Investigation of correlation between physical properties and microstructure geometrical parameters of Cr-Cu composite material used for vacuum arcing contacts

• Autorzy: Khomenko A. , Khomenko E. , Bagliuk G. , Miedzinski B. , Kozlowski A.

Warianty tytułu

PL

Badanie współzależności między właściwościami fizycznymi a parametrami geometrycznymi mikrostruktur kompozytu Cr-Cu używanego w próżniowych zestykach opalnych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

A new microstructure quality index is proposed, suitable for Cr-Cu system metal-matrix materials used for arc-suppressing electrical contacts of vacuum switches for high voltages (10-36 kV) and high currents (20-100 kA). Based on the example of some physical properties of the Cr-50Cu composite and its microstructure geometrical parameters it was shown that there is strong correlation between the strengthening phase distribution character, electrical conductivity and mechanical characteristics obtained under the strain test. It was ascertained that the proposed index of accordance of structure to the regular one, rationed to the size of strengthening phase particles and fractal dimension of material microstructure, were strongly related to yield strength and electric conductivity (correlation coefficient reaches 0.98 ... 0.99).

PL

W artykule zaproponowano nowy wskaźnik jakości mikrostruktury, odpowiedni dla metalowych materiałów kompozytowych używanych w elektrycznych zestykach gaszących przełączników próżniowych przy wysokich wartościach napięcia (10-36 kV) i natężenia prądu (20-100 kA). Na przykładzie niektórych własności fizycznych kompozytu Cr-50Cu i parametrów jego mikrostruktur geometrycznych wykazano silną współzależność pomiędzy cechami rozdzielczości fazy wzmocnienia, przewodnictwem elektrycznym i charakterystyką mechaniczną uzyskaną podczas testów naprężeniowych. Stwierdzono, że zaproponowany wskaźnik regularności, znormalizowany wskaźnik regularności i wymiar podobieństwa są wyraźnie skorelowane z wytrzymałością mechaniczną i przewodnictwem elektrycznym (współczynnik korelacji liniowej na poziomie 0,98 – 0,99).

Słowa kluczowe

EN

Cr-Cu composite material; physical properties; microstructure; fractal dimension

PL

materiał kompozytowy Cr-Cu; własności fizyczne; mikrostruktura; wymiar podobieństwa

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 54, nr 2
• Strony: 29--32 [tekst ang.], 80--84 [tekst pol.]
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Khomenko A.

• Department of corrosion and wear resistant powder constructional materials Frantsevich Institute for Problems of Materials Science of NASU Kyiv, Ukraine

autor

Khomenko E.

• Department of corrosion and wear resistant powder constructional materials Frantsevich Institute for Problems of Materials Science of NASU Kyiv, Ukraine

autor

Bagliuk G.

• Department of corrosion and wear resistant powder constructional materials Frantsevich Institute for Problems of Materials Science of NASU Kyiv, Ukraine

autor

Miedzinski B.

• Institute of Innovative Technologies EMAG Katowice, Poland

autor

Kozlowski A.

• Institute of Innovative Technologies EMAG Katowice, Poland

Bibliografia

• 1. Slade P.G.: The vacuum interrupter – theory, design, and application. New York, CRC Press 2008.
• 2. Khomenko O.V., Bagliuk G.A., Minakova R.V.: Effect of deformation processing on the properties of Cu-50 % Cr composite. Powder Metallurgy and Material Ceramics 48(3-4), 2009, pp. 111-118.
• 3. Chernyavskii K.S:. Stereology in Metallurgy [in Russian], Metallurgiya, Moscow, 1977
• 4. Falconer K.: Fractal Geometry: Mathematical Foundations and Applications. New York, John Wiley & Son, 1999.
• 5. Khomenko O.I., Bahlyuk G.A.: Quantitative indicator of microstructure regularity of the material, (2015), Scientific Notes: Interuniversity collection (on discipline "Engineering") 49, 2015, pp. 155 – 159.
• 6. Khomenko O.I., Khomenko O.V.: Application of software system AMIC in quantitative metallography, Mathematical models and computer experiment in material, 16, 2014, pp. 35-42.
• 7. Hall E.O.: Deformation and aging of mild steel. Proceedings of the Physical Society. Section B, 64 (9), 1951, pp. 747-753.
• 8. Petch N.J.: The cleavage strength of polycrystals. The Journal of the Iron and Steel Institute, 174, 1953, pp. 25–28.
• 9. Firstov S. A., Lugovsky Yu. F.: Features microstructure influence on the strength of composite materials under static cyclic loading, Electron microscopy and strength of the materials, 15, 2015, pp. 83-88.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.