Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Effect of Transition Metals on Quasicrystalline Phase Formation in Mechanically Alloyed Al65Cu20Fe15 Powder

Mitka M., Kalita D., Góral A., Lityńska-Dobrzyńska L.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 3

1129--1133

EN

The effect of replacing iron with transition metals (M = Mn, Cr, Co) on the microstructure of mechanically alloyed Al65 Cu20 Fe15 quasicrystalline powder was examined by X-ray diffraction and transmission electron microscopy methods. Powders of various compositions were milled in a high-energy planetary ball mill up to 30 hours at a rotation speed 350 rpm using WC milling media. The amount of the fourth additions was constant in all powders and Fe atoms were replaced with Mn, Cr or Co in a 1:1 ratio, while the content of the Al and Cu was selected in two ways: they remained the same as in the initial ternary Al65 Cu20 Fe15 alloy or changed to obtain e/a ratio = 1.75 (optimal for icosahedral quasicrystalline phase). Quasicrystalline phase formed in the quaternary Al65 Cu20 Fe7.5 M7.5 powders, whereas in the second group of compositions only crystalline phases were identified.

2

Investigation of the Ultrafine-Grained Structure Formation Under Different Strain Rates

Kováčová A., Kvačkaj T., Bidulský R., Bidulská J., Kočiško R., Dutkiewicz J., Lityńska-Dobrzyńska L.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2A

851--856

EN

The present paper deals with a study on formation of specific substructural features in OFHC copper processed by equalchannel angular pressing (ECAP) considering different strain rate conditions. Since two mechanical tensile testing equipments were being used, strain rate response could be studied in a wide range (both in static and dynamic regimes). Moreover, the copper before tensile testing was subjected to drawing and ECAP, separately, which allows to study the influence of both structural and substructural features (CG vs. UFG structure). Considering the static regime, it was found that UFG materials have advanced properties, showing higher strength and ductility in comparison to their CG counterparts. However, this is valid only to the critical value of the strain rate. In the dynamic regime, mathematical linearized results imply that ultimate tensile strength in samples processed by ECAP increases twice every 10 s-1 rising, however, they lost approximately the same plastic properties than samples after drawing. Differences in the progress of mechanical properties are related to specific structural and substructural features evolved in the material during ECAP processing. Above mentioned features were studied in detail by methods of transmission and scanning electron microscopy (TEM, SEM).

3

Structure and properties of the graphene and diamond–copper composites fabricated by the high pressure – high temperature method

Janik K., Czeppe T., Jaworska L., Figiel P., Lityńska-Dobrzyńska L., Ozga P.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 5-6

502--503

EN

The paper presents results of microstructural examina-tion as well as chosen mechanical properties of graphene and diamond rich-copper composites fabricated by the high pressure-high temperature method. The composites were tested for density and elastic properties of the sintered compacts by use ultrasonic flaw detector.

PL

Przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i wybranych właściwości kompozytów grafen-miedź oraz diament syntetyczny-miedź, o wysokiej zawartości grafenu oraz diamentu, wytworzonych za pomocą metody wysokiego ciśnienia-wysokiej temperatury. Wyznaczono gęstości pozorne spieków oraz własności sprężyste metodą defektoskopii ultradźwiękowej.

4

Application of the high pressure torsion supported by mechanical alloying for the metal-graphene composites preparation

Czeppe T., Korznikova G., Ozga P., Lityńska-Dobrzyńska L., Socha R.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 2CD

147--157

EN

From the time when the method of a monolayer graphene preparation was published the scientific activity concerning the properties, production and application of this special form of carbon is very intensive. Graphene is two dimensional (2D) crystalline material, stable in a wide temperature range, possessing unusual electronic,electrical, thermal and mechanical properties. Graphene and the graphene oxide properties may be used in the range of the metal matrix composites, in which case graphene particles may improve electrical and thermal conductivity or/and strength of the material. The paper presents results of the studies concerning application of the high pressure torsion, one of the method of intensive deformation of metals to the powders consolidation to the homogenous composite metal-graphene structure. The aluminum and copper - graphene compositions were investigated. It was found that mechanical alloying as the preliminary step increased density and microhardness of the samples achieved by the High Pressure Torsion. As a result small, thin and round samples of composites and similar metallic samples not containing graphene, about 10 mm in diameter were achieved. The X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (ТЕМ), Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were applied to study structure and analyze graphene content and atomic bonds. The Raman spectroscopy proved the presence of the multilayer graphene which could also be identified as the defected nano-graphitc as a component of the composite structure. In case of the Al-graphene composites small content of the aluminum carbides was detected as well. The metallic matrices of the samples revealed highly dispersed microstructures transmission electron microscopy show, in dependence on the number of rotations applied in the High Pressure Torsion process, leading to the increased plastic deformation of the consolidated material. The XPS method revealed increased amount of the carbon-metal and carbon- metal- oxygen atomic bonds in the case of the metal-graphene composites, suggesting partial transformation of the multilayer graphene in the graphene due to the high range of deformations applied.

PL

Praca przedstawia wyniki badań dotyczących próbek z proszku aluminium i kompozytów aluminium–grafen, wytworzonych w dwóch etapach: mechanicznej syntezy mieleniem i intensywnego odkształcenia metodą skręcania pod wysokim ciśnieniem. Wytworzono próbki w postaci okrągłej, o średnicy około 10 mm, charakteryzujące się znaczną jednorodnością mikrostruktury w przekroju. Zastosowanie wstępne mechanicznej syntezy podniosło mikrotwardość próbek i stopień kompresji. Dodatek grafenu nie miał wpływu na te parametry. Przeprowadzono badania metodami transmisyjnej mikroskopii elektronowej, spektroskopii Ramana i spektroskopii fotoelektronów XPS. Wyniki transmisyjnej mikroskopii elektronowej i spektroskopii Ramana wskazują na równomierne rozłożenie cząstek grafenu na powierzchni ziaren matrycy. Zwiększenie odkształcenia ścinającego w metodzie skręcania pod wysokim ciśnieniem prowadzi do silniejszego rozdrobnienia struktury matrycy i cząstek grafenu. Jak wynika ze spektroskopii Ramana, wprowadzony grafen może być zakwalifikowany jako grafen wielowarstwowy, zdefektowany. Konsolidacja przy pomocy intensywnego odkształcenia skręcaniem pod wysokim ciśnieniem zwiększa zdefektowanie i dyspersję grafenu oraz prawdopodobnie zwiększa zawartość grafenu o małej ilości warstw. Metoda XPS wskazuje na powstawanie wiązań atomowych węgiel–glin i zmniejszenie udziału wiązań węgiel-węgiel i glin-glin. Stwierdzono także tworzenie się niewielkiej ilości węglików aluminium.

