Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Strengthening of aluminium based composites with amorphous metallic or Al2O3 particles

Kukuła-Kurzyniec A., Dutkiewicz J., Bobrowski P., Wajda W., Góral A., Ochin P., Perriere L.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 2

141--146

EN

Aluminium alloy based composites were prepared by hot pressing in a vacuum in order to study the strengthening effect of an amorphous phase addition in the form of ball milled powder from melt spun ribbons of the Al73Si5Ni7Cu8Zr7 (at.%) alloy. For comparison, a composite with a strengthening ceramic Al2O3 phase was hot pressed under the same conditions. DSC measurements allowed the authors to determine the start of the crystallization process of the amorphous ribbons at 240°C. The presence of the majority of the amorphous phase in the melt spun ribbons was additionally confirmed by the X/ray diffraction technique which also revealed the presence of an α/Al solid solution and some peaks of intermetallic phases. SEM studies showed homogenous distribution of the strengthening particles in both kinds of composites and confirmed the existence of α /Al and some intermetallic crystallites inside the metallic amorphous particles. The hardness of all the prepared composites was comparable and amounted to approximately 50 HV1 for those with the Al matrix and 120 HV1 for the ones with the 2618A alloy matrix. The composites have shown a higher yield stress than the hot pressed aluminium or 2618A alloy. SEM studies of the cracks after compression tests revealed that the interfaces between the strengthening phase and matrix in metallic amorphous powder/Al /2618A alloy composites show a different character of the interface between the ceramic particles and the Al matrix. Therefore in the composite with the Al2O3particles, cracks have the tendency to propagate at the interfaces with the matrix more often than in amorphous/Al composites.

PL

W artykule opisano badania dotyczące struktury i właściwości kompozytów na osnowie aluminium i jego stopu / 2618A, wykonanych metodą prasowania na gorąco w próżni. Fazę umacniającą stanowił 10% dodatek proszku o składzie Al73Si5Ni7Cu8Zr7 (% at.), otrzymany w wyniku mielenia kulowego metalicznych taśm amorficznych odlanych na wirujący walec (melt spinning). W celu porównawczym w tych samych warunkach sprasowano również kompozyt o osnowie Al, w którym fazę umacniającą stanowił 10% dodatek cząstek ceramicznych - Al2O3. Metodą mikrokalorymetrii różnicowej (DSC) określono temperaturę początku krystalizacji taśm amorficznych na około 240°C. Techniką dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) potwierdzono obecność znacznego udziału struktury szklistej zarówno w odlanych, jak i sproszkowanych taśmach, a także stwierdzono niewielki udział roztworu α/Al oraz faz międzymetalicznych. Badania strukturalne wykonane metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) wykazały równomierne rozmieszczenie cząstek faz umacniających w obu rodzajach kompozytów, a w przypadku cząstek taśm amorficznych potwierdzono obecność w ich wnętrzu krystalitów roztworu α/Al i faz międzymetalicznych. Twardość wszystkich przygotowanych kompozytów była porównywalna i wynosiła około 50 HV1 dla kompozytów o osnowie Al oraz 120 HV1 dla materiałów na bazie stopu 2618A. Obserwacja SEM mikrostruktury próbek kompozytowych po testach ściskania pozwoliła zauważyć inny charakter granicy rozdziału cząstek fazy umacniającej i osnowy w przypadku zastosowania cząstek taśmy Al73Si5Ni7Cu8Zr7, co wpływa na odmienny przebieg drogi propagacji pęknięć niż w przypadku proszku Al2O3, gdzie występuje słabsze połączenie w granicy osnowa/cząstki wzmacniające. W przypadku zastosowania ceramicznej fazy umacniającej kompozyt wykazuje tendencję do propagacji pęknięć po granicach wprowadzonych cząstek.

2

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.

