Improvement of mechanical properties of Fe-based alloys by application of rapid solidification method and Ti doping

• Autorzy: Gondro J. , Błoch K. , Nabiałek M. , Dośpiał M. , Szota M. , Bukowska A. , Pietrusiewicz P.

Warianty tytułu

PL

Poprawa właściwości mechanicznych stopów na bazie żelaza za pomocą szybkiego chłodzenia i modyfikacji Ti

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of research into the microstructure and mechanical properties of Fe73T5Y3B19, Fe61Co10Y8Ti1B20 alloys are presented in this paper. Samples were obtained at the solidification speed of 104÷106 K/s in the form of ribbons of about 30 µm in thickness. All studies were conducted for samples in the as-cast state. Amorphous structure of the investigated alloys was confirmed by the X-ray diffractometry. The chemical composition determined from EDS studies was similar to the nominal composition of the alloy. Photos of the Vickers imprints, and the abrasion areas were obtained using an optical microscope for the matte side of the tape. The obtained results showed that the alloy with higher titanium content had much higher abrasion resistance as well as greater surface development.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury oraz wybranych właściwości mechanicznych stopów Fe73T5Y3B19, Fe61Co10Y8Ti1B20 otrzymanych przy prędkości krzepnięcia 104÷106 K/s w postaci cienkich taśm o grubości około 30 µm. Badania przeprowadzono dla próbek stopów w stanie po zestaleniu. Amorficzność stopów potwierdzono badaniami rentgenowskimi. Skład chemiczny próbek został wyznaczony na podstawie badań z wykorzystaniem spektrometru rentgenowskiego EDS i jest zbliżony do nominalnego składu stopu. Zdjęcia próbek, odcisków Vickersa oraz obszarów wytarć wykonano z wykorzystaniem mikroskopu świetlnego. W pracy przedstawiono wyniki badań dla matowej strony taśmy. Wyniki badań zamieszczone w tej pracy pokazują, że stop z większą zawartością tytanu cechuje się znacznie większą odpornością na ścieranie, jak również większym rozwinięciem powierzchni.

Słowa kluczowe

EN

bulk amorphous alloys; scanning electron microscopy; microhardness; roughness; abrasion resistance

PL

masywne stopy amorficzne; skaningowa mikroskopia elektronowa; mikrotwardość; chropowatość; odporność na ścieranie