5

Mikrostruktura i właściwości mechaniczne natryskiwanych plazmowo nanostrukturalnych powłok Al2O3-13TiO2

Makrenek M., Żórawski W., Góral A., Lityńska-Dobrzyńska L., Brzoza A.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

7024--7031

PL

Powłoki Al2O3-TiO2 zostały natryskane plazmowo z proszków o budowie nanokrystalicznej oraz konwencjonalnej. Natryskiwane proszki charakteryzowały się różną morfologią i rozkładem granulome-trycznym. Mikrostruktury natryskanych powłok Al2O3-13TiO2 nanostrukturalnej oraz konwencjonalnej wykazały istotne różnice. Powłoki nanostrukturalne posiadały mikrostrukturę bimodalną składającą się z obszarów całkowicie przetopionych oraz obszarów zawierających nanoziarna. Mikrostruktura powłok konwencjonalnych była lamellarna, charakterystyczna dla powłok natryskanych cieplnie. Przeprowadzone badania nanotwardości powłok wykazały różnicę wartości parametrów mechanicznych między poszczególnymi próbkami. Wartości nanotwardości próbki nanokrystalicznej przewyższały wartości uzyskane dla próbki o konwencjonalnej budowie. Średnia wartość twardości Vikersa uzyskana z pomiarów nanotwardości i mikrotwardości pokrywały się w granicach błędów pomiarowych.

EN

Nanostructured and conventional Al2O3-TiO2 powders were used to deposit coating by means of plasma spraying system. Applied powders were characterized by different morphology and granulometric distribution. Microstructures of plasma sprayed nanostructured and conventional coatings revealed significant differences. Unlike the typical lamellar microstructure of conventional coating where grains of powder are completely melted, the microstructure of nanostructured coating consists of regions with different degrees of melting containing areas with nanograins. Such bimodal microstructure containing melted and unmelted particles is typical for coatings sprayed with reconstituted nanostructured feedstock. It was found that the plasma-sprayed nanostructured Al2O3-13TiO2 coating possessed better nanomechanical properties than those of conventional alumina-titania coatings.

6

Structural investigation of Mg-3Ca, Mg-3Zn-1Ca and Mg-3Zn-3Ca as cast alloys

Kubok K., Lityńska-Dobrzyńska L., Wojewoda-Budka J., Góral A.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

162--165

EN

Magnesium alloys made of Mg-Zn-Ca system are interesting, because of possible application as bioresorbable cardiovascular stents or temporary orthopaedic implants. Avoidance of removal surgery is an undeniable advantage of using biodegradable materials. Alloys of nominal composition of Mg-3Ca, Mg-3Zn-1Ca and Mg-3Zn-3Ca (in wt.%) have been prepared by resistance melting and casting into graphite mould under protective argon atmosphere. All investigated alloys have revealed α(Mg) dendritic microstructures with intermetallic phases distributed in interdendritic spacing. Except α(Mg), hexagonal ternary phase Ca2Mg6Zn3 has been detected for the Mg-3Zn-1Ca alloy and Mg-3Zn-3Ca (Ca2Mg6Zn3 phase belongs to the space group P63/mmc, with lattice parameters depending on the chemical composition). It was calculated that the unit cell parameters for the ternary phase change – a from 9.912 to 9.945 Å, c from 10.351 to 10.378 Å, if compare Mg-3Zn-1Ca to Mg-3Zn-3Ca. The Mg-3Ca alloy contains only Mg2Ca (hexagonal crystal structure; space group P63/mmc, with lattice parameters a = 6.239 Å and c = 10.146 Å). The same binary phase has been identified in Mg-3Zn-3Ca alloy, but with slightly changed parameters: a = 6.2152 Å and c = 10.0699 Å. The hardness of all alloys has been measured. The highest value: 68 HV has been observed for Mg-3Zn-3Ca alloy whereas hardness 49 HV of alloy containing only calcium was significantly lower. Both existing in materials intermetallic phases segregate on the grain boundaries and harden alloys.

PL

Stopy magnezu z układu Mg-Zn-Ca są interesujące ze względu na możliwe zastosowanie jako bioresorbowalne stenty w kardiochirurgii oraz czasowe implanty ortopedyczne. Brak konieczności przeprowadzania operacji usunięcia implantów jest niezaprzeczalną zaletą stosowania biodegradowalnych materiałów. Stopy Mg-3Ca, Mg-3Zn-1Ca oraz Mg-3Zn-3Ca (% mas.) topiono w piecu oporowym w atmosferze argonu i odlano do tygli grafitowych. Wszystkie badane stopy posiadają po odlaniu mikrostrukturę dendrytyczną α(Mg) z fazami międzymetalicznymi w przestrzeniach międzydendrytycznych. Poza α Mg), heksagonalna potrójna faza Ca2Mg6Zn3 została zidentyfikowana w stopach Mg-3Zn-1Ca oraz Mg-3Zn-3Ca (faza Ca2Mg6Zn3 należy do grupy przestrzennej P63/mmc z parametrami sieci zależącymi od jej składu chemicznego). Obliczono, że parametry komórki elementarnej dla fazy potrójnej zmieniają się następująco a od 9.912 do 9.945 Å, c od 10.351 do 10.378 Å; jeśli porównamy stop Mg-3Zn-1Ca i Mg-3Zn-3Ca. W stopie podwójnym Mg-3Ca stwierdzono obecność tylko fazy Mg2Ca (heksagonalna struktura krystalograficzna; grupa przestrzenna P63/mmc z parametrami sieci: a = 6.239 Å i c = 10.146 Å). Ta sama faza podwójna została zidentyfikowana w stopie Mg-3Zn-3Ca z nieznacznie zmienionymi parametrami sieci: a = 6.2152 Å i c = 10.0699 Å. Zmierzono twardość wszystkich badanych stopów. Twardość stopu Mg-3Zn-3Ca była najwyższa (68 HV). Obie występujące w materiale fazy międzymetaliczne układają się na granicach ziaren przez, co utwardzają stop.

