Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Effect of Adding Iron Powder From Plasma Cutting on the Microstructure, Mechanical Properties of the Composite Based on Aluminum Powder Matrix Made Using Powder Metallurgy

Wędrychowicz M., Bydałek A. W., Migas P., Skrzekut T., Noga P., Madej P., Kałasznikow A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2021

|

Vol. 66, iss. 1

273--279

EN

The paper presents the results of research on the effect of added iron powder from plasma cutting on the mechanical properties and structure of a composite rod based on aluminum powder. The iron powder came from plasma cutting of steel elements and was handed over by the enterprise “AK Anatol” from Żary. One of the ways to dispose of it is to use it as a filler in aluminum composite rods. Research shows that Fe can be distributed in aluminum evenly, and increase in mechanical properties is achieved at the expense of only a slight increase in density. The proposed system does not reduce the amount of waste produced by plasma cutting but finds a use for some of it. The sintering point of the powder required a strongly reducing atmosphere (Po2 < 10-50 atm) which seems virtually unachievable under laboratory conditions. The reinforcing mechanism is related to the fragmentation of the matrix aggregate particles and the uniform distribution of Fe particles in the aluminum matrix.

2

Struktura i własności mechaniczne kompozytu Al-Cu wytworzonego w procesie wyciskania współbieżnego

Wzorek Ł., Piwosz G., Wędrychowicz M., Noga P., Wiewióra M., Skrzekut T., Wiewióra J., Sajdak W., Richert M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2017

|

R. 62, nr 2

10--14

PL

W artykule podjęto próbę wytworzenia włóknistego kompozytu metal-metal w procesie wyciskania współbieżnego. Materiałem wyjściowym syn¬tezy były spakietowane, naprzemiennie krążki aluminium 107O o wysokości 10 mm i miedzi czystej technicznie o wysokości 7 mm. W wyniku tego procesu uzyskano lity pręt o osnowie aluminiowej, na przekroju którego występowały pierścienie miedziane. Przeprowadzono obserwacje struktur oraz przełomów otrzymanej prosówki z użyciem mikroskopii świetlnej oraz skaningowej mikroskopii elektronowej, wraz z analizą składu chemicznego EDX. Określono rozkład mikrotwardości metodą \lickers'a na przekroju kompozytu oraz zmiany gęstości metodą Archimedesa na jego długości. Badania wykazały dobry stopień połączenia komponentów oraz brak porowatości. Jednakże, zaobserwowano różnice w rozmieszczeniu zbrojenia na długości wyrobu. Stwierdzono wystąpienie dyfuzji i w jej wyniku powstanie fazy międzymetalicznej typu CuJ\l.

EN

An article was made to produce a fibrous metal-metal composite materiał in the process of direct extrusion. The starting materiał for the synthesis was composed of 10 mm high billets of 1070 aluminium and 1 mm high billets of technically pure copper packed in an alternating arrangement. As a result of this process, a solid rod with aluminium matrix and copper rings embedded in the cross-section was produced. Studies of the ob-tained extrudate included structure examinations were carried out by light microscopy and SEM/EDX on fractures of the extrudate with an analy-sis of the chemical composition. The distribution of Mickers microhardness was determined on the composite section, while changes in the density were measured by Archimedes principle over the entire length of the rod. Studies have shown a strong bond formed between the indkidual com¬posite components. Absence of porosity was stated, but differences were noted in the reinforcement distribution along the product length. The occurrence of diffusion and as the resultant formation of an intermetallic Cu2AI phase were confirmed

3

Possibility of Al-Cu composite manufacturing from fine metal fractions by recycling process

Wzorek Ł., Wędrychowicz M., Wiewióra M., Noga P., Skrzekut T., Wzorek A., Łyp-Wrońska K.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 43, no. 2

117--124

EN

Plastic consolidation of highly fragmented materials is a cost-effective way to recover aluminum alloys. In this process, metal in the form of chips, powders, or ribbons omits the melting step that is typical for conventional scrap recycling; by that, it significantly reduces both energy expenses and material losses. By reducing the number of operations, the cost of labor and expenditures on environmental protection can be decreased. In addition, the solid bonding of metals in highly dispersed forms allows us to create heterogeneous structures that could be difficult to obtain in traditional processes. In the present study, the influence of the addition of Cu powder (99.7 wt.%) on the bonding quality of aluminum powder (99.7 wt.%) during hot extrusion is being examined. The examined materials contained aluminum powder with the addition of 5 wt.% of Cu powder. The mixture of these powders were cold compacted to produce an 80-mm-long charge for the extrusion process. Plastic consolidation was conducted at three different temperatures: 300°, 350°, and 400°C. As a result, rods 8 mm in diameter were obtained. Mechanical tests combined with microstructure observations and electrical conductivity tests were performed for the as-extruded materials.

