Struktura heterofazowych aluminiowych odlewów kompozytowych zawierających węgliki chromu i tytanu

• Autorzy: Dolata-Grosz A. , Formanek B. , Śleziona J. , Wieczorek J.

Warianty tytułu

EN

Structure of heterophases aluminium cast composites contained chromium and titanium carbides

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono proces otrzymywania i strukturę odlewanych kompozytów aluminiowych z kompozytowymi proszkami zawierającymi heterofazowe umocnienie w postaci węglika chromu i tytanu. Fazy zbrojące otrzymano, stosując mieszaninę proszków kompozytowych typu NiCr-Cr3C2-TiC, uzyskaną w procesie samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej (SHS). Strukturę i skład fazowy kompozytowego proszku zastosowanego do modyfikacji stopu aluminium pokazano na rysunkach 1-3. Do wytworzenia kompozytów typu AlMg1O/NiCr-Cr3C2-TiC zastosowano dwie odlewnicze metody: metodę mechanicznego mieszania zawiesiny kompozytowej, którą przeprowadzono w temperaturze 720°C i metodę odlewania odśrodkowego z zastosowaniem pionowej osi wirowania. Uzyskane odlewy charakteryzowały się złożoną strukturą faz o różnej morfologii i składzie chemicznym. Opracowany proces wytwarzania kompozytów pozwala w różnych wariantach technologicznych na modyfikacje struktury stosowanych odlewniczych stopów aluminium.

EN

The process of producing and the structure of aluminium matrix cast composites with composite powders containing chromium and titanium carbides has been presented in the article. The reinforcing phases were using by NiCr-Cr3C2-TiC powder mixtures formed in a self-propagating high-temperature synthesis process (SHS). The structure and phase composition of the composite powder used for the matrix alloy modification are shown in Figures 1-3. A composite alloys AlMg1O/NiCr-Cr3C2-TiC was produced by two casting methods: mechanical mixing at 720°C and centrifugal casting with vertical rotational axis, after which its structure was determined. Optical microscopy, electron scanning microscopy and X-ray phase analysis were used to characterize the microstructure of the composites produced. The structure of the composite casts obtained by the mechanical mixing processes are presented in Figures 4 and 5. The fabricated AlMCs are characterized by the complex structure of different morphology and chemical constitution reinforcing phases. The designed process allows for the structure modification of the applied casting aluminium alloys in different technological variants. The macrostructure and microstructure of aluminium cast composite obtaining by the centrifugal method are presented in Figure 6.

Słowa kluczowe

PL

stop aluminium; proszek kompozytowy; mieszanie; odlewanie; struktura

EN

aluminium; composite powder; intermetallic phase; mechanical mixing; casting; structure

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 5, nr 3
• Strony: 81--85
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Dolata-Grosz A.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Formanek B.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Nauki o Materiałach, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Śleziona J.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Wieczorek J.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