7

Microstructure and chemistry of Pb-Sn solder/ENIG interconnections

Wojewoda-Budka J., Huber Z., Lityńska-Dobrzyńska L., Sypień A., Zięba P.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

222--224

EN

The microstructure and chemistry of the solder joints on ENIG finish obtained with 62Sn36Pb2Ag alloy [wt %] were examined by means of the scanning and transmission electron microscope combined with an energy dispersive X-ray spectrometer. After sessile drop test at 503 K for 5 min the interconnection was formed consisted of four different layers (zones). They were: Ni-P-amorphous (corresponding to initial Ni-P coating) adjacent to copper, then Ni12P5, Ni2SnP. The last 4th layer was Sn metastable phase. The cracks observed in within area occupied by Ni12P5 and also at the interface with Ni2SnP layer are considered as the potential source of the “black pad” failure.

PL

Badano mikrostrukturę oraz skład chemiczny złączy lutowie Pb-Sn/ENIG za pomocą skaningowego i transmisyjnego mikroskopu elektronowego wyposażonego w spektrometr promieniowania X z dyspersją energii. Eksperyment polegający na osadzeniu kropli lutowia Pb-Sn na podkładce ENIG w 503 K i wygrzewaniu przez 5 min doprowadził do powstania złącza (spoiny) składającej się z 4 różnych warstw. Zostały one zidentyfikowane jako amorficzny Ni-P (odpowiadający wyjściowemu pokryciu Ni-P) bezpośrednio przylegający do substratu Cu, następnie warstwy Ni12P5, Ni2SnP oraz metastabilna faza NiSn. Pęknięcia stwierdzone w obszarze zajmowanym przez Ni12P5 oraz na granicy z fazą Ni2SnP stanowią potencjalne źródło degradacji złączy uzyskiwanych na pokryciach ENIG nazywane efektem czarnego pola.

8

Microstructure and properties of AlMnFeCu and AlMnFeSi melt spun ribbons strengthened with quasicrystalline particles

Stan K., Lityńska-Dobrzyńska L., Dutkiewicz J., Góral A., Wierzbicka-Miernik A., Wojewoda-Budka J.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

378--381

EN

The aim of this work was to investigate effect of alloying elements, silicon and copper, on structure and properties of aluminium alloys strengthened with quasicrystalline particles. Melts spun ribbons based on aluminium, manganese and iron with addition of copper and silicon were prepared by melt spinning method with linear velocity 30 m/s of copper wheel. Both structure and properties of obtained alloys were studied, including microhardness and thermal stability. The latter is especially important since quasicrystals formed during rapid solidiﬁcation are metastable and undergo transformation to crystalline phases after annealing at higher temperature range causing deterioration of alloy mechanical properties. Results were compared with values obtained for ternary alloy. The microstructures obtained for both type of ribbons were inhomogeneous on their crosssection and varied depending on cooling rates within different zones of fonned ribbons. At the wheel side most frequently ﬁne structure was observed. The studied ribbons contained mainly two phases - quasicrys- talline particles and aluminium solid solution as matrix. Quasicrystals present in both obtained ribbons had various shapes from spherical particles, through dendrites to lamellar eutectic of different size. Results of chemical analysis ofphases present in the samples indicated that introduced alloying elements were distributed in quasicrystalline phase, as well as, in the matrix. It was concluded that these additions, Si and Cu, do not show any improvement in thermal stability of investigated melt spun ribbons or microhardness values which were lower than values obtained for ternary composition. This decrease can be connected with presence of intermetallic phases which were identiﬁed in both alloys using XRD and TEM. However, presence of additions in alloys matrix can be beneﬁcial during thermal treatment leading to the precipitation hardening.

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu dodatków stopowych, krzemu i miedzi, na strukturę i własności stopów aluminium umacnianych cząstkami kwazikrystalicznymi. Szybkochłodzone taśmy na bazie aluminium, manganu i żelaza z dodatkiem miedzi i krzemu wytworzono za pomocą metody odlewania z fazy ciekłej na wirujący walec przy szybkości liniowej obracającego się walca 30 m/s. Zbadano strukturę i własności otrzymanych taśm, W tym mikrotwardość oraz stabilność termiczną i porównano ze stopem trójskładnikowym. Stabilność powstałych faz jest szczególnie ważna ze względu na to, że kwazikryształy otrzymane za pomocą szybkiego krzepnięcia są strukturami metastabilnymi i ulegają przemianie w fazy krystaliczne podczas wygrzewania w podwyższonej temperaturze, powodując tym samym pogorszenie własności mechanicznych stopu. Mikrostruktura obu taśm była niejednorodna na przekroju i zależała od stopnia przechłodzenia w danej streﬁe. Od strony walca zwykle obserwowano strukturę rozdrobnioną. Badane taśmy zawierały głównie dwie fazy - kwazikryształy oraz roztwór stały aluminium. Kwazikryształy obecne w wytworzonych taśmach w obu przypadkach występowały zarówno w postaci kulistych cząstek i dendrytów, jak również eutektyki płytkowej o różnej wielkości. Wyniki analizy składu chemicznego faz obecnych w taśmach wykazały, że wprowadzone dodatki są rozłożone zarówno w fazie kwazikrystalicznej, jak i w osnowie. Stwierdzono, że zastosowane dodatki (Si oraz Cu) nie wpłynęły korzystnie na stabilność terrniczną stopów ani na otrzymane wartości mikrotwardości, które były mniejsze od otrzymanych dla stopu trójskładnikowego. Za spadek mikrotwardości może odpowiadać pojawienie się dodatkowych faz międzymetalicznych, których obecność potwierdzono za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Obecność zastosowanych dodatków w osnowie może mieć jednak znaczenie podczas obróbki cieplnej stopów i prowadzić do ich umocnienia przez dodatkowe wydzielenia.

9

Structure and martensitic transformation in Ni44Mn43.5Sn12.5-xAlx Heusler alloys

Maziarz W., Czaja P., Czeppe T., Lityńska-Dobrzyńska L., Major Ł., Dutkiewicz J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

443--446

EN

Alloys with constant Ni/Mn ratio equal to 1.01 of nominal compositions Ni44Mn43.5Sn12.5-xAlx (x = 0, 1, 2 and 3) were induction cast, homogenized in vacuum for 6 hours at 1000ºC, annealed for 1 h at 900 and water quenched for solution treatment (ST). Differential scanning calorimetry (DSC) studies revealed that the quenched alloys undergo martensitic transformation with martensite start temperatures (Ms) ranging from - 140 up to - 80ºC. An increase of Ms temperature with increasing of the aluminum content as well as the linear relationship between Ms and the conductive electron concentration (e/a) was observed. DSC has been used also to estimate the associated entropy change from the transformation heat Q and peak position temperature Tp; corresponding to ΔS ≈ Q/Tp. X-Ray diffraction phase analyses performed at room temperature proved that in all ST alloys the L21 Heusler structure is present. However, a different degree of order of this phase was observed, what was manifested by a decrease of intensity of the 111 superlattice reflection of the L21 structure with an increase of Al content. The ordering behavior was also proven by the transmission electron microscopy (TEM) investigations, particularly electron diffraction patterns. The evolution of microstructure after different treatments was also illustrated by light microscopy observations.

