Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructure and properties of Ti-45Al-5V intermetallic alloy

Dymek S., Wróbel M., Witczak Z., Blicharski M.

Materials Science Poland

|

2009

|

Vol. 27, No. 3

865--873

EN

An alloy of the chemical composition Ti-45Al-5V (at. %) was synthesized by mechanical alloying in a Szegvari-type attritor from elemental powders of high purity. The powders were further consolidated by hot isostatic pressing and hot isostatic extrusion. The resulting material was composed of a mixture of TiAl- and Ti3Al-based phases. However, no lamellar microstructure, typical of such alloys, was observed. The alloys exhibited exceptionally high yield strength, together with satisfactory ductility and fracture toughness. The high strength was unequivocally due to grain refinement and the presence of oxide dispersoid.

2

Effectivness of dispersion strengthening in the NiAl intermetallic alloy produced by self-sustaining high-temperature synthesis

Witczak Z., Dymek S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 3

747-753

EN

The stoichiometric NiAl intermetallic alloy strengthened by nano-particles of Al2O3 was produced by self-sustaining high-temperature synthesis (SHS). The particles, in the volume quantity of 2.5 and 5%, were introduced into the material at the stage of mechanical mixing of elemental nickel and aluminium powders. Two methods of mechanical mixing of powders were employed: a conventional one, where the powders were mixed in a ball rotational mixer (in air) and the ultrasonic method, where the powders were mixed by high intensity ultrasound in a liquid (acetone) or gaseous (helium) medium. The mixed powders were subjected to the SHS process. All synthesised materials were densified by hot hydrostatic extrusion (hydroextrusion) at the same conditions (1000C, 4:1 reduction ratio). The effectiveness of the applied technological procedure was estimated from the mechanical properties of the produced materials. Mechanical properties were measured by means of uniaxial compression tests. Beside the as-received materials, the materials after high-temperature annealing were tested. This permitted evaluation of the thermal stability of the materials. Strength and plastic properties of the materials were determined from an acoustic emission being monitored during the test. As a measure of the quality of the synthesized alloys, the product of the yield strength and the maximal true plastic strain was proposed. Using this measure, it was established that the ultrasonic method of doping nano-particles is more effective, and that the most desireable quantity of the Al2O3 dispersoid in the NiAl matrix is less than 5% by volume.

PL

Zbadano wpływ technologii wprowadzania nanocząstek Al2O3 do osnowy stechiometrycznego związku międzymetalicznego NiAl na efektywność procesu dyspersyjnego umacniania stopu. Nanocząstki, w ilosci 2,5 i 5% obj., były wprowadzane mechanicznie do materiału na etapie mieszania proszków wyjściowych niklu i aluminium przed procesem samopodtrzymującej się wysokotemperaturowej syntezy (SHS). Zastosowano dwie procedury mieszania: tradycyjna, w mieszalniku kulowym (w powietrzu) oraz ultradźwiękowa w ośrodku ciekłym (aceton) i gazowym (hel). Po procesie syntezy wszystkie materiały były dogęszczane przez wyciskanie hydrostatyczne na goraco (1000 C, współczynnik wyciskania 4) w jednakowych warunkach. Efektywność całego procesu technologicznego oceniano na podstawie własności mechanicznych wytworzonych materiałów, bezpośrednio po hydroekstruzji oraz, w celu oszacowania ich stabilności termicznej, po wysokotemperaturowym wyżarzaniu. Własności mechaniczne mierzone były w próbie jednoosiowego ściskania. Dzięki monitorowaniu, metodą emisji akustycznej, całego procesu odkształcania materiału można było okreslić nie tylko jego wytrzymałościowe, ale również plastyczne własności. Zaproponowano używanie iloczynu granicy plastyczności i odkształcenia plastycznego w próbie ściskania jako miare jakości materiałów półkruchych, takich jak związki międzymetaliczne. Przy użyciu tego wskaźnika stwierdzono, że metodą ultradźwiękowa jest efektywniejsza od tradycyjnej, oraz, że pozadana zawartość cząstek umacniajacych Al2O3 w osnowie NiAl mieści się w przedziale 0-5% objętościowych.