PL

Konsolidacja plastyczna silnie rozdrobnionych form materiałów jest ekonomicznie opłacalnym sposobem odzysku stopów aluminium. W procesie tym pomija się etap topienia, który jest integralną częścią recyklingu konwencjonalnego złomów metali takich jak wióry, proszki i taśmy. Umożliwia to znaczącą redukcję nakładów energetycznych oraz strat materiału. W wyniku zmniejszenia liczby operacji, koszty pracy oraz wydatki na ochronę środowiska mogą zostać znacznie zmniejszone. Dodatkowo konsolidacja plastyczna metali w stanie silnie rozproszonym pozwala uzyskać heterogeniczną strukturę, która może być trudna do otrzymania w tradycyjnych procesach. W niniejszej pracy badano jakość połączenia proszku Al z proszkiem Cu podczas wyciskania na gorąco (proszek Al i 5 wag.% proszku Cu). Wstępnie zagęszczony na zimno wsad o długości 80 mm wyciśnięto w trzech temperaturach: 350°C, 400°C, 450°C. W wyniku konsolidacji plastycznej otrzymano pręty o średnicy 8 mm. Dokonano obserwacji ich mikrostruktury, określono własności mechaniczne z próby jednoosiowego rozciągania oraz przeprowadzono pomiar przewodności elektrycznej.

4

Odporność zmęczeniowa stopu AlSi11 konsolidowanego plastycznie z wiórów

Wzorek Ł., Wędrychowicz M., Skrzekut T., Noga P., Wiewióra M., Pacek M.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 11

1063--1065

PL

W procesie wyciskania współbieżnego wytworzono 2 prasówki ze stopu AlSi11: z litego wlewka oraz z wiórów z procesu toczenia. Przeprowadzono obserwację mikrostruktury, określono własności mechaniczne na podstawie próby 1-osiowego rozciągania oraz wykonano badania zmęczeniowe, dzięki którym wyznaczono odporność zmęczeniową stopu AlSi11.

EN

Two extrudates made of AlSi11 alloy have been produced in the co-extrusion process: solid billet and machining chips from the rolling process. The microstructure was observed, mechanical properties were determined on the basis of the 1-axial stretch test, and the fatigue tests were performed to determine the fatigue resistance of the AlSi11 alloy.

5

Effect of heat treatment on quality and properties of solid bonded 6061 aluminum alloy

Wzorek Ł., Wędrychowicz M., Skrzekut T., Noga P., Wiewióra M., Wiewióra J., Sajdak W., Richert M.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 1

32--38

EN

In these studies, the effect of heat treatment on solid bonded AA6061 aluminium alloy has been investigated. The examined material in the form of powder and rapidly solidified ribbons was subjected to pre-compacting and extrusion carried out at elevated temperature. As a reference material, a billet from the solid AA6061 alloy was subjected to the same procedure. Samples of obtained profiles were subjected to the subsequent heat treatment operation. Surface quality and mechanical properties of materials before and after annealing were compared. The increase in mechanical properties was accompanied by a well visible post-heat treatment blistering effect.

PL

Duża wytrzymałość właściwa w połączeniu z dobrą odpornością korozyjną oraz formowalnością są głównymi czynnikami decydującymi o szerokim stosowaniu stopów Al–Mg–Si w procesach przeróbki plastycznej. Podatność tych materiałów do obróbki cieplnej umożliwia znaczące zwiększenie właściwości wytrzymałościowych kosztem plastycznych. Główną fazą umacniającą w przypadku Al–Mg–Si są iglaste wydzielenia β″ koherentne z osnową, które stanowią skuteczną przeszkodę w swobodnym ruchu dyslokacji. W przypadku stopów poddawanych obróbce cieplnej (seria 2xxx, 6xxx, 7xxx) niewłaściwe prowadzenie tego procesu może skutkować gorszymi właściwościami mechanicznymi oraz tworzeniem się licznych defektów powierzchniowych, m.in. pęcherzy. Główną przyczyną występowania tego typu wad jest obecność wilgoci w atmosferze. Wodór zawarty w parze wodnej dyfunduje do wnętrza materiału, powodując w trakcie wygrzewania powstawanie charakterystycznych „bąbli” w zewnętrznej warstwie materiału. Efekt ten często jest obserwowany również w profilach wyciskanych nie poddanych obróbce cieplnej. Celem badań było określenie wpływu konsolidacji plastycznej oraz obróbki cieplnej na właściwości oraz jakość profili uzyskanych ze stopu Al–Mg–Si. Materiałem wyjściowym były proszki (PM), szybkokrystalizowane taśmy (RS) oraz materiał odlewany tradycyjnie (IM).