3

Amorphous - nanocrystalline melt spun Al-Si-Ni based alloys modified with Cu and Zr

Kukuła-Kurzyniec A., Dutkiewicz J., Ochin P., Perrière L, Dłużewski P., Góral A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

419--423

EN

In the present paper glass forming ability and structure of Al-Si-Ni based alloys were investigated. Three alloys starting from the ternary Al78Si12Ni10 [alloy 1], Al75Si12Ni8Zr5 [alloy 2] and Al73Si5Ni7Cu8Zr7 [alloy 3] were subjected to melt spinning process. The mean thickness of the obtained ribbons amounted between 25 and 40 μm. XRD and DSC studies showed predominantly amorphous structure of the ribbons. STEM and HRTEM methods confirmed participation of crystalline phase identified mainly as Al solid solution with the grain size near 10 nm. The mean microhardness [0.1N] of the ribbons was measured for alloys 1 - 3 respectively: 457 HV, 369 HV and 536 HV. The high value of hardness can be related to the presence of α-Al dispersoids in the amorphous matrix.

PL

W niniejszej pracy badano skłonność do tworzenia struktury szklistej oraz strukturę stopów na osnowie Al-Si-Ni. Trzy stopy zostały poddane procesowi odlewania na wirujący walec miedziany: Al78Si12Ni10 [stop 1], Al75Si12Ni8Zr5 [stop 2] oraz Al73Si5Ni7Cu8Zr7 [stop 3]. Grubość otrzymanych taśm wynosiła pomiędzy 25 a 40 μm. Badania rentgenowskie oraz kalorymetryczne taśm wykazały, że ich struktura jest głównie amorficzna, co potwierdziły metody STEM oraz HRTEM, ujawniając również wydzielenia krystaliczne zidentyfikowane jako roztwór aluminium o wielkości ziarna bliskiej 10 nm. Średnia mikrotwardość [0,1 HV] wyniosła odpowiednio dla stopów 1-3: 457 HV, 369 HV oraz 536 HV. Tak wysoka twardość jest przypuszczalnie związana z obecnością w strukturze amorficznej wydzieleń roztworu α-Al.

4

Efekt pamięci kształtu w taśmach stopu Ti-Ni-Cu

Goryczka T., Lelątko J., Ochin P.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 4

292--295

PL

Taśmy stopu Ti50Ni25Cu25 wytworzono metodą szybkiego chłodzenia z fazy ciekłej z zastosowaniem pojedynczego bębna chłodzącego ( melt-spinning). Odlano dwie taśmy stopu w następujących warunkach temperatury ciekłego stopu i prędkości bębna chłodzącego, odpowiednio: 1255°C i 19 m/s oraz 1352°C i 23 m/s. Wytworzone taśmy cechują duże różnice w stopniu krystaliczności. Taśma odlana w warunkach temperatury ciekłego stopu 1352°C i prędkości bębna chłodzącego 23 m/s jest w stanie amorficznym z niewielką zawartością obszarów krystalicznych z płytkami martenzytu. Płytki martenzytu pełnią rolę zarodków podczas dalszej krystalizacji w temperaturze powyżej 466°C. W stanie krystalicznym obie taśmy wykazywały jednokierunkowy efekt pamięci kształtu oraz zjawisko nadsprężystości. Taśmę odlaną z temperatury 1255°C dodatkowo wygrzewano w temperaturze 200°C przez 0,5 h. Uzyskano zwiększenie objętości względnej ziaren zorientowanych zgodnie z kierunkiem <011>. Kierunek ten jest kierunkiem uprzywilejowanym podczas tworzenia się martenzytu. Zabieg przyczynił się do zwiększenia efektu pamięci kształtu do wartości 3,5%.

EN

The Ti50Ni25Cu25 alloy was produced in the form of thin ribbons using the melt-spinning technique. Two ribbons were cast by applying the following processing parameters: temperature of liquid alloy 1255°C and wheel speed of 19 m/s as well as temperature of 1352°C and wheel speed of 23 m/s. The ribbons revealed significant differences in their crystallinity. The ribbon cast using a higher value of processing parameters was mainly amorphous with a small number of areas with martensite plates inside. These crystalline areas played the role of crystal nuclei during the crystallization process at temperatures above 466°C. The crystalline ribbons demonstrated the on-way shape memory effect as well as pseudoelastic effect. The ribbon cast at 1255°C was additionally annealed at 200°C for 30 minutes. Thermal treatment caused an increase in grains, which were textured along the <011> direction. This direction is favourable when inducing the reversible martensitic transformation. Such grains formation was a source of shape memory increase up to 3.5%.