3

Bulk modulus as a material characteristic independent of texture

Witczak P., Witczak Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

283-288

EN

It was shown, using as an example a stoichiometric NiAI intermctalic compound of a cubic B2 structure, that the bulk modulus, as an invariant of the tensor of elasticity is a physical quantity describing the properties of a porous polycrystalline material independently of its texture. To show this, the tensor of elasticity for materials of different texture and porosity resulting from different processing routes was measured using ultrasonic method. Variety of texture and porosity in materials were achieved by combination of the following technological processes: casting, self-sustained high temperature synthesis, hydroextrusion and hot isostatic pressing. It was also shown that the value of the bulk modulus is related to the porosity of the material more explicitly than the mean value of Young's modulus.

PL

Na przykładzie stechiometrycznego związku międzymetalicznego NiAI o strukturze regularnej B2, pokazano, że moduł sprężystości objętościowej, jako niezmiennik tensora sprężystości, jest dla porowatego materiału polikrystalicznego wielkogcią niezależną od tekstury. W tym celu, metodami ultradźwiękowymi zmierzono tensor sprężystości materiałów o różnej teksturze i porowatości wytworzonych kilkoma technologiami. Zmiany tekstury i porowatości osiągnięto poprzez kombinację nastepujących procesów technologicznych: odlewanie, samopodtrzymująca się synteza wysokotemperaturowa, hydroekstruzja, izostatyczne prasowanie na gorąco. Pokazano także, że wartość modułu sprężystości objętościowej wyraźniej zależy od porowatości materiału niż średnia wartość modułu Younga.

4

Effect of 5 at.% addition of Cr, V and W on microstructure and mechanical properties of γ-TiAl based alloys

Dymek S., Wróbel M., Blicharski M., Witczak Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 1

97-102

EN

Alloys with chemical compositions TiAl48, TiAl45Cr5, TiAl45V5 and TiAl45W5 were synthecised by mechanical alloying. The compaction of powders was perform by hot pressing (pressure sintering) at 1300C and pressure 25 MPa or by hot isostatic pressing at pressure of 1.4 GPa. Hot isostatic pressing produced alloys with exceptionally high yield strength approaching 2.5 GPa along with satisfactory ductility and fracture toughness. On the other hand, the consolidation of powders at low pressure turned out to be not an adequate compaction method for the produced alloys. The produced alloys were formed mostly by the expected phases ( and 2-based ones), however, their chemical composition departed from stoichiometry.

PL

Wpracy wytworzono i badano stopy o następujących składach chemicznych: TiAl48, TiAl45Cr5, TiAl45V5 oraz TiAl45W5 (% at.). Jako metodę wytwarzania wybrano mechaniczną syntezę proszków czystych metali. Konsolidacje proszków przeprowadzono poprzez prasowanie na goraco (spiekanie pod ciśnieniem) w temperaturze 1300C i przy ciśnieniu 25 MPa oraz przez izostatyczne prasowanie na gorąco przy ciśnieniu 1,4 GPa. Stopy poddane izostatycznemu prasowaniu na gorąco wykazywały wyjątkowo dużą granicę plastyczności dochodzącą do 2,5 GPa przy zachowaniu zadowalającej ciągliwości i odporności na pękanie. Prasowanie na gorąco przy małym ciśnieniu prowadziło do wytworzenia stopów o znacznie gorszych właśiwościach. Produkowane stopy zbudowane były zgodnie z oczekiwaniami z faz na osnowie Wpracy wytworzono i badano stopy o nastepujacych składach chemicznych: TiAl48, TiAl45Cr5, TiAl45V5 oraz TiAl45W5 (% at.). Jako metode wytwarzania wybrano mechaniczna synteze proszków czystych metali. Konsolidacje proszków przeprowadzono poprzez prasowanie na goraco (spiekanie pod cisnieniem) w temperaturze 1300C i przy cisnieniu 25 MPa oraz przez izostatyczne prasowanie na goraco przy cisnieniu 1,4 GPa. Stopy poddane izostatycznemu prasowaniu na goraco wykazywały wyjatkowo duza granice plastycznosci dochodzaca do 2,5 GPa przy zachowaniu zadowalajacej ciagliwosci i odpornosci na pekanie. Prasowanie na goraco przy małym cisnieniu prowadziło do wytworzenia stopów o znacznie gorszych własciwosciach. Produkowane stopy zbudowane były zgodnie z oczekiwaniami z faz na osnowie γ i α2, lecz ich skład chemiczny odbiegał od składów stechiometrycznych.

