Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The interaction characteristics of liquid magnesium and selected magnesium alloys with open-celled glassy carbon foams

Godzierz M., Olszówka-Myalska A., Wrześniowski P.

Inżynieria Materiałowa

|

2018

|

Vol. 39, nr 2

61--67

EN

In the article, the problem of infiltration of open-celled carbon foams by magnesium of technical purity and three cast magnesium alloys, AZ31, RZ5 and ZRE1, has been analysed. This issue is important due to a potential application of open-celled carbon foams (Cof) as a component in magnesium matrix composites. In the experiments, glassy carbon foams of porosity 20, 45 and 80 ppi were applied and the pressureless infiltration effects at 700°C in air atmosphere with proper flux protection as well as in argon atmosphere were studied. The macrostructure of the samples formed from component couples was characterized and the microstructure was examined with the LM and SEM methods. The obtained results confirm most of the literature data focused on the measurements of the carbon wettability by magnesium and indicate that spontaneous infiltration of carbon foams by magnesium is an ineffective and external force, i.e. a positive threshold pressure will be necessary in order to fabricate the composite.

PL

Rozwój technologii wytwarzania materiałów węglowych charakteryzujących się zespołem korzystnych właściwości w podwyższonej temperaturze sprawił, że zakres ich aplikacji jest coraz szerszy. Wśród tych materiałów występują ultralekkie otwartokomórkowe piany z węgla szklistego zbudowane z komórek o różnej wielkości, połączonych tzw. oknami. Doniesienia literaturowe i badania własne wykazały, że w kompozytach na osnowie magnezu otrzymywanych metodami ciekłofazowymi mogą być stosowane komponenty węglowe takie jak włókna węglowe, nanorurki i cząstki węgla szklistego. Oznacza to celowość przeanalizowania możliwości użycia w tych procesach również otwartokomórkowych pian węglowych. Takie rozwiązanie, zapewniając z góry ustaloną geometrię fazy zbrojącej, wymaga jej infiltracji ciekłym metalem bez możliwości dodatkowego mieszania znanego dla cząstek i włókien krótkich. Konieczne jest zatem poznanie zjawisk decydujących o kształtowaniu się mikrostruktury kompozytu piana węglowa–magnez, a w szczególności ocena możliwości prawidłowego wypełniania porów piany metalem. Doniesienia literaturowe dotyczące oddziaływania ciekły metal–element płaski w stanie stałym (metoda leżącej kropli) dla układu magnez– węgiel są rozbieżne, ale większość z nich wskazuje na brak zwilżania (θ > 90°). W układzie ciekły metal–otwartokomórkowa piana występują dodatkowe uwarunkowania fizykochemiczne takie jak obecność gazów wynikająca z geometrii komórek i okien. Celem przeprowadzonego eksperymentu było sprawdzenie, jak w kontakcie z otwartokomórkowymi pianami węglowymi, bez dodatkowego ciśnienia zewnętrznego, zachowuje się ciekły magnez i trzy jego stopy odlewnicze.

2

Microstructural corrosion effects on carbon foam-AZ31 magnesium matrix composite surface

Godzierz M., Olszówka-Myalska A.

Composites Theory and Practice

|

2018

|

R. 18, nr 3

133--139

EN

In the article, a new composite was studied as a potential biomaterial. The effects of the interaction of distilled water with the polished surface of an AZ31 magnesium matrix composite reinforced with open-celled glassy carbon foam fabricated by the pressure infiltration method were investigated. The experiment was conducted in the time range of 1 minute - 4 hours and the microstructure was examined by scanning electron microscopy. In the initial unetched material, at the glassy carbonmetal interface, a zone of needle-like phases was detected. After a 1÷10 minute interaction with the water, disintegration of that zone was revealed and that type of material degradation proceeded deeper into the composite as the time increased. Another type of corrosion was observed in microareas of the magnesium alloy matrix, but only after approx. 1 hour when corrosion pits were recorded. The results of X-ray mapping showed an increase in the oxygen concentration in both types of corrosion products, but the reason for the corrosion in the region between the carbon foam and the AZ31 matrix is degradation of the hydrophilic aluminium based carbide phases, while in the composite matrix, typical electrochemical corrosion of magnesium occurred.

