Modyfikacja właściwości mechanicznych faz międzymetalicznych z układu Ti-Al cząstkami TiB2

• Autorzy: Kostecki M. , Olszyna A.

Warianty tytułu

EN

Modification of mechanical properties of TiAl intermetallic matrix by introducing TiB2 ceramic

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań nad modyfikacją właściwości mechanicznych stopów na osnowie TiAl ([alfa]2+[gamma]). Jako surowce do badań posłużyły proszki: TiAl, produkcji Alfa Aesar, oraz TiB2, dostarczony przez Borax Consolidated Ltd. Czystość chemiczna użytych do eksperymentu proszków wynosiła 99,5%. Średnia wielkość cząstek TiAl wynosiła 12,7 žm oraz dla TiB2 1,6 žm (rys. 2). Z surowców proszkowych wykonano mieszaniny TiAl+x%TiB2 dla x = 0,10, 20, 30, 40% wag. drogą homogenizacji w młynku agatowym w alkoholu etylowym. Po wysuszeniu proszki granulowano, a następnie formowano metodą prasowania jednoosiowego pod ciśnieniem 20 MPa i doprasowywano izostatycznie pod ciśnieniem 120 MPa. Kompozyty otrzymane w wyniku spiekania charakteryzują się wysoką gęstością względną 95+98% (rys. 4) oraz twardością na poziomie 514 HV30 (rys. 5). Krytyczny współczynnik intensywności naprężeń osiągnął najwyższą wartość (K(IC) = 16 MPa x m1/2) dla kompozytu o udziale 10% wag. TiB2 (rys. 6). Mechanizm odpowiedzialny za wzmocnienie w badanych kompozytach związany jest z wyhamowaniem i odchylaniem pęknięć na cząstkach fazy ceramicznej (rys. 7).

EN

The study is concerned with improving the mechanical properties of TiAl ([alpha]2+[gamma]) by introducing ceramic particles of titanium diboride (TiB2) into its matrix. The material examined was prepared of the TiAl powder (manufactured by the Alfa Aesar) and the TiB2 powder (delivered by the Borax Consolidated Ltd), of a purity of 99.5%. The average size of the TiAl and TiB2 particles was 12.7 žm and 1.6 žm, respectively (Fig. 2). The powders were mixed by homogenizing in an agate mill filled with ethanol, to produce mixtures of various weight proportions: TiAl+xwt.%TiB2 with x = O, 10, 20, 30, 40 wt.%, by homogenizing in an agate mili filled with ethanol. After drying, the powders were granulated and subjectcd to uniaxial pressing under a load of 20 MPa and then again pressed under isostatic pressure of 120 MPa. The samples were sintered under a pressure of 35 MPa (HP) in an argon atmosphere at the temperature T = 1250°C for 1 h. After sintering, the composite shows a high relative density 95+98% (Fig. 4), hardness of 514 HV30 (Fig. 5) and a high stress intensity factor K(IC) = 16 MPa x m1/2 (value obtained for the TiAl+10wt.%TiB2 composite) (Fig. 6). The increased strength of the TiAl+10wt.%TiB2 composites can be attributed to the presence of the TiB2 ceramic grains. The hardening occurs as a result of the cracks formed in the ceramic phase particles being deflected and bridged (Fig. 7).

Słowa kluczowe

PL

faza międzymetaliczna; kompozyt; odporność; kruche pękanie

EN

intermetallic; composite; fracture toughness

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 6, nr 3
• Strony: 65--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Kostecki M.

autor

Olszyna A.

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

Bibliografia

• [1] Bystrzycki J., Garbacz H., Przetakiewicz W., Kurzydłowski K.J., Inżynieria Materiałowa 2001, l, 8-10.
• [2] Froes F.H., Suryanarayana C., Eliezer D., Journal of Material Science 1992, 27, 5113-5140.
• [3] Stroosnijder M.F., Haanappel V.A.C., Clemens H., Materials Science and Engineering 1997, A239-240, 842-846.
• [4] Tetsui T., Intermetallics 2002, 10, 239-245.
• [5] Appel F., Wagner R., Material Science and Engineering 1998, R22, 187-268.
• [6] Garbacz H, Rozprawa doktorska, 1997, 13.
• [7] K. Sharvan Kumar, ISIJ International 1991, 31, 10, 1249-1259.
• [8] Ward-Close C.M., Minor R., Doorbar P.J., Intermetallics 1996, 4, 217-229.
• [9] Mroz C., Advanced Refractory Technologies Inc, American Ceramic Society Bulletin 1995, 74, 6, 164-165.
• [10] Huang S.C., Chesnutt J.C., Structural Application of Intermetallic Compound, John Wiley & Sons Ltd. 2000.
• [11] Biesiada K., Olszyna A., Kompozyty Ti3Al-ZrO2, Kompozyty (Composites) 2003, 3, 182-186.
• [12] Ponton C.B., Rawling R.D., Materials Science and Technology 1989, 5, 865.