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 2
• Strony: 127--131
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Gondro J.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Błoch K.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Nabiałek M.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Dośpiał M.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Szota M.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Bukowska A.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Pietrusiewicz P.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• [1] Jeziorski L., Nabiałek M., Szota M., Dośpiał M.: Method of continuous casting of amorphous metallic materials based on iron. 201 Arch. Foundry Eng. 11 (2011) 69÷72.
• [2] Wanga W. H., Dongb C., Shekc C. H.: Bulk metallic glasses. Mater. Sci. Eng. 44 (2004) 45÷89.
• [3] Burakowski T., Wierzchoń T.: Surface engineering of metals: principle, equipment, technology. CRS Press, Boca Raton, New York, London (1999).
• [4] Rack H. J., Qazi J. I.: Titanium alloys for biomedical applications. Mater. Sci. Eng. C 26 (2006) 1269÷1277.
• [5] Peters M., et al.: Titanium alloys for aerospace applications. Adv. Eng. Mater., 5 (6) (2003) 419÷427.
• [6] Boyer R. R.: An overview on the use of titanium in the aerospace industry. Mater. Sci. Eng. A 213 (1996) 103÷114.
• [7] Jeziorski L., Nabiałek M., Szota M., Frączek T., Jędryka J., Olejnik M.: Właściwości stopów Ti-6Al-4V wytwarzanych konwencjonalnie oraz metodą szybkiego chłodzenia. Inżynieria Materiałowa 33 (3) (187) (2012) 126÷128.
• [8] Nabiałek M., Jeziorski L., Szota M., Jędryka J.: Zastosowanie metody zasysania ciekłego metalu do wytwarzania częściowo skrystalizowanego stopu Ti-Zr-Be-Cr. Inżynieria Materiałowa 33 (4) (188) (2012) 264÷266.
• [9] Sobczyk K,. Świerczek J,. Gondro J,. Zbroszczyk J., Ciurzyńska W., Olszewski J., Brągiel P., Łukiewska A., Rzącki J., Nabiałek M.: Microstructure and some magnetic properties of bulk amorphous (Fe 0.61 Co 0.10 Zr 0.025 Hf 0.025 Ti 0.02 W 0.02 B 0.20 ) 100-x Y x (x = 0, 2, 3 or 4). J. Magn. Magn. Mater. 324 (2012) 540÷549.
• [10] Hasiak M., Sobczyk K., Zbroszczyk J., Ciurzyńska W., Olszewski J., Nabiałek M., Kaleta J., Świerczek J., Łukiewska A.: Some magneticproperties of bulk amorphous (Fe 61 Co 10 Zr 2,5 Hf 2,5 Ti 2 W 2 B 20 ) 100-x Y x (x = 0 or 2) alloy. IEEE Trans. Magn. 11 (2008) 3879÷3882.
• [11] Nabiałek M., Zbroszczyk J., Brągiel P., Olszewski J., Ciurzyńska W., Sobczyk K., Świerczek J., Łukiewska A.: Microstructure and Low field magnetic properties of bulk Fe 61 Co 10 Hf 2,5 Zr 2,5 Ti 2 W 2 B 20 amorphous and partially crystallized alloy. J. Phys.: Conf. Ser. 79 (2007).
• [12] Gondro J., Zbroszczyk J., Ciurzyńska W., Olszewski J., Nabiałek M., Sobczyk K., Świerczek J., Łukiewska A.: Microstructure and soft magnetic properties of bulk amorphous (Fe 0.61 Co 0.10 Zr 0.025 W 0.02 Hf 0.025 Ti 0.02 B 0.20 ) 96 Y 4 alloy. Arch. Metall. Mater. 55 (2010) 85-90
• [13] Fushan L., Tao Z., Akihisa I., Shaokang G., Ningfu S.: (Fe,Co)-Zr-Nd-B bulk amorphous alloys with good softmagnetic properties. Intermetallics 12 (2004) 1139÷1142.
• [14] Jartych E., Pękała K., Jaśkiewicz P., Latuch J., Pękała M., Grabski J.: Structural and magnetic properties of bulk amorphous alloys Fe–Al–Ga–P–B–Si. J. Alloy Comp. 343 (2002) 211÷216.
• [15] Satoa K., Murakamia H., Kobayashib Y., Sprengelc W., Schaefer H.-E.: Nanocrystallization-induced structural evolution of intergranular amorphous phase in Fe 78 B 13 Si 9 alloy. J. Non-Crys. Solids 353 (2007) 1882÷1885.
• [16] Bernal J. D.: The structure of liquids. Proc. R. Soc. Lond. 289 (1964) 299÷322.
• [17] Nabiałek M., Zbroszczyk J., Ciurzyńska W., Olszewski J., Lesz S., Brągiel P., Gondro J., Sobczyk K., Łukiewska A., Świerczek J.: Microstructure, some magnetic and mechanical properties of amorphous Fe 60 Co 10 Zr 2.5 Hf 2.5 W 2 Y 2 B 21 plates. Arch. of Metall. Mater. 55 (2010) 195÷203.
• [18] Nabiałek M., Dośpiał M., Szota M.: Study of the Mechanical and Magnetic Properties of Fe 61 Co 10 Zr 5-x Hf x W 2 Y 2 B 20 (x = 0, 3) bulk amorphous and crystalline alloys. E-MRS (2009) Fall Meeting. European Materials Research Society. Scientific Programme and Book of Abstracts. Warsaw.
• [19] Nabiałek M., Dośpiał M., Szota M., Olszewski J., Walters S.: Manufacturing of the bulk amorphous Fe 61 Co 10 Zr 2+x Hf 3-x W 2 Y 2 B 20 alloys (where x = 1, 2, 3) their microstructure, magnetic and mechanical properties. J. of Alloys and Compounds 509 (2011) S155÷S160.