6

Silver Matrix Composite Reinforced by Aluminium-Silver Intermetallic Phases

Wloch G., Skrzekut T., Sobota J., Woznicki A., Błaż L.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 1

427--434

EN

Silver and aluminum powders (82 mass % Ag and 18 mass % Al) were mixed and hot extruded at 673 K with extrusion ratio λ = 25. Performed X-ray diffraction analysis of as extruded rod revealed the development of Ag3Al and Ag2Al-type intermetallic phases. Structural observations and both chemical and diffraction analysis of structural components confirmed the growth of mentioned phases in the vicinity of elementary Al and Ag granules. No pores or voids were observed in the material. Mechanical properties of the composite, UTS = 490MPa, YS = 440 MPa, HV2 = 136, were relatively high if compared to commercial Ag and Cu products. Hot compression tests pointed to the good hot workability of the composite at deformation temperature range 473 K - 773 K. The differential scanning calorimetry tests were performed in order to estimate structural processes during heating of Ag/Al composite that lead to thermodynamically stable liquid state. It was found that characteristic temperature of three endothermic peaks correspond to (1) peritectoid transformation μ-Ag3Al → ζ-Ag2Al + (Ag), (2) the eutectic melting ζ-Ag2Al + (Al) → L, (3) melting of the ζ-Ag2Al phase. The Vickers hardness of the samples annealed at 673 K, for the time range up to 6900 minutes, was also determined. It was concluded that mutual diffusion of elements between Ag and Al granules and the growth of μ-Ag3Al and ζ-Ag2Al grains during annealing at 673 K result in a slight hardening of the composite.

7

Selection of optimal conditions for solid bonding of the AlSi11 aluminium alloy

Wzorek Ł., Wędrychowicz M., Skrzekut T., Noga P., Wiewióra M., Wiewióra J., Sajdak W., Richert M.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 42, no. 2

117--125

EN

In the present work, the optimal conditions for solid bonding of fragmented aluminum alloy were determined. The research was conducted on metal chips from the AlSi11 TM aluminum alloy after the turning process. The selection of proper bonding conditions was based on the results of tensile tests and surface quality analysis of as-extruded profiles. The extrusion process was conducted within a temperature range of 350–500°C, with a ram speed of 13 mm/s. Extrusion ratio λ was 25. As a reference material, a sample from the solid AlSi11 IM alloy has been extruded under the same conditions. The influence of temperature during direct extrusion on both maximum force and surface quality of obtained profiles has been determined. With reference to tensile test results, no significant influence of temperature on the mechanical properties has been noticed. Profiles extruded at 500°C were characterized by visible cracks on the surface, oriented perpendicular in the direction of extrusion. Moreover, surface flaws were also noticed in profiles extruded at 350°C. A tensile test revealed a strong relationship between the extrusion conditions and plasticity of solid bonded rods. A shiny and smooth surface was obtained only in profiles extruded at a temperature range of 400–450°C.

PL

W niniejszej pracy określono optymalne parametry procesu konsolidacji plastycznej drobnych form aluminium. Badaniu poddano wióry ze stopu AlSi11 (AK11 TM) otrzymane w procesie toczenia. Doboru optymalnych warunków konsolidacji plastycznej dokonano na podstawie własności mechanicznych oraz stanu powierzchni prasówki. Wyciskanie przeprowadzono na prasie współbieżnej w zakresie temperatur 350–500°C z prędkością stempla 13 mm/s. Stopień przerobu wynosił λ = 25. Jako materiał porównawczy wyciśnięto w tych samych warunkach materiał lity AlSi11 (AK11 IM) o tej samej masie. Określono wpływ temperatury wyciskania współbieżnego na siły maksymalne w procesie oraz jakość powierzchni przy użyciu SEM. Dodatkowo wyznaczono własności mechaniczne w próbie jednoosiowego rozciągania uzyskanych profili. Nie zaobserwowano znaczącego wpływu temperatury procesu na otrzymane własności wytrzymałościowe oraz plastyczne. Powierzchnia profili wyciskanych w 500°C charakteryzowała się prostopadłymi pęknięciami do kierunku wyciskania. Wady powierzchniowe zaobserwowano również w prętach wyciskanych w temperaturze 350°C. Badania wytrzymałościowe wykazały silny wpływ warunków konsolidacji na własności plastyczne profili otrzymanych z wiórów AlSi11. Pręty wyciśnięte w temperaturze 400°C i 450°C cechowały się gładką i błyszczącą powierzchnią.

