Zastosowanie metody zasysania ciekłego metalu do wytwarzania częściowo skrystalizowanego stopu Ti-Zr-Be-Cr

• Autorzy: Nabiałek M. , Jeziorski L. , Szota M. , Jędryka J.

Warianty tytułu

EN

Application of molten metal suction method for Ti-Zr based partially crystallized alloys manufacture

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stopy tytanu z cyrkonem i berylem (seria Vitreloy) cechuje duża zdolność do zeszklenia (GFA – glass-forming ability). Materiały takie ze względu na wyjątkowe właściwości znalazły szerokie zastosowanie m.in. w elektronice i medycynie. Trwają wciąż badania nad opracowaniem nowych składów chemicznych tych stopów oraz metod ich wytwarzania. W pracy przedstawiono niekonwencjonalną metodę wytwarzania amorficznych i częściowo skrystalizowanych stopów na osnowie Ti. Metoda polega na zassaniu ciekłego metalu do chłodzonej miedzianej formy gdzie następuje jego krzepnięcie. Wytworzono wlewki w postaci prętów o średnicy 2, 3 i 4 mm. Wlewki te oraz wlewki krystaliczne poddano badaniu struktury i mikrostruktury metodami dyfrakcji rentgenowskiej oraz mikroskopii świetlnej i elektronowej. Dla wytworzonych stopów prowadzono porównawcze badania twardości, odporności na ścieranie oraz gęstości. Analiza wyników badań pozwala stwierdzić, że stop wytworzony przez szybkie chłodzenie w miedzianej formie cechuje się lepszymi właściwościami w porównaniu ze stopem wytworzonym konwencjonalnie.

EN

Beryllium doped alloys based on Ti and Zr (Vitreloy series) are materials characterized by high adaptability to vitrification (GFE). Such materials usually have unique properties and find many commercial applications. They are used for instance in sports, the electronics industry and medicine. Therefore, ongoing research continues to develop new chemical compositions and methods for their preparation. The paper presents an unconventional method by which it is possible to systematically obtain amorphous and partially crystallized Ti-based materials. This method involves the solidification of liquid metallic material sucked into a chilled copper mould. Samples produced by this method in the form of rods with diameters of 4, 3 and 2 mm and crystal ingots were subjected to examination of their structure and surface using an X-ray diffractometer as well as light and scanning electron microscopy. For all the investigated alloys, comparative tests of mechanical properties such as microhardness, wear resistance and density were made. Surface stereometry was determined for the samples after preliminary melting and solidification. On the basis of the measurements it was found that the materials obtained by rapid solidification cooled in the copper mould exhibit better properties than those produced in the process of natural cooling.

Słowa kluczowe

PL

metoda zasysania; osnowa amorficzna; twardość; właściwości mechaniczne; stop częściowo skrystalizowany

EN

suction-casting method; amorphous matrix; microhardness; mechanical properties; partially cristallized alloys

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 4
• Strony: 264--266
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nabiałek M.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Jeziorski L.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Szota M.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

autor

Jędryka J.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• [1] Zhu S., Xie G., Qin F., Wang X., Inoue A.: Effect of minor Sn additions on the formation and properties of TiCuZrPd bulk glassy alloy. Materials Transactions 53 (2012) 500÷503.
• [2] Qin F., Yoshimura M., Wang X., Zhu S., Kawashima A., Asami K., Inoue A.: Corrosion behaviour of a Ti-based bulk metallic glass and its crystalline alloys. Materials Transactions 48 (2007) 1855÷1858.
• [3] Park J. M., Kim Y. Ch., Kim W. T., Kim D. H.: Ti-based bulk metallic glasses with high specific strength. Materials Transactions 45 (2004) 595÷598.
• [4] Khalifa H. E., Vecchio K. S.: Thermal stability and crystallization phenomena of low cost Ti-based bulk metallic glass. Journal of Non-Crystalline Solids 357 (19-20) 3393÷3398.
• [5] Huang Y. J., Shen J., Sun J. F., Yu X. B.: A new Ti-Zr-Hf-Cu-Ni-Si-Su bulk amorphous alloy with high glass-forming ability. Journal of Alloys and Compounds 427 (2007) 171÷175.
• [6] Zhu S. L., Wang X. M., Inoue A.: Glass-forming ability and mechanical properties of Ti-based bulk glossy alloys with large diameters of up to 1 cm. Intermetallic 16 (2008) 1031÷1035.
• [7] Cheney J., Khalifa H., Vecchio K.: Modelling the amorphous forming ability of Ti-based alloys with wide supercooled liquid regions and high hardness. Materials Science and Engineering A 506 (2008) 94÷100.
• [8] Kim Y. C., Kim W. T., Kim D. H.: A development of Ti-based bulk metallic glass. Material Science and Enginerring A 375-377 (2004) 127÷135.
• [9] Pawlik P., Nabiałek M., Żak E., Zbroszczyk J., Wysłocki J. J., Olszewski J., Pawlik K.: Proces wytwarzania masywnych materiałów amorficznych metodą suction-casting. Archiwum Nauki o Materiałach 25 (2004) 177÷184.
• [10] Tang M. Q., Zhangy H. F., Zhu Z. W., Fu H. M., Wang A. M., Li H., Hu Z. Q.: TiZr-base bulk metallic glass with over 50 mm in diameter. Journal of Materials Science and Technology 26 (2010) 481÷486.

Uwagi

PL

Praca powstała dzięki finansowaniu z ministerialnego projektu nr N508 586639/2011.