PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Effect of plastic deformation on the microstructure, size and distribution of SiC reinforcing particles in the cast F3K.10S composite

Autorzy
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Wpływ deformacji plastycznej na mikrostrukturę,wielkość i rozkład fazy wzmacniającej SiC w odlewanym kompozycie F3K.10S
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The aim of this investigation was to comparison of microstructure changes of SiC reinforcing particles after plastic deformation process, in the cast composite F3K.10S. Aluminum matrix reinforced with 10 % vol. SiC particles was modified using friction stir processing method. Changing of distribution of the reinforcement particles was calculated and analyzed using new Mityushev’s RVE theory with Eisenstein-Rayleigh sums (M-sum) and PointSel software. The mechanical properties were determined on the hardness tests. The significant changes in the concentration, distribution and size of SiC particles were observed. Hardness testing of selected modified areas showed significant differences in the HV01 value in thermomechanical hardening areas. The resulting increase in hardness exceeded 30 %, but the obtained values of standard deviation have indicated that, despite a homogenized distribution of the reinforcing particles and their fragmentation, significant variations between individual measurements still persisted in the modified material. The processed material shows a considerable decrease in the average size of the reinforcing particles, i.e. from the initial area of 60÷70 square microns to a value below 20 square microns. It is believed that the obtained results should contribute to process optimization and a better understanding of the phenomena that occur during FSP modification.
PL
Celem badań było porównanie zmian mikrostruktury cząstek wzmacniających SiC po procesie deformacji plastycznej odlewanego kompozytu F3K.10S. Kompozyt o osnowie aluminiowej wzmocnionej 10 % obj. cząstek SiC został zmodyfikowany metodą FSP. Zmianę rozkładu cząstek wzmacniających obliczono i analizowano za pomocą nowej teorii RVE Mityusheva z pomocą sum Eisenstein-Rayleigha (M-sum) i oprogramowania PointSel. Właściwości mechaniczne zostały określone na podstawie testów twardości. Obserwowano istotne zmiany w koncentracji, dystrybucji i wielkości cząstek fazy wzmacniającej SiC. Badania twardości wybranych, zmodyfikowanych obszarów wykazały istotne różnice w wartości HV01 w strefie termo-mechanicznego umocnienia. Obserwowany wzrost liczby twardości przekraczał 30 %, ale uzyskane wartości odchylenia standardowego pokazują, że pomimo poprawy dystrybucji cząstek wzmacniających i ich rozdrobnienia w zmodyfikowanym materiale nadal występują istotne różnice pomiędzy poszczególnymi pomiarami. Proces modyfikacji materiału wpływa na istotne zmniejszenie średniej wielkości cząstek wzmacniających, od początkowej powierzchni 60÷70 mikrometrów kwadratowych, do wartości poniżej 20 mikrometrów kwadratowych. Uzyskane wyniki powinny przyczynić się do optymalizacji procesu i lepszego zrozumienia zjawisk zachodzących podczas modyfikacji kompozytów metodą FSP.
Rocznik
Strony
316--323
Opis fizyczny
Bibliogr. 31 poz., rys., tab.
Twórcy
autor
  • Institute of Technology, Pedagogical University of Krakow, Podchorazych Street 2, 30-084 Krakow
Bibliografia
  • 1. Fraś E., Janas A., Kurtyka P., Wierzbiński S.: Structure and properties of cast Ni3Al/TiC and Ni3Al/TiB2 composites. Part I. SHSB method applied in fabrication of composites based on intermetallic phase Ni3Al reinforced with particles of TiC and TiB2. Archives of Metallurgy 2003, vol. 48, pp. 384÷408.
  • 2. Fraś E., Janas A., Kurtyka P., Wierzbiński S.: Structure and properties of cast Ni3Al/TiC and Ni3Al/TiB2 composites. PART II. Investigation of mechanical and tribological properties and of corrosion resistance of composites based on intermetallic phase Ni3Al reinforced with particles of TiC and TiB2. Archives of Metallurgy and Materials 2004, vol. 49, pp. 113÷141.
  • 3. Boczkal G.: Second phase morphology in the Zn-Ti0.1-Cu0.1 single crystals obtained at different growth rates. Archives of Metallurgy and Materials 2012, vol. 57, no. 2, pp. 479÷484.
  • 4. Janas A., Kolbus A., Olejnik E.: On the character of matrixreinforcing particle phase boundaries in MeC and MeB (Me = W, Zr, T i, Nb, Ta) in situ composites. Archives of Metallurgy and Materials, 2009, vol. 54, no. 2, pp. 319÷327.
  • 5. Wyzga P., Jaworska L., Bucko M. M., Bonarski J., Putyra P., Figiel P.: TiN-TiB2 composites prepared by various sintering techniques. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 2013, vol. 41, pp. 571÷576. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2013.07.009. URL http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S0263436813001510.
  • 6. Musa C., Locci A. M., Licheri R., Orr R., Cao G., Vallauri D., Deorsola F. A., Tresso E., Suffner J., Hahn H., Klimczyk P., Jaworska L.: Spark plasma sintering of self-propagating high-temperature synthesized tic0.7/tib2 powders and detailed characterization of dense product. Ceramics International 2009, vol. 35, no. 7, pp. 2587÷2599. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2009.02. 018. URL http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272 884209000868
  • 7. Sulima I., Jaworska L., Figiel P.: Influence of processing parameters and different contetnt of TiB2 ceramics on the properties of Composites Sintered by High Pressure -High Temperature (HP-HT) Method. Archives of Metallurgy and Materialsl 2014, vol. 59, no. 1, pp. 205÷209.