5

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.

6

Warstwa platynowa dla ochrony taśm stopu NiTiCo wykazującego efekt pamięci kształtu

Goryczka T., Lelątko J., Vokoun D., Ochin P.

Engineering of Biomaterials

|

2008

|

Vol. 11, no. 77-80

67--69

7

Thermal and magnetic properties of selected Fe-based metallic glasses

Nowosielski R., Babilas R., Ochin P., Stokłosa Z.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2008

|

Vol. 30, nr 1

13-16

EN

Purpose: The work presents a thermal stability characterization and soft magnetic properties analysis of selected Fe-based metallic glasses. Design/methodology/approach: The studies were performed on ribbons prepared by the planar flow casting technique, which is a method of continuous casting of the liquid alloy on a surface of turning copper based wheel. The methods of X-ray diffraction were used for the qualitative phase analysis. The thermal properties associated with crystallization temperature of the glassy alloys were measured using the differential thermal analysis. The magnetic properties were determined by the Maxwell-Wien bridge, fluxometer and VSM methods. Findings: The studied Fe72B20Si4B4 and Fe36Co36B19Si5Nb4 metallic glasses in as-cast state were fully amorphous. The Curie temperature (Tc) for Fe72B20Si4B4 alloy has a value of 582 K and Fe36Co36B19Si5Nb4 has higher Tc, which has a value of 605 K. The obtained magnetic properties allow to classify the studied amorphous alloys in as-cast state as soft magnetic materials. The coercive field of tested alloys has a value about 8 A/m. The maximum magnetic permeability of Fe72B20Si4B4 alloy (!max = 21500) is much higher than Fe36Co36B19Si5Nb4 metallic glasses (max = 3200). Similarly, saturation magnetization of Fe72B20Si4B4 alloy (Bs = 1.04 T) is higher than Fe36Co36B19Si5Nb4 (Bs = 0.99 T) amorphous alloy. Practical implications: The studied glassy alloys are suitable materials for many electrical application in different elements of magnetic circuits and for manufacturing of sensors and precise current transformers. Originality/value: The obtained results confirm the utility of applied investigation methods in the thermal and magnetic properties analysis of examined amorphous alloys.

8

Microstructure and martensitic transformation in melt-spun NiMnGa ribbons

Goryczka T., Lelątko J., Ochin P., Morawiec H., Morawiec H.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

160-165

EN

Off-stoichiometric NiMnGa alloys, with various chemical compositions, were produced by melt-spinning technique. Transformation behavior was studied by means of differential scanning calorimetery (DSC). Ribbons and bulks reveal reversible martensitic transformation, which occurs in the range of temperatures: between 100 C and -150°C. Transmission electron microscope and X-ray diffractometer were used for structure examination. Dependently on chemical composition five-layered (10M) or seven-layered (14M) martensite was observed, whereas the parent phase shows the B2 structure. Due to high cooling rate realized in melt-spinning technique some amount of amorphous phase was found.

PL

Niestechiometryczne stopy NiMnGa, różniące się składem chemicznym zostały wytworzone metodą szybkiego schładzania z fazy ciekłej. Przebieg przemiany martenzytycznej zbadano za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej. Taśmy jak i stopy lite wykazały obecność odwracalnej przemiany martenzytycznej w zakresie temperaturowym od 100°C do -150°C. Do badań strukturalnych zastosowano transmisyjną mikroskopię elektronową jak i dyfrakcję rentgenowską. Stwierdzono, że w zależności od składu chemicznego taśmy wykazują obecność martenzytu pięciowarstwowego (10M)lub siedmiowarstwowego (14M). Stwierdzono również obecność niewielkiej ilości fazy amorficznej wynikającą z relatywnie szybkiego chłodzenia podczas krzepnięcia taśm.

