Struktura strefy połączenia cząstka zbrojąca-osnowa metalowa w kompozycie stop AK64/grafit

• Autorzy: Mitko M.

Warianty tytułu

EN

The structure of the zone of joint between the reinforcing particle and the metal matrix in AK64/graphite composite

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań struktury kompozytu typu stop AK64/grafit. Kompozyt wytworzono metodę mieszania i prasowania cząstek grafitu syntetycznego ze stopem odlewniczym AK64 w stanie ciekło-stałym. Badania przeprowadzono metodami mikroskopii optycznej, mikroskopii elektronowej oraz mikroanalizy rentgenowskiej. W eutektyce stopu AK64 osadzone są globularne wydzielenia fazy a oraz cząstki grafitu (rys. 1). Przełomy próbek kompozytu wskazują, że pęknięcia przebiegają zarówno przez cząstki grafitu (rys. 2a), jak i po granicy osnowa cząstka grafitu (rys. 2b). Analiza dyfraktogramów (rys. 3) wykazała obecność tylko tych faz i składników struktury, które wprowadzono do kompozytu ze stopem osnowy i cząstkami zbrojącymi. W próbkach otrzymanych techniką preparowania cienkich folii nie zaobserwowano faz przejściowych oraz przerw ciągłości pomiędzy cząstkami grafitu a osnową metalową (rys. 4). Potwierdziły to także badania przeprowadzone metodą mikroanalizy rentgenowskiej (rys. rys. 5-7). W czasie mieszania metalu z grafitem następuje koagulacja krzepnącej fazy a i obniżenie się temperatura stopu do ok. 610°C. Ze wzrostem ilość wykrystalizowanej fazy bogatej w Al (faza a) zmienia się skład chemiczny cieczy i wzrasta jej lepkość. Sprzyja to zwilżaniu cząstek grafitu przez ciekłą fazą i w trakcie mieszania grafit jest rozprowadzany w cieczy. Końcowa krystalizacja następuje w formie metalowej podczas prasowania. Przeprowadzone badania struktury wskazują na adhezyjny typ połączenia cząstek grafitu z osnową metalową kompozytu.

EN

The paper presents the results of structural examination of AK64 alloy/graphite composite. The investigated material has been obtained by mixing AK64 cast alloy and synthetic graphite particles in the solid-liquid state and subsequent squeeze casting of the mixture. Examinations have been carried out by means of the optical and the electron microscopy, and X-ray microanalysis. The eutectic in AK64 alloy contains both globular precipitates of o phase and graphite particles (Fig. 1). Fractures of composite samples indicate that cracks propagate both across the graphite particles (Fig. 2a) and along the interface between the particle and the matrix (Fig. 2b). Diffraction pattern analysis (Fig. 3) has revealed the presence of phases and structural components which had been introduced with the matrix alloy and the reinforcing particles only. Specimens obtained by means of the thin foil technique have exhibited neither the presence of transition phases nor the lack of continuity between graphite particles and metal matrix (Fig. 4) This has been also confirmed by X-ray examinations (Figs. 5, 6, and 7). While mixing metal and graphite, the solidifying a phase coagulates and the alloy temperature drops to about 610°C. As the amount of the solidified Al-rich phase (a phase) increases, the chemical composition of the liquid phase changes and its viscosity grows. This advantageously affects the wetting of graphite by the liquid phase, which allows for distribution of graphite within the liquid phase during the mixing process. The final crystallization takes place in the metal mold under exerted pressure. The performed examinations allow for stating the adhesive type of bound between graphite particles and metal composite matrix.

Słowa kluczowe

PL

stopy aluminium; kompozyty; grafit; struktura

EN

aluminium alloys; composites; graphit; structure

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2003
• Tom: R. 3, nr 6
• Strony: 142--147
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.,wykr., rys.

Twórcy

autor

Mitko M.

• Politechnika Częstochowska, Katedra Odlewnictwa, al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Gawrilin I.W., Panfilow A.W., Balandin W.M., Osobiennosti zatwardiewanija litych kompozicionnych matieriałow sistiemy Al-Cgr, Lit. Proizw. 1990, 6.
• [2] Sobczak N., Fizykochemiczne oddziaływanie wzajemne na granicy kontaktu różnych składników, jako czynnik kształtujący strukturę i właściwości układów makroheterogenicznych, Mat. I Polskiej Konf. nt. Metalowe materiały kompozytowe, Instytut Odlewnictwa, Kraków 1992.
• [3] Gawroński J., Cholewa M., Dyspersyjny kompozyt aluminiowo-grafitowy o korzystnych własnościach trybologicznych, Mat. I Polskiej Konf. nt. Metalowe materiały kompozytowe, Instytut Odlewnictwa, Kraków 1992, 22-23.
• [4] Mitko M., Aluminium Alloy Matrix Composites with Natural Graphite Particles Fabricated by Squeeze Forming Method, CAST COMPOSITES’95, Comimission 8.1.CIATF, Zakopane 1995, 43-46.
• [5] Braszczyński J., Tomczyński S., Mitko M., Konopka Z., Zyska A., Odlewane kompozyty metalowe, II Seminarium KOMPOZYTY’97, Teoria i praktyka, Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych, Częstochowa 1997, 85-92.
• [6] Mitko M., Tomczyński S., Morphology of the structure of AlSi6Cu4 alloy/synthetic graphite composites, 7th International Conference Technologia 2001, Volume II, Bratislava 2001, 528-531.
• [7] Mitko M., Morfologia struktury kompozytu stop AK20 - grafit naturalny, Krzepnięcie Metali i Stopów (Solidification of Metals And Alloys) 2000, 2, 42, 197-203.
• [8] Braszczyński J., Konopka Z., Mitko M., Tomczyński S., Tribological Properties of Aluminium Alloy-Graphite Composites Cast by Various Methods, Mezinarodni vedecka konference VSB, Technicka Univerzita Ostrawa, Ostrava 1995, 71-76.
• [9] Tomczyński S., Mitko M., Analiza porównawcza zużycia ściernego kompozytów na bazie stopów aluminium, Acta Metallurgica Slovaca 2001, 7, 2/2, 343-347.