Bibliografia

• [1] Śleziona J., Kształtowanie właściwości kompozytów stop Al-cząstki ceramiczne wytwarzanych metodami odlewniczymi, ZN Politechniki Śląskiej, Hutnictwo nr 47, Gliwice 1994.
• [2] Dolata-Grosz A., Śleziona J., Czynniki determinujące kształtowanie struktury w kompozytach Al.-cząstki ceramiczne w procesie odlewania odśrodkowego, Inżynieria Materiałowa 2003, 6 (137), 613-616.
• [3] Dolata-Grosz A., Śleziona J., Wieczorek J., Dyzia M., Structure and functional quality properties of composites sleeves obtaining by centrifugal casting, Acta Metallurgica Slovaca 2002, 8, 2, 283-288.
• [4] Posmyk A., Śleziona J., Dolata-Grosz A., Wieczorek J., Reibungs- und Schmierungsverthalten von Aluminium - legierungen mit einem verstärkten Oberflächenbereich, Technische Akademie Esslingen, 12th International Colloquium, January 11-13, 2000, Tribology 2000 - Plus.
• [5] Lakshmi S., Lu L., Gupta M., In situ preparation of TiB2 reinforced Al based composites, Journal of Materials Processing Technology 1998, 73, 160-166.
• [6] Fraś E., Janas A., Kolbus A., Odlewany kompozyt aluminiowy in situ umacniany cząstkami borków tytanu, Kompozyty (Composites) 2001, 1, 1, 23-27.
• [7] Fraś E., Janas A., Wierzbiński S., Kolbus A., Odlewane aluminiowe kompozyty in situ, umacniane węglikami tytanu , IV Międzynarodowa Konferencja Naukowa Zapewnienie jakości w odlewnictwie 2000, Krzepnięcie Metali i Stopów PAN 2000, 2, 43, 167-176.
• [8] Fraś E., Janas A., Kolbus A., Górny M., Synteza kompozytów in situ Al-TiC oraz Cu-TiC z wykorzystaniem gazu reaktywnego, Inżynieria Materiałowa 2000, 21, 2, 48-55.
• [9] Dolata-Grosz A., Formanek B., Śleziona J., Wieczorek J., Aluminium hybrid Composites reinforced with intermetallic and ceramic phases, Archives of Foundry 2004, 4,14, 126- -131.
• [10] Dolata-Grosz A., Formanek B., Śleziona J., Wieczorek J., Al- FeAl-TiAl-Al2O3 composite with hybrid reinforcement, COMMENT 2005, 13th Int. Sc. Con. Achievements in Materials and Mechanical Engineering AMME 2005, Journal of Materials Processing Technology, Elsevier, w druku.
• [11] Dyzia M., Śleziona J., Dolata-Grosz A., Wieczorek J., Application of Al-FeOTiO2 System to the Preparing of In-Situ Aluminium Composites Reinforced with Ceramic and Intermetallic Phases, European Congress on Advanced Materials and Process, Euromat 2002, Lozanna.
• [12] Dolata-Grosz A., Śleziona J., Wieczorek J., Formanek B., Struktura odlewów odśrodkowych w kompozytach Al-FeO • •TiO2, Kompozyty (Composites) 2004, 4, 10, 164-169.
• [13] Zyska A., Braszczyńska-Malik K.N., Struktura kompozytów Al-(TiB2+Al2O3)p wytwarzanych metodą in situ, Kompozyty (Composites) 2004, 4, 11, 236-240.
• [14] Yoshimi Watanabe, Tatsuru Nakamura, Microstructures and wear resistances of hybrid Al-(Al3Ti+Al3Ni) FGMs fabricated by a centrifugal method, Intermetallics 2001, 9, 33- -43.
• [15] Formanek B., Swadźba L., Szymański K., Microstructure and corrosion resistance of HVOF sprayed chromium and chromium carbides coatings, Materials Week, Cincinnati, USA, October 1996.
• [16] Formanek B., Szymański K., Szczucka-Lasota B., Bierska B., Kompozytowe proszki i natryskiwane cieplnie powłoki z osnową NiCr i fazami międzymetalicznymi, Inżynieria Materiałowa 2003, 6 (137), 412-416.
• [17] Formanek B., Bielajew K., Szymański K., Szala J., Talako T., Struktura kompozytowego proszku NiCr-Cr3C2, TiC otrzymywanego w procesie samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej, IX Seminarium Naukowe Nowe Technologie i Materiały w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, Katowice, maj 2001, 287-290.
• [18] Formanek B., Szymański K., Szczucka-Lasota B., Structure of composite powders with Ni-Cr matrix and FeAl phases, carbides and aluminium oxide, Kompozyty (Composites) 2002, 2, 5, 278-282.
• [19] He J., Ice M., Lavernia E.J., Synthesis and Characterization of Nanostructures Cr3C2-NiCr Elsevier Science, Nanostructure Materials 1998, 10, 8, 1271-1283.
• [20] Pandey A.B., Mishra R.S., Mahajan Y.R., Effect of isothermal heat treatment on the creep behavior of an AlTiCp composite, Materials Science and Engineering 1996, A206, 270-278.
• [21] Velgosova O., Besterci M., Influence of stain rate and temperature on fracture mechanism of dispersion strengt, hened Al-12Al4C3 system, Materials Letters 2003, 57, 4014- 4017.
• [22] Schuster J.C., Du Y., Thermodynamic description of the system Ti-Cr-C, Calphad 1999, 23, 3, 393-408.
• [23] Morsi K., McShane H., McLean M., Effect of specimen size on the composition of hot extrillion reaction synthesized NiAl, Journal of Materials Science Letters 2000, 19, 331- -332.
• [24] Dolata-Grosz A., Formanek B., Śleziona J., Aluminium matrix cast composites (AlMCCs) with hybrid reinforcement, 46th Int. Sc. Con. Foundry - Solidification and Crystallisation FOUND 2005 in Comment 2005, Archieve of Foundry 2005, 5, 15 (w druku).