Konstytuowanie warstwy wierzchniej spieków FeAl+Al2O3 mikroobróbką elektroerozyjną

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

Warianty tytułu

EN

Surface layer of FeAl+Al2O3 composites constituted by electrical discharge machining

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kompozyty na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl umacniane cząstkami Al2O3 są postrzegane jako zamienniki dla obecnie stosowanych stopów żaroodpornych i żarowytrzymałych. Wytwarzanie tego typu materiałów tradycyjnymi metodami topienia i odlewania wiąże się ze stosowaniem dodatkowej, skomplikowanej obróbki cieplno-plastycznej, co znacznie wydłuża i podraża proces technologiczny. Prowadzone badania technologiczne kompozytów FeAl+Al2O3 wskazują na przydatność podczas ich wytwarzania technik z obszaru metalurgii proszków. Powoduje to jednak znaczne ograniczenia, jeśli chodzi o obróbkę końcową spieku. W tym przypadku jedną z metod kształtowania struktury warstwy wierzchniej może być obróbka elektroerozyjna. W badaniach prezentowanych w niniejszej pracy jako materiał badawczy wykorzystano kompozyty FeAl+Al2O3 otrzymane metodą dwuetapowego spiekania mieszaniny czystych technicznie proszków żelaza i aluminium. Właściwości warstwy wierzchniej kształtowano za pomocą zgrubnej i wykańczającej obróbki elektroerozyjnej drutem o średnicy 0,1 i 0,25 mm (WEDM). Przeanalizowano wpływ wariantów obróbki elektroerozyjnej na strukturę geometryczną warstwy wierzchniej. Na podstawie krzywej nośności wyznaczono parametry charakteryzujące badane spieki pod względem odporności na zużycie ścierne. Dodatkowo określono zmiany mikrostruktury w warstwie wierzchniej spieków.

EN

The iron aluminides FeAl have been among the most widely investigated intermetallics. For example, they have relatively low density, high stiffness, and excellent resistance to oxidation and corrosion at elevated temperature. Their major disadvantages is the susceptibility to environmental embrittlement at room temperature, very poor strength and creep resistance above 600° C. This problem can be partially solved by microalloying and oxide dispersion strengthening (ODS). The cost of manufacturing process is essential part of all costs, especially for new materials, so there are many trials to introduce unconventional solutions of processing or to modificate well known technologies, such powder metallurgy (PM). We proposed a PM process termed sintering at cyclic loading, as an alternative fabrication method, by which dense FeAl intermetallics were produced successfully from elemental powder mixtures with addition nanosize Al2O3. The FeAl+Al2O3 composite was obtained by two-stage sintering of elemental iron and aluminium powders with a 1% volumetric addition of nano-Al2O3. In the first stage of a processing, a powder charge was compacted/sintered under cyclically pressure. Structurally inhomogeneous powder compacts were then loosely sintered in argon atmosphere. The obtained sinters with composite structures were treated via two-variant (different wire diameter - 0.1 and 0.25 mm) roughing and finishing wire electrical discharge machining (WEDM). Sinters microstructure and surface texture (ST) after WEDM process were analyzed. 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. It was found that height of roughness after 0.25 mm wire finishing EDM is about one and a half time and three times lower than sinter roughness after 0.1 mm wire roughing and 0.1 mm wire finishing EDM, respectively.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty FeAl+Al2O3; struktura geometryczna powierzchni SGP; obróbka elektroerozyjna; krzywa nośności

EN

FeAl+Al2O3 composite; surface texture (ST); electrical discharge machining (EDM); load capacity curve

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 8, nr 2
• Strony: 190--194
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., zdj.

Twórcy

autor

Durejko T.

autor

Zarański Z.

autor

Sulej S.

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

Bibliografia

• [1] Moris D.G., Possibilities for high-temperature strengthening in iron aluminides, Intemetallics 1998, 6, 753-758.
• [2] Arzt E. et al., Dispersion strengthening of intermetallics, Materials Science & Engineering 1997, A234-236, 22-29.
• [3] Durejko T., Jóźwik P., Karczewski K., Spieki na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl - wytwarzanie i właściwości, XXXI Szkoła Inżynierii Materiałowej, 2003, 335-341.
• [4] Tomasik J., Biało D., Zastosowanie parametrów krzywej udziału nośnego do opisu mikrogeometrii powierzchni porowatych, Mechanik 2003, 1, 26-28.
• [5] Oczoś K.E., Liubimov V., Struktura geometryczna powierzchni, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2003.
• [6] Durejko T., Zarański Z., Sulej S., Analiza struktury geometrycznej powierzchni spieków ODS FeAl+Al2O3, Kompozyty (Composites) 2007, 7, 1, 41-45.
• [7] Durejko T., Sulej S., Zarański Z., Struktura spieków o osnowie Fe40Al zbrojonych nanocząstkami AI2O3, Inżynieria Materiałowa 2006, 3, 588-590