Struktura kompozytów wytwarzanych metodą prasowania proszków Al-Al2O3-Al3Fe-Al3Ti

• Autorzy: Śleziona J. , Dyzia M. , Myalski J. , Wieczorek J.

Warianty tytułu

EN

Structure of composites obtained with Al-Al2O3-Al3Fe-Al3Ti composite powders

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczące oceny struktury kompozytów o złożonym składzie heterofazowym Al-Al2O3-Al3Fe-Al3Ti. Proszki kompozytowe otrzymano w procesie kontrolowanej reakcji ilmenitu z ciekłym aluminium w temperaturze powyżej 720°C. Uzyskany proszek poddano separacji, a następnie mieleniu w młynie kulowym. Otrzymano proszek o zróżnicowanej wielkości, którego skład granulometryczny podano w tabeli 1, a skład fazowy na rysunku 1. Do wytworzenia kompozytów użyto proszku o wielkości 45--80 i 80--120 [mikro]m. Materiały do badań wykonano dwoma metodami: metodą prasowania na zimno z następnym spiekaniem oraz metodą prasowania i spiekania na gorąco (prasa Degussa). Zastosowano różne warianty prasowania. W pracy przedstawiono tylko niektóre. Strukturę otrzymanych kompozytów po prasowaniu na zimno (300 MPa) i spiekaniu (800°C/1 h) przedstawiono na rysunku 3. Rysunek 4 pokazuje strukturę tego samego kompozytu, ale otrzymanego metodą prasowania na gorąco (15 MPa/800°C/15 min). Wykazano, że optymalne warunki prasowania proszków kompozytowych to: prasowanie na gorąco w próżni 1000°C/10 MPa/15 min, ale po uprzednim zagęszczeniu w temperaturze 800°C/15 MPa i wygrzaniu bez działania cienienia w temperaturze 1100°C. Skład fazowy kompozytu otrzymanego wg tej procedury, określony metodą XRD, pokazano na rysunku 2, a jego strukturę na rysunku 5. Wykazano, że opracowana technologia umożliwia wytwarzanie kompozytów zbrojonych fazami międzymetalicznymi z układu Al-Fe-Ti o twardości powyżej 1000 HV.

EN

In this work the results of investigation concern to the examination of composite structures with complex phase composition Al2O3-Al3Fe-Al3Ti have been presented. The composite powders have been manufactured in controlled reaction process between ilmenite powders and liquid aluminum at temperature above 720°C. The obtained powders have been selected and reduced their size in ball mill. Results of particle analysis of powders have been presented at Table 1, and phase composition in Figure 1. Powders of 45--80 and 80--120 ([micro]m have been used to production of composite saniples. Composites have been made by two methods: cold compaction (300 MPa) and sintering (800°C/1 h), hot pressing at Degussa press. The different parameters of compaction have been used. Structure of composites obtained by cold compaction and sintering shows Figure 3. Figure 4 shows structure of that same composite but obtained after hot pressing at 800°C/15 MPa/15 min. The best compaction parameters of composite powders are: hot pressing in vacuum at 1000°C/10 MPa/15 min, but composite powders must be early consolidated at 800°C/15 MPa and heated at 1100"C. Phase composition of composite obtained according to that procedure (XRD analysis) bas been shown in Figure 2. Structure of that composite shows Figurę 5. It has been confirmed that elaborated technique used to the manufactured of composite led to obtain of composite reinforced with intermetallic Al-Fe-Ti system with the hardness above 1000 HV.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt; proszek; faza międzymetaliczna; prasowanie na gorąco; prasowanie na zimno; struktura

EN

composite powder; structure; intermetallic phase; cold compaction; hot pressing

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 10
• Strony: 170--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Śleziona J.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Dyzia M.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Myalski J.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Wieczorek J.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

Bibliografia

• [1] Froyen L., In situ processing of MMCs: an overview, Proceedings of the Int. Conf. Light Metals and Composites, Zakopane 1999, 15.
• [2] Froyen L., In situ processing of MMCs end of the wetting problems? Transactions of Japan Welding Research Institute 2001, 30, 391-401, Special Issue, Proceedings of HTC-2000.
• [3] Fraś E., Jonas A., Kolbus A., Górny M., Synteza kompozytów in situ Ai-TiC oraz Cu-TiC z wykorzystaniem gazu reaktywnego, Inżynieria Materiałowa 2000, 2.
• [4] Fraś E., Jonas A., Wierzbiński S., Kolbus A., Synthesis of aluminium composites reinforced with titanium carbides particles, Proceedings of the Int. Conf. Light Metals and Composites, Zakopane 1999, 323.
• [5] Gupta M., Surappa M.K., Processing microstructure mechanical properties of Al base metal matrix composites syntethysied using casting route, Rev. Engineering Materials 1995, 104-107, 1, 259-274.
• [6] Śleziona J., Dyzia M., Wieczorek J., Wykorzystanie metody zawiesinowej w procesie wytwarzania kompozytów in situ w układzie aluminium tlenek żelazo-tytanu, Archiwum Odlewnictwa 2003, 3, 10, 163-169.
• [7] Ljakishlew N.P., Pliner Ju. L., Ignatenko G.F., Lappo S.I., Aluminotermia, Metallurgia, Moskwa 1978.
• [8] Focunga H., New trends of metal matrix composites, Journal of the Soc. of Metals, 13, 487, 372- 381.
• [9] Liddiard P.D., Grant P.S., Aluminum powder metallurgy in perspective, Powder Metallurgy 1994, 27, 4, 193-200.
• [10] Tan M.J., Zhang X., Powder metal matrix composites selection and processing, Materials Science and Eng. A., 244, 1, 80-85.
• [11] Barbbier F., Ambroise M.H., In situ process for producing aluminum matrix composites containing intermetallic materials, Journal of Materials Science Letters 1995, 14, 457-459.