Badania strukturalne kompozytu Al3Ti/Al/Al2O3 otrzymanego metodą metalurgii proszków

• Autorzy: Świderska-Środa A. , Kurzydłowski K.J. , Wyrzykowski J.W.

Warianty tytułu

EN

Structural investigations of Al3Ti/Al/Al2O3 composite obtained by powder metallurgy method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań drobnoziarnistego kompozytu z osnową o strukturze fazy międzymetalicznej Al3Ti, otrzymanego metodą metalurgii proszków. Stop dwufazowy Al3Ti/Al o składzie chemicznym Al-21% at. Ti i strukturze dendrytycznej (rys. 1) otrzymano metodą konwencjonalnego odlewania. Następnie, odlew rozdrabniano mechanicznie w młynku kulowym (250 rpm) w czasie 5 h w medium ciekłym, w alkoholu etylowym. Nanokrystaliczny proszek (rys. 2b) o powierzchni właściwej 6,38 m2/g zawierał fazę Al3Ti i aluminium w proporcji zbliżonej do tej w materiale w stanie lanym. Proszek spiekano swobodnie w temperaturze 1100°C w czasie 1 h w próżni 10(-3) Pa. Skutkiem wysokiej temperatury procesu było utlenienie wewnętrzne części metalicznego aluminium i utworzenie fazy Al2O3. Struktura spieku składała się z drobnych ziaren fazy Al3Ti rozdzielonych metalicznym aluminium i z cząstek Al2O3 (rys. 3). Spiek charakteryzował się atrakcyjną kombinacją właściwości mechanicznych; współczynnik odporności na kruche pękanie określony metodą wgłębnikową równy 6 MPa m1/2, mikrotwardość (HV02) 524 i moduł sprężystości rzędu 200 GPa. Metaliczne aluminium obecne w strukturze spieku działało jako "relaksator" naprężeń powstałych w wyniku odkształcenia plastycznego fazy międzymetalicznej Al3Ti. Duże tlenki aluminium podwyższały odporność na kruche pękanie poprzez wydłużenie drogi rozwoju pęknięcia.

EN

The study was devoted to investigations of fine-grained composite with the matm composed of Al3Ti intermetallic phase, obtained by powder metallurgy. Two-phase Al3Ti/Al alloy with chemical composition of Al-21 % at. Ti and dendritic microstructure (Fig. 1) was obtained by conventional ingot metallurgy. Subseąuently, the ingot was mechanically milled for 5 hours in a ball mill at 250 rpm in ethyl alcohol. Nanocrystalline powder (Fig. 2b) with specific surface 6.38 m2/g contained the Al3Ti phase and aluminium in a proportion close to that of the cast alloy. The powder was siutered by free suitering at 1100°C for 1 hour in vacuum 10(-3) Pa. The high temperature process resulted in aluminium being partially oxidised to Al2O3 phase. The structure of the sinter contained fine Al3Ti grains separated from one another by metallic aluminium, and Al2O3 oxide particles (Fig. 3). Sinter exhibited attractive combination of mechanical properties; fracture toughness received using indentation method equal to 6 MPa m1/2, microstrohardness (HV02) 524 and elastic modulus on the order of 200 GPa. The metallic aluminium present in the sinter functioned as a relaxation agent for the stresses induced during the plastic deformation of the intermetallic Al3Ti phase. The large aluminium oxide particles improved their fracture toughness by elongating the crack development path.

Słowa kluczowe

PL

faza międzymetaliczna Al3Ti; metalurgia proszków; kompozyt; struktura

EN

Al3Ti intermetallic phase; powder metallurgy; structure; composite

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 11
• Strony: 274--277
• Opis fizyczny: Bibliogr. 2 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Świderska-Środa A.

• Centrum Badań Wysokociśnieniowych PAN, ul. Sokołowska 29/37, 01-142 Warszawa; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Kurzydłowski K.J.

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

autor

Wyrzykowski J.W.

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

Bibliografia

• [1] Schwarz R.B., Srinivasan STR., Desch P.B., Synthesis of metastable aluminum-based intermetallics by mechanical alloying, Materials Science Forum 1992, 88-90, 595-602.
• [2] Srinivasan S., Chen S.R., Schwarz R.B., Synthesis of Al/Al3Ti two-phase alloys by mechanical alloying, Materials Science and Engineering A 1992, 153, 691-695.