Struktura i wybrane własności kompozytów warstwowych ze stopów Fe-Al otrzymanych metodą metalurgii proszków po zagęszczaniu w matrycy zamkniętej

• Autorzy: Szczepanik S. , Wojtaszek M.

Warianty tytułu

EN

Structure and properties of closed-die forged Fe-Al powder layer composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wybrane wyniki badań kompozytów warstwowych ze skokowym gradientem składu chemicznego, otrzymanych z proszku aluminium RAl-1 i mieszanek tego proszku z proszkiem żelaza WPL w ilościach 30 i 40% atomowych. Wypraski z proszku aluminium i mieszanek proszków wstępnie zagęszczano, a następnie nagrzewano do temperatury 480° C i odkształcano przy tej temperaturze w warunkach izotermicznych. Badano strukturę, własności mechaniczne i przełomy składowych materiałów warstwowych i otrzymanych z nich kompozytów warstwowych w stanie po odkształceniu oraz po dodatkowym wyżarzaniu. W wyniku zagęszczania otrzymano z proszku aluminium i jego mieszanek z proszkiem żelaza tworzywa konstrukcyjne o dużym zagęszczeniu. W mikrostrukturze materiałów Fe-Al występują obszary bogate w aluminium lub żelazo oraz strefy przejściowe faz o twardości wynoszącej žHV0,02 = 1240. Strefy przejściowe Fe-Al charakteryzują się obniżoną plastycznością w odniesieniu do składników metali wyjściowych, tj. żelaza i aluminium. Wykazano, że przez konstrukcję warstwowego kompozytu można sterować własnościami wyrobu, które zależeć będą od składu chemicznego oraz sposobu ułożenia warstw. Wytrzymałość na zginanie kompozytu wynosi 90+105 MPa. Znajomość własności wytworzonych materiałów przy różnych schematach ułożenia poszczególnych warstw pozwala na wybór najbardziej efektywnego wariantu w zależności od wymaganych w konkretnym przypadku własności produktu.

EN

To obtain alloys with intermetallic phases metallurgical processes and PM routes are used. The research focuses mainly on the materials obtained in the metallurgic route. The main disadvantage of the alloys based on Fe-Al phases is their low plasticity at room temperature and low strength at elevated temperatures. The aim of the research in this paper is to determine the influence of hot deformation and heat treatment of the preforms obtained from a mixture of iron and aluminium powders as well as the influence of the multilayer geometry of hot consolidated layer composite samples on the density and mechanical properties of these materials. The paper presents the results of the research of Fe-Al materials after hot consolidation of the Fe-Al PM performs. Fe-Al PM Fe-Al [30 and 40 wt. %] PM layer performs were cold pressed and consolidated by hot closed-die forging at 480°C to yield high-density composites. Microstructures and mechanical properties were studied after consolidation, and also after 4 h heat treatment at 550° C. After consolidation hardness of the base materials was in the range 25÷43 HB, after heat treatment 25÷62 HB, and bend strengths then in the range 83÷91 MPa. Fe-Al phases on the boundary surfaces of the specimens had microhardness žHV0.02 of 1240. Bend strengths of composite samples were in the range 90÷105 MPa, depending on chemical composition and layer geometry of the specimens. The plasticities of Fe-Al composites were smaller than of the starting metals. Fractographs of bend specimens show regions of brittle in area reach in iron and Fe-Al phases, and ductile failure in aluminium - rich regions. These data can contribute to design of layer materials for specific applications utilising the PM route and closed-die forging.

Słowa kluczowe

PL

metalurgia proszków; zgęszczanie; struktura; własności mechaniczne; przełomy; kompozyt warstwy

EN

powder metallurgy; consolidation; structure; mechanical properties; fracture; layer composite

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 8, nr 4
• Strony: 317--321
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., zdj.

Twórcy

autor

Szczepanik S.

autor

Wojtaszek M.

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

Bibliografia

• [1] Barcik J., Cebulski J., Intermetallic compound based Fe40Al as cast alloy- chemical composition, microstructure and properties, Inżynieria Materiałowa 1998, 4, 901-904.
• [2] Kupka M, Struktura i właściwości stopów na osnowie fazy FeAl otrzymanych w procesach metalurgicznych, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 2005.
• [3] Oleszak D., Proszki kompozytowe FeAl-Al2O3 i NiAl-Al2O3 otrzymywane metodą mechanicznej syntezy, Kompozyty (Composites) 2001,1,76-78.
• [4] Godlewska E., Mania R., Szczepanik S., Koziński S., Krawiarz J., Some useful properties of FeAl intermetallic obtained by self-propagating high-temperature synthesis, Inżynieria Materiałowa 2001, 4, 354-357.
• [5] Szczepanik S., Godlewska E., Mania R., Influence of hot forming on the properties of Fe-Al intermetallic materials, Proc. 8th Inter. Conf. on Metal Forming - Metal forming 2000, ed. Pietrzyk et al., Balkema, Rotterdam 2000, 477-484.
• [6] Godlewska E., Mania R., Szczepanik S., Selected properties of Fe-Al intermetallics prepared by various processsing routes, Proc. Int. Conf. Enviromental Degradation of Engineering Materials, Gdańsk-Jurata 1999, 347-352