9

Influence of cooling rate in twin roll casting technique on properties of NiTiCu shape memory strip

Goryczka T., Lelątko J., Ochin P.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

155-159

EN

A Ni25Ti50Cu25 shape memory alloy was produced by twin roll casting technique (TRC) applying various solidification temperature. Transformation behavior was studied by differential calorimeter (DSC) as well as X-ray diffraction. The strip reveals one-step martensitic transformation, which proceeds between the parent phase B2 and orthorhombic martensite B19. It has been found that increasing of solidification temperature causes increase of total volume grains which are preferentially oriented. TRC technique introduces texture, which was identified as its fibre <001> and <011> as well as sheet {001}<100> and {001}<110> components. However, increase of solidification temperature leads to rising a cooling rate. In consequence, characteristic temperatures of the martensitic transformation decreases.

PL

Stop Ni25Ti50Cu25, wykazujący efekt pamięci, kształtu został wytworzony metodą szybkiego schładzania z fazy ciekłej w układzie podwójnego bębna chłodzącego (TRC) stosując różne temperatury, z których taśmy były odlewane. Przebieg przemiany martenzytycznej badano stosując różnicową kalorymetrię skaningową oraz dyfrakcję rentgenowską. Stop Ni25Ti50Cu25 otrzymany metodą (TRC) wykazuje jednostopniowy przebieg przemiany B2<->B19. Stwierdzono, że wzrost temperatury z której prowadzono odlewanie powoduje wzrost objętości ziaren o uprzywilejowanej orientacji. Zidentyfikowano dwie składowe tekstury: osiową <001> i <011> oraz pełną {001 }<100> i (001)<110>. Podwyższenie temperatury stopu w fazie ciekłej powoduje również obniżenie temperatur charakterystycznych przemiany martenzytycznej.

10

Wpływ składu chemicznego i sposobu przygotowania stopu (NiCu)ZrTiAlSi na amorficzność i mikrostrukturę

Czeppe T., Sypień A., Anastasova S., Latuch J., Ochin P.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 3

127-130

PL

Szkła metaliczne charakteryzują się brakiem zakresu odkształcenia plastycznego. Zwiększonego zakresu odkształcenia plastycznego oczekuje się w przypadku struktury kompozytowej: amorficznej matrycy z dendrytycznymi cząstkami faz odkształcalnych. Praca poświecona stopowi na bazie niklu o składzie nominalnym (Ni1-0.29Cu0.29)58Zr18Ti13Al6Si5 (%at.). Stop badany był w postaci taśm zestalanych na wirującym walcu i próbek masywnych, chłodzonych z różną szybkością. Faza amorficzna podlega devitryfikacji w temperaturze Tg 583oC, temperatura krystalizacji Tx wynosi 579oC, zakres cieczy przechłodzonej Tx-Tg 41oC a parametr Tg/Tl 0.64. W fazie amorficznej występują kryształy o składzie zbliżonym do matrycy amorficznej, wzbogaconym w Al i Si a o obniżonej zawartości Ni i Cu. Tworzą się one w trakcie zestalenia fazy ciekłej. W zależności od szybkości chłodzenia stop wykazuje zdolność do tworzenia mikrostruktury kompozytu amorficznego. Dendrytyczne kryształy wykazują skład (Ni4Cu)53(Zr2TiAl)40Si7 i Ni(Cu)40-Zr(Ti)35Si25.

EN

Metallic glasses are characterized by the lack of ductility. Enhanced plastic deformation range is expected in case of composite structure consisting in amorphic matrix with dendritic particles of ductile phases inside. The paper concerns properties of the Ni-based alloy of nominal composition (Ni1-0.29Cu0.29)58Zr18Ti13Al6Si5 (%at.). The alloy was investigated in the form of ribbons prepared by melt spinning and massive samples, cooled with the different rates. Devitrification of the amorphic phase proceeds at Tg 583oC, crystallization temperature Tx is 579oC, overcooled liquid range Tx-Tg - 41oC, GFA Tg/Tl - 0.64. Some separated crystals were formed during solidification in the amorphous phase. The composition of the crystals is similar to the amorphous matrix but enriched in Al and Si and depleted in Ni and Cu. Depending on the cooling rate the alloy reveals ability to form amorphous composite microstructure. The composition of the dendrites is near to (Ni4Cu)53(Zr2TiAl)40Si7 i Ni(Cu)40Zr(Ti)35Si25 phases.