  • 8. Suniak M., Karwan-Baczewska J., Dutkiewicz J., Actis Grande A., Rosso M.: Structure investigation of ball milled composite powder based on AlSi5Cu2 alloy chips modified by SiC particles. Archives of Metallurgy and Materialsl 2013, vol. 58, no. 2, pp. 437÷441.
  • 9. Sulima I.: Sintering Techniques of Materials, Intech – Open Access Publisher, 2015, Ch. Consolidation of AISI316L Austenitic Steel — TiB2 C omposites b y S PS a nd H P-HT Technology, pp. 125÷153.
  • 10. Korbel A., Bochniak W.: Method of Plastic Forming of Materials, U.S. Patent Application (No. 5,737,959. European Patent No 737, 959.).
  • 11. Ahn B.-W., C hoi D .-H., Kim Y.-H., Jung S.-B.: Fabrication of SiCp/AA5083 composite via friction stir welding, Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2013, vol. 22, no. S3, pp. 634÷638.
  • 12. Bryła K., Dutkiewicz J., Lityńska-Dobrzyńska L., Rokhlin L. L., Kurtyka P.: Influence of number of ECAP passes on microstructure and mechanical properties of AZ31 magnesium alloy. Archives of Metallurgy and Materials 2012, vol. 57, no. 3, pp. 711÷717.
  • 13. Kostecki M., Bochniak W., Andrzej O.: Production of Cu/Al2O3 composites by KOBO-type forming, Composites 2006, vol. 6, no. 4, pp. 29÷34.
  • 14. Mishra R. S., Ma Z. Y.: Friction stir welding and processing. Materials Science & Engineering R-Reports 2005, vol. 50, no. 1-2, pp. 1÷78.
  • 15. Choi D.-H., Kim Y.-I., Kim D.-U., Jung S.-B.: Effect of SiC particles on microstructure and mechanical property of friction stir processed AA6061-T4. Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2013, vol. 22, no. S3, pp. 614÷618.
  • 16. Choi D.-H., Kim Y.-H., Ahn B.-W., Kim Y.-I., Jung S.-B.: Microstructure and mechanical property of A356 based composite by friction stir processing. Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2013, vol. 23, no. 2, pp. 335÷340.
  • 17. Mroczka K., Dutkiewicz J., Lityńska-Dobrzyńska L., Pietras A., Microstructure and properties o f FSW joints o f 2 017A/6013 aluminium alloys sheets. Archives of Materials Science 2008, vol. 94, p. 94.
  • 18. Węglowski M. S., Pietras A.: Friction Stir Processing — analysis of the process. Metallurgical and Materials Transactions 2011, vol. A 56, no. 3, pp. 779÷788.
  • 19. Ma Z. Y., Sharma S. R., Mishra R. S.: Microstructural modification of as-cast Al-Si-Mg alloy by friction stir processing. Metallurgical and Materials Transactions 2006, vol. A 37, no. 11, pp. 3323÷3336.
  • 20. Thomas W., Nicholas E., Needham J., Murch M.: Great Britain Patent Application (No. 9125978.8).
  • 21. Mityushev V., Nawalaniec W.: Basic sums and their random dynamic changes in description of microstructure of 2d composites. Computational Materials Science 2015, vol. 97, pp. 64÷74. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.commatsci.2014.09.020.
  • 22. Mityushev V.: Representative cell in mechanics of composites and generalized Eisenstein–Rayleigh sums. Complex Variables and Elliptic Equations 2006, vol. 51, no. 8÷11, pp. 1033÷1045.
  • 23. Rylko N.: Representative volume element in 2D for disks and in 3D for balls, Journal of Mechanics of Materials and Structures 2014, vol. 9, no. 4, pp. 427÷439.
  • 24. Kurtyka P., Rylko N.: Structure analysis of the modified cast metal matrix composites b y u se o f t he R VE theory. Archives of Metallurgy and Materials 2013, vol. 58, no. 2, pp. 357÷360.
  • 25. Molina R., Amalberto P., Rosso M.: Mechanical characterization of aluminium alloys for high temperature applications. Part 1: Al-Si-Cu alloys. Metallurgical Science and Technology 2011, vol. 29, no. 1, pp. 5÷15.
  • 26. Molina R., Amalberto P., Rosso M.: Mechanical characterization of aluminium alloys for high temperature applications. Part 2: Al- Cu, Al-Mg alloys. Metallurgical Science and Technology 2011, vol. 29, no. 2, pp. 5÷13.
  • 27. Lech-Grega M., Boczkal S.: Iron Phases in Model Al-Mg-Si-Cu Alloys. Materials Science Forum 2011, vol. 674, pp. 135÷140.
  • 28. Hsu C. J., Kao P. W., Ho N. J.: Intermetallic-reinforced aluminum matrix composites produced in situ by friction stir processing. Materials Letters 2007, vol. 61, no. 6, pp. 1315÷1318.
  • 29. Ceschini L., Boromei I., Minak G., Morri A., Tarterini F.: Effect of friction stir welding on microstructure, tensile and fatigue properties of the AA7005/10 vol.% Al2O3p composite. Composites Science and Technology 2007, vol. 67, no. 3÷4, pp. 605÷615.
  • 30. Storjohann D., Barabash O. M., David S. A., Sklad P. S., Bloom E. E., Babu S. S.: Fusion and friction stir welding of aluminum-metal-matrix composites. Metallurgical and Materials Transactions 2005, vol. A 36, no. 11, pp. 3237÷3247.
  • 31. Barmouz M., Asadi P., Givi M. K. B., Taherishargh M.: Investigation of mechanical properties o f C u/SiC composite fabricated by FSP: Effect o f S iC p articles size and volume fraction. Materials Science and Engineering 2011, vol. A 528, no. 3, pp. 1740÷1749.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-f7cbbd31-3006-44a0-948c-463b32a00a0f
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.