BazTech - Yadda

1

Analiza morfologii wydzieleń rdzeniowych otrzymywanych w stopie 2024 po nowoczesnych obróbkach cieplno-plastycznych

Radziszewska H., Kaczmarek Ł., Adamczyk-Cieślak B., Mizera J., Brodova I. G., Petrova A. N.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

806--809

PL

W pracy przedstawiono przegląd literatury i wyniki badań własnych dotyczące mikrostruktury stopu aluminium 2024, składu chemicznego, morfologii wydzieleń faz umacniających otrzymywanych po obróbce cieplnej T6I6 oraz plastycznej HPT. Zaprezentowano wyniki badań potwierdzające możliwość otrzymania wśród innych faz umacniających także wydzieleń o budowie rdzeniowej. Zastosowanie obróbki T6I6 – zabiegu przerwania procesu wydzieleniowego w czasie pierwotnego starzenia przez schłodzenie do temperatury pokojowej oraz zoptymalizowanie parametrów wtórnego wysokotemperaturowego starzenia dało warunki do powstania wydzieleń rdzeniowych. Wydzielenia te wpływają na uzyskanie relatywnie wysokich własności wytrzymałościowych bez pogorszenia plastyczności materiału, co wpływa na zmniejszenie zagrożenia powstawania kruchych pęknięć podczas procesu produkcyjnego. Mikroanaliza chemiczna EDS wydzieleń rdzeniowych wykazała, że są to fazy o ściśle nieokreślonym składzie stechiometrycznym (powłoka i rdzeń) oraz znacząco różnym stężeniu atomów Cu, Mn i Fe, które można zapisać Alx(CuyFev) i Alx(CuzMnw) odpowiednio dla fazy zewnętrznej i rdzenia. Ponadto zaobserwowano znacząco różne stężenie atomów Cu, Mn i Fe odpowiednio w fazie zewnętrznej i w rdzeniu, natomiast stabilne stężenie atomów Si i Mg. Wyniki pozwalają domniemać, że fazy są pochodnymi związków typu Al6X lub Al4X. Przedstawiono także zależność zmian morfologii wydzieleń podczas obróbki plastycznej HPT dla stopu po obróbce T6I6. W procesie wielostopniowego starzenia otrzymano komercyjny stop aluminium (2024T6I6) umocniony dzięki wydzieleniom o budowie rdzeniowej, które są energetycznie stabilne i nie ulegają ścięciu podczas obróbki plastycznej. Stop ten może być stosowany do wykonywania detali w procesach technologicznych opartych na obróbce plastycznej na zimno.

EN

The overview of the literature and the results of own research on the microstructure of 2024 aluminium alloy, its chemical composition and the morphology of the precipitates of the strengthening phases received by T6I6 thermo treatment and HPT plastic treatment are presented in the paper. The results of the research that confirm the possibility of obtaining, among other strengthening phases, the ones precipitates of the core/shell structure are depicted as well. The giving of T6I6 treatment, the act of interrupting the precipitate process during the primary aging by cooling down until the room temperature and optimizing the factors of the secondary high-temperature aging created the conditions for the emergence of core/shell precipitates that affect the obtaining of relatively high strength features while maintaining plastic features, thus reducing the risk of formation of brittle cracks during the manufacturing process. Based on the results of chemical microanalysis EDS of the composition of precipitate, the fixed stoichiometric ratio of Mn:Cu:Fe atoms in outer phase and in the core is presented, which made it possible to establish that these phases are derivatives of Al6X or Al4X compounds. These can be written down as Alx(CuyFev) and Alx(CuzMnw) with significantly different concentration of Cu, Mn and Fe atoms and stable concentration of Si and Mg atoms, respectively in outer phase and in the core. The dependence of the changes of the morphology of precipitate during the HPT plastic treatment is presented. In the process of multi-stage aging the commercial aluminium alloy (2024T6I6) was received. It was strengthened by the core-shell precipitates which are energetically stable and are not chopped during the plastic treatment. This alloy may be used in production of elements in technological processes based on cool plastic treatment.

2

Kompozyty wytwarzane metodą mechanicznej syntezy aluminium i tlenków metali

Błaż L.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2005

|

R. 50, nr 1

24-32

PL

Przedstawiono najważniejsze wyniki badań kompozytów metalicznych na osnowie metali lekkich - głównie aluminium - prowadzonych w ramach współpracy naukowej między Nihon University w Tokio i Akademią Górniczo-Hutniczą w Krakowie. Część prezentowanych wyników badań opublikowano już wcześniej w czasopismach zagranicznych. Jednakże, ze względu na możliwość zainteresowania krajowych zespołów opracowujących nowe technologie przemysłowe wytwarzania nowoczesnych kompozytów metalicznych, uznano za wskazane zwiększenie przystępności informacji naukowych w tej dziedzinie badań również w języku polskim. Kompozyty metaliczne, opisane w niniejszym opracowaniu, zostały wykonane metodą mechanicznej syntezy aluminium z dodatkiem 8+10 % wagowych tlenków innych metali (MeO) w laboratoriach Nihon University. Otrzymane proszki stopowe poddano sprasowaniu pod ciśnieniem 100 MPa, a następnie metodą wyciskania w podwyższonej temperaturze (673 K) uzyskano pręty o średnicy 7 mm. Przeprowadzono obserwacje struktury materiałów wyjściowych, analizy rentgenowskie składu fazowego, oraz - dla niektórych materiałów -próby wysokotemperaturowego odkształcania i ocenę wpływu czasu wyżarzania na strukturę i własności kompozytów. W warunkach wyżarzania zmiany strukturalne zależą przede wszystkim od skutków reakcji chemicznej między osnową a tlenkami. Większe powinowactwo tlenu do aluminium prowadzi do redukcji tlenków MeO do postaci metalicznej Me z równoczesnym utworzeniem silnie dyspersyjnych wydzieleń tlenku aluminium. Rozkład uwolnionego pierwiastka Me zależy od możliwości tworzenia roztworu stałego w osnowie lub faz międzymetalicznych pomiędzy aluminium i Me. Wyróżniono dwie podstawowe grupy kompozytów, w których: (1) pierwiastek Me nie tworzy faz międzymetalicznej z metalem osnowy i jego rozpuszczalność w roztworze stałym jest bardzo ograniczona, (2) pierwiastek Me tworzy fazy międzymetaliczne w układzie Al-Me. Wadą powyższych kompozytów jest znaczny wzrost porowatości materiału po wyżarzaniu, szczególnie silny w przypadku wyżarzania pierwszej grupy metali Me. W kompozytach należących do drugiej grupy wzrost ziarn fazy międzymetalicznej o mniejszej gęstości niż średnia gęstość tworzących ją metali, może w skuteczny sposób zmniejszyć tendencję do tworzenia się mikroporów podczas wyżarzania.

EN

An overview thorough research works on light-metal based composites developed at Nihon University - Tokyo - and tested according to joined research cooperation program at AGH - University of Science and Technology is presented. Aluminum-based composites were produced at Nihon University by mechanical alloying (MA) of light metal powders with 8+10 wt. % additions of heavy-metal oxides (MeO). Received MA powders were consolidated by compression under the pressure of lOO MPa then hot extruded at 673 K. Structural observations and hot deformation tests were performed on samples machined from hot extruded rods of 7 mm in diameter. Annealing experiments and structure observations revealed the effect of temperature on the material structure and properties that mostly depends on chemical reaction between MeO particles and Al-matrix. Reduction of metal oxides within Al-matrix can result from highest affinity of oxygen to aluminum than to Me-element. Redistribution of material components depends on solubility of Me-additive in Al-matrix. In general, two groups of composites were distinguished: (1) composites containing Me-elements that are insoluble in Al-matrix and (2) composites containing Me-elements that create Al-based intermetallics. Material porosity was found to increase effectively during annealing of the first group of composites. However, due to intermetallic grain growth and related local lattice expansion, the porosity of annealed 2 type composites could become reduced.

3

Cechy strukturalne i właściwości kompozytów uzyskanych metodą mechanicznej syntezy aluminium i tlenków metali

Błaż L.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2004

|

Vol. 71, nr 7-8

320-323

PL

W pracy przedstawiono skrótowe omówienie wyników badań kompozytów metalicznych na osnowie aluminium, które są wykonywane od roku 1998 w ramach współpracy naukowej między Nihon University - Tokio - a Akademią Górniczo - Hutniczą w Krakowie. Kompozyty zawieraja dodatek 8 - 10% tlenków innych metali (MeO). Silne rozdrobnienie składników strukturalnych do wielkości nanometrycznych, jest główną przyczyną wysokich własności wytrzymałościowych badanych materiałów. W warunkach wysokotemperaturowego wyżarzania stwierdzono jednak niestabilność struktury wynikającą przede wszystkim z reakcji chemicznej między składnikami kompozytów. Wyróżniono dwie grupy stopów. Do pierwszej można zaliczyć te komozyty, w których redukcja tlenku MeO prowadzi do powstania cząstek czystego metalu Me, który praktycznie nie rozpuszcza się w aluminium, ani nie tworzy z aluminium fazy międzymetalicznej. Utworzenie w strukturze cząstek Me i tlenku aluminium prowadzi do lokalnego zmniejszenia objętości właściwej materiału i wzrostu jego porowatości. Druga grupa kompozytów zawiera dodatek MeO, który po redukcji w fazie stałej prowadzi do utworzenia fazy międzymetalicznej AlxMey. Ponieważ utworzenie ziaren fazy międzymetalicznej wiąże się ze wzrostem objętości właściwej materiału, porowatość wyżarzonych materiałów jest znacznie mniejsza.

EN

A short overview thorough research works on Al - based composites developed at Nihon University - Tokyo - abd tested according to the cooperation program with AGH - University of Sience and Technology is presented. Mechanically alloyed aluminum - based composites with 8 - 10 wt. % additions of hevy - metal oxides (MeO) were presented. High mechanical properties of the materials were found to result from nanometric in size mechanically refined structural components. High temperature annealed was found to result in chemical reaction between aluminium and MeO. On the basis of structural observations preformed on as annealed materials, two sets of composites were distinguished. The first set of composites contained addition of metal Me, which does not dissolve in AL - matrix and does not from any intermetallics. In result of annealing, very fine needle - likeparticles of Al2O3 and Me - particles were grown in the matrix. Socond group of composites contained Me -elements that can create AlxMey intermetallics. In general, an undesirable effect of increased material porosity at high temperature was observed. Effective increase of the porosity was observed for the first set of annealed materials as a result of chemical reaction between oxide particles and AL - matrix. The porosity was efffectively reduced for the second set of composites as the combination of aluminium and Me -element caused the development of intermetallic grain that promote a local volume expansion.

4

Ratujemy zabytkowe rękopisy, czyli badania procesów degradacji celulozy, cz. II

Bulska E., Wagner B.

Analityka : nauka i praktyka

|

2000

|

nr 2

12--15