Morfologia i segregacja fazy wzmacniającej w odlewanym kompozycie AlSi-CrFeC

• Autorzy: Dulęba A. , Cholewa M.

Warianty tytułu

EN

Morphology and segregation reinforced phase in AlSi-CrFeC composite cast

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono technologiczną i materiałową koncepcję wytwarzania kompozytów. Osnowę stanowił stop AlSi12Cu2Fe, do którego wprowadzono cząstki CrFe36C9. Kompozyty zostały wytworzone w technice ex situ poprzez wprowadzenie cząstek do ciekłego stopu aluminium w piecu indukcyjnym i mieszanie zawiesiny kompozytowej w tyglu. Udział wagowy cząstek wynosił 10%, a czas mieszania 90 s. Wytworzoną zawiesinę kompozytową zalewano do form skorupowych. Proces kształtowania struktury podczas krzepnięcia odlewu kompozytowego jest zależny od wielu czynników, m.in. od wielkości i udziału objętościowego faz wzmacniających, a także od rodzaju i własności użytego wzmocnienia. Dlatego własności kompozytów mogą być kontrolowane poprzez zmianę typu, zawartości czy wielkości cząstek wzmacniających. Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu wielkości wprowadzanych cząstek CrFeC na rozmieszczenie fazy węglikowej w osnowie kompozytu. Analizowano segregację grawitacyjną. Koncepcję technologiczną przeprowadzonych badań oparto na założeniu, że chromowa osnowa wprowadzanych do stopu aluminium cząstek CrFeC ulegnie rozpuszczeniu, a powstałe fazy węglikowe stanowić będą rzeczywiste wzmocnienie kompozytu. Przeprowadzono badania struktury kompozytów, które obejmowały: ocenę udziału objętościowego fazy wzmacniającej, obserwacje zgładów na mikroskopie optycznym i skaningowym. Dokonano ilościowej analizy rozmieszczenia fazy wzmacniającej. Ilościową analizę fazową wykonano metodami dyfrakcji promieni rentgenowskich na dyfraktometrze. Do identyfikacji faz zastosowano analizę punktową.

EN

In this paper technological and material conception of composites manufacturing was shown. As the matrix of composites used the aluminium alloy with silicon AlSi12Cu2Fe. As the reinforcing particles used CrFe36C9. Composites was produced in ex situ technique through the pour participles (10%) into liquid aluminium matrix in inductive furnace and stirring composite suspension in the crucible. The time of stirring was 90 s. The composite suspension was cast into the shell moulds. The process of forming the structure in the time of solidification of the composite cast is depending of many factors, first of all on the size and volume fraction of the reinforcing phases as well as on the kind and the properties of the using reinforcement. Therefore the properties of composites can be controlled through changes in the type, content and dimension of reinforcing particles. The purpose to this investigation was definition influence to particles dimension CrFeC into distribution of reinforcing carbide phase in the matrix composites. Segregation by gravity was investigated. Technological conception of investigations was based on assumption that chromic matrix of CrFeC participles become dissolve in aluminium composite matrix, and carbide phases were became real reinforcement of composite. The investigation of composite structure was executed. The examination of composites structure included: estimation of reinforced phases volume fraction, optical microscopy, scanning microscopy of fractures. Quantitative phase analysis with use method X-ray diffraction on diffractometer was carried. To identification of phases point analysis was used.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt; dyspersja; faza wzmacniająca; struktura

EN

composite; dispersion; reinforced phase; structure

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 10, nr 3
• Strony: 200--205
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dulęba A.

autor

Cholewa M.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Katedra Odlewnictwa, ul. Towarowa 7, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• [1] Braszczyński J., Zyska A., Problemy krzepnięcia kompozytów odlewanych, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji 1998, 18, nr spec.
• [2] Chen N., Zhang H., Gu M., Jin Y., Effect of thermal cycling on the expansion behavior of Al/SiCp composite, Journal of Materials Processing Technology 2009, 209.
• [3] Yilmaz S.O., Comparison on abrasive wear SiCrFe, CrFeC and Al2O3 reinforced Al2024 MMCs, Tribology International 2007, 40.
• [4] Hemanth J., Quartz (SiO2p) reinforced chilled metal matrix composite (CMMC) for automotive applications, Materials and Design 2009, 30.
• [5] Baron C., Bartocha D., Szajnar J., The determination of the composite layer thickness with the use of software Nova-Flow&Solid and Preforma 1.1, Archives of Foundry Engineering 2008, 1(8).
• [6] Miracle D.B., Metal matrix composites - From science to technological significance, Composites Science and Technology 2005, 65.
• [7] Ünlü B.S., Atik E., Tribological properties of journal bearings manufactured from particle reinforced Al composites, Materials and Design 2009, 30.
• [8] Cholewa M., Heat flow description during crystallization process of cast dispersive composites, Archives of Foundry Engineering 2007, 1(7).
• [9] Cholewa M., Przykładowe założenia w badaniu krzepnięcia odlewanych kompozytów dyspersyjnych, Kompozyty (Composites) 2006, 6, 3.
• [10] Cholewa M., Formanek B., Dulęba A., Stawarz M., Aluminium composites casting in rotating magnetic field, Archives of Foundry Engineering 2008, 8, 1.
• [11] Cholewa M., Model of heat flow during crystallisation of cast composites, Journal of Achievments in Materials and Manufacturing Engineering 2007, 25.
• [12] Cholewa M., Structure evaluation of cast dispersive AlSi-CrxCy composites, Archives of Foundry Engineering 2008, 8, Spec., 3.
• [13] Cholewa M., Kondracki M., Stawarz M., Technological aspects of AlSi-CrxCy composite casting manufacturing with use of permanent moulds, Archives of Foundry Engineering 2008, 8, Spec. 3.
• [14] Perzyk M., Myszka D., Cholewa M., Opis metody wprowadzania i osadzania elementów zbrojących do osnowy technicznie użytecznych odlewów kompozytowych, Krzepnięcie Metali i Stopów 2000, 44, 2.
• [15] Hyla I., Śleziona J., Możliwości sterowania rozmieszczeniem zbrojenia w procesie krzepnięcia kompozytów zbrojonych cząstkami, Krzepnięcie Metali i Stopów 1998, 38.
• [16] Stefanescu D.M., Dhindaw B.K., Kacar S.A., Moitra A., Behavior of ceramic particles at the solid/liquid metal interface in metal matrix composites, Metall. Trans. 1988, 19A(11).
• [17] Garvin J.W., Udaykumar H.S., Particle-solidification front dynamics using a fully coupled approach, Part I. Methodology, J. Cryst. Growth 2003, 252(1).