8

Effect of rapid solidification aluminum alloys with different Si contents on mechanical properties and microstructure

Wzorek Ł., Wiewióra M., Wędrychowicz M., Skrzekut T., Noga P., Wiewióra J., Sajdak W., Richert M.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 42, no. 3

179--186

EN

Rapid solidification is a relatively new and effective way of producing ultrafine-grained UFG aluminum alloys with enhanced mechanical properties. Due to a significant cooling rate close to nearly 106 K/s, it is possible to obtain a material with grain size far below 100 nm. In the present study, RS aluminum alloys with an Si content in a range of 5–10 wt% were produced during melt spinning. As a result, materials in the form of ribbons were produced. The as-received flakes were subjected to cold pressing into cylindrical billets with a diameter of 40 mm. Hot extrusion of pre-compacted material was subsequently performed at a temperature of 450°C with a press ram speed of 3 mm/s and extrusion ratio of λ = 25. In this work, the influence of brittle phases on the mechanical properties of as-extruded rods will be examined. Both tensile and microhardness tests were performed in order to determine the mechanical properties of the obtained profiles. It has been shown that brittle-phase refinement during melt spinning significantly influences the mechanical properties of the tested materials.

PL

W wyniku szybkiej krystalizacji możliwe jest otrzymanie struktury drobnoziarnistej stopów aluminium o podwyższonych własnościach mechanicznych. Znaczna szybkość chłodzenia na poziomie 106 K/s umożliwia otrzymanie wielkości ziarna na poziomie 100 nm. W prezentowanych w pracy badaniach szybkiej krystalizacji poddano stopy aluminium o zawartości 5 oraz 10% wagowych Si. Otrzymane taśmy poddano wstępnemu prasowaniu na zimno do form brykietów o średnicy 40 mm. Proces wyciskania przeprowadzono w temperaturze 450°C z prędkością tłoka równą 3 mm/s. Stopień przerobu wynosił λ = 25. W niniejszym opracowaniu badano wpływ kruchych faz na własności mechaniczne wyciskanych prętów. W tym celu wykonano próbę jednoosiowego rozciągania oraz pomiary mikrotwardości otrzymanych profili. Wykazano znaczny wpływ rozdrobnienia kruchych faz podczas szybkiej krystalizacji na własności mechaniczne badanych materiałów.

9

Wpływ obróbki cieplnej na własności mechaniczne stopu 6060 (Al-Mg-Si)

Skrzekut T., Rożek M., Woźnicki A., Włoch G.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 1

27-33

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu warunków starzenia na własności mechanicznie płaskowników ze stopu 6060. Materiał po przesyceniu z temperatury 525 [stopni]C starzono w temperaturze od 25 [stopni]C do 225 [stopni]C przez czas od 0,5 do 128 godzin. Po takiej obróbce cieplnej stop poddano próbie rozciągania. Uzyskane wyniki przedstawiono jako wykresy zależności wielkości badanych (Rm, R0,2, A) od temperatury i czasu starzenia. Zależności te opisano równaniami matematycznymi. Takie opracowanie wyników badań pozwala w prosty sposób dobrać warunki starzenia prowadzące do osiągnięcia oczekiwanych własności mechanicznych.

EN

The influence of the ageing temperature and time on mechanical properties of the 6060 alloy extruded profiles was investigated. The samples were solution treated at 525 [degrees]C for 1 h followed by water quenching and then aged in the temperature range of 25-225 [degrees]C within regimes of time varying from 0,5 to 128 h. In order to determine the effect of heat treatment on the mechanical properties, tensile tests were performed. The received results (Rm, R0,2, A) were shown depending on ageing temperature and time in three dimensional diagrams. The obtained surfaces were approximated by polynomial equations. Presentation of the received results in the form of simple graphs allows, by selecting proper ageing conditions, to obtain the required mechanical properties.

