Nanokompozyty stal 1.4404/nc-TiC wytwarzane metodą SLS/M

• Autorzy: Biedunkiewicz A. , Figiel P. , Grzesiak D.

Warianty tytułu

EN

Manufactured by SLS/M steel 1.4404/nc-TiC nanocomposites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ceramiczne kompozyty są szeroko stosowane w przemyśle narzędziowym, lotnictwie i energetyce. Charakteryzują się znaczną twardością, żarowytrzymałością, żaroodpornością i odpornością na zużycie w procesie tarcia. Przedmiotem badań w pracy były materiały nanokompozytowe typu MMC (Metal Matrix Composites). Do wytwarzania nanokompozytu zastosowano komercyjny proszek stali 1.4404 oraz nanokrystaliczne proszki nc-TiC otrzymane metodą zol-żel. Proszki o składzie stechiometrycznym nc-TiC0,85 oczyszczono przed procesem selektywnego laserowego spiekania/stapiania (SLS/M). W procesie spiekania/stapiania zastosowano urządzenie MCP HEK Realizer II. Odpowiednio dobrane parametry procesu umożliwiły pracę tego urządzenia w technologii częściowego stapiania. Proszki charakteryzowano metodami TEM i XRD. Otrzymane nanokompozytowe próbki były przedmiotem badań twardości, morfologii metodą SEM oraz procesu utleniania w suchym powietrzu w celu oceny zmian podatności na utlenianie w porównaniu z próbkami referencyjnymi otrzymanymi z proszków stali 1.4404. Badanie procesu utleniania zrealizowano metodą TG-DSC. Do wyznaczania gazowych produktów utleniania zastosowano spektroskopię masową (MS). Pomiary prowadzono w warunkach nieizotermicznych przy liniowej zmianie temperatury. Stwierdzono dobrą dyspersję cząstek nc-TiC w osnowie stalowej, znaczne zwiększenie twardości nanokompozytu w porównaniu z twardością osnowy oraz znaczącą poprawę odporności na utlenianie w powietrzu.

EN

Metal matrix composites (MMCs) are the focus of intense research and development world wide for many industrial branches, where reduction in weight of elements along with the improvement in specific modulus, strength, thermal stability, wear resistance and service life are required. In this work the nanocomposite materials were investigated. In manufacturing the commercial 1.4404 steel and nc-TiC powders were used. Before the selective laser sintering/melting process the nc- TiC0,85 was purified. In this process MCP HEK Realizer II device was applied. The tailored process parameters the partial melting technology have been enabled. The following analytical techniques were used: TEM, XRD and SEM. The oxidation process investigations were carried out by thermoanalytical method using TG-DSC coupled with MS for gaseous products identification. Measurements were performed in non-isothermal conditions. The good dispersion of nc-TiC particles in steel matrix and increase of the nanocomposite hardness and significant oxidation resistance in comparison with matrix were stated.

Słowa kluczowe

PL

MMC; nanokompozyt; utlenianie; twardość

EN

MMC; nanocomposites; oxidation; hardness

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 330--332
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Biedunkiewicz A.

autor

Figiel P.

autor

Grzesiak D.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Szczecin,

Bibliografia

• [1] Tong L., Reddy R. G.: In situ synthesis of TiC-Al (Ti) nanocomposite powders by thermal plasma technology. Metall. Mater. Trans. B 37B (2006) 531÷539.
• [2] Surender M., Balasubramaniam R., Basu B.: Electrochemical behavior of electrodeposited Ni–WC composite coatings. Surface and Coating Technology 187 (2004) 93÷97.
• [3] Pagounis E., Lindroos V. K.: Processing and properties of particulate reinforced steel matrix composites. Materials Science and Engineering A 246 (1998) 221÷234.
• [4] Das K., Bandyopadhyay T. K., Das S.: A review on these various synthesis routes of TiC reinforced ferrous based composites. J. Mater. Sci. 37 (2002) 3881÷3892.
• [5] Wang Li.: Tensile and wear properties of TiC reinforced 420 stainless steel fabricated by in situ synthesis. Journal of Southeast University 20 (4) (2004) 846÷491.
• [6] Venuvinod P. K., Ma W.: Rapid prototyping: Laser based and other technologies. Kluwer Academic Publishers (2004).
• [7] Biedunkiewicz A., Wysiecki M., Noworol P.: Polish Patent, P200978 (2008).
• [8] Biedunkiewicz A., Gabriel U., Figiel P., Grzesiak D.: Application of thermal analysis in nanotechnology, Carbonization and purification of nc-TiCx in argon atmosphere. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 101 (2) (2010) 701÷706.
• [9] Bautista A., Velasco F., Campos M., Rabanal M. E., Torralba J. M.: Oxidation behaviour at 900°C of austenitic, ferritic, and duplex stainless steels manufactured by powder metallurgy. Oxidation of Metals 59 (3/4) (2003) 373÷393.
• [10] Buscail H., El Messki S., Riffard F., Perrier S., Cueff R., Caudron E., Issartel C.: Characterization of the oxides formed at 1000°C on the AISI 316L stainless steel – Role of molybdenum. Materials Chemistry and Physics 111 (2008) 491÷496.
• [11] Buscail H., El Messki S., Riffard F., Perrier S., Cueff R., Issartel C.: Role of molybdenum on the AISI 316L oxidation at 900°C. Journal of Material Science 43 (2008) 6960÷6966.