PL

Stopy o stałym stosunku Ni/Mn wynoszacym 1,01 i o składzie Ni44Mn43.5Sn12.5-xAlx (x= 0, 1, 2, 3) odlewano w piecu indukcyjnym a następnie poddano wyżarzaniu w próżni w temperaturze 1000ºC przez 6 godzin oraz obróbce cieplnej polegającej na wygrzaniu w temperaturze 900ºC przez okres 1 h i przesyceniu poprzez szybkie chłodzenie w wodzie o temperaturze pokojowej. Wyniki uzyskane przy użyciu różnicowej kalorymetrii skaningowej wykazały, że przesycone stopy ulegają przemianie martenzytycznej, której początek w zależności od składu stopu mieści się w zakresie - 140 do - 80ºC. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem zawartości aluminium w stopach rośnie temperatura początku przemiany martenzytycznej oraz, że zalezność tej temperatury od wartości stężenia elektronów walencyjnych e/a ma charakter liniowy. Badania kalorymetryczne posłużyły również do oszacowania wielkości zmian entropii towarzyszącej przemianie fazowej do czego wykorzystano znajomość ilosci ciepła Q przemiany a także pozycje piku temperaturowego zgodnie z zaleznością Tp: ΔS ≈Q/Tp. Analiza rentgenowska w temperaturze pokojowej wykazała, że wszystkie stopy po obróbce cieplnej stopy posiadają strukturę Henslera o uporzadkowaniu typu L21. Jednakże, stopień uporządkowania tej struktury w zależności od zawartości Al w stopach jest różny na co wskazuje zanik refleksu {111}charakterystycznego dla nadstruktury L21 wraz ze wzrostem stężenia Al. Zmiany stopnia uporzadkowania zostały potwierdzone przy pomocy transmisyjnej mikroskopii elektronowej a zwłaszcza dzieki dyfrakcji elektronowej. Zamiany mikrostruktury po różnych etapach wytwarzania i obróbki cieplne zilustrowano przy użyciu mikroskopii świetlnej.

10

SEM and TEM studies of NiAl2O4 spinel phase distribution in alumina matrix

Konopka K., Lityńska-Dobrzyńska L., Dutkiewicz J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

501--504

EN

Methods of enhancing of mechanical properties of ceramic-metal composites, particularly fracture toughness by introducing dispersed metal particles such as W, Mo, Ni, Al, etc to a ceramic matrix are well known. However, the dependence of the microstructures, especially interfaces, on the properties of composites is not well understood yet. Moreover, the ceramic-metal interfaces play a crucial role in tailoring the composite properties. In this paper we examine the alumina matrix composite with NiAl2O4 spinel phase and present the SEM and TEM studies of spinel distribution, size and crystallographic orientation. The composites were prepared by sintering Al2O3 and Ni powders below the melting point of Ni in argon. During the process of sintering the spinel phase appeared. It was not homogeneously distributed in the alumina matrix. The spinel phase areas were linked together and constituted an almost continuous form. We observed that the distribution and size of spinel influenced the fracture toughness of the composite.

PL

Wprowadzenie do osnowy ceramicznej cząstek metalu np. W, Mo, Ni, Al, a także innych zapewnia wzrost odporności na pekanie uzyskanych kompozytów. Jest to już dobrze znany fakt, jednakże nie do końca opisany jest wpływ powierzchni międzyfazowych na właściwości kompozytów. W pracy analizowano kompozyt Al2O3 -Ni z udziałem spinelu NiAl2O4 . Obserwacje SEM i TEM ujawniły niejednorodne rozmieszczenie spinelu w objętości materiału. Opisano orientacje krystalograficzną, grubość i kształt fazy spinelowej. Powstający na granicach między cząstkami niklu a osnową Al2O3 spinel tworzy prawie ciągłe układy łączące sąsiednie cząstki niklu. Stwierdzono wpływ fazy NiAl2O4 na odporność na pękanie kompozytów.

11

Microstructure of the NiAlV alloys subjected to the HPT deformation

Czeppe T., Korznikova G., Korznikov A. W., Lityńska-Dobrzyńska L., Świątek Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

447--452

EN

Some attention in physical metallurgy is devoted to the mechanisms of decomposition of the disordered phases via eutectoid transformation accompanied by the atomic ordering. In case of the non-pearlitic modes of transformation this concerns intermetallic phases of the general description A3B-A3C. The application of intensive deformation like HPT may introduce opposite mechanisms introducing some degree of the metastable disordered phase structure at room temperature. The paper presents results of the phase composition and microstructure studies of the alloys of composition Ni75AlxVy (where x =15, 10, 5 and y =10, 15, 20), which undergo the solid-state eutectoid decomposition at temperature 1281 K, in the equilibrium conditions. The alloys achieved by the cold crucible levitation method were later intensively deformed with the method of high pressure torsion (HPT). The alloys after HPT revealed homogenous, metastable L12 (Ni3Al) structure in place of the eutectoid product L12-D022. The average size of the Sherrer’s coherent diffraction volumes did not exceed 9 nm, suggesting nano-structure of the material. Transmission electron microscopy (TEM) and high resolution electron microscopy (HRTEM) revealed that the micro- and nano- deformation twins were the main feature of the microstructure, dividing volume into cells of the sizes similar to the coherent volumes. The HPT deformation did not influence atomic order. The results are compared with those achieved for the injection cast samples.

