Wybrane właściwości materiałów wielowarstwowych otrzymanych z kompozytów na osnowie proszku aluminium przez kucie na gorąco w matrycy zamkniętej

• Autorzy: Szczepanik S. , Wojtaszek M.

Warianty tytułu

EN

Some properties of multi-layer pM aluminium matrix composites after hot closed - die forging

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań otrzymywania wyrobów wielowarstwowych ze skokowym gradientem składu chemicznego z metalowych materiałów kompozytowych, otrzymanych z proszku aluminium RAl-1 i mieszanek tego proszku ze stopowym proszkiem Al17Si5Fe3Cu1,1Mg0,6Zr (oznaczony Al17) w ilości 20, 40 i 60% masowych. Zagęszczone wstępnie na zimno wypraski z proszku aluminium i z mieszanek proszków nagrzewano do temperatury 485°C i odkształcano w podgrzewanych matrycach zamkniętych na prasie śrubowej. Dla otrzymanych w ten sposób materiałów określono takie właściwości, jak: gęstość, twardość, wytrzymałość na rozciąganie, zginanie i na ściskanie w stanie po odkształceniu i po przesycaniu oraz starzeniu. Gęstość wyrobów po tych zabiegach odpowiada gęstości teoretycznej. Wszystkie badane właściwości mechaniczne z wyjątkiem wytrzymałości na rozciąganie zwiększają się wraz ze wzrostem zawartości stopu aluminium w kompozytach. Wytrzymałość na rozciąganie osiąga wartość największą dla zawartości 40% mas. proszku stopowego. Ze wzrostem zawartości proszku stopowego maleje odkształcenie krytyczne podczas ściskania. Wytworzono wyroby wielowarstwowe w analogicznych warunkach jak materiały kompozytowe. Dla tworzyw warstwowych zbadano ich właściwości podczas zginania w zależności od składu chemicznego warstw i sposobu ich ułożenia w stosunku do kierunku obciążenia. Stwierdzono, że wytrzymałość na zginanie silnie zależy od sposobu ułożenia warstw w odniesieniu do kierunku obciążenia próbki podczas badań.

EN

Manufacturing of layer specimens with gradient chemical compositions from mixtures of aluminium RAl1 and aluminium alloy Al17Si5Fe3Cu1.1Mg0.6Zr (designated Al17) was investigated. The preforms were manufactured by cold pressing - such that the concentration changed from 0 to 60% alloy at 20% intervals. Preforms and gradient layer preforms were closed - die forged at 485oC on a screw press. The structure and the mechanical properties after forging and additional heat treatment were investigated. Microstructure examination indicated no porosity in all samples. The influence of chemical composition on mechanical properties in tensile, bending and compression tests was examined. With increasing Al17 content, an increase in the compression and bend strengths appeared. Highest tensile strength was recorded for 40% Al17 content. The critical strain during a compression test decreased with an increase of Al17 powder in the composites. The multi layer materials were manufactured as the composites. The dependences of the bend strength on construction of specimens, gradient of chemical composition and manner of their loading were analysed. Tests were carried out parallel to the concentration gradient in these specimens. Layer Al-60%Al17 on top of the specimens (specimen DCB) resulted in higher values than when the top layer had the highest aluminium concentration (specimen BCD).

Słowa kluczowe

PL

lekki materiał kompozytowy; osnowa aluminium; materiał wielowarstwowy; kucie; matryca zamknięta; właściwości mechaniczne

EN

aluminium matrix composite; layer material; closed-die forming; mechanical properties

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 9, nr 3
• Strony: 256--259
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szczepanik S.

autor

Wojtaszek M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Neubrand A., Rödel J., Gradient materials: an overview of a novel concept, Zeitschrift für Metallkunde 1997, 88, 358-371.
• [2] Kieback B., Meyer-Olbersleben F., Bautaile mit konträren Eigenschaften aus Gradientenwerkstoffen herstellbar, Maschinenmarkt 1999, 105, 38-40.
• [3] Raβach S., Lehnert W., Simulation of the deformation of graded materials, Advanced Engineering Materials 2000, 2, 442-444.
• [4] Szczepanik S. Krawiarz J., Struktura i wybrane własności kompozytu z gradientem składu chemicznego otrzymanego z proszku aluminium i stopu Al-Si-Fe-Cu-Mg, Kompozyty (Composites) 2008, 4, 367-374.
• [5] Szczepanik S., Raβbach S., Hot forming of aluminium based gradient materials, ESAFORM the 5th international conference on Material forming. Kraków 2002, April 14–17, eds. M. Pietrzyk, Z. Mitura, J. Kaczmar, Publishing House ,,Akapit”, Kraków 2002, 335-338.
• [6] Szczepanik S., Wojtaszek M., Struktura i wybrane własności kompozytów warstwowych ze stopów Fe-Al otrzymanych metodą metalurgii proszków po zagęszczaniu w matrycy zamkniętej, Kompozyty (Composites) 2008, 4, 317-321.
• [7] Szczepanik S., Wpływ zagęszczania na gorąco wyprasek z mieszanek proszków aluminium i stopu Al17Si3,3Cu1,4 Mg0,6Zr na własności otrzymanych materiałów, Rudy i Metale Nieżelazne 2007, 11, 707-711.