Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wytwarzanie przyrostowe stopów amorficznych metodą selektywnego stapiania laserowego

Żrodowski Ł., Wysocki B., Błyskun P., Wróblewski R., Kurzydłowski K.J., Święszkowski W.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 1

50--51

PL

W artykule opisano proces optymalizacji stapiania proszków szkła metalicznego na bazie żelaza. Stapianie prowadzono przy różnych parametrach mocy lasera i strategiach przyrostowego wytwarzania – tak, aby uzyskać wysoką zawartość fazy amorficznej. Wyniki badań potwierdzają istotny wpływ mieszania jeziorka ciekłego metalu oraz szybkości nagrzewania wierzchniej warstwy materiału na amorfizację.

EN

In the paper optimization process for selective laser melting of Fe-based metallic glass powder has been described. Melting process has been conducted with various laser power and parameters to increase materials amorphisation degree. Results showed strong influence of melt pool mixing and heating rate on amorphisation.

2

Isothermal Stability and Selected Mechanical Properties of Zr48Cu36Al8Ag8 Bulk Metallic Glass

Błyskun P., Latuch J., Kulik T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 3

1749--1753

EN

The aim of this work was to investigate the influence of isothermal annealing on the amorphous structure stability of the Zr48 Cu36 Al8 Ag8 alloy. A series of continuous heating examinations was performed on the differential scanning calorimeter in order to determine the temperature limits for isothermal annealing series where the time to crystallization was measured. The obtained results were calculated and a time-temperature-transformation diagram was created and discussed. Static compression test as well as microhardness measurements of the as-quenched samples gave a mechanical properties results supplement. The measured properties (σc = 1800 MPa and 614 HV0.05) are comparable to the literature results for this alloy. Fractographic observations with the scanning electron microscope were also performed in order to prove some plasticity observed during the strength tests.

3

Influence of silver on glass forming ability and mechanical properties of Zr–Cu–Al alloys

Błyskun P., Cieślak G., Kowalczyk M., Latuch J., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 4

154--159

EN

The work focuses on studying the influence of silver content on the glass forming ability and the mechanical properties of the Zr48Cu36Al16 – xAgx alloys (x = 0, 2, 4, ..., 16 at. %). Rods with a diameter of 3 mm were manufactured by the copper mould casting. X-ray diffraction studies (Fig. 1) revealed that samples with 6÷14 at. % of silver content were fully amorphous. Differential scanning calorimetry (Fig. 3) allowed selecting the alloy that possessed the best glass forming ability on the basis of the supercooled liquid region width (ΔTx). The Zr48Cu36Al6Ag10 alloy exhibited ΔTx = 91 K. Mechanical properties of the alloys were characterized by means of Vickers microhardness (Fig. 5) and room temperature compression tests (Fig. 6). The highest value of microhardness was detected for the partially crystalline Zr48Cu36Al16 alloy (791 HV). However, the highest compression strength was measured for the Zr48Cu36Al12Ag6 alloy (σc = 1881 MPa). It should be noticed that a plastic strain was observed in the fully amorphous alloys. On the other hand, partially crystalline samples cracked catastrophically without any observable plastic strain. These studies revealed that the silver content increase resulted in the microhardness and the compression strength decrease. Good mechanical performance and satisfying glass forming ability of the fully amorphous alloys examined at this work seems to be promising set of properties for structural applications. However, the Zr48Cu36Al4Ag12 is the most promising one.

PL

Praca dotyczy określenia wpływu dodatku srebra na zdolność do zeszklenia i właściwości mechaniczne stopów Zr48Cu36Al16 – xAgx (x = 0, 2, 4, ..., 16% at.). Pręty o średnicy 3 mm odlewano do formy miedzianej. Badania dyfrakcyjne promieni rentgenowskich wykazały, że próbki o zawartości srebra 6÷14% at. są w pełni amorficzne. Pozostałe stopy miały zbyt małą zdolność do zeszklenia, aby ulec pełnej amorfizacji w formie o średnicy 3 mm. Różnicowa kalorymetria skaningowa pozwoliła wskazać stopy o największej zdolności do zeszklenia wyznaczanej na podstawie szerokości zakresu cieczy przechłodzonej (ΔTx). Stop Zr48Cu36Al6Ag10 cechował się największą zdolnością do zeszklenia ΔTx = 91 K. Właściwości mechaniczne stopów scharakteryzowano za pomocą pomiarów mikrotwardości i statycznej próby ściskania w temperaturze pokojowej. Największszą mikrotwardość zmierzono dla próbki częściowo krystalicznej Zr48Cu36Al16 (791 HV). Jednak największą wytrzymałość na ściskanie uzyskano dla próbki w pełni amorficznej Zr48Cu36Al12Ag6 (σc = 1881 MPa). Należy podkreślić, że dla wszystkich próbek amorficznych odnotowano pewien zakres odkształcenia plastycznego. Natomiast wszystkie próbki częściowo krystaliczne pękały katastroficznie bez odkształcenia plastycznego. Badania wykazały, że wzrost zawartości srebra powoduje zmniejszenie zarówno mikrotwardości, jak i wytrzymałości na ściskanie, ale w pewnym zakresie (6÷15% at.) wyraźnie poprawia zdolność do zeszklenia. Dobre właściwości mechaniczne i zadowalająca zdolność do zeszklenia stopów w pełni amorficznych, badanych w tej pracy, wydają się obiecującym zestawieniem właściwości w przypadku przyszłych zastosowań konstrukcyjnych. Stop o składzie Zr48Cu36Al4Ag12 okazał się optymalnym kandydatem.