11

Structure and glass forming ability of TiZrNiCu alloys

Morgiel J., Faryna M., Maziarz W., Czeppe T., Ochin P., Dutkiewicz J.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

224-227

EN

Ti25Zr25Ni25Cu25 (G0), Ti25Zr20Ni27.5Cu27.5 (G1), Ti25Zr17Ni29Cu29 (G1C) alloys cast under Ar into steel mould (...~1 cm) showed eutectic microstructure identified as beta NiTi and TiNiZr type phases with varying amount of primary crystallites. The substituting of Zr with Ni and Cu allowed eliminate most of the primary crystallites, but in G1C alloy formation of small amount of another fine eutectic with (3 NiTi and Cu10Zr7 type phases was noted. The alloys were next melt spun at ~20 m/s or cast into copper wedge mould. The microstructure observation proved that the as spun ribbons are amorphous. The DSC/DTA measurements showed that the super cooled liquid region, i.e. deltaTx = Tx-Tg increases from 58 to 60 and to 65°C, and the reduced glass transition temp. Tgr = Tg/Tl improves from 0.59 to 0.61 for G0 and both G1 and G1C alloys respectively. However, casting of two last alloys to copper mould produced only fine crystalline material.

PL

Stopy Ti25Zr25Ni25Cu25(G0), Ti25Zr20Ni27.5Cu27.5(G 1). Ti25Zr17Ni29Cu29 (G1C) odlane w atm. Ar do stalowych kokili ...~1 cm wykazały strukturę eutektyczną z udziałem faz typu beta NiTi oraz TiNiZr. Zastąpienie części Zr przez zwiększenie Ni i Cu wyeliminowało większość krystalitów pierwotnych i przyczyniło się do powstania jeszcze drobniejszej eutektyki z faz typu beta NiTi oraz Cu10Zr7. Następnie, stopy przetapiano i odlewano albo na wirujący walec albo do klinowej kokili miedzianej. Taśmy wykazywały strukturę amorficzną. Pomiary DSC/DTA pozwoliły określić temp. przejścia szklistego oraz krystalizacji i w efekcie na stwierdzenie, że w stopach tych rośnie tzw. zakres cieczy przechłodzonej z 58 do 60 i do 65°C oraz wzrasta tzw. zredukowana temp. przejścia szklistego Tgr = Tg/Tl z 0.59 do 0.61 odpowiednio dla G0 oraz G1 i G1C. Po odlaniu do formy miedzianej uzyskano jednak materiał krystaliczny.

12

Shape memory effect in NiTiCo rapidly solidified alloys

Goryczka T., Morawiec H., Ochin P.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

257-260

EN

Rapidly solidified Ni50-xTi50Cox ribbons were manufactured by melt-spinning technique. Structure, shape recovery and transition behavior were studied by differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction and elongation measurement. The studied alloys shown the following transformation sequence: B2<-->R<-->B19' in melt-spun ribbons. Both ribbons reveals reversible elongation ring both martensitic and R-phase transformation.

PL

Taśmy stopu Ni50-xTi50Cox zostały wytworzone metodą szybkiego schładzania z fazy ciekłej (melt-spinnig). Strukturę, odzysk kształtu oraz charakterystykę temperatur przemian fazowych przeprowadzono za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), dyfrakcji rentgenowskiej oraz pomiaru wydłużenia. Badane stopy wykazują następującą sekwencję przemiany: B2<-->R<-->B19' w taśmach. Obie taśmy wykazują obecność odwracalnej przemiany martenzytycznej jak i przemiany w fazę R.

13

Thermal and microstructural evolution during the crystallization of a Ni50Ti32Hf18 melt spun ribbon

Santamarta R., Pasko A., Pons J., Cesari E., Ochin P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2004

|

Vol. 49, iss. 4

881-889

EN

A partially amorphous Ni50Ti32Hf18 melt spun ribbon has been characterized by means of calorimetry (DSC) and transmission electron microscopy (TEM). Special emphasis has been given to the crystallization process of the amorphous regions, studying the evolution of the microstructure and the martensitic transformation. Although several crystallization procedures have been carried out by thermal treatments, either slightly under or over the crystallization temperature, TC, measured by DSC, the final microstructure and calorimetric behavior of the fully crystalline samples does not depend on the applied temperature. The fully crystalline samples contain regions with small crystallites produced during the thermal treatment together with the large crystals originated during the melt-spinning. At room temperature (RT), both types of crystals are in martensitic state. However, the new crystallized regions with small grain size show notably lower transformation temperatures and wider hysteresis as compared to the big crystals already existing before the crystallization treatments. In addition to that, a supplementary mechanism, apart from the crystal size, affects the transformation temperatures, likely related to the higher energy surface of the crystalline-amorphous interfaces.

PL

częściowo amorficzne taśmy stopu Ni50Ti32Hf18 odlewane na walcu miedzianym badano metodami DSC i TEM. Szczególną uwagę zwrócono na proces krystalizacji regionów amorficznych pod kątem przemiany martenzytycznej. Jakkolwiek procesy krystalizacji prowadzono wielokrotnie poniżej lub powyżej temperatury krystalizacji Tc, to stwierdzono, że finalne mikrostruktury krystaliczne nie zależą od temperatury krystalizacji. Całkowicie skrystalizowane próbki posiadają mikrostrukturę składającą się z dużych kryształów powstałych przy odlewaniu i małych utworzonych podczas krystalizacji. W temperaturze pokojowej obydwa rodzaje krystalitów posiadają strukturę martenzytyczną, jakkolwiek drobne krystality wykazują niższą temperaturę transformacji i szerszą histerezę w porównaniu do dużych kryształów. dodatkowy wpływ na mechanizm przemiany posiadają czynniki związane z energią granic faz amorficznych i krystalicznych.

14

Texture and the shape memory effect in Ni-Ti-Cu strips cased by twin roll technique

Goryczka T., Ochin P., Morawiec H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2004

|

Vol. 49, iss. 4

891-901

EN

Strips of Ni25Ti50Cu25 shape memory alloys produced by the twin roll casting technique were solidified from two melt temperature: 1400°C and 1450°C. It results in completely different orientation of grains across the strip forming fibre and sheet texture components. Especially presence of (001)[110] texture orientation improves shape recovery with maximal elongation up to 5%.

PL

Taśmy stopu Ni25Ti50Cu25 z pamięcią kształtu zostały wytworzone metodą szybkiego schładzania z fazy ciekłej w układzie podwójnego bębna chłodzącego. Krzepnięcie taśm prowadzono dla dwóch różnych temperatur ciekłego metalu: 1400C i 1450C, co przyczyniło się do powstania różnej tekstury ziarn na przekroju taśmy. Zwłaszcza obecność składowj tekstury (00)[110] wpłynęła korzystnie na odzysk pamięci kształtu dzięki czemu uzyskano ponad 5% wydłużenia względnego taśmy.

15

Processing and synthesis of shape memory alloys

Ochin P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2004

|

Vol. 49, iss. 4

753-763

EN

A survey of the main preparation and processing routes of shape memory alloys is presented. Some of the basic requirements for SMA's synthesis are declined and different methods and techniques are described, namely: melting and casting of SMA' ingots; how they have to be thermo-mechanically processed to be shaped in final products demonstrating adequate functional shape memory or superelastic properties, single crystal growing, the powder metallurgy route, synthesis of thin films, and eventually rapid solidification techniques to produce semi-finite products directly from the melt. Each synthesis method is developed with respect to peculiarities of each technique (describing difficulties and limits) and as-prepared materials.

PL

Praca zawiera przegląd głównych metod przygotowania i wytwarzania stopów wykazujących efekt pamięci kształtu. Przedstawiono podstawowe wymagania dla przeprowadzenia syntezy powyższych stopów oraz metody ich wytwarzania. Szerzej omówiono sposób przetapiania i odlewania wlewków ze stopów z pamięcią kształtu, wskazując na procesy cieplno-mechaniczne, które powinny być zastosowane w celu nadania finalnego kształtu produktom wykazującym odpowiednie funkcjonalne własności związane zarówno z efektem pamięci kształtu jak i super sprężystością. Omówiono również metody hodowania monokryształów, metalurgii proszków, syntezy cienkich warstw oraz niektóre techniki szybkiego chłodzenia pozwalajace na wytwarzanie półwyrobów bezpośrednio z cieczy. metody syntezy stopów z pamięcią kształtu opisano w odniesieniu do specyfiki ich wytwarzania jak również postaci uzyskanego materiału.

16

Effect of Cu additions in Ni49.8Ti40.2Hf10 shape memort alloys

Vermaut P., Chastiaing K., Ochin P., Segui C., Lavall J. Y., Portier R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2004

|

Vol. 49, iss. 4

869-879

EN

The effect of the combination of two different additions on NiTi shape memory alloy is not straight forward. In order to investigate the effect of Hf and Cu additions on the martensitic transformation, a set of 5 alloys has been prepared with the following compositions: Ni49.8-xCu xTi40.2Hf10 with x = 0, 6, 10, 15, 20. The transformation temperatures and the microstructures obtained have been analysed by differential scanning calorimetry and transmission electron microscopy. Whereas the hysterese are smaller with the addition of Cu like in the ternary Ti50Ni50-xCux alloys, the Ms martensitic transformation temperatures decrease rapidly. The structure of the B19' martensite has been also modified with a decrease of the unit cell monoclinicity. The twining modes are not modified but the martensite plates are longer and contain fewer defects with comparison to the ternary NiTiHf alloy. Internal friction analysis has been carried out in order to compare the damping properties of the NiTiHf10, Cu10 and Cu15 alloys. It appears that the Hf addition decreases the damping properties in comparison to the Ni 50Ti50, while the addition of Cu to NiTiHf10 improves these properties. The evolution of the shear modulus with temperature in the Hf containing alloys is different from that of NiTi ones, with a shear modulus higher in martensite than in austenite.

PL

Efekt wprowadzenia dwóch różnych dodatków do stopu NiTi wykazującego pamięć kształtu nie jest dotychczas dokładnie poznany. W celu zbadania wpływu dodatków Hf oraz Cu na przemianę martenzytyczną przygotowano zestaw 5 stopów o nastepujących składach: Ni49.8-xCuXTi40.2Hf10, gdzie x=0,6, 10, 15, 20. Temperatury przemiany i mikrostruktura stopów były analizowane przy uzyciu różnicowej kalorymetrii skaningowej oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Podczas gdy histerezy zmniejszają sie wraz z dodatkiem Cu podobnie jak w potrójnych stopach Ti50Ni50-xCux, temperatury Ms przemiany martenzytycznej gwałtownie spadają. struktura martenzytu B19' również ulega modyfikacji poprzez zmniejszenie się jednoskośności komórki elementarnej. Sposób bliźniakowania nie ulega modyfikacji lecz płytki martenzytu są dłuższe i zawierają mniej defektów w porównaniu do potrójnego stopu NiTiHf. Analize tarcia wewnętrznego prowadzono w celu porównania własności tłumiacych stopów NiTiHf10 oraz zawierających 10 i 15%Cu. Okazuje sie, że dodatek Hf obniża własności tłumiące w porównaniu do stopu Ni50Ti50, podczas dgy dodatek Cu do stopu NiTiHf10 poprawia te własności. Zmiany modułu sprężystości poprzecznej z temperaturą w stopach zawierajacych Hf różnią się od stopu NiTi i moduł ten jest wyższy w martenzycie niż w austenicie.