PL

Odporność korozyjna magnezu i jego stopów, w tym AZ31 w środowisku wodnym jest słaba i materiały te stosowane są na bioresorbowalne implanty. Wprowadzenie do magnezu otwartokomórkowych pian węglowych pozwala uzyskać materiał zawierający dwa biozgodne komponenty o różnej odporności korozyjnej i tym samym kompozyt ulegający selektywnej korozji. Potencjalnie powinno to ułatwić wrastanie tkanek pomiędzy węglowy szkielet, który znacznie później sam ulegnie resorpcji. W pracy przedstawiono wyniki badań wstępnych oddziaływania wody destylowanej na mikrostrukturę kompozytu z osnową ze stopu AZ31, zawierającego otwartokomórkową pianę węglową (Cof) firmy Duocel 100 ppi o porowatości 97%, charakteryzującą się wstęgową budową ścian (RVC). Kompozyt wytworzono metodą infiltracji ciśnieniowej w atmosferze próżni, zgodnie z autorska procedurą. Metodą SEM z EDS charakteryzowano mikrostrukturę wypolerowanej powierzchni kompozytu w stanie wyjściowym i poddanej oddziaływaniu wody destylowanej w czasie od 1 minuty do 4 godzin. Wykazano występowanie dwóch mechanizmów degradacji mikrostruktury wynikających z oddziaływania wody destylowanej z kompozytem. Jeden, charakterystyczny dla stopów magnezu, wystąpił po 1 godzinie ekspozycji. Polegał on na powstawaniu na mikroobszarach osnowy niewielkich początkowo narostów produktów korozji, które z czasem całkowicie pokryły stop magnezu. Drugi obserwowany efekt oddziaływania dotyczył strefy połączenia metal-węgiel szklisty i ujawnił się po bardzo krótkim czasie. Występujące na granicy rozdziału iglaste fazy, zidentyfikowane pośrednio jako węglikowe zawierające aluminium, ulegały postępującej destrukcji. Proces był widoczny w przedziale czasu 1 do 10 minut, po którym dalszych zmian na powierzchni nie obserwowano. Wykazały je dopiero obserwacje przekroju poprzecznego, wskazujące na postępowanie procesu degradacji w głąb materiału. Uzyskane wyniki potwierdziły selektywną korozję kompozytu, ale aplikacja stopu AZ31 wywołuje na granicy emisję produktów gazowych, co wskazuje na celowość użycia w charakterze osnowy innego stopu magnezu.

3

Magnesium Matrix Composite with Open-Celled Carbon Foams Obtained by Powder Metallurgy

Olszówka-Myalska A., Myalski J., Godzierz M., Wrześniowski P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 2

825--831

EN

The preliminary results of the application of open-celled glassy-carbon foam (Cof) in magnesium matrix composites processed by the powder metallurgy method were presented. For the component consolidation, compaction with vertically-torsional vibration and hot-pressing were applied. For the material characterization, the microstructure examination LM and SEM with EDS was employed and also, the porosity and microhardness were measured. An influence of the carbon foam cells’ size on the composite porosity and microhardness was revealed. Additionally, a generation of a few micrometer thin and differently shaped MgO inclusions was observed. Differences in the oxide phase amount, size and shape in the magnesium matrix measured by the quantitative metallography method in the cross-sectioned composite elements were stated. With an increase of the distance from the composite roller top, an increase of the MgO content and microhardness was noticed.

4

Oxidation behavior of Co-Al-Mo-Nb and Co-Ni-Al-Mo-Nb new tungsten-free γ-γ′ cobalt-based superalloys

Moskal G., Migas D., Mikuśkiewicz M., Niemiec D., Godzierz M.

Ochrona przed Korozją

|

2017

|

nr 9

318--322

EN

This paper presents the oxidation behavior of tungsten-free γ-γ’ Co-10-Al-5Mo-2Nb and Co-20Ni-10Al-5Mo-2Nb cobalt-based superalloys. This type of alloys is an alternative materials for tungsten contains alloys of Co-Al-W type with γ′- Co3(Al. W) intermetallic phase adequate to γ’- Ni3Al phase identified in Ni based superalloys. Applications of Mo and Nb as a replacement of W is related to tendency to lowering the density of alloys. The investigation included thermogravimetric studies up to 1200°C. The oxidized layer was evaluated, therein microstructure, chemical and phase composition analyses were performed using various methods, inclusive of x-ray diffraction, SEM/EDS analysis and light microscopy.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące zachowania się nowych nadstopów kobaltu Co-10Al-5Mo-2Nb i Co-20Ni-10Al-5Mo-2Nb i strukturze typu γ-γ` w warunkach utleniania. Ta grupa materiałów stanowi alternatywę dla stopów wolframowych o ogólnym wzorze Co-Al-W, w których fazą umacniająca jest faza międzymetaliczna typu γ’- Co3(Al, W), będąca odpowiednikiem fazy γ’- Ni3Al, identyfikowanej w nadstopach na bazie niklu. Wprowadzenie Mo i Nb jako zamienników W jest związane przede wszystkim z chęcią obniżenia gęstości stopów. Przedstawione badania obejmują badania termograwimetryczne do temperatury 1200°C. Ocenie poddano warstwę powstałych tlenków, ich mikrostrukturę, jak również skład chemiczny oraz skład fazowy. Zastosowano metody badawcze obejmujące analizę rentgenowską składu fazowego XRD, analizę mikrostruktury oraz składu chemicznego metodami SEM/EDS jak również ocenę mikrostruktury z zastosowaniem mikroskopii optycznej.

