Mikrostruktura i twardość kompozytów Ti3Al/TiAl/Al203 spiekanych pod wysokim ciśnieniem

• Autorzy: Świderska-Środa A. , Witczak Z. , Presz A. , Oleszak D.

Warianty tytułu

EN

Microstructure and microhardness of Ti3Al/TiAl/Al203 composites sintered under high pressure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań kompozytów z drobnoziarnistą osnową o strukturze faz międzymetalicznych Ti3Al/TiAl, zbrojonych cząstkami Al2O3. Stop dwufazowy Ti3Al/TiAl o składzie chemicznym Ti-48Al-2Cr (% at.) i strukturze płytkowej (rys. 1) otrzymano metodą konwencjonalnego odlewania. Następnie, odlew rozdrabniano mechanicznie w młynku kulowym. Uzyskany proszek mieszano z komercyjnym proszkiem Al2O3 (10 i 20% wag.) i ponownie mielono (rys. 2). Proszki spiekano w prasie wysokociśnieniowej w temperaturze 960°C pod ciśnieniem 3 GPa. Spiek bez dodatku ceramiki miał jednorodną mikrostrukturę z pasmowym rozmieszczeniem faz międzymetalicznych w ziarnach (rys. 5). Mikrostruktura próbek z dodatkiem AI2O3 była bardziej rozdrobniona w stosunku do spieku dwufazowego (rys. 6). Wprowadzony proszek ceramiczny występował jako dyspersyjne cząstki w ziarnach faz międzymetalicznych oraz w postaci dużych obszarów jednofazowych Al2O3. Stopień niejednorodności mikrostruktury był większy przy większym udziale proszku Al2O3. Wszystkie spieki miały co najmniej dwukrotnie wyższą mikrotwardość HV02 w stosunku do materiału w stanie lanym (tab. 1). Twardość kompozytów, pomimo różnego udziału ceramiki, była taka sama w granicach błędu pomiaru i większa jedynie o około 10% od HV02 spieku dwufazowego.

EN

Ti3Al/TiAl - based fine grained intermetallic matrix composites reinforced with alumina were studied. Two-phase alloy with chemical composition Ti-48Al-2Cr (at.%) exhibiting a lamellar structure (Fig. 1) was obtained by a conventional casting. Next, the alloy was crushed and subjected to mechanical milling in a laboratory ball mill. The resulting powder was mixed with a commercial alumina powder (10 and 20 wt.%) and milled again (Fig. 2). After that, the powders were sintered at 960°C under the pressure of 3 GPa. The samples without Al2O3 showed uniform microstructure with a band-like distribution of intermetallic compounds (Fig. 5). The microstructure of the samples containing alumina was more refined coniparing to two-phase sinter (Fig. 6). The alumina powder was located inside the grains of intermetallics as a dispersive particlcs. However, single-phase areas of Al2O3 were also observed. For higher alumina content the homogeneity of microstructure was smaller. The measured microhardness for all sintered samples was at least two times bigger if compared to the as-cast sample (Tab. 1). The hardness of the composites, despite of the various alumina content, was the same within experimental error and only 10% higher than for two-phase sintered sample.

Słowa kluczowe

PL

faza międzymetaliczna TiAl; struktura kompozytowa; spiekanie wysokociśnieniowe

EN

intermetallic phases Ti-Al; composlte structure; high-pressure sintering

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 11
• Strony: 269--273
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Świderska-Środa A.

• Centrum Badań Wysokociśnieniowych PAN, ul. Sokołowska 29/37, 01-142 Warszawa

autor

Witczak Z.

• Centrum Badań Wysokociśnieniowych PAN, ul. Sokołowska 29/37, 01-142 Warszawa

autor

Presz A.

• Centrum Badań Wysokociśnieniowych PAN, ul. Sokołowska 29/37, 01-142 Warszawa

autor

Oleszak D.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

Bibliografia

• [1] Śleziona J., Olszówka-Myalska A., Formanek B., Zastosowanie ilmenitu do wytwarzania kompozytów na osnowie faz międzymetalicznych z układu Al-Fe i Al-Ti, Inżynieria Materiałowa 2003, 4-5 (135-136), 188-195.
• [2] Olszyna A., Michalski A., Oleszak D., Garbacz H., Biesiada K., Jaroszewski J., Matysiak H., Rosiński M., Świderska- Środa A., Kompozyty o zmodyfikowanych właściwościach na osnowie faz międzymetalicznych z układu Ti-Al i Ni-Al, Inżynieria Materiałowa 2003, 4-5 (135-136), 195-203.
• [3] Świderska-Środa A., Kurzydłowski K.J., Wyrzykowski J., Quantitative analysis of Al2O3 particles in Al3Ti/Al2O3/Al composites, Materials Characterization (w druku).
• [4] Clemens H., Kestler H., Processing an applications of intermetallic gamma-Ti-Al-based alloys, Advanced Engineering Materials 2000, 9, 551-570.