PL

W publikacjach z zakresu fizycznej metalurgii przejawia się zainteresowanie mechanizmami rozpadu, nie perlitycznego typu, faz nieuporządkowanych, zachodzącymi z udziałem uporządkowania atomowego. Dotyczy to faz rodzaju A3B-A3C. Zastosowanie intensywnego odkształcenia metodą skręcania pod wysokim ciśnieniem (HPT) może przeciwdziałać rozpadowi wprowadzając fazy metastabilne, o pewnym stopniu nieuporzadkowania atomowego, w temperaturze pokojowej. Artykuł przedstawia wyniki badań składu fazowego i mikrostruktury stopów o składzie Ni75AlxVy (gdzie x =15, 10, 5 i y =10, 15, 20), podlegających, w warunkach równowagi, rozpadowi eutektoidalnemu w temperaturze 1281 K. Stopy otrzymano metodą lewitacji w zimnym tyglu (CCLM) a następnie poddano przeróbce metodą intensywnego odkształcenia skręcaniem pod wysokim ciśnieniem. Po takim procesie stopy wykazywały jednorodną strukturę L12 (Ni3Al), zamiast produktów rozpadu eutektoidalnego w postaci struktur L12-D022. Średni rozmiar koherentnych obszarów rozpraszania Sherrera nie przekraczał 9 nm, wskazując na materiał o charakterze nano-strukturalnym. Zastosowanie transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) i wysokorozdzielczej transmisyjnej mikroskopii elektronowej (HRTEM) pokazało, że bliźniaki odkształcenia o rozmiarach mikro i nano były głównymi elementami mikrostruktury, dzieląc całą objętość na komórki o rozmiarach podobnych do rozmiarów obszarów koherentnego rozpraszania. Metoda HPT nie wpłynęła natomiast na uporzadkowanie atomowe. Wyniki porównano z uzyskanymi dla próbek otrzymanych metodą szybkiego chłodzenia przez wtryskiwanie do wlewnicy.

12

Microstructure of Al2O3-13TiO2 coatings deposited from nanoparticles by plasma spraying

Góral A., Lityńska-Dobrzyńska L., Żórawski W., Berent K., Wojewoda-Budka J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

335--339

EN

The aim of the study was to characterize nanostructured Al2O3-13TiO2 coatings deposited by plasma spraying on a grit blasted steel substrate. The Al2O3-13TiO2 coatings were characterized using scanning and transmission electron microscopy and X-ray diffraction techniques. Obtained coatings possessed a unique microstructure consisting of fully melted regions with the microstructure similar to a typical plasma sprayed lamellar morphology as the conventional coatings and areas comprising unmelted or partially melted nanosized particles. The analysis showed that most of the α-Al2O3 phase from the nanostructured powders transformed into γ-Al2O3 phase after plasma spraying process. Moreover, the presence of amorphous phase was also observed.

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę nanostrukturalnych powłok Al2O3-13TiO2 natryskiwanych plazmowo na podłożu stalowym. Powłoki scharakteryzowano za pomocą skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej oraz technik dyfrakcji rentgenowskiej. Mikrostruktura uzyskanych powłok składała się z obszarów powstałych z całkowicie stopionych proszków, podobnych do mikrostruktury powłok wytworzonych z proszków o rozmiarach konwencjonalnych, jak również z obszarów zawierających niestopione lub częściowo stopione nanocząstki. Wykazano, ze większość fazy α-Al2O3 występującej w materiale proszkowym uległa przemianie w faze γ-Al2O3 w trakcie procesu natryskiwania plazmowego. Zidentyfikowano również obecność fazy amorficznej.

13

Microstructure and mechanical properties of Mg-2.5%Tb-0.78%Sm alloy after ECAP and ageing

Bryła K., Dutkiewicz J., Rokhlin L. L., Lityńska-Dobrzyńska L., Mroczka K., Kurtyka P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

481--487

EN

The influence of ageing and Equal Channel Angular Pressing (ECAP) on the microstructure and mechanical properties of Mg-2.5%Tb-0.78%Sm alloy has been examined. The microhardness changes during ageing at 200ºC show a slight increase. The aged microstructure at maximum hardness contains Mg12(Tb,Sm) - metastable β’ phase of size about 2-10 nm as dispersed precipitates. The orientation relationship between β’ phase and the matrix was found as follows: (0001) Mg || (110) β′, [2110] Mg || [116] β′. The ECAP passes were performed by two procedures: “I” - four passes at 350ºC; “II” - one pass at 370ºC, second pass at 340ºC and third pass at 310ºC. The grain size was reduced about 200 times as a results of ECAP process according “I” and “II” procedure. The grain refinement by ECAP improves significantly the compression yield strength and hardness. The Hall-Petch relationship was confirmed basing on microhardness measurements and the grain size after ECAP. The Mg 24 (Tb,Sm) 5 and Mg 41 (Sm,Tb) 5 particles smaller than 150 nm are located mainly at grain and subgrain boundaries and they prevent grain growth during ECAP processing. The microstructure evolution during ECAP can be described as dynamic recovery and continuous and discontinuous dynamic recrystallization.

PL

W pracy przeprowadzono badania mikrostruktury i właściwosci mechanicznych stopu Mg-2,5%Tb-0,78%Sm po procesie starzenia oraz po odkształceniu plastycznym metoda ECAP. Starzenie stopu w temperaturze 200ºC powoduje niewielki wzrost mikrotwardości. Mikrostruktura stopu starzonego o maksymalnej wartości twardości zawiera metastabilne drobnodyspersyjne wydzielenia Mg12 (Tb,Sm) - β′ o wielkości 2-10 nm. Roztwór stały α-Mg wykazuje następujące zależności krystalograficzne z wydzielonymi cząstkami β′: (0001) Mg || (110) β′, [2110] Mg || [116] β′. Odkształcenie plastyczne metoda ECAP przeprowadzono stosując dwie procedury: „I” - cztery przejścia w 350ºC, „II” - pierwsze w 370ºC, drugie w 340ºC i trzecie przejście w 310ºC. Po procesie ECAP, dla obu procedur, nastąpiło dwustukrotne zmniejszenie wielkości ziarna. Zmniejszenie wielkości ziarna uzyskane metodą ECAP znaczaco poprawia twardość oraz granice plastycznosci przy ściskaniu. Stwierdzono zależność Halla-Petcha pomiędzy wartościami mikrotwardości oraz wielkości ziaren uzyskanymi w wyniku odkształcenia metodą ECAP. Cząstki Mg 24 (Tb,Sm) 5 i Mg 41 (Sm,Tb) 5 mniejsze niż 150 nm wydzielone na granicach ziaren i podziaren zapobiegaja ich wzrostowi podczas procesu ECAP. Zmiany mikrostruktury zachodzące podczas procesu ECAP można opisać procesami dynamicznego zdrowienia oraz dynamicznej rekrystalizacji.

