, preforma [Ti+B₄C] charakteryzuje się minimalną porowatością (33,11%) i maksymalną gęstością, odpowiednią ilością resztkowego Al tj. 33.11%, minimalną odpornością na kruche pękanie (5,03 MPa·m1/2), i twardością do 63 HRC. Resztkowe Al i właściwości mechaniczne materiału kompozytowego preformy determinowane są przez zawartość Ti w preformie.

Słowa kluczowe

EN

Ti; B4C; residual aluminium; Interface reaction

PL

Ti; B4C; resztkowa zawartość aluminium; infiltracja

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 2493--2498
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Xiaozhou C

• School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110819, China

autor

Chao W.

• School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110819, China

autor

Xiangxin X.

• School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110819, China

autor

Gongjin C.

• School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110819, China

Bibliografia

• [1] X.-G. Chen, TMS, 343-350 (2006).
• [2] H. Zhao, K. Hiragushi,Y. Mizota, J. Eur. Ceram. Soc. 23, 1485-1490 (2003).
• [3] F. Tang, X. Wu, S. Ge, J. Ye, H. Zhu, M. Hagiwara, M.J. Schoenung, Wear 264, 555-561 (2008).
• [4] Q. Jiang, H. Wang, B. Ma, Y. Wang,F. Zhao, J. Alloy. Compd. 386, 177-181 (2005).
• [5] S. Yamada, K. Hirao, Y. Yamauchi, S. Kanzaki, J. Eur. Ceram. Soc. 23, 1123-1130 (2003).
• [6] H. M. Hu, E. J. Lavernia, W. C. Harrigan, J. Kajuch, S. R. Nutt, Mater. Sci. Eng. A 297, 94-104 (2001).
• [7] M. Aizenshtein, N. Froumin, N. Frage,M. P. Dariel, J. Mater. Sci. 40, 2325-2327 (2005).
• [8] J. Deng, J. Zhou, Y. Feng, Z. Ding, Ceram. Int. 28, 425-430 (2002).
• [9] S. Hayun, D. Rittel, N. Frage,M. Dariel, Mater. Sci. Eng. A 487, 405-409 (2008).
• [10] K. B. Lee, H. S. Sim, S. Y. Cho,H. Kwon, Mater. Sci. Eng. A 302, 227-234 (2001).
• [11] B.-S. Lee,S. Kang, Materials. Chem. Phys. 67, 249-255 (2001).
• [12] J. Lelito, P. Zak,J. S. Suchy, Arch. Metall. Mater. 54, 347-350 (2009).
• [13] [13]I. Dobosz, W. Gumowska, M. Uhlemann, J. Koza, Arch. Metall. Mater. 55, 683-687 (2010).
• [14] W.-F. Du, T. Watanabe, J. Eur. Ceram. Soc. 17, 879-884 (1997).
• [15] P. Lv, X. Y. Yue, L. Yu,H. Q. Ru, J. Mate.r Sc.i 44, 3483-3487 (2009).
• [16] J. Xie, S. Cao, X. Zhang, W. Li, T. Nouferr. Metal. 19, 1468-1472 (2009).
• [17] G. Arslan, F. Kara, S. Turan, Key. Eng. Mater. 264, 1059-1062 (2004).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.