4

Fractographic discoveries: investigation of bulk metallic glasses fracture surfaces after static compression test

Błyskun P., Cieślak G., Kowalczyk M., Latuch J., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 2

54--59

EN

The aim of these studies was to broaden the knowledge of bulk metallic glasses failure mechanisms. Two glass forming systems: Zr48Cu36Al16 – xAgx (x = 0, 6, 12, 16 at. %) and Cu48Zr36Ag16 – yTiy (y = 3, 5, 8 at. %) were selected for the studies. Rod shape samples with a diameter of 3 mm were produced from pure elements by the copper mould casting. X-ray diffraction allowed to determine the crystalline phase presence within the samples (Fig. 1). Both partially crystalline and fully amorphous samples were subjected to the static compression tests. The fractography of the resultant scraps was performed by the scanning electron microscopy. The studies reveal several new issues and confirm a few already known related to deformation and fracture mechanisms of metallic glasses. Authors carefully observed and insightfully discussed issues like: main fracture surface exclusiveness for vein-like patterns (Fig. 2), plastic strain implementation by the slip bands proliferation (Fig. 3), vein-like pattern development degree dependence on the fracture stress (Fig. 4), temperature rise relics presence on the main fracture surface (Fig. 5) or determining the origin of a crystalline phase just by the fracture surface observations (Fig. 6, 7). The results presented in this manuscript might be useful for future materials expertise that would potentially be done on metallic glass scraps from failed constructions.

PL

Celem pracy było poszerzenie wiedzy o mechanizmach zniszczenia masywnych szkieł metalicznych. Do badań wybrano dwa układy szkłotwórcze: Zr48Cu36Al16 – xAgx (x = 0, 6, 12, 16 at. %) i Cu48Zr36Ag16 – yTiy (y = 3, 5, 8 at. %). Z czystych pierwiastków wytworzono pręty o średnicy 3 mm metodą odlewania do formy miedzianej. Badania dyfrakcji promieni rentgenowskich pozwoliły ustalić obecność fazy krystalicznej w próbkach. Zarówno próbki częściowo krystaliczne, jak i w pełni amorficzne zostały poddane statycznej próbie ściskania w temperaturze pokojowej. Za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej przeprowadzono obserwacje fraktograficzne otrzymanych przełomów. Badania te umożliwiły potwierdzenie kilku znanych zagadnień oraz odkrycie nowych zjawisk związanych z odkształcaniem i pękaniem szkieł metalicznych. Autorzy dokonali obserwacji oraz omówienia takich kwestii, jak: wyłączność głównej powierzchni pęknięcia na obecność struktury żyłowej, realizowanie odkształcenia plastycznego przez mnożenie pasm poślizgu, zależność stopnia rozwinięcia struktury żyłowej od naprężenia pękania, obecność pozostałości po wzroście temperatury na głównej powierzchni pęknięcia czy określanie pochodzenia fazy krystalicznej na podstawie obserwacji powierzchni pęknięcia. Wyniki przedstawione w pracy mogą być przydatne w przypadku przyszłych ekspertyz materiałowych wykonywanych na złomach elementów konstrukcyjnych ze szkła metalicznego.