14

Investigation of structures in As-cast alloys from the Mg-Zn-Ca system

Kubok K., Lityńska-Dobrzyńska L., Wojewoda-Budka J., Góral A., Dębski A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

329--333

EN

Alloys of nominal composition Mg-3Zn-xCa (x = 0, 0.2, 0.5, 0.7, 1.0, 1.3) wt.% have been prepared by resistance melting and casting into graphite mould under argon atmosphere. All investigated alloys have revealed α(Mg) dendritic microstructures with intermetallic phases distributed in interdendritic spacing. The Mg4Zn7 has been identified as the main phase which coexists with α(Mg) in the Mg-Zn alloy. Calcium addition causes the formation of ternary Ca2Mg6Zn3 hexagonal phase, denoted also as Ca3MgxZn15-x . The increase of Mg/Zn ratio from 0.59 in Mg-3Zn-0.2Ca wt.% alloy to 2.72 in Mg-3Zn-1.3Ca wt.% alloy in this phase is connected with an increase in the lattice parameters. The microhardness of the Ca containing alloys increases up to 67 HV (for the alloy containing 1.3 wag.% Ca) compared to the 50 HV for Mg-3Zn wt.% alloy.

PL

Stopy o składach Mg-3Zn-xCa (x = 0, 0.2, 0.5, 0.7, 1.0, 1.3) %wag. topiono w piecu oporowym w atmosferze argonu i odlano do tygla grafitowego. Wszystkie badane stopy posiadają po odlaniu mikrostrukturę dendrytyczną α -Mg, z obecnością faz międzymetalicznych w przestrzeniach międzydendrytycznych. Główna faza międzymetaliczna w stopie Mg-3Zn (referencyjnym) była faza Mg4Zn7. Dodatek Ca powoduje tworzenie się heksagonalnej fazy potrójnej Ca2Mg6Zn3, opisywanej również jako Ca3MgxZn15-x . Stosunek Mg/Zn w tej fazie zmienia się od wartości 0.59 dla stopu Mg-3Zn-0.2Ca do 2.72 dla stopu Mg-3Zn-1.3Ca, co związane jest ze zwiększaniem się parametrów komórki elementarnej. Obecność Ca w stopie powoduje wzrost mikrotwardości do 67 HV dla stopu zawierającego 1.3 wag.% Ca (w porównaniu do 50 HV dla stopu Mg-3Zn).

15

Effect of alloying elements on microstructure and properties of Al-Mn-Fe ribbon

Stan K., Lityńska-Dobrzyńska L., Ochin P., Wierzbicka-Miernik A., Wojewoda-Budka J., Góral A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

341--346

EN

Influence of Ti, V, Cr, Zr, and Mo additions on microstructure and mechanical properties of the Al91Mn7Fe2 quasicrystalline alloy produced by the melt spinning technique has been studied. It was found that the microstructure of obtained all ribbons was similar and consists of spherical or dendritic icosahedral quasicrystalline particles embedded in an aluminium matrix coexisting with small fraction of intermetallic phase. Comporing DSC curves obtained for each sample it was observed that the alloy with Mo addition exhibits the best thermal stability among prepared alloys. Addition of molybdenum caused a significant shift of the main exothermic peak corresponding to temperature of quasicrystalline phase decomposition from 450ºC for ternary alloy to about 550ºC for quaternary composition. Microhardness measured for all prepared alloys were similar with the mean value of about 200 HV only alloy with Zr addition exhibited higher microhardness of about 270 HV caused by strengthening effect of Zr localized in the grains of aluminium matrix.

PL

W niniejszej pracy badano wpływ dodatków stopowych: Ti, V, Cr, Zr i Mo na mikrostrukturę oraz własności mechaniczne kwazikrystalicznego stopu Al91Mn7Fe2 przygotowanego metoda odlewania na wirujący walec (melt spinning). Uzyskane wyniki pokazały, ze mikrostruktura wszystkich otrzymanych taśm była zbliżona i zawierała sferyczne lub dendrytyczne cząstki kwazikrystaliczne umieszczone w osnowie aluminiowej wraz z niewielka ilością fazy międzymetalicznej. Porównując krzywe DSC dla każdej z próbek zaobserwowano, ze stop z dodatkiem molibdenu wykazuje najlepsza stabilność termiczna posród odlanych stopów. Dodatek tego pierwiastka spowodował znaczące przesuniecie głównego piku egzotermicznego związanego z rozpadem fazy kwazikrystalicznej o około 100ºC, to jest od temperatury 450ºC dla stopu trójskładnikowego do temperatury 550ºC dla stopu czteroskładnikowego. Wartości mikrotwardości zmierzone dla każdego ze stopów były zbliżone a ich średnia wartość wynosiła 200 HV. Wyjątek stanowił stop z dodatkiem Zr dla którego średnia wartość mikrotwardości wynosiła 270 HV ze względu na efekt umacniający, związany z obecnością cyrkonu w ziarnach osnowy.

16

The structure and properties of composites based on silver and aluminium alloys strengthened with amorphous phase

Dutkiewicz J., Kukuła-Kurzyniec A., Lityńska-Dobrzyńska L., Ochin P.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 1

44-49

EN

Silver base composites intended for electric contact materials with additions of 20% of amorphous phases based on zirconium or nickel good glass formers were consolidated from ball-milled powders. The structure was investigated using X-ray diffraction and TEM. The consolidated samples show an increase in hardness with an amorphous phase addition which is of the order of 100 HV for 20% of the amorphous phase. SEM and TEM structure studies have shown a nanocrystalline grain size in silver after milling and nanocrystalline intermetallic inclusions in the amorphous phase after hot pressing. DSC studies have shown a crystallization peak, confirming amorphization of the powders. The composites have shown a similar loss of mass during 50 000 contact operations, like conventional Ag-W composites. Another type of additions used to form aluminum alloy base nanocomposites was the amorphous powder of the alloy Al10%Ni10%Ti10%Zr (in at.%). Almost complete amorphization was observed after 60 hours of milling. TEM investigations allowed us to identify nanocrystalline intermetallic phases in the milled powders. The microhardness of the powder was very high - near 500 HV. Similar to the other types of composites, some growth of aluminum solid solution grains was observed and only a slight increase in the size of intermetallic phases was noticed. The compression strength was slightly lower than for aluminum alloy based ceramic composites due to crack formation in the amorphous phase.

