Structural stability of sintered Fe40Al composites dopeedwith Al2O3 nanoceramics

• Autorzy: Durejko T. , Strąk A. , Lipiński S. , Lipiński S.

Warianty tytułu

PL

Stabilność strukturalna spiekanych kompozytów Fe40Al domieszkowanych nanometryczną ceramiką Al2O3

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Temperature and time of heat treatment influence on the structural stability of Fe40Al intermetallic alloy with and without addition of alumina ceramics was investigated. Low energy milling in a ball mill was applied for material manufacturing. The batches were formed by cold-consolidation at 300 MPa pressure. Initial sintering was carried out at 1050 °C under 40 MPa of charge for 15 minutes in vacuum. The last step of Fe40Al sinters (with and without alumina nanoceramics addition, manufacturing was essential sintering). The process was carried out in tube oven with constant ambient gas flow (argon atmosphere) at 1200 °C for 1 hour. On classically prepared metallographic cross-section of samples with various additions of alumina nanoceramics, analysis of structure was carried out after initial and essential sintering. For all the technological options stereological investigations of grain size descriptions were done after full cycle of heat treatment. Material was cyclically heated at 800 and 1000 °C in air atmosphere for 150 h. Obtained results reveals that long heating of the Fe40Al intermetallic alloy based sinters leads to gradual grain growth of the matrix. Changes in grain size showed that doping with alumina nanoceramics in Fe40Al inhibits grain growth.

PL

W pracy przedstawiono wpływ temperatury i czasu wygrzewania na stabilność strukturalną spieków na osnowie fazy międzymetalicznej Fe40Al bez i z dodatkiem nanoceramiki Al2O3. Podczas wytwarzania materiału do badań, w celu wprowadzenia nanoceramiki do objętości cząstek proszku żelaza, stosowano niskoenergetyczne mielenie w młynku kulowym. Wypraski konsolidowano na zimno pod ciśnieniem 300 MPa, a następnie spiekano wstępnie w próżni, w temperaturze 1050 °C pod obciążeniem 40 MPa, w czasie 15min. Ostatnim etapem wytwarzania spieków Fe40Al bez oraz z dodatkiem nanoceramiki Al2O3 było spiekanie zasadnicze. Proces ten zrealizowano w piecu rurowym ze stałym przepływem gazu ochronnego (argonu) w temperaturze 1200 °C w czasie 1 godziny. Na klasycznie przygotowanych zgładach metalograficznych materiałów z różnym dodatkiem nanoceramiki przeprowadzono analizę struktury po spiekaniu wstępnym i zasadniczym. Dla wszystkich wytypowanych wariantów technologicznych, po pełnym cyklu obróbki cieplnej, przeprowadzono badania stereologiczne w celu określenia wielkości ziarna. Materiał badawczy poddano cyklicznemu wygrzewaniu w temperaturze 800 i 1000°C, w atmosferze powietrza w czasie do 150 h w piecu oporowym. Uzyskane wyniki badań wskazały, że długotrwałe wygrzewanie badanych spieków na osnowie fazy międzymetalicznej Fe40Al prowadzi do stopniowego rozrostu ziaren osnowy - procesu będącego konsekwencją dążenia materiału do obniżenia energii swobodnej. Na podstawie analizy zmian wielkości ziarna stwierdzono, że dodatek nanoceramiki Al2O3 w spiekach Fe40Al hamuje rozrost ziarna, wpływając korzystnie na stabilność strukturalną badanego materiału.

Słowa kluczowe

EN

powders metallurgy; structural stability; ODS sinters

PL

metalurgia proszków; stabilność strukturalna; spieki ODS

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 11, nr 3
• Strony: 225--229
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Durejko T.

autor

Strąk A.

autor

Lipiński S.

autor

Lipiński S.

• Military University of Technology, Department of Chemistry and New Technologies, Department of Advanced Materials and Technologies, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warsaw, Poland,

Bibliografia

• [1] Meetham G.W., High temperature materials - a general review, Journal of Material Science 1991, 26, 853-860.
• [2] Grabski M.W., Kozubowski J.A., (Material Science - genesis, the matter, perspectives) Inżynieria materiałowa – geneza istota perspektywy, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 2003.
• [3] Zielińska-Lipiec A., Czyrska-Filemonowicz A., Chromium steels for XXIst century energetic industries (Stale chromowe dla przemysłu energetycznego XXI wieku). Hutnik. 5.1999.
• [4] Durejko T., Lipiński S., Abrasive wear of Fe-Al. graded materials (Analiza odporności na zużycie materiałów gradientowych typu Fe-Al.), Kompozyty 2010, 3, 195-199.
• [5] Durejko T., Thesis Ph.D., Sintering parameters influence on the structure and properties of the FeAl based sinters (rozprawa doktorska „Analiza wpływu parametrów spiekania na strukturę i właściwości spieków na osnowie fazy FeAl”), Warszawa 2006.
• [6] Strąk A., Structural stability of Fe40Al sinters with addition of oxide nanoceramics M.Sc. thesis (Stabilność strukturalna spieków na osnowie fazy Fe40Al z dodatkiem nanoceramiki tlenkowej), Praca magisterska, WAT 2010.