Struktura odlewów odśrodkowych w kompozytach Al-FeOTiO2

• Autorzy: Dolata-Grosz A. , Śleziona J. , Wieczorek J. , Formanek B.

Warianty tytułu

EN

The structure of centrifugal casts in Al-FeOTiO2 composite

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kompozyty o osnowie aluminium z cząstkami międzymetalicznymi stanowią nową grupę materiałów konstrukcyjnych. Dotychczasowe metody wprowadzania drobnodyspersyjnych cząstek do ciekłego metalu polegają na wykorzystaniu reakcji in situ (reakcja wymiany, reakcja aluminotermiczna), zachodzącej pomiędzy ciekłym metalem a wprowadzanym reagentem (w postaci gazowej, ciekłej lub stałej). W opracowaniu przedstawiono badania wstępne nowej koncepcji technologicznej otrzymywania kompozytów wzmacnianych fazami międzymetalicznymi i ceramicznymi z udziałem ciekłej osnowy. Suspensję kompozytową cząstek złożonego tlenku żelazo-tytanu (ilmenitu - FeO TiO2) w ciekłym aluminium wytworzono metodą mechanicznego mieszania. Morfologię zastosowanych cząstek pokazano na rysunku 1. Następnie uzyskaną zawiesinę kompozytową odlano do wirującej formy metalowej, stosując metodę odlewania odśrodkowego z pionową osią obrotu. Uzyskane odlewy odśrodkowe poddano procesowi dwustopniowej syntezy. Schemat stanowiska do syntezy kompozytów pokazano na rysunku 2. Celem zrealizowanych badań była analiza struktury kompozytów na osnowie aluminium z cząstkami ilmenitu (FeO TiO2) o znanym składzie chemicznym (tab. 1). Badania metalograficzne wykonano dla próbek uzyskanych w procesie odlewania odśrodkowego, jak i po ich syntezie (rys. rys. 3 i 4). Na podstawie obserwacji struktury wytworzonych kompozytów oceniono równomierność rozłożenia fazy zbrojącej. Badania obejmowały również analizę składu fazowego materiału przed procesem syntezy (rys. 5a) oraz po syntezie (rys. 6b).

EN

Aluminium metal matrix composites with intermetailic particles are new group of constructional materials. The methods of incorporating fine dispersed particles into a liquid metal applied up to now, make use of the in situ reaction (eschange reaction, aluminothermal reaction) becomes between a liquid metal and the incorporated reacting substance (in gas, liquid or solid form). The new technological concept production of composites reinforcement intermetalic and ceramic fine dispersed phases with liquid matrix in this paper has been shown. The composite suspension of ilmenite powders (FeO TiO2) in liquid aluminium have been produced by stirring method together with centrifugal casting. In the next step used the two-stage high temperature synthesis. The scheme of installation for synthesis process have been presented in Figure 1. The aim of investigations was structural analysis for aluminium metal matrix composites with ilmenite particles about known chemical composition (Tab. 1). The morphology of ilmenite particles has been shown in Figure 1. The metallographic research used for cast composites after centrifugal casting and after synthesis process, too (Figs. 3, 4). One the basis of the structural observation results of composite fabrication the reinforcement of concentration phases has been assessment. During the research the phase's identification after centrifugal casting before synthesis (Fig. 5a) and after the two-stage high temperature synthesis (Fig. 6a) in composites has been performed. In composite the Al3Ti, Al3Fe and Al2O3 phases has been obtained (Fig. 6).

Słowa kluczowe

PL

kompozyt in situ; aluminium; ilmenit; faza międzymetaliczna; struktura; odlewanie odśrodkowe

EN

in situ composites; aluminium; ilmenite; intermetallic phase; structure; centrifugal casting

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 10
• Strony: 164--169
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dolata-Grosz A.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Śleziona J.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Wieczorek J.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Formanek B.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

Bibliografia

• [1] Śleziona J., Kształtowanie właściwości kompozytów stop aluminium cząstki ceramiczne wytwarzanych metodami odlewniczymi, Zeszyty Naukowe Politechniki SL, Hutnictwo z. 47, Gliwice 1994.
• [2] Hashim J., Looney L., Hashmi., Metal matrix composites: production by the stir casting method, J. Mat. Proc. Techn. 1999,92-93, 1-7.
• [3] Braszczyński J., Problemy technologii odlewanych kompozytów metalowych, Nowe technologie i osiągnięcia w metalurgii i inżynierii materiałowej, II Międzynarodowa Sesja Naukowa, Częstochowa, czerwiec 2001.
• [4] Sobczak J., Perspektywy rozwoju metalowych kompozytów w przemyśle samochodowym, Przegląd Odlewnictwa 1999, 49, 4, 134.
• [5] Hosking F.M., Portillo F.F., Wunderlin R., Mehrabian R., Composites of Al-AUoys: Fabrication and Wear Behaviour, J. Mat. Sci. 1982, 17, 447.
• [6] Dolata-Grosz A., Sleziona J., Formanek B., Structure and properties of aluminum cast composites strengthened by dispersion phases, Proceedings of the 12th Int. Sc. Conf. Achivement in Mechanical & Materials Engineering 2003.
• [7] Śleziona J., Dyzia M., Formanek B., Dolata-Grosz A., Wieczorek J., Śleziona J., Zastosowanie proszków reaktywnych z tlenkiem tytanu do wytwarzania kompozytów o osnowie aluminiowej, Kompozyty (Composites) 2002, 2, 5, 302-304.
• [8] Dyzia M., Śleziona J., Dolata-Grosz A., Wieczorek J., Application of Al-Fe0Ti02 System to the Preparing of In-Situ Aluminium Composites Reinforced with Ceramic and Inter- metalic Phases, Junior Euromat 2002, Lozanna.
• [9] Fraś E., Jonas A., Wierzbiński S., Kolbus A., Synthesises of Aluminium Composites Reinforced with titanium carbides particles, Proceedings of the Int. Conf. Light Metals and Composites, Zakopane 1999, 323.
• [10] Chen G., Sun G., Zhu Z., Study on reaction-processed Al-Cu/a-Al203 (p) composites, Mat. Sci. Eng. 1999, A265, 197-201.
• [11] Feng C.F., Froyen L., Formation of Al3Ti and AI2O3 from an Al-Ti02 system for preparing in situ aluminum matrix composites, Composites part A 2000, 31, 385-390.
• [12] Tjong S.C., Ma Z.Y., Microstructural and mechanical characteristics of in situ metal matrix composites, Mat. Sci. Eng. 2000, 29,49-113.
• [13] Ghomashchi M.R., Fabrication of near net-shaped Al-based intermetallics matrix composites, J. Mat. Proc. Techn. 2001, 112, 227-235.
• [14 Zhu H.X., Abbaschian R., Microstructures and properties of in-situ NiAl-Al2 03 functionally gradient composites, Composites 2000, B 31, 383-390.
• [15] Padmavardhani D., Gomez A., Abbaschian R., Synthesis and microstructural characterization of NiAl-Al203 functionally gradient composites, Intermetallics 1998, 6,229-241.
• [16] Sampath S ., Herman H., Shimoda N., Saito T., Thermal spray processing of FGMs, MRS Bull. 1995, 20, 1, 27-9.
• [17] He Y., Subramanian V., Lannutti J.J., FGMs by sedimentation, MRS, Symp. Proc. 1996, 434, 81-92.