5

Influence of silver on the glass forming ability and mechanical properties in Cu-Zr-Ti-Ag bulk metallic glasses

Latuch J., Błyskun P., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

573--575

EN

In this work the influence of silver content on both thermal and mechanical properties in Cu-Zr-Ti-Ag alloys was investigated. Bulk metallic glasses (BMGs) of general composition Cu-Zr-Ti show good glass forming ability (GFA) compared to other Cu-based systems. The addition of silver as fourth element was expected to enhance the GFA even further and improve the mechanical properties. Quaternary Cu48Zr36Ti16 – xAgx (x = 8, 11, 13 at. %) alloys were produced by copper mould casting, manufacturing rod shape samples with the diameter of 3 mm. All manufactured samples were fully amorphous proving the good GFA. The GFA of studied alloys has been investigated on the basis of temperature interval of supercooled liquid region and thermal stability parameters (such as activation energy of crystallization and the crystallization onset temperature). Thermal properties were measured by the differential scanning calorimetry. Mechanical properties of the investigated alloys were determined by means of Vickers microhardness and room temperature compression test. The supercooled liquid region exceeds 40 K for the Cu48Zr36Ti5Ag11 alloy. Vickers microhardess depends on silver content and varies about the value of 550 HV0,05. Compressive strength exceeds 1700 MPa and is slightly lower than that of comparable Cu-based alloys. After static compression tests the fracture surfaces were observed by the scanning electron microscopy. Proofs of significant temperature rises during samples deformation and fracture were found.

PL

Wpływ srebra na zdolność do zeszklenia i właściwości mechaniczne masywnych szkieł metalicznych typu Cu-Zr-Ti-Ag W ramach pracy przeprowadzono badanie wpływu ilości srebra w stopach Cu-Zr-Ti-Ag na właściwości cieplne oraz mechaniczne. Masywne szkła metaliczne (MSM) o ogólnym wzorze Cu-Zr-Ti wykazują dobrą zdolność do zeszklenia w porównaniu z innymi stopami na osnowie miedzi. Dodatek srebra jako czwartego składnika miał za zadanie jeszcze bardziej poprawić zdolność do zeszklenia i poprawić właściwości mechaniczne. Czteroskładnikowe stopy o wzorze Cu48Zr36Ti16 – xAgx (x = 8, 11, 13% at.) wytworzono metodą odlewania pod ciśnieniem do formy miedzianej, uzyskując próbki w kształcie prętów o średnicy 3 mm. Wszystkie wytworzone próbki miały strukturę amorficzną, dowodząc tym samym dobrą zdolność do zeszklenia. Zdolność ta została określona dokładniej na podstawie szerokości temperaturowego zakresu cieczy przechłodzonej oraz parametrów stabilności cieplnej (takie jak energia aktywacji krystalizacji oraz temperatura początku krystalizacji). Właściwości cieplne zmierzono za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej. Właściwości mechaniczne badanych stopów określono, mierząc mikrotwardość sposobem Vickersa oraz za pomocą statycznej próby ściskania w temperaturze pokojowej. Zakres cieczy przechłodzonej wykazał szerokość przekraczającą 40 K dla stopu Cu48Zr36Ti5Ag11. Mikrotwardość Vickersa zależy od zawartości srebra i waha się wokół wartości 550 HV0,05. Wytrzymałość na ściskanie przekroczyła nieznacznie 1700 MPa, co jest wartością niewiele mniejszą niż otrzymywana dla porównywalnych stopów na osnowie miedzi. Po statycznych próbach ściskania dokonano obserwacji powierzchni pęknięć za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Odnaleziono dowody na znaczny wzrost temperatury podczas odkształcenia i pękania próbek.

6

Influence of casting parameters on thermal properties of bulk metallic glass Cu48 Zr 36Ag11Ti5

Błyskun P., Latuch J., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

670-672

EN

Bulk metallic glasses are sensitive for parameters related to technological process. Thermal stability of metallic glasses and their structure depends on chemical composition and manufacturing conditions. In this work the influence of copper-based bulk metallic glass casting parameters on its thermal properties is studied. A couple of rod-shaped samples were produced by casting method into a copper mold. Structures of samples as well as thermal properties were investigated. Dependence of thermal properties on casting parameters (temperature, pressure) has been determined. A short discussion about probable reason of this dependence is presented. Finally, the parameters that give the opportunity to achieve an optimal thermal properties were selected.

PL

Stosunkowo nowe materiały, jakimi są masywne szkła metaliczne, wykazują dużą czułość na parametry procesu wytwarzania. Stabilność cieplna szkieł metalicznych i ich struktury zależy nie tylko od składu chemicznego, ale także od warunków wytwarzania. W artykule zawarty jest opis wpływu parametrów procesu odlewania masywnego szkła metalicznego na osnowie miedzi na jego właściwości cieplne. Wytworzono serię próbek w zmiennej temperaturze i rożnym ciśnieniu odlewania. Przeprowadzono badania strukturalne oraz badania cieplne wytopionych próbek. Określono zależność właściwości cieplnych od parametrów procesu odlewania. Przedstawiono krotką dyskusję na temat prawdopodobnego źródła tej zależności. Ostatecznie wytypowano parametry, które pozwalają uzyskać szkło o optymalnych właściwościach cieplnych.