Nanostructuring in powder metallurgy and forging technologies

• Autorzy: Leshchynsky V. , Wiśniewska-Weinert H.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In recent years, near-nano (submicron) and nanostructured materials have attracted more and more attention from the materials community. Nanocrystalline materials are characterized by a microstructural length or grain size of up to about 100 nm. Materials having grain size of 0.1-0.3 mm are classified as submicron materials. Nanocrystalline materials possess unique mechanical properties. When the grain size is below a critical value (10-20 nm), more than 50% (by volume) of atoms is associated with grain boundaries or interfacial boundaries. In this respect, dislocation pile-ups cannot form, and the Hall-Petch relationship for conventional coarse-grained materials is no longer valid. Therefore, grain boundaries play a major role in the structure formation of nanocrystalline materials. Nanocrystalline materials exhibit creep and super plasticity at lower temperatures than conventional micro-grained counterparts. In this review paper, current developments in fabrication, microstructure, physical and mechanical properties of nanocrystalline and submicron materials made by Powder Metallurgy and Forging techniques will be addressed. Particular attention is paid to the properties characterization of submicron composites.

PL

W ostatnich latach coraz większym zainteresowaniem materiałoznawców cieszą się materiały prawie nanostrukturalne (submikronowe) i nanostrukturalne. Materiały nanokrystaliczne charakteryzują się mikrostrukturalną długością i wielkością ziaren do 100 nm. Materiały o wielkości ziarna 0,1-0,3 mm klasyfikowane są jako materiały submikronowe. Materiały nanokrystaliczne posiadają unikalne własności mechaniczne. Gdy wielkość ziarna jest poniżej wartości krytycznej (10-20 nm), ponad 50% (objętościowo) atomów związanych jest z granicami ziaren lub granicami międzyfazowymi. W tej sytuacji nie mogą powstawać nawarstwienia dyslokacyjne i zależność Hall-Petch obowiązująca dla konwencjonalnych materiałów gruboziarnistych nie ma już zastosowania. Zatem, granice ziaren odgrywają ważną rolę w tworzeniu struktury materiałów nanokrystalicznych. Materiały nanokrystaliczne wykazują pełzanie i nadplastyczność w niższych temperaturach niż ich konwencjonalne odpowiedniki mikroziarniste. W tym przeglądzie kierujemy uwagę na bieżące postępy w wytwarzaniu: mikrostrukturę, własności fizyczne i mechaniczne materiałów nanokrystalicznych wytwarzanych technikami metalurgii proszków i kucia. Szczególną uwagę zwraca się w tej pracy na własności kompozytów submikronowych.

Słowa kluczowe

EN

powder metallurgy; nanocristalline material; nanostructure; composite; property

PL

metalurgia proszków; materiał nanokrystaliczny; nanostruktura; kompozyt; własność

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 19, nr 4
• Strony: 19--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Leshchynsky V.

autor

Wiśniewska-Weinert H.

• Instytut Obróbki Plastycznej, Poznań

Bibliografia

• [1] C.C. Koch, J Mater Sci 42(2007) 1403–1414
• [2] S.C. Tjong, H. Chen, Materials Science and Engineering R 45 (2004) 1–88
• [3] H. Gleiter, Nanocrystalline Materials. Progress of Material Science 33 (1989) 223-315
• [4] M. A. Meyers, A. Mishra, D. J. Benson, JOM; 58 (4), (2006) pp 41-48
• [5] C.C. Koch, Nanostructured Mater 2 (1993)109
• [6] C.C. Koch, in: Processing of metals and alloys, Materials science and technology: a compre-hensive treatment, Cahn RW, Haasen P, Kramer EJ (eds), 15 (1991) VCH, Weinheim, Germany, p. 193-211
• [7] C. Suryanarayana, Mechanical alloying and milling. Marcel Dekker, New York (2004)
• [8] R.Z. Valiev, R.K. Islamgaliev, I.V. Alexandrov, Prog Mater Sci 45(2000) 103-140
• [9] V.M. Segal, Materials Science and Engineering A 386 (2004) 269–276
• [10] P.Matteazzi, G.LeGaer, A.Mocellin, Ceramics Int 23(1997) 39-44
• [11] N. Noskova, Journal of Physics: Conference Series 98 (2008) 012027
• [12] J. May, M. Dinkel, D. Amberger, H.W. Hoppel, and M. Goken, Metallurgical and Materials Transactions, A 38, (2007)1941-1945
• [13] A.V. Sergueeva, N.A. Mara, A.K. Mukherjee, Materials Science and Engineering A 463 (2007) 8–13
• [14] K. J. Kurzydlowski, Materials Science,42(1), (2006) pp 85-94
• [15] A.Deal, T Hooghan, A Eades, Ultramicroscopy 108 (2008) 116–125
• [16] H. Van Swygenhoven, J. R. Weertman, Materialstoday, 9(5), (2006) pp24-31
• [17] M. Jurczyk, L. Smardz, I. Okonska, E. Jan-kowska, M. Nowak, K. Smardz, International Journal of Hydrogen Energy 33 (2008) 374 – 380
• [18] P.M. Standring, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture 215 (7), (2001) 935-945