Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of Carbon Content on the Microstructure and Properties of Ti-6Al-4V Alloy

Szkliniarz A., Szkliniarz W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 3

1197--1204

EN

The article shows the effect of the increased carbon content on the microstructure and properties of two-phase titanium alloy Ti-6Al-4V. Alloys with different carbon content (0.2 and 0.5 wt.%) were produced in vacuum induction furnace with cooper crucible. It was shown that the addition of carbon at the level of 0.2 wt.% increases hardness and strength properties, affects structural stability, results in grain refinement as well as improves creep and oxidation resistance. However, it has a negative effect on plastic deformation. Increasing the carbon content to the 0.5 wt.% causes the further improvement in the creep and oxidation resistance and microstructure refinement of the tested alloys, resulting also in decrease such properties as plasticity, hot deformability and in case of the susceptibility to cold plastic deformation to unacceptable level.

2

Microstructure of Hot-Deformed Cu-3Ti Alloy

Szkliniarz A., Szkliniarz W., Blacha L., Siwiec G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 1

347--352

EN

In the paper, results of investigations regarding temperature and strain rate effects on hot-deformed Cu-3Ti alloy microstructure are presented. Evaluation of the alloy microstructure was performed with the use of a Gleeble HDS-V40 thermal-mechanical simulator on samples subjected to uniaxial hot compression within 700 to 900ºC and at the strain rate of 0.1, 1.0 or 10.0 s-1 until 70% (1.2) strain. It was found that within the analyzed temperature and strain rate ranges, the alloy deformation led to partial or complete recrystallization of its structure and to multiple refinement of the initial grains. The recrystallization level and the average diameter of recrystallized grains increase with growing temperature and strain rate. It was shown that entirely recrystallized, fine-grained alloy structure could be obtained following deformation at the strain rate of min 10.0 s-1 and the temperature of 800°C or higher.

3

Fundamentals of manufacturing technologies for aircraft engine parts made of TiAl based alloys

Szkliniarz W., Szkliniarz A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 3

1385--1390

EN

The study presents fundamentals of manufacturing technologies for aircraft engine construction elements, made of light, intermetallic TiAl based alloy, which is characterized by high relative strength and good creep and oxidation resistance. For smelting of alloy, the vacuum metallurgy methods were used, including application of induction furnace equipped with special crucibles made of isostatic-pressed. high-density graphite. To produce good quality construction element for aircraft engine, such as low-pressure turbine blade, there were methods of gravity casting from a very high temperature to the preheated shell moulds applied.

4

Cykliczna obróbka cieplna : w teorii i w zastosowaniu

Szkliniarz W.

Piece Przemysłowe & Kotły

|

2014

|

7-8 / 9-10

13--16

PL

W artykule przedstawiono nową technologię cyklicznej obróbki cieplnej opisując szczegółowo zjawiska towarzyszące procesowi, typy cyklicznej obróbki cieplnej oraz liczne przykłady wykorzystania tego procesu z uwzględnieniem najbardziej znanych jak i spektakularnych zastosowań.

EN

The article describes the new heat treatment technology and provides detailed information about the accompanying phenomena, types of cyclic thermal treatment and a number of examples of how the process was employed, including the most notable and impressive instances.

5

Characteristics of Plasticity of Hot Deformed Cu-Ti Alloys

Szkliniarz A., Blacha L., Szkliniarz W., Łabaj J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1307--1312

EN

In the paper, results of a study on the effects of deformation conditions (temperature, strain and strain rate) on flow curves, maximum flow stress and corresponding deformation of Cu-Ti alloys with various Ti contents, subjected to hot deformation, are presented. Evaluation of formability of alloys was performed with the use of a Gleeble HDS-V40 thermal-mechanical simulator during uniaxial hot compression at 700 to 900°C, strain rate of 0.1 to 10.0 s-1 and strain of 0 to 1.2 (70%). It was found that within the analysed ranges of temperature, strain rate and strain, Cu-Ti alloys underwent uniform deformation without cracking. The largest deformation resistances were observed for the alloys with the highest Ti contents; their decrease was possible with the temperature raise and the strain rate reduction.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badan wpływu warunków odkształcenia (temperatura, wielkosc i predkosc odkształcenia) na przebieg krzywych płyniecia, wartosc maksymalnego naprezenia uplastyczniajacego i odpowiadajacego mu odkształcenia odkształcanych plastycznie na goraco stopów Cu-Ti o zróznicowanej zawartosci Ti. Ocene podatnosci do kształtowania plastycznego stopów przeprowadzono na symulatorze cieplno-mechanicznym systemu Gleeble HDS-V40 w warunkach jednoosiowego sciskania na goraco w zakresie temperatury od 700 do 900°C, predkosci odkształcenia od 0.1 do 10.0 s-1 i odkształcenia od 0 do 1.2 (70%). Stwierdzono, ze w analizowanych przedziałach temperatury, predkosci i wielkosci odkształcenia stopy Cu-Ti odkształcaja sie w sposób jednorodny bez udziału pekania. Wykazano, ze najwieksze opory kształtowania plastycznego towarzysza stopom o najwyzszej zawartosci Ti, a ich zmniejszenie jest mozliwe poprzez podwyzszenie temperatury i obnizenie predkosci odkształcenia.

