Nowoczesne materiały kompozytowe zastępujące tradycyjne materiały odlewnicze

• Autorzy: Mierzwa P. , Olejnik E. , Janas A.

Warianty tytułu

EN

Modern composites to replace traditional casting materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono możliwość przekształcenia klasycznych materiałów odlewniczych w kompozyty in situ. Materiały te znajdują coraz szersze zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, a szczególnie w przemyśle wydobywczym. Przekształcenie stopu klasycznego w materiał kompozytowy, wpływa wyraźnie na poprawę jego właściwości mechanicznych. W wyniku przeprowadzonych badań uzyskano nowy materiał inżynierski, który wytworzono metodą syntezy objętościowej z wykorzystaniem reakcji SHSB. Zastosowana metoda pozwala umocnić klasyczne materiały odlewnicze zarówno lokalnie, jak również objętościowo. Umocnienie to polega na syntezie cząstek ceramicznych w kąpieli metalowej, bezpośrednio w jednoetapowym procesie odlewniczym. Materiałem wyjściowym do badań było staliwo manganowe, które w wyniku przeprowadzonej reakcji syntezy, przekształcono w kompozyt typu MMCs. Fazą wzmacniającą nowego materiału były ceramiczne cząstki węglika tytanu. Prezentowane w niniejszej pracy wyniki, wskazują na znaczną poprawę zarówno właściwości mechanicznych, jak i użytkowych otrzymanego materiału kompozytowego, dotyczy to takich parametrów, jak twardości i odporności na ścieranie.

EN

The study presents an opportunity to transform the traditional casting materials into in situ composites, the latter ones being currently used on a growing scale in various sectors of the industry, especially in the extractive industries. The transformation of standard alloy into a composite considerably improves the mechanical properties. As a result of the experiment, a new engineering material was produced by the method of bulk synthesis and an SHSB reaction. The method enables hardening of the traditional casting materials, both locally and in the whole volume of the material. The hardening is obtained by the synthesis of ceramic particles in a metal bath, directly in a one-step casting process. The starting material for research was cast manganese steel which, as a result of the reaction of synthesis, was converted into an MMCs type composite. The reinforcing phase in the new material were ceramic particles of titanium carbide. The results presented in this paper show a significant improvement in both mechanical and performance properties of the composite material obtained, this also applying to parameters such as hardness and abrasive wear resistance.

Słowa kluczowe

PL

MMCs; kompozyt in situ; materiał odlewniczy; odporność na ścieranie; staliwo Hadfielda; węglik tytanu

EN

MMCs; in situ composite; casting material; abrasion resistant; cast manganese steel; titanium carbide; Hadfield cast steel

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 12, iss. 1s
• Strony: 137--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mierzwa P.

• Katedra Inżynierii Stopów i Kompozytów Odlewanych, Wydział Odlewnictwa, Akademia Górniczo-Hutnicza, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

autor

Olejnik E.

• Katedra Inżynierii Stopów i Kompozytów Odlewanych, Wydział Odlewnictwa, Akademia Górniczo-Hutnicza, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

autor

Janas A.

• Katedra Inżynierii Stopów i Kompozytów Odlewanych, Wydział Odlewnictwa, Akademia Górniczo-Hutnicza, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Hadfield, R.A. (1925). Metallurgy and its influence on modern progress, Chapman and Hall Ltd., London.
• [2] Stobierski, L. (2005). Ceramika Węglowa, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków.
• [3] Śleziona, J. (1995). Influence ceramic particles on Al-SiC and Al-Al2O3 composites solidification, Archives of Material Science, 16, 163-178.
• [4] Dolata-Grosz, A., Dyzia, M., Śleziona, J. & Myalski, J. (2006). The analysis of solidification process of heterophase composite, Archives of Foundry, 22, 145-151.
• [5] Myalski, J. (2002). Aluminium matrix composites material reinforced glass carbon particles, Engineering Science, 6, 745-748.
• [6] Konopka, K. & Oziębło, A. (2001). Microstructure and the fracture toughness of the Al2O3-Fe composites, Materials Characterization, 46, 125-129.
• [7] Fraś, E., Janas, A., Kurtyka, P. & Wierzbiński, S. (2003). Structure and properties of cast Ni3Al/TiC and Ni3Al/TiB composites. Pt. 1, SHSB method applied in fabrication of composites based on intermetallic phase Ni3Al reinforced with particles of TiC and TiB, Archives of Metallurgy and Materials, vol. 48, No 4, 383–408.
• [8] Janas, A., Kolbus, A. & Olejnik, E. (2009). On the character of matrix-reinforced particle phase boundaries in MeC and MeB (Me = W, Zr, Ti, Nb, Ta) in-situ composites, Archives of Metallurgy and Materials, vol. 54, No 2, 319-327.
• [9] Janas, A., Kolbus, A. & Olejnik, E. (2011). Synthesis of Ni3Al composites reinforced by TiC, WC, ZrC, NbC, TaC – carbide particles, Composites Theory and Practice, 2, 114-119.
• [10] Olejnik, E., Janas, A., Kolbus, A. & Grabowska, B. (2011). Composite layers fabricated by in situ technique in Iron castings, Composites Theory and Practice, 2, 120-124.
• [11] Kalandyk, B. (2002). Estimate of mathematical model of weight losses kinetic in Miller apparatus, Archives of Foundry, vol. 2, No 4, 376–383.