Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza odporności na zużycie materiałów gradientowych typu Fe-Al

Durejko T., Lipiński S.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 3

195-199

PL

Przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie ścierne spiekanych materiałów gradientowych na osnowie faz intermetalicznych z układu Fe-Al. Materiał badawczy wytworzono w dwóch wariantach: z płynną i skokową zmianą zawartości aluminium. Pomiary odporności na zużycie ścierne przeprowadzono metodą "pin on disc" dla skojarzeń materiał gradientowy od strony Fe50Al-stal 0H18N9 i gradient od strony Fe-stal 0H18N9. Podczas prób zużyciowych rejestrowano zmiany współczynnika tarcia w funkcji czasu trwania próby. Przeprowadzono analizę współpracujących powierzchni próbki i przeciwpróbki, rejestrując profil chropowatości oraz mikroskopowe obrazy topograficzne. Analizę oceny jakościowej badanych powierzchni przeprowadzono w oparciu o parametry profilu chropowatości Ra i Rz. Stwierdzono, że współczynnik tarcia w przypadku pary ciernej Fe-przeciwpróbka i Fe50Al-przeciwpróbka ma porównywalną wartość wynoszącą około 0,5. Analiza powierzchni próbek (strony Fe50Al i Fe) po zużyciu w warunkach tarcia suchego wskazuje na dominujący charakter zużycia adhezyjnego. Na powierzchni Fe50Al widoczne są liczne zaciągnięcia materiału próbki, zaobserwowano również przenoszenie