Analiza struktury geometrycznej powierzchni spieków ODS FeAl+Al2O3

• Autorzy: Durejko T. , Zarański Z. , Sulej S.

Warianty tytułu

EN

Analysis of surface texture of FeAl+Al2O3 oxide dispersion-strengthened sinters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Spieki ODS otrzymano, spiekając dwuetapowo mieszaninę czystych technicznie proszków żelaza i aluminium z jednoprocentowym objętościowo dodatkiem nanometrycznego [alfa]-Al2O3. W pierwszym etapie przygotowany wsad proszkowy prasowano/spiekano w dwóch wariantach technologicznych, różniących się rodzajem ciśnienia prasowania (statyczne i cyklicznie zmienne). Niejednorodne strukturalnie wypraski spiekano następnie swobodnie w osłonie argonu. Otrzymane spieki, o strukturze kompozytowej, scharakteryzowano, wyznaczając ich gęstość oraz strukturę geometryczną powierzchni (SGP) bezpośrednio po procesie technologicznym. Na podstawie uzyskanych profili chropowatości 2D opracowano krzywą nośności i określono parametry ilościowe pozwalające między innymi na wnioskowanie o odporności na zużycie ścierne badanych spieków. Dodatkowo dla każdej z próbek zarejestrowano przestrzenny profil chropowatości 3D. Weryfikację uzyskanych wyników parametrów krzywej nośności przeprowadzono na podstawie rezultatów testu odporności na zużycie ścierne metodą pin-on-disc. Dla każdego z badanych spieków określono stopień zużycia liniowego oraz ubytek masowy. Stwierdzono, że gęstość spieków zależy od zastosowanego rodzaju obciążenia podczas spiekania wstępnego. Otrzymano gęstość rzędu 91 i 94% gęstości teoretycznej, odpowiednio dla wypraski spiekanej statycznie (ODS 0 Hz) i pod obciążeniem cyklicznie zmiennym (ODS 40 Hz). Badania struktury geometrycznej powierzchni wyprasek wykazały mniejszą chropowatość i większą odporność na zużycie ścierne dla próbek po spiekaniu wstępnym z udziałem obciążenia o częstotliwości 40 Hz. Uzyskane wyniki potwierdziła próba zużyciowa, na podstawie której zarejestrowano ponad 2-krotnie mniejszy ubytek masy i zużycia liniowego dla materiałów dogęszczanych (spiekanych) podczas prasowania jednoosiowego w podwyższonej temperaturze z wymuszeniem mechanicznym w postaci obciążenia cyklicznie zmiennego.

EN

The oxide dispersion-strengthened (ODS) sinters were obtained via two-stage sintering of technically pure iron and aluminum powders with a 1% volumetric addition of nanometric [alpha]-Al2O3. In the first stage of a processing, a powder charge was compacted/sintered in two technological variants differing in compacting pressure (static or cyclically variable one). Structurally inhomogeneous powder compacts were then loosely sintered in argon envelope. The obtained sinters with composite structures were characterized through their density and surface texture (ST) immediately after technological process. On the base of measured roughness profiles a load capacity curve and quantitative parameters determining abrasive wear resistance of investigated sinters were found. Additionally, a 3D spatial roughness profile was registered for each sample. Experimental verification of the results obtained from load capacity curves was carried out in abrasive wear resistance tests using pin-on-disc method. A linear wear degree and a mass decrement were determined for each sinter. It was found that sinter density depends on a load type applied during initial sintering. Densities in the order of 91 and 94% of the theoretical value were obtained for statically sintered compact and for that under cyclically variable load, respectively. Tests of compacts' surface texture showed lower roughness and higher abrasive wear resistance for samples after initial sintering with 40 Hz load. The obtained results were confirmed by a wear test in which more than twice as low drop of mass decrement and linear wear were measured for sintered materials during uniaxial compaction in elevated temperature with mechanical force of the cyclically variable load type.

Słowa kluczowe

PL

spiek ODS; struktura geometryczna powierzchni; krzywa nośności; odporność na zużycie ścierne

EN

oxide dispersion-strengthened sinter; ODS sinter; surface structure; ST; load capacity curve; abrasive wear resistance

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 7, nr 1
• Strony: 41--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Durejko T.

autor

Zarański Z.

autor

Sulej S.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Nowych Technologii i Chemii, Katedra Zaawansowanych Materiałów i Technologii, ul. Krasińskiego 2, 00-908 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Arzt E. et al., Dispersion strengthening of intermetallics, Materials Science & Engineering 1997. A234-236, 22-29.
• [2] Moris D.G., Possibilities for high-temperature strengthening in iron aluminides, Intermetallics 1998, 6, 753-758.
• [3] Durejko T., Zarański Z., Bojar Z., Investigation of ODS Fe40Al Materials Obtained by Sintering, European Congress on Advanced Materials and Processes EUROMAT 2005FEMS, 2005.
• [4] Durejko T., Zarański Z., Sulej S., Badania właściwości spieków ODS o osnowie Fe40Al, Kompozyty (Composites) 2005, 5, 2, 39-42.
• [5] Wright R.N. et al., Microstructure and properties of an oxide dispersion strengthened iron aluminide, Materials Science & Engineering 1998, A258, 285-290.
• [6] Garcia Oca C. et al., High temperature structural coarsening of an ODS FeAl intermetallic, Intermetallics 2003, 11, 425-434.
• [7] Tomasik J., Biało D., Zastosowanie parametrów krzywej udziału nośnego do opisu mikrogeometrii powierzchni porowatych, Mechanik 2003, 1, 26-28.
• [8] Oczoś K.E., Liubimov V., Struktura geometryczna powierzchni, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2003.
• [9] Durejko T., Wpływ parametrów spiekania na morfologię fazy zbrojącej Al2O3 w spiekach na osnowie fazy FeAl, XXXII Szkoła Inżynierii Materiałowej, 2004, 465-470.
• [10] Durejko T., Sulej S., Zarański Z., Struktura spieków o osnowie Fe40Al zbrojonych nanocząstkami Al2O3, Inżynieria Materiałowa 2006, 3, 588-590