Wpływ utleniania podłoża niklowego na zwilżanie w układzie stop przemysłowy 226D/Ni

• Autorzy: Kudyba A. , Sobczak N. , Siewiorek A. , Homa M.

Warianty tytułu

EN

Effect of substrate oxidation of nickel on wetting behaviour in industrial alloy 226D/Ni system

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Celem badań było określenie wpływu czynników technologicznych (obróbka powierzchniowa oraz czas kontaktu), na kinetykę zwilżania podłoży niklowych przez ciekły stop aluminium. Badania kinetyki zwilżania przeprowadzono w próżni w temperaturze 700°C, stosując metodę kropli leżącej, z zastosowaniem procedury badawczej CP (capillary purification). Polega ona na osobnym nagrzewaniu badanej pary materiałów przy jednoczesnym oczyszczaniu kropli metalu z powłoki tlenkowej poprzez wyciskanie ciekłego metalu z kapilary grafitowej. Do badań stosowano stop przemysłowy 226D (Al osnowa, Si 10,75%, Cu 3,3%, Fe 0,75%, Mn 0,215%, Mg 0,2%, Zn 0,23%) oraz polerowane podłoża niklowe (Ni 99,8%) przed i po utlenieniu w temperaturze 200°C w czasie 2 godzin (Ni^ox). Poprzeczne przekroje próbek po badaniach zwilżalności poddano próbom wytrzymałości na ścinanie, a także wykonano pomiary mikrotwardości oraz obserwacje strukturalne na mikroskopie świetlnym i skaningowym w celu wyjaśnienia struktury granic rozdziału 226D/Ni oraz 226D/Ni^ox.

EN

The aim of this study was to determine the impact of technological factors (surface treatment and contact time) on the kinetics of wetting of nickel substrates by a liquid aluminum alloy. Wetting kinetics studies were carried out in vacuum at 700°C with a sessile drop method, using the CP (capillary purification) test procedure. The CP procedure involves heating separately a pair of test materials, while a drop of metal is cleaned from the oxide coating by pressing the melt through the graphite drip. Tests were carried out on the industrial alloy 226D (Al base, Si 10.75%, Cu 3.3%, Fe 0.75%, Mn 0.215%, Mg 0.2%, Zn 0.23%), and pellets of freshly polished nickel (Ni 99.8%) and nickel oxidized at 200°C for 2 hours (Ni^ox). After wettability tests the transverse sections of the solidified samples were subjected to shear strength trials, measurements of microhardness and structural observations by light microscopy and scanning electron microscopy in order to clarify the structure of phase boundaries in 226D/Ni and 226D/Ni^ox pairs.

Słowa kluczowe

PL

kinetyka zwilżania; mikrotwardość; mikrostruktura; włókna węglowe; kompozyty

EN

wetting kinetics; microhardness; microstructure; carbon fibres; composites

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 53, z. 3
• Strony: 27--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kudyba A.

• Instytut Odlewnictwa, Centrum Badań Wysokotemperaturowych, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

autor

Sobczak N.

• Instytut Odlewnictwa, Centrum Badań Wysokotemperaturowych, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

autor

Siewiorek A.

• Instytut Odlewnictwa, Centrum Badań Wysokotemperaturowych, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

autor

Homa M.

• Instytut Odlewnictwa, Centrum Badań Wysokotemperaturowych, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Bibliografia

• 1. Siewiorek A., Sobczak N., Kudyba A. (2010). Wpływ procedury badań oraz utleniania podłoża niklowego na zwilżanie w układzie Al/Ni. Prace Instytutu Odlewnictwa, XLIX(1), 33−33.
• 2. Patent PL-166953, Urządzenie do badania właściwości powierzchniowych ciekłych stopów, N. Sobczak, J. Schmidt, A. Kazakov, z dn. 26.07.1991.
• 3. Sobczak N., Singh M., Asthana R. (2006). High-temperature wettability measurements in ceramic-metal systems –some methodological issues. Current Opinion in Solid State & Materials Science, 9, 241−253.
• 4. Sobczak N. (1998). Improvement of wetting in metal/ceramic systems. In: A. Bellosi, T. Kosmac, A. P. Tomsia (ed.), Interfacial Science in Ceramic Joining, Kluwer Academic Publishers, NATO ASI Series, 3. High Technology, 58, 27−42.
• 5. Sobczak N., Asthana R. (2001). The influence of metallic coatings on the structure, wetting and mechanical strength of ceramic/metal interfaces. In: N. B. Dahotre, J. Hampikian, J. Morral (ed.), Elevated Temperature Coatings: Science and Technology – IV, TMS, 233−246.
• 6. ASTRA Reference Book, IENI, Report (2007).
• 7. Sobczak N., Książek M., Radziwiłł W., Stobierski L., Mikulowski B. (2001). Trans. JWRI, (Special Issue 30), 125−130.
• 8. Sobczak J. (2001). Kompozyty metalowe. Kraków-Warszawa: Instytut Odlewnictwa, Instytut Transportu Samochodowego.
• 9. Górny Z., Sobczak J. (2005). Nowoczesne tworzywa na bazie metali nieżelaznych. Kraków: Instytut Odlewnictwa.
• 10. Asthana R. (1998). Solidification Processing of Reinforced Metals, Trans Tech Publications.
• 11. Landry K., Kalogeropoulou S., Eustathopoulos N., Naidich Y., Krasovsky V. (1996). Characteristic contact angles in the aluminium/vitreous carbon system, Scripta Materialia, 34(6), 841−846.
• 12. Landry K., Kalogeropoulou S., Eustathopoulos N. (1998). Wettability of carbon by aluminum and aluminum alloys. Mater. Sci. and Eng., A254, pp. 99−111.
• 13. Sobczak N. (1999). Effect of alloying elements on wettability and interfaces in aluminum-carbon system. Proc. EMRS Conf. Light Alloys and Composites. Zakopane, Poland, 341−350.
• 14. Sobczak N., Oblakowski J., Nowak R., Kudyba A., Radziwill W. (2005). Interaction between liquid aluminium and NiO crystals. Journal of Materials Science 40, 2313−2318.
• 15. Asthana R., Rohatgi P. K.: A study of metal-ceramic wettability in SiC-Al using dynamic melt infiltration of SiC. Key Eng. Mater. 79−80: 47−62
• 16. Ip S. W., Sridhar R., Toguri J. M., Stephenson T. F., Warner A. E. M. (1998). Wettability of nickel coated graphite by aluminum. Mat. Science and Engineering, A244, 31−38.
• 17. Sobczak N., Nowak R., Radziwill W., Budzioch J., Glenz A. (2007). Experimental Complex for Investigation of High-Temperature Behaviour of Molten Metals in Contact with Refractory Materials. Materials Science and Engineering, A495, 43−49. ASTRA Reference Book, IENI, Report, Oct. 2007.
• 18. Sobczak J., Sobczak N., Wojciechowski A., Pietrzak K., Rudnik D. (2004). Atlas struktur kompozytów metalowych. Warszawa: Instytut Transportu Samochodowego.
• 19. Sobczak N., Asthana R., Radziwill W., Nowak R., Kudyba A. (2007). The role of aluminium oxidation in the wetting-bonding relationship of Al/oxide couples. Archives of Metallurgy and Materials, 52(1), 55−65.
• 20. Sobczak N., Kudyba A., Nowak R., Radziwill W., Pietrzak K. (2007). Factors affecting wettability and bond strength of solder joint couples. Pure and Applied Chemistry, 79(10), 1755−1769.