PL

Kompozyty na osnowie srebra do zastosowań na kontakty elektryczne wykonano drogą metalurgii proszków poprzez prasowanie na gorąco w próżni. Jako dodatki umacniające do nanokrystalicznego proszku srebra stosowano dodatek amorficznego proszku ze stopów o dużej skłonności do tworzenia szkła na osnowie cyrkonu lub niklu uzyskanych przez mielenie w młynkach kulowych. Twardość kompozytów wzrasta wraz z zawartością fazy amorficznej, które osiągają twardość 100 HV dla 20% fazy amorficznej. Badania strukturalne metodami TEM i SEM wykazały rozdrobnienie ziarna srebra w mielonym proszku, a ponadto w kompozytach z dodatkiem fazy amorficznej obserwowano manometryczne wydzielenia faz międzymetalicznych wewnątrz fazy amorficznej. Badania DSC wykazały krystalizację mielonych proszków amorficznych. Badania utraty masy podczas 50 000 cykli włączeniowych wykazały podobne właściwości jak konwencjonalnych materiałów Ag-W. Drugi badany rodzaj kompozytów z dodatkiem 34% wag. nanokrystalicznego stopu aluminium 7575 był również umacniany fazą amorficzną Al10%Ni10%Ti10%Zr (w % at.), uzyskaną poprzez mielenie w młynkach kulowych. Mikrotwardość frakcji amorficznej wynosiła 500 HV. Badania TEM kompozytów pozwoliły na identyfikację nanokrystalitów faz międzymetalicznych w osnowie amorficznej i pewien wzrost wielkości ziarna w stopie 7475. Uzyskano niższą wytrzymałość w próbie ściskania niż dla kompozytów na osnowie Al z dodatkiem fazy ceramicznej z uwagi na inicjację pęknięć w fazie amorficznej.

17

Microstructure and properties of hot-pressed molybdenum-alumina composites

Chmielewski M., Dutkiewicz J., Kaliński D., Lityńska-Dobrzyńska L., Pietrzak K., Strojny-Nędza A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 3

686-693

EN

Brittleness is the main technical limitation on a wide use of advanced ceramic materials. To overcome this problem, ceramic-metal composites are commonly applied. A principal advantage of ceramic-metal composite materials is their higher resistance to brittle fracture. An increase of fracture toughness depends on the type, amount, size and shape of a metallic component. The metallic phase can additionally modify physical, mechanical and thermal properties of materials. The results of experiments concerning a manufacturing process of Mo-Al2O3 composite materials obtained by the hot pressing method were presented. Two powder mixtures with different volume fraction of aluminium oxide were prepared in a planetary ball mill. The hot pressing process allowed to obtain well-densified metal matrix composites (˜99% of a theoretical density). Microstructural observations of sinters were conducted using scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and transmission electron microscopy. Very stable bonding between metal and ceramic grains was observed. Complex investigations of the physical and mechanical properties of obtained molybdenum-alumina composite materials seem to be very promising from an application point of view.

PL

Główna przyczyną ograniczenia stosowalności zaawansowanych materiałów ceramicznych jest ich kruchość. W celu pokonania tego problemu powszechnie stosuje sie kompozyty ceramiczno-metalowe, których zaletą jest wyższa odporność na kruche pękanie w porównaniu z materiałami ceramicznymi. Zależy ona od wielu czynników m.in. rodzaju, ilości, wielkości oraz kształtu zastosowanego metalu. Ostatecznym zmianom ulegają równiez inne właściwości tj. fizyczne, mechaniczne, termiczne. W pracy przedstawiono wyniki technologicznych prób otrzymywania materiałów kompozytowych Mo-Al2O3 przy wykorzystaniu techniki spiekania pod ciśnieniem. Mieszaniny proszków o różnych udziałach objętosciowych fazy ceramicznej przygotowano w planetarnym młynku kulowym. Ostateczny proces zageszczania pozwolił uzyskac materiały o wysokiej gestości względnej (powyżej 99% gęstości teoretycznej). Analizowano mikrostrukturę spieków z wykorzystaniem skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Stwierdzono występowanie bardzo dobrego połączenia fazy ceramicznej z osnową metalową. Przeprowadzono szeroką analizą właściwosci fizycznych i mechanicznych uzyskanych kompozytów, co powinno pozwolić na rozszerzenie możliwości aplikacyjnych opracowanych tworzyw.

18

Microstructure and phase transformations near the bonding zone of al/cu clad manufactured by explosive welding

Paul H., Lityńska-Dobrzyńska L., Miszczyk M., Prażmowski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 4

1151-1162

EN

The structure near the interface of bimetallic strips strongly influences their properties. In this work, the interfacial layers of explosively welded aluminium and copper plates were investigated by means of a scanning electron microscope (SEM), equipped with a high resolution system for local orientation measurements (SEMFEG/EBSD), and a transmission electron microscope (TEM), equipped with energy dispersive spectrometry (EDX) for the analysis of chemical composition changes. The SEMFEG/EBSD-based local orientation measurements in the areas close to the interface, in both sheets, revealed fine-grained layers characterized by the clearly marked tendency of the copper-type rolling texture formation. The texture was described by an increased density of the orientations near the f112g<111>, f123g<634>and f110g<112>positions. The internal microstructure of the intermetallic inclusion is mostly composed of dendrites. The electron diffractions and the TEM/EDX chemical composition measurements in the intermetallic inclusions revealed only crystalline phases, both equilibrium and 'metastable'. Additionally, no significant regularity in the phase distribution with respect to the parent sheets was observed.

PL

Mikrostruktura w pobliżu strefy połączenia silnie wpływa na własności układów bimetalowych. W niniejszej pracy analizie poddano układy warstwowe Al/Cu wytworzone technologia zgrzewania wybuchowego. Badania prowadzono z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii elektronowej wyposażonej w wysokorozdzielczy system pomiaru orientacji lokalnych oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej wyposażonej w analizator składu chemicznego. Systematyczne pomiary orientacji lokalnych w pobliżu strefy połączenia, w obydwu łączonych płytach, ujawniają formowanie się strefy silnie rozdrobnionych ziaren. Strefa ta scharakteryzowana jest przez formowanie się tekstury walcowania typu miedzi z dobrze uwidocznionymi składowymi zbliżonymi do położeń: f112g<111>, f123g<634> oraz f110g<112>. Wewnętrzna struktura 'intermetalicznych inkluzji' zbudowana jest z dendrytów. Badania z wykorzystaniem elektronowej mikroskopii transmisyjnej dokumentują, ze wewnątrz strefy przetopień następuje formowanie się faz krystalicznych, zarówno równowagowych jak i 'metastabilnych'. Skład chemiczny formujących się faz nie wykazywał związku z położeniem ziaren względem płyt bazowych.