5

Mikrostruktura i twardość kompozytów Ti3Al/TiAl/Al203 spiekanych pod wysokim ciśnieniem

Świderska-Środa A., Witczak Z., Presz A., Oleszak D.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 11

269--273

PL

Przedstawiono wyniki badań kompozytów z drobnoziarnistą osnową o strukturze faz międzymetalicznych Ti3Al/TiAl, zbrojonych cząstkami Al2O3. Stop dwufazowy Ti3Al/TiAl o składzie chemicznym Ti-48Al-2Cr (% at.) i strukturze płytkowej (rys. 1) otrzymano metodą konwencjonalnego odlewania. Następnie, odlew rozdrabniano mechanicznie w młynku kulowym. Uzyskany proszek mieszano z komercyjnym proszkiem Al2O3 (10 i 20% wag.) i ponownie mielono (rys. 2). Proszki spiekano w prasie wysokociśnieniowej w temperaturze 960°C pod ciśnieniem 3 GPa. Spiek bez dodatku ceramiki miał jednorodną mikrostrukturę z pasmowym rozmieszczeniem faz międzymetalicznych w ziarnach (rys. 5). Mikrostruktura próbek z dodatkiem AI2O3 była bardziej rozdrobniona w stosunku do spieku dwufazowego (rys. 6). Wprowadzony proszek ceramiczny występował jako dyspersyjne cząstki w ziarnach faz międzymetalicznych oraz w postaci dużych obszarów jednofazowych Al2O3. Stopień niejednorodności mikrostruktury był większy przy większym udziale proszku Al2O3. Wszystkie spieki miały co najmniej dwukrotnie wyższą mikrotwardość HV02 w stosunku do materiału w stanie lanym (tab. 1). Twardość kompozytów, pomimo różnego udziału ceramiki, była taka sama w granicach błędu pomiaru i większa jedynie o około 10% od HV02 spieku dwufazowego.

EN

Ti3Al/TiAl - based fine grained intermetallic matrix composites reinforced with alumina were studied. Two-phase alloy with chemical composition Ti-48Al-2Cr (at.%) exhibiting a lamellar structure (Fig. 1) was obtained by a conventional casting. Next, the alloy was crushed and subjected to mechanical milling in a laboratory ball mill. The resulting powder was mixed with a commercial alumina powder (10 and 20 wt.%) and milled again (Fig. 2). After that, the powders were sintered at 960°C under the pressure of 3 GPa. The samples without Al2O3 showed uniform microstructure with a band-like distribution of intermetallic compounds (Fig. 5). The microstructure of the samples containing alumina was more refined coniparing to two-phase sinter (Fig. 6). The alumina powder was located inside the grains of intermetallics as a dispersive particlcs. However, single-phase areas of Al2O3 were also observed. For higher alumina content the homogeneity of microstructure was smaller. The measured microhardness for all sintered samples was at least two times bigger if compared to the as-cast sample (Tab. 1). The hardness of the composites, despite of the various alumina content, was the same within experimental error and only 10% higher than for two-phase sintered sample.