5

Oxidation performance of Co–Al–W and Co–Ni–Al–W new type of γ-γʹ cobalt-based superalloys

Moskal G., Migas D., Tomaszewska A., Mikuszewski T., Maciąg T., Godzierz M., Niemiec D.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 4

163--169

EN

Cobalt-based superalloys are class of new heat-resistant materials for components of turbine engines. The γ-γʹ phase microstructure similar to nickel-based analogue, provide excellent creep resistance as well as resistance to corrosion and oxidation. Superior high temperature resistance drives intensive development of Co-based superalloys. The aim of paper is assessment of high temperature oxidation behaviour of Co–9Al–9W and Co–20Ni–7Al–7W alloys in as-cast state. The non-isothermal oxidation performance of Co–9Al–9W and Co–20Ni–7Al–7W alloys was studied using thermogravimetric method up to 1200°C. The thermogravimetric analysis was carried out under argon atmosphere with heating rate 5°C/min. The scale morphology after high temperature oxidation test was investigated. The evaluation of scale concerned macrostructure, microstructure, chemical and phase composition of surface after high temperature oxidation tests. Surface of tested alloys after oxidation was characterized using X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and light microscopy (LM). Co–20Ni–7Al–7W was characterized by slightly better high temperature oxidation resistance than basic Co–9Al–9W alloy. The surface stability in elevated temperature is important factor in case of components undergoing elevated temperature. This paper shows possibilities of these alloys for high temperature service.

PL

Intensywny rozwój silników lotniczych napędza poszukiwania nowych materiałów żarotrwałych, zdolnych do pracy w coraz trudniejszych warunkach. Efektem tych poszukiwań są nowe nadstopy typu γ-γʹ na bazie kobaltu, charakteryzujące się większą odpornością na utlenianie w wysokiej temperaturze od obecnie stosowanych odpowiedników na bazie niklu. Celem pracy było scharakteryzowanie utleniania nadstopu kobaltu Co–20Ni–7Al–7W w podwyższonej temperaturze i porównanie go z nadstopem bazowym Co–9Al–9W. Praca objęła badania kinetyki utleniania wysokotemperaturowego w warunkach nieizotermicznych metodą grawimetryczną oraz analizę składu chemicznego, fazowego i mikrostruktury powstałej zgorzeliny.

6

Influence of leather tanning waste addition and sintering parameters on physical and mechanical properties of ceramic granules

Godzierz M., Wilkołek P., Torun G., Pawlik T., Sopicka-Lizer M.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 3

131--136

EN

This paper presents results of manufacturing the ceramic porous granules made of the local waste materials. These granules were produced from the mixture of the car wind-shield glass contaminated by residuals of the PVB foil and aluminosilicate-based mine slates. Addition of the leather tanning wastes was used in order to increase granules porosity without significant decrease of mechanical properties. The paper shows the effect of tanning wastes addition and sintering parameters on the properties of the resultant granules in comparison to the leather-free product. Porosity, apparent density and water absorption were examined according to EN 1097 standard, and compressive strength was examined according to UNE-EN 13055-1 standard. Differences in the microstructure of granules were examined using scanning electron microscope. Partial substitution of both starting materials by tanning wastes and/or the two-step sintering regime could significantly improve the physical properties, what has been shown in the present paper.

PL

Głównym celem pracy było zbadanie możliwości zagospodarowania lokalnych odpadów do produkcji lekkich kruszyw. W badaniach uwzględniono odpady takie jak łupek przywęglowy, szkło samochodowe zanieczyszczone folią PVB oraz odpady z garbowania skór. Głównym problemem ponownego przetwarzania szkła samochodowego jest jego warstwowa struktura — dwie warstwy szkła są przedzielone warstwą polimeru poliwinylobutyralowego, PVB. Mechaniczna separacja pozwala na rozdzielenie materiałów, lecz zanieczyszczenie polimerem dyskwalifikuje szkło do ponownego wytworzenia z nich szyb samochodowych. Wykorzystywane jest obecnie w produkcji waty szklanej, jak również jako wypełniacz do betonu. Jednym z możliwych rozwiązań zagospodarowania tych odpadów jest produkcja lekkich kruszyw zawierających w składzie recyklat szkła oraz łupek przywęglowy bądź inny materiał glinokrzemianowy. Granule takie mogą być zastosowane w wielu dziedzinach, jak architektura, ogrodnictwo czy jako wypełniacz do betonu. Najbardziej restrykcyjnym obszarem zastosowań jest budownictwo dróg, co jest związane ze spełnieniem przez granulat szeregu norm. W pracy autorzy przedstawili wyniki badań wpływu dodatków garbowniczych, sposobu wprowadzenia do mieszanki oraz parametrów ich spiekania na podstawowe właściwości ceramicznych kruszyw lekkich.