19

Influence of number of ECAP passes on microstructure and mechanical properties of AZ31 magnesium alloy

Bryła K., Dutkiewicz T., Lityńska-Dobrzyńska L., Rokhlin L. L., Kurtyka P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 3

711-717

EN

The aim of this work was to investigate the influence of the number of equal channel angular pressing (ECAP) passes on the microstructure and mechanical properties of AZ31 magnesium alloy. The microstructure after two and four passes of ECAP at 423 and 523 K was investigated by means of optical and transmission electron microscopy. The mechanical properties were carried out using Vickers microhardness measurements and compression test. The grain refinement in AZ31 alloy was obtained using ECAP routes down to 1,5 _m at 423 K. Processes of dynamic recrystallization during ECAP were observed. It was found that a gradual decrease of grain size occurs with the increasing of number of ECAP passes. The grain refinement increases mechanical properties at ambient temperature, such as Vickers microhardness and compression strength proportionally to d-0:5.

PL

Celem niniejszej pracy było określenie wpływu ilości przejść przez kanał kątowy na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne stopu magnezu AZ31. Obserwacje mikrostruktury, po dwóch i czterech przejściach przez kanał kątowy w temperaturze 423 i 523 K, przeprowadzono za pomocą mikroskopii optycznej i transmisyjnej elektronowej. Właściwości mechaniczne wyznaczono w próbie mikrotwardości metoda Vickersa oraz w próbie ściskania. W wyniku procesu czterokrotnego przeciskania przez kanał kątowy stopu AZ31 w temperaturze 423 K uzyskano bardzo drobne ziarno o wielkości około 1,5 μm. W mikrostrukturze badanego stopu po procesie ECAP obserwowano zmiany świadczące o zachodzących procesach rekrystalizacji dynamicznej. Stopniowe zmniejszanie się wielkości ziarna następuje wraz ze wzrostem ilości przejść materiału przez kanał kątowy. Zmniejszenie wielkości ziarna w procesie ECAP powoduje zwiększenie właściwości mechanicznych stopu AZ31 w temperaturze pokojowej odwrotnie proporcjonalnie do √ d.

20

Characterization of as-spun and annealed Al-Mn-Fe ribbons

Stan K., Lityńska-Dobrzyńska L., Góral A., Wierzbicka-Miernik A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 3

651-656

EN

Microstructure of conventionally cast and melt spun Al91Mn7Fe2 alloy was examined by X-ray diffraction, SEM and TEM techniques. Three different phases were found in a mould cast ingot: Al6(Mn, Fe), Al4(Mn, Fe) and aluminium solid solution. Rapidly quenched ribbons cast using melt spinning technique with different speed values of rotating wheel: 25, 30 and 36 m/s had average width in a range of 30-50 µ. It was found that ribbons contain quasicrystalline particles with different sizes and shapes including large dendrites in a range of micrometers and smaller spherical particles below 1 µ embedded in an aluminium matrix. Composition of these particles was similar to the Al4(Mn, Fe) phase. Also quasicrystals in the form of eutectic were observed with slightly different composition close to the Al6(Mn, Fe) phase. All observed particles revealed 2, 3 and 5- fold symmetry, typical for icosahedral quasicrystals. Increase in microhardness up to 274 HV for melt spun ribbon comparing to 141 HV for the as-cast ingot was observed due to a change in phase composition and refinement of the phases. Thermal stability of quasicrystalline phase in the ribbon was examined by annealing in different temperatures. Temperatures for thermal treatment were chosen based on DSC curve which contains the exothermic peak in the temperature range 300-500degrees Celsius. Analysis of ribbons annealed for 30 minutes at 400degrees Celsius showed that transformation of quasicrystals to stable crystalline phase starts at quasicrystal/Al-matrix interfaces. After annealing for 4 hours at 500degrees Celsius only the Al6(Mn, Fe) phase and aluminium solid solution were observed in the ribbon microstructure.

PL

Mikrostrukturę stopu Al91Mn7Fe2 odlanego do kokili oraz przygotowanego metoda odlewania na wirujący walec (melt spinning) scharakteryzowano za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej oraz transmisyjnej i skaningowej mikroskopii elektronowej. W strukturze wlewka zaobserwowano trzy fazy: Al6(Mn, Fe), Al4 (Mn, Fe) oraz roztwór stały aluminium. Szybko chłodzone taśmy odlano przy trzech różnych prędkościach obracającego się walca: 25, 30 i 36 m/s. Grubość wszystkich otrzymanych taśm wynosiła około 30-50 µm. Mikrostruktura taśm składała sie z cząstek kwazikrystalicznych o zróżnicowanych kształtach i rozmiarach (w tym dużych dendrytów rzędu kilku mikrometrów, oraz mniejszych kulistych cząstek poniżej 1µm). Skład chemiczny tych cząstek był zbliżony do składu fazy Al4(Mn, Fe). Zaobserwowano również kwazikryształy w postaci eutektyki o składzie zbliżonym do składu fazy Al6(Mn, Fe). Uzyskane dyfrakcje elektronowe z obserwowanych cząstek wykazywały symetrie 2, 3 i 5-krotna, typowa dla kwazikryształów ikozaedrycznych. Zmiany składu fazowego oraz rozdrobnienia faz spowodowały wzrost mikrotwardości z 140 HV dla stopu wyjściowego do wartości 270 HV dla taśm. Stabilność termiczna fazy kwazikrystalicznej badano poprzez wygrzewanie taśm w różnych temperaturach, które wybrano w oparciu o krzywa DSC zawierająca pik egzotermiczny w przedziale temperatur 300-500 stopni Celsjusza. Analiza mikrostruktury taśmy wygrzewanej przez 30 min w 400 stopniach Celsjusza wykazała, że przemiana fazy kwazikrystalicznej w stabilna fazę krystaliczna rozpoczyna sie na granicy kwazikryształ/osnowa. Po wygrzewaniu przez 4 godz. w 500 stopniach Celsjusza w strukturze taśmy występowała jedynie faza Al6(Mn, Fe) oraz roztwór stały aluminium.