10

Charakterystyka właściwości kompozytu AK52/SiC uzyskanego metodą impulsowo-plazmowego spiekania

Suśniak M., Kołacz D., Lis M., Karwan-Baczewska J., Skrzekut T.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 8

447-453

PL

Prezentowane wyniki obejmują badania strukturalne, pomiary twardości i mikrotwardości oraz badania wytrzymałości na ściskanie kompozytu AK52/SiC otrzymanego metodami metalurgii proszków. Materiał wyjściowy wytworzono z wiór stopu AK52 (AlSi5Cu2) z dodatkiem węglika krzemu (SiC) w procesie mechanicznej syntezy. Uzyskano drobnoziarnisty proszek o jednorodnym rozmieszczeniu twardych cząstek ceramicznych w osnowie aluminium. Proces konsolidacji przeprowadzono metodą impulsowo-plazmowego spiekania, co w krótkim czasie pozwoliło otrzymać wypraski o dobrych właściwościach mechanicznych i jednorodnej strukturze. Dodatek twardych cząstek SiC powoduje wzrost twardości i wytrzymałości wytworzonych próbek. Analiza strukturalna potwierdziła jednorodną strukturę i drobnoziarnistość otrzymanych wyprasek.

EN

The paper presents investigations on possibility of using powder metallurgy processing for producing a composite structure, obtained by introducing SiC into recycled aluminium alloy by means of spark plasma sintering. The mixtures of SiC (0 and 20 wt% ) particles and AK52 (AlSi5Cu2) aluminum alloy chips were subjected to mechanical alloying throughout 40 hours. This lead to homogenous composite powder with particle size of about 3 mm, granular shape and uniform distribution of reinforcement particles into aluminum matrix. Higher amount of silicon carbide and longer time of processing allow to obtain a final overall microhardness of about 500 HV0.025. This is basically due to the strain hardening effect during MA and to the achievement of an homogeneous distribution of reinforcement in the composite powder. The prepared and identified powder mixtures (AK52+ (0 and 20 wt%) SiC) were finally densified by the spark plasma sintering method. The powders were embedded into the matrix with graphite cover and sintered at 450 [degrees]C, under 32 MPa by 5 min. The porosity investigations show that the AK52+20SiC consolidated compact was fully densified under these consolidation conditions while powders without addition of SiC has higher porosity results. The microstructure of compacted powders was examined by scanning electron microscopy (SEM) and light optical microscopy and reveals uniform structure of sintered composite powder. The Vickers hardness (HV5) tests increases with the addition of SiC particles. Hardness is a property related to the material resistance against plastic deformation which was confirmed by compression test. Content of SiC addition allows to increase stress but ductility of composite samples is still very low. Spark plasma sintering process is an effective consolidation method to obtain dense AK52/SiC composites with homogeneous structure and advanced mechanical properties.

11

Badania struktury i własności mechanicznych szybko krystalizowanego stopu 6060 (Al-Mg-Si)

Skrzekut T., Rożek M., Tokarski T.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 2

69-74

PL

Niski ciężar właściwy, dobre przewodnictwo elektryczne oraz dobra odporność na korozję to cechy którymi charakteryzują się stopy aluminium z magnezem i krzemem (seria 6000). Na takie materiały jest zapotrzebowanie w przemyśle samochodowym, w budownictwie, w energetyce oraz wszędzie tam, gdzie od materiału wymaga się wysokiej wytrzymałości właściwej. Warto zaakcentować, że w celu maksymalizacji własności mechanicznych oraz plastyczności konieczne jest dążenie do uzyskania ziarna o rozmiarach submikronowych. W celu zbadania wpływu szybkiej krystalizacji na własności stopu 6060 materiał przetopiono i odlano do metalowej kokili. Odlany materiał podzielono na dwie części. Pierwszą część od razu wyciśnięto w temperaturze 350 [stopni]C. Drugą część poddano procesowi szybkiej krystalizacji (RS) metodą melt spinning. Otrzymane taśmy wstępnie zagęszczono do formy cylindrów i wyciśnięto w temperaturze 350 [stopni]C. Na tak uzyskanym materiale przeprowadzono badania strukturalne obejmujące mikroskopię świetlną i elektronową oraz badania mechaniczne.

EN

The aluminium alloys from the series, named 6XXX are known for their low density, good electrical conduction and high corrosion resistivity. There is a massive demand on such materials for the automotive industry, building engineering, power industry and in all other appliances, that need materials of high strength, compared to its weight. It is worth emphasizing, that maximizing mechanical properties of metallic materials requires inventing methods of production materials with submicron grain size. The investigated material was of aluminium alloy 6060. Alloy was melted and subsequently casted into a metal mould. The as-cast material was divided into two parts: the first one was extruded in 350 [degrees]C. The other one was melted again and rapidly solidified (melt-spin method). Obtained strips were condensed into cylindrical form and afterwards extruded in the same conditions, as the first part of the material. There were structural(LM and SEM) and mechanical tests, carried out on both parts of extruded material.