6

Stopy na osnowie fazy międzymetalicznej TiAI I ich obróbka cieplna

Szkliniarz W.

Piece Przemysłowe & Kotły

|

2013

|

9-10

8--12

PL

W artykule w oparciu o najnowsze publikacje źródłowe oraz oryginalne wyniki badań własnych przedstawiono charakterystykę nowej generacji stopów tytanu na osnowie uporządkowanej fazy międzymetalicznej TiAI, konkurencyjnych wobec konwencjonalnych stopów tytanu oraz nadstopów niklu. Przedstawiono najważniejsze właściwości tej grupy stopów oraz wskazano aktualne i możliwe obszary ich zastosowania. Charakteryzując poszczególne etapy rozwoju tych stopów w okresie ostatnich kilkudziesięciu lat, starano się udzielić odpowiedzi na pytania:, jaki jest stan aktualny i perspektywy dla tych stopów, jakie bariery należy pokonać i problemy rozwiązać, aby stały się one zamiennikami drogich i ciężkich nadstopów niklu. Scharakteryzowano także skład chemiczny poszczególnych generacji stopów, ich mikrostrukturę oraz oddziaływanie mikrostruktury na właściwości. Opisując przemiany fazowe występujące podczas nagrzewania i chłodzenia po-kazano możliwości ich wykorzystania do kształtowania mikrostruktury i właściwości w procesach obróbki cieplnej stosowanych na poszczególnych etapach wytwarzania i przetwarzania tych stopów. Szczególną uwagę poświęcono nowej, autorskiej metodzie wieloetapowej obróbki cieplnej prowadzącej do ukształtowania wymaganej mikrostruktury tej grupy stopów, której najważniejszymi etapami są: wyżarzanie ujednorodniające, cykliczna obróbka cieplna, wyżarzanie niezupełne i wyżarzanie zupełne.

EN

In this paper, based on the latest publications on the source and original results of research presents the characteristics of a new generation of titanium alloys on the base of an ordered TiAl intermetallic phase competing with conventional titanium alloys and nickel superalloys. The paper presents the main characteristics of this group of alloys and identifies current and possible areas of application. In describing the various stages of the development of these alloys in the last few decades, attempts to answer the questions: what is the current status and prospects for these alloys, the barriers to be overcome and problems to solve, so that they become substitutes for expensive and heavy nickel superalloys. Characterized also the chemical composition of each generation alloys, their microstructure and microstructure effect on the properties. Describing the phase transformations that occur during heating and cooling is shown the possibility of their use in the formation of the microstructure and Describing the phase transformations that occur during heating and cooling is shown the possibility of their use in the formation of the microstructure and properties of the thermal treatment applied at the various stages of production and processing of these alloys. Particular attention was paid to the new method, multi-stage proprietary heat treatment leads to the formation of the desired microstructure of the alloy group, whose main steps are: homogenization annealing, cyclic heat treatment, under-annealing and full annealing.

7

Wytapianie stopu Ti-47Al-2W-0,5Si w tyglach grafitowych

Szkliniarz W., Szkliniarz A., Mikuszewski T.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

362--365

PL

W pracy do wytwarzania stopu Ti-47Al-2W-0,5Si (% at.) na osnowie fazy międzymetalicznej TiAl zaproponowano zastosowanie konkurencyjnej ekonomicznie i możliwej do zastosowania w warunkach krajowych technologii wytapiania w indukcyjnych piecach próżniowych z tyglami grafitowymi. Biorąc pod uwagę wysoką reaktywność ciekłego tytanu oraz jego duże powinowactwo do materiału tygla założono, że proces wytapiania prowadzony będzie w specjalnych tyglach wykonanych z grafitu najwyższej jakości. Badano wpływ rodzaju grafitu, z którego wykonany był tygiel (tab. 2), atmosfery wytapiania (tab. 3), sposobu realizacji wytopu (tab. 6), temperatury i czasu trwania wytopu (tab. 4, 5), postaci materiałów wsadowych oraz liczby przetopów (tab. 7) na skład chemiczny i czystość otrzymanych stopów (zawartość węgla, tlenu i innych gazowych zanieczyszczeń) oraz ich mikrostrukturę i właściwości. Oceniano także stopień degradacji i żywotność tygli w warunkach poszczególnych wytopów (tab. 8). Przeprowadzone badania wykazały możliwość wytapiania stopów na osnowie TiAl o założonym składzie chemicznym i zadowalającej czystości w indukcyjnych piecach próżniowych wyposażonych w tygle wykonane z izostatycznie prasowanego grafitu wysokiej gęstości. Warunkiem powodzenia tego procesu było maksymalne skrócenie czasu trwania wytopu prowadzonego w możliwie niskiej temperaturze i z wykorzystaniem wsadu w postaci zaprawy. Ustalono, że proces wytapiania należy prowadzić pod osłoną argonu w temperaturze 1650°C przez 3 minuty.

EN

In this work, the vacuum induction melting technology in furnaces with graphite crucibles was proposed to produce the TiAl intermetallic phase based alloy Ti-47Al-2W-0.5Si (at. %) as an economically competitive and applicable to national conditions. Taking into account the high reactivity of molten titanium and its high affinity to the crucible material was assumed that the melting process will be conducted in a special, high quality graphite crucibles. The influence of the type of graphite, which was made of crucible (Tab. 1), melting atmosphere (Tab. 3), method of the melt implementation (Tab. 6), temperature and time of melting (Tab. 4, 5), form of charge materials and remelting amount (Tab. 7) on the chemical composition, purity of obtained alloys (content of carbon, oxygen and other gas contamination) as well as their microstructure and properties was studied. The degradation degree of crucibles and their lifetime in condition of particular melts were also evaluated (Tab. 8). Conducted investigation showed the possibility of melting of TiAl intermetallic phase based alloys with the assumed chemical composition and satisfactory purity in vacuum induction furnaces equipped with crucibles made of isostatically pressed, high density graphite. The success of this process was to shorten the melting time, conduct the melt at possible low temperature and using charge in form of master alloy. It was found that the melting process must be conducted under the protection of argon atmosphere at temperature of 1650°C and at 3 minutes.

8

Problemy towarzyszące wytapianiu stopów na osnowie TiAl w tyglach ceramicznych

Szkliniarz W., Szkliniarz A.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

129--133

PL

W pracy przedstawiono technologię wytapiania stopów na osnowie fazy międzymetalicznej TiAl w indukcyjnych piecach próżniowych z tyglami ceramicznymi. Ze względu na dużą reaktywność ciekłych stopów tytanu, proces wytapiania prowadzono w specjalnych tyglach wykonanych ze stabilizowanych materiałów ceramicznych lub w tyglach z powłokami wykonanymi z ceramicznych materiałów odpornych na agresywne działanie ciekłych stopów tytanu. Opisując najważniejsze problemy towarzyszące wytapianiu stopów na osnowie TiAl w tyglach ceramicznych, określono warunki umożliwiające wytworzenie dobrych jakościowo stopów o założonym składzie chemicznym.

EN

In this work, technology of vacuum induction melting furnaces with ceramic crucibles was used for production of TiAl based alloy. Because of high reactivity of liquid titanium alloys, melting process was conducted in special crucibles made of stabilized ceramic materials or in crucibles with protective layer made of ceramic refractory materials resistant to aggressive action of liquid titanium alloys. Describing the major problems associated with melting of TiAl based alloys in ceramic crucibles the conditions for production of high quality alloys with the assumed chemical composition was specified.

9

Ocena możliwości topienia tytanu w litych tyglach ceramicznych

Szkliniarz A., Szkliniarz W., Mikuszewski T.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2011

|

Vol. 31, nr 1

27-35

PL

W artykule oceniono możliwości wytapiania technicznie czystego tytanu w indukcyjnym piecu próżniowym w tyglach wykonanych z ceramicznych materiałów tlenkowych typu Al2O3, MgO, Zr02, Y203, CaO, spineli będących kombinacją tych tlenków oraz z grafitu. W poszczególnych przypadkach badano wpływ materiałów tygla, dodatków stabilizujących materiały tlenkowe oraz warunków prowadzenia wytopów na skład chemiczny, mikrostrukturę i twardość wytopionego technicznie czystego tytanu. Głównym kryterium oceny przydatności poszczególnych tygli była zawartość w wytopionym technicznie czystym tytanie tlenu i zanieczyszczeń powstałych w wyniku reakcji ciekłego tytanu z materiałem tygla, w mniejszym zaś stopniu żywotność tygli mierzona liczbą wytopów, po której ulegają one degradacji.

EN

The paper achieves the possibility of melting of pure titanium, in crucibles made of oxide ceramic materials. The Al2O3, MgO, Zr02, Y203, CaO, , and graphite crucibles were analyzed. In individual cases, the influence of the crucible materials, the presence of additives to stabilize the oxide material and the conditions of melts on the chemical composition, microstructure and hardness melted technically pure titanium was studied. The main criterion for evaluating the suitability of presented crucibles was content in melted technically pure titanium the oxygen and impurities produced by the reaction of the liquid titanium with crucible material, to a lesser extent, life crucibles measured by the number of melt at which they are degraded.

10

Wpływ parametrów przesycania i starzenia na mikrostrukturę i właściwości stopów układu Cu-Ti

Blacha L., Szkliniarz W., Kościelna A., Dudzik-Truś A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 1

42-45

PL

W pracy przeprowadzono procesy utwardzania wydzieleniowego stopów z układu Cu-Ti o rożnej zawartości tytanu. Ustalono najkorzystniejsze para- metry przesycania i starzenia stopów Cu-0,8% Ti oraz Cu-2% Ti (% mas.). Określono wpływ poszczególnych parametrów utwardzania wydzieleniowe- go na mikrostrukturę i właściwości badanych stopów na przekroju poprzecznym. Określono także skład fazowy obrabianych cieplnie stopów i skład chemiczny faz umacniających. Stwierdzono, że poprzez wprowadzenie odpowiedniej zawartości tytanu oraz dobór właściwych parametrów przesycania i starzenia można w przypadku stopów Cu-Ti otrzymać właściwości na poziomie zbliżonym do tych, które charakteryzują brązy berylowe. Wy- kazano także, że w wyniku zastosowania pomiędzy zabiegami przesycania i starzenia odkształcenia plastycznego na zimno można w znaczący sposób zwiększyć efekt umocnienia stopów z układu Cu-Ti.

EN

The precipitation hardening processes of Cu-Ti based alloys with different titanium contents have been investigated. The optimally parameters for solution treated and ageing of Cu-0,8%Ti and Cu-2%Ti alloys have been established. The effect of particular precipitation hardening parameters on microstructure and properties on cross section of studied alloys have been specified. Phase composition of heat treatment alloys, and chemical com- positions of strengthen phases have been specified, too. It was found, that through introducing adequate titanium content and choice appropriate precipitation hardening parameters it is possible to get properties on the level close to this of beryllium bronze. Have been specified, that in effect of applied the cold work between the solution treatment and aging, it could be obtain the significant increase in hardening effect of Cu-Ti based alloys.

11

Charakterystyka mikrostruktury stopu na osnowie FeAl odkształcanego w różnych procesach technologicznych

Szkliniarz W., Kościelna A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 2

119-122

PL

W pracy przedstawiono możliwości rozdrabniania ziarna wlewków wykonanych ze stopu Fe-36Al-0,2Mo-0,05Zr-0,1C-0,02B (% at.) na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl, w warunkach jedno- i dwustopniowej przeróbki plastycznej na gorąco z wykorzystaniem technologii kucia swobodnego ze spęczaniem lub wydłużaniem, walcowania w walcach gładkich i w wykrojach oraz hydrostatycznego wyciskania. Pokazano, że znaczące rozdrobnienie mikrostruktury stopu jest możliwe w procesach przeróbki plastycznej na gorąco prowadzonych w metalowych osłonach w temperaturze ok. 1000°C. Największy efekt rozdrobnienia ziarna otrzymano po zastosowaniu walcowania w wykrojach i równoważnie po zastosowaniu hydrostatycznego wyciskania.

EN

The paper presents the possibility of grain refining of ingots made of intermetallic FeAl based alloy Fe-36Al-0.2Mo-0.05Zr-0.1C-0.02B (at. %) in conditions of one- and two-stage hot working with using flat die forging technology with upsetting or lengthening, hot rolling, shape rolling and hydrostatic extrusion. Showing that significant refinement of the alloy microstructure is possible in the process of hot working carried out in the metal shields at about 1000°C. The biggest effect of the grains refinning were obtained after shape rolling and equally after hydrostatic extrusion.

12

Stopy tytanu o ulepszonych właściwościach spowodowanych obecnością węgla

Kościelna A., Szkliniarz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 5

374-377

PL

W pracy na podstawie danych literaturowych przeprowadzono charakterystykę konwencjonalnych stopów tytanu o właściwościach predestynują-cych je do zastosowania w lotnictwie, przemyśle chemicznym, energetyce i medycynie. Stwierdzono, że coraz większe wymagania stawiane stopom tytanu zmuszają do poszukiwania nowych stopów o ulepszonych właściwoś-ciach - wyższej wytrzymałości, twardości i odporności na ścieranie, wytrzymałości na pełzanie czy też odporności korozyjnej. Pokazano, że takie właściwości posiadają stopy tytanu o mikrostrukturze roztworu stałego a, fS lub a+fS z niewielką zawartością dyspersyjnych węglików, borków, krzemków i faz międzymetalicznych. Analizując układ równowagi Ti-C wskazano możliwości zwiększenia ża-rowytrzymałości, twardości i odporności na ścieranie, a nawet odporności korozyjnej stopów tytanu przez obecność węglików TiC, wynikającą z wprowadzenia do ich składu chemicznego niewielkich zawartości węgla (do ok. 0,8% mas.).

EN

In this work, based on literature data, the description of classical titanium alloys with properties for aircraft, chemical, medicine and power ener-gy industries was conducted. It was found that the higest requirements for titanium alloys need to investigate of new alloys with improved properties - higher strength, hardness and wear resistance as well as creep strenght and corrosion resistance. It was showed, that single-phase a and fS as well as two phase a+fS titanium alloys with small content of carbides, borides, sili-cides and other intermetallic phases, have owned these properties. The analysis of Ti-C phase diagram showed that increase of high temperature creep resistance, hardness and wear resistance as well as corrosion resistance is possible by the present of TiC carbides, resulting from the in-troduction to the chemical composition of low carbon content (up to about 0.8 wt. %).

13

Ocena możliwości wytapiania tytanu w tyglach ceramicznych

Kościelna A., Szkliniarz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 5

384-387

PL

W pracy do wytwarzania technicznie czystego tytanu zastosowano technologię wytapiania w indukcyjnych piecach próżniowych ze specjalnymi tyglami ceramicznymi. Zastosowano tygle ze specjalnie naniesionymi na ich roboczą powierzchnię warstwami ochronnymi. Jako materiał tygla zastosowano grafit. Natomiast do wytworzenia warstw ochronnych zastosowano materiały proszkowe składające się z tlenków lub mieszaniny tlenków. Wytworzone w warunkach laboratoryjnych tygle z wykorzystaniem technologii natrysku plazmowego testowano w celu określenia ich żywotności i przydatności w warunkach rzeczywistych procesów wytapiania technicznie czystego tytanu. Stwierdzono, że w warunkach wytapiania następuje degradacja powłok i przechodzenie składników powłoki do ciekłego metalu.

EN

In the present work induction melting technology in vacuum furnace with ceramic crucibles was used for melting of commercial pure titanium. It used to crucibles with specially protective layer coated on their working surface. Graphite was applied like a base material of crucible. For protective coating was used ceramic powder consisting of oxides or a mixture of oxides. The plasma spraying crucibles were tested to determine their time life and usefulness for melting of commercial pure titanium in real process condition. It was found that in melting condition the intensive degradation of coatings and transition of crucible coating components to the liquid metal take place.

14

Wpływ parametrów wytwarzania na jakość wlewków ze stopów Cu-Ti

Blacha L., Szkliniarz W., Siwiec G., Kościelna A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2008

|

R. 53, nr 12

784-789

PL

Przedstawiono wpływ wybranych parametrów wytwarzania stopów z układu Cu-Ti na makro- i mikrostrukturę, twardość oraz skład chemiczny badane na przekroju wzdłużnym otrzymanych wlewków. Odpowiedni dobór parametrów topienia pozwolił na uzyskanie stopów jednorodnych pod względem składu chemicznego, mikrostruktury i właściwości, charakteryzujących się dobrym stanem powierzchni, niewielkim udziałem wad powierzchniowych na przekroju wlewka oraz powtarzalnością. Decydujące znaczenie dla uzyskania dużej jednorodności mikrostruktury przypisuje się zastosowaniu podczas topienia barbotażu.

EN

This article concerned with Cu-Ti alloys as a perspective material and cheapper and non toxical substitute for beryllium bronze. In this work, the effect of selected processing parameters of alloy from Cu-Ti system on the macro- and microstructure (Fig. 1, 2, 8, 9, 11, 12), hardness (Fig. 4, 5, 7, 10, 13) and chemical composition investigated on the longitudinal section of ingots, was shown. The main problem of production of this alloys is inhomogeneity of chemical composition and microstructure. As a result of investigation concerning with choosing of processing parameters of Cu-Ti alloys, taking into acount: place of charge, melting temperature, cooling rate and inert gas barbotage, were obtained ingots which characterized a good quality of surface, superficially shrinkage defect with chemical composition as well as microstructure and properties uniformity.

15

Wpływ wodoru na mikrostrukturę warstwy wierzchniej stopu tytanu Ti-6Al-4V

Sozańska M., Szkliniarz W., Wierzchoń T.

Ochrona przed Korozją

|

2008

|

nr 11

411-414

PL

W pracy przedstawiono wpływ oddziaływania wodoru na mikrostrukturę warstwy wierzchniej w dwufazowym stopie tytanu Ti-6Al-4V. Obróbka wodorowa stopu składała się z trzech etapów: nawodorowania w atmosferze gazowego wodoru (600°C), cyklicznej obróbki wodorowej (300°C) i na koniec odwodorowania w próżni (550°C). Wykazano, że wodór traktowany jako czasowy pierwiastek stopowy jest atrakcyjnym sposobem zmiany mikrostruktury warstwy wierzchniej badanego stopu tytanu.

EN

This paper describes influence of the hydrogen on microstrukture of the top layers of Ti-6Al-4V two-phase titanium alloys. Hydrogen treatment consists of three stages: hydrogenation in hydrogen gas atmosphere (600°C), cyclic hydrogen heat treatment (300°C) and dehydrogenation in vacuum (550°C). It was shown that the hydrogen applied as a temporary alloying element is an interesting method to carry out transformation of a microstructure of the top layer of a studied titanium alloy.

16

Quantitative description of TiAl based alloy microstructure after cyclic heat treatment

Kościelna A., Szkliniarz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 4

329-333

EN

The paper presents the effects of selected parameters of cyclic heat treatment (number of cycles and cooling rate from upper temperature of the cycle) on grain refinement of two-phase Ti-48 Al-2Cr-2Nb (at. %) alloy. It was found that the cyclic heat treatment operations with appropriately selected parameters caused above 8-fold grain refinement of the alloy in relation to its state after homogenising. To characterise the obtained grain refinement, the equivalent diameter of grains distribution and its parameters such as the average diameter value and standard deviation, as well as the grain area distribution in the form of the frequency and area fraction was used. It was found that characterization of grain refinement of the alloy in cyclic heat treatment processes by specifying the average equivalent diameter of grains plane section and the standard deviation does not fully reflect the actual state, as refinement takes place partially or occurs locally only. In this case, it is recommended that the frequency and the area fraction distributions of grains area should be presented.

PL

W pracy pokazano wpływ wybranych parametrów cyklicznej obróbki cieplnej (liczba cykli i prędkość chłodzenia z górnej temperatury cyklu) na rozdrobnienie ziarna dwufazowego stopu Ti-48Al-2Cr-2Nb (% at.). Stwierdzono, że zabiegi cyklicznej obróbki cieplnej o odpowiednio dobranych parametrach powodują ponad 8-krotne rozdrobnienie ziarna tego stopu w stosunku do stanu po wyżarzaniu ujednorodniającym. Do charakterystyki uzyskanego rozdrobnienia ziarna wykorzystano rozkład średnicy równoważnej ziaren i parametry tego rozkładu w postaci wartości średniej średnicy i odchylenia standardowego (rys. 6, 11) oraz rozkład pola powierzchni ziaren w postaci częstości występowania i udziału powierzchniowego (rys. 12). Stwierdzono, że charakterystyka rozdrobnienia ziarna stopu w procesach cyklicznej obróbki cieplnej poprzez podanie wartości średniej średnicy równoważnej płaskiego przekroju i odchylenia standardowego nie oddaje w pełni stanu rzeczywistego, gdy rozdrobnienie zachodzi tylko częściowo lub występuje lokalnie. W takim przypadku zaleca się przedstawienie rozkładów częstości oraz udziału powierzchniowego ziaren o określonym polu powierzchni ich płaskiego przekroju.

17

Quantitative description of the influence of high-temperature hydrogen treatment on the microstructure of Ti-6A1-4V alloy

Sozańska M., Szkliniarz W., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 4

326-328

EN

The paper presents the results of hydrogen using as a temporary alloying element in Ti-6Al-4V alloy for division of lamellar microstructure. Hydrogen Treatment of Materials (HTM) is an attractive method for changes microstructure and improving final mechanical properties of the alloys. The paper presents the quantitative description of the microstructure in Ti-6Al-4V alloy after high-temperature hydrogen treatment with cyclic heat treatment operation. Analysis of the microstructure of the investigated alloy shows different changes in microstructure in the centre and in the edge part of specimen. In the centre part of the specimen significant changes in microstructure were not observed. Moreover, in the edge part the lamellar precipitations of a phases were divided and the a phase area fraction was reduced. The a phase dissolution process was limited for 100-200 um distance from the edge part of specimen. Effects of hydrogen alloying on the present phases and microstructure modification in the edge part of specimen of two-phase titanium alloy was discussed.

PL

W pracy przedstawiono wyniki zastosowania wodoru jako czasowego; pierwiastka stopowego w stopie Ti-6Al-4V. Hydrogen Treatment of Material (obróbka wodorowa materiałów) (HTM) jest interesującą metodą zmian mikrostruktury i końcowych właściwości mechanicznych stopów. W pracy przedstawiono ilościowy opis mikrostruktury stopu Ti-6Al-4V po wysokotemperaturowej obróbce wodorowej z cykliczną obróbka cieplną, Analiza zmian mikrostruktury w badanym stopie wykazała zróżnicowanie mikrostruktury w środku i na brzegu próbki. W środku próbki nie zaobserwowano zmian w płytkowej mikrostrukturze stopu. Natomiast w warstwie przypowierzchniowej próbki płytkowe wydzielenia fazy a uległy podziałowi, a udział powierzchniowa fazy a zmniejszył się. Zmiany fazy a ograniczyły się do 100-200 um odległości od brzegu próbki. Przedyskutowano efekt wpływu wodoru na skład fazowy i zmiany mikrostruktury w warstwie przypowierzchniowej próbki w dwufazowym stopie tytanu.

18

Problemy towarzyszące wytwarzaniu stopów na osnowie FeAl

Szkliniarz W., Kościelna A.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 2

72-77

PL

W artykule scharakteryzowano skład chemiczny i najważniejsze właściwości stopów na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl o unikatowej odporności na działanie atmosfery utleniającej, nawęglającej i zawierającej związki siarki, konkurencyjnych ze względu na cenę i właściwości w stosunku do stali odpornych na korozję i kwasoodpornych, dla których stopy te mogą być zamiennikami. Opisano najważniejsze sposoby otrzymywania tych stopów oraz przedstawiono możliwości wytwarzania w warunkach krajowych metodą wytapiania i wielokrotnego przetapiania rafinującego w indukcyjnych piecach próżniowych. Wykazano, że w wyniku wytapiania i jednokrotnego przetapiania rafinującego w indukcyjnych piecach próżniowych, w tyglach wykonanych ze specjalnych materiałów ceramicznych, oraz odlewania do form grafitowych, przy zachowaniu odpowiednich warunków odlewania, można otrzymać wlewki o założonym składzie chemicznym, bardzo małej zawartości gazowych zanieczyszczeń (tab. 3-^5), nie wykazujące wyraźnych oznak segregacji składu chemicznego na przekroju (rys. 2). rStwierdzono, że stopy te charakteryzują się małą lejnością i dużym skurczem odlewniczym (rys. 5, tab. 7), co stwarza duże problemy technologiczne w procesie ich odlewania, skutkujące trudnościami z wypełnianiem wnęki formy, gruboziarnistością struktury pierwotnej (rys. 3, 4) oraz występowaniem we wlewkach głęboko zalegających defektów skurczowych (rys. 3, 4, tab. 6, 7). Pokazano, że zastosowanie nadlewu o odpowiedniej wysokości umożliwia otrzymanie wlewków o masie do 6 kg, charakteryzujących się gładką powierzchnią (rys. 6) z defektami skurczowymi zlokalizowanymi w nadlewie (rys. 7). Zmniejszenie w znaczący sposób we wlewkach badanego stopu głębokości zalegania defektów skurczowych i gruboziarnistości pierwotnej struktury wymaga dalszych badań i eksperymentów nad zmianą sposobów i parametrów odlewania oraz wyjaśnieniem modyfikującej roli mikrododatków Zr, C i B.

EN

In this paper chemical composition and the most important properties of FeAl based alloys were characterized. The alloys have outstanding resistance to high-temperature oxidation, carbonization and sulfidation and with regard for price and properties related to the corrosion resistant and acid resistant steels, FeAl based alloys could be a potential substitute of them. The most important methods of FeAl based alloys manufacturing was described. Possibility of FeAl based alloys production by casting and multiple refining remelting in vacuum induction furnaces in domestic conditions was also shown. It was determined, that as a result of melting and 1 time remelting in induction vacuum furnaces, in crucibles made of special ceramic materials and casting to the graphite moulds, with a suitable casting conditions, the alloy can be received about assumption chemical composition with a less content of impurities (tab. 3^5) and without distinct indication of chemical composition segregation (Fig. 2). It was determined, that research alloys have low castability and high casting shrinkage (Fig. 5, tab. 7). These create technological problems in casting process which result in difficulties with mould pouring, coarse-grained primary structure (Fig. 3, 4) and deep filling shrinkage defects (Fig. 3, 4, tab. 6, 7). It was shown, that hot top of ingot application, with suitable depth, enable obtainment of 6 kg ingots with good surface quality (Fig. 6) and shrinkage defects localized in hot top of ingot (Fig. 7). The significant decreasing of shrinkage defects filling depth and coarse-grained primary structure require further investigation and test of changing the method and casting parameters as well as explanation the modification role of Zr, C and B microalloing.

19

Powłoki metaliczne na stopach tytanu

Stawarski A., Żurek Z., Szkliniarz W., Sieniawski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

650-652

PL

Jedną z metod poprawy żaroodporności stopów TiAl jest wytworzenie na ich powierzchni powłoki ochronnej NiAl, która w czasie utleniania pokrywa się ochronną zgorzeliną Al2O3. Powłokę aluminidku niklu uzyskano w procesie aluminizowania (ang. pack aluminization) stopów Ti48Al2Cr2Nb i Ti48Al7Nb pokrytych warstwą niklu. Warstwę niklu uzyskano metodą elektrochemiczną przy użyciu roztworu Watt'a, a grubość warstwy Ni wynosiła 10 ?m. Przed niklowaniem stopy poddano aluminizowaniu w celu wytworzenia warstwy wzbogaconej w glin. Tak przygotowane próbki utleniano izotermicznie w atmosferze powietrza w temperaturze 800°C w celu określenia ich odporności na wysokotemperaturowe utlenianie. Powierzchnię utworzonej zgorzeliny poddano obserwacji za pomocą SEM oraz badano jej skład fazowy. Następnie wykonano zgłady metalograficzne oraz określono rozkład pierwiastków w obszarze powłoki i w strefie rdzenia metalicznego.

EN

In this paper nickel aluminide layers deposited on the Ti48Al2Cr2Nb and Ti48Al7Nb were investigated. Nickel layer was obtained by electrochemical method and its thickness was about 10 ?m. Nickel aluminide (Ni2Al3) was obtained by pack aluminization. The surfaces of Ti48Al2Cr2Nb and Ti48Al7Nb also were aluminized before nickelizing. Such obtained packets were tested in air atmosphere 800oC. After 500 hours exposure the surfaces of the samples were studied by SEM and XRD, as well. The results reviled that surface was covered by alumina Al2O3. Cross-section of the all studied samples has been done, too and distribution of the all elements in scale, Nikel aluminide and metallic core were investigated. On the base of our investigation we can stated that TiAl3 formed by pack aluminization on the TiAl alloys stabilize of nickel aluminide (Ni2Al3) layer.

20

Effect of forging temperature on microstructure of FeAl-based alloys

Szkliniarz W., Kościelna A.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 4

346-350

EN

The effect of hot forging temperature on microstructure of FeAl-based alloy with chemical constitution of Fe-36Al-0.2Mo-0.05Zr-0.1C-0.02B (at. %) was characterised in this paper. The forging tests of ingots made from this alloy confirmed their deformability at a temperature of 800°C and higher, with a single draft of 80%. It was demonstrated that the deformation process was proceeding irregularly, which resulted in microstructure heterogeneity at the forging height as the zones with different recrystallisation degrees and different grain sizes. It was found that the finest grain occurred in the external zone of the forging, the intermediate - at XA of its height, while the biggest was at Vi of the forging height. The greatest microstructure recrystallisation degree was found in the external zone of the forging, while the smallest - at Vi of its height. The extremely recrystallised and refined microstructure was obtained upon forging at 800°C. Forging at higher temperature makes the microstructure recrystallisation degree in individual forging zones decrease successively and the average grain diameter increase.

PL

W pracy scharakteryzowano wpływ temperatury kucia na gorąco na mikrostrukturę stopu na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl o składzie chemicznym Fe-36Al-0,2Mo-0,05Zr-0,lC-0,02B (% at.). Przeprowadzone próby kucia wlewków wykonanych z tego stopu potwierdziły możliwość ich odkształcania w temperaturze 800°C i wyższej z jednorazowym gniotem rzędu 80% (rys. 1). Wykazano, że proces odkształcenia przebiega w sposób nierównomierny, co skutkuje niejednorodnością mikrostruktury na wysokości odkuwki w postaci obecności stref o różnym stopniu rekrystalizacji i różnej wielkości ziarna (rys. 2-6). Stwierdzono, że najdrobniejsze ziarno występuje w strefie zewnętrznej odkuwki, pośrednie w % jej wysokości, największe w i wysokości odkuwki (rys. 7). Największy stopień rekrystalizacji mikrostruktury stwierdzono w strefie zewnętrznej odkuwki, najmniejszy w Vi jej wysokości. W największym stopniu zrekrystaUzowaną i rozdrobnioną mikrostrukturę otrzymano po kuciu w temperaturze 800°C. Kucie w wyższej temperaturze sprawia, że stopień rekrystalizacji mikrostruktury w poszczególnych strefach odkuwki sukcesywnie maleje a średnia średnica ziarna wzrasta (rys. 8).