Shot peening in structural ceramics

• Autorzy: Tomaszewski H. , Stalony-Dobrzański F. , Ostachowski P. , Sztwiertnia K. , Faryna M.

Warianty tytułu

PL

Śrutowanie ceramiki konstrukcyjnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Car and aircraft manufacturers commonly use shot peening technique to modify material surface layers and improve the strength of metal components. As it occurred, the same technique can be applied for brittle ceramics. High compressive stresses up to 2.4 GPa were introduced into the near surface region of alumina and zirconia ceramics maintaining its surface integrity by ultrasonic shot peening. The dependence between diameter of tungsten carbide balls, treatment time (at constant mass of balls in the housing and vibration amplitude) and level of compressive stress introduced was determined for nano and micro sized grains of both ceramics. An increase of hardness and surface resistance to fracture with an increasing level of compressive stress was found. Surface layers of ceramics deformed by shot peening have been analysed by the classical XRD, X-ray texture test, using Euler circle and ESEM/EBSD methods.

PL

Producenci samochodów i samolotów powszechnie wykorzystują technikę śrutowania w celu zmodyfikowania powierzchniowych warstw materiału i zwiększenia wytrzymałości elementów metalowych. Podobnie, ta sama technika może być zastosowana w przypadku kruchej ceramiki. Za pomocą śrutowania ultradźwiękowego wprowadzono duże naprężenia ściskające, sięgające wartości 2,4 GPa, w obszar przypowierzchniowy ceramiki korundowej i cyrkoniowej, zachowując jej powierzchniową integralność. Określono zależność pomiędzy średnicą śrutu z węglika wolframu, czasem śrutowania (przy stałej masie śrutu w obudowie i stałej amplitudzie drgań) i wielkością wywołanego naprężenia ściskającego w przypadku nano- i mikroziaren obydwu badanych tworzyw ceramicznych. Stwierdzono wzrost twardości i powierzchniowej odporności na pękanie wraz ze wzrostem wartości naprężenia ściskającego. Powierzchniowe warstwy tworzyw, zdeformowane wskutek śrutowania, zanalizowano za pomocą klasycznej techniki rentgenowskiej, metodą rentgenowskiej analizy teksturalnej wykorzystującej okrąg Eulera oraz za pomocą metody ESEM/EBSD.

Słowa kluczowe

EN

shot peening; alumina; zirconia; compressive stresses; ESEM/EBSD method

PL

śrutowanie; Al2O3; ZrO2; naprężenia ściskające; metoda ESEM/EBSD

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 3
• Strony: 266--271
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Tomaszewski H.

autor

Stalony-Dobrzański F.

autor

Ostachowski P.

autor

Sztwiertnia K.

autor

Faryna M.

• Institute of Electronic Materials Technology, Warszawa, Poland,

Bibliografia

• 1. Pfeiffer W., Frey T.: Mat. Sci. Forum, 404-407 (2002), 101-108.
• 2. Lawn B.R., Evans A.G., Marshall D.B.: J. Am. Ceram. Soc., 63, (1980), 574-81.
• 3. Anstis G.R., Chantikul P., Lawn B.R., Marshall D.B.: J. Am. Ceram. Soc., 64, (1981), 533-43.
• 4. Tomaszewski H. et al.: „Strengthening of Ceramics by Shot Peening”, Final Report of Grant of Polish Ministry of Science and High Education nr. N507 040 31/1107, Institute of Electronic Materials Technology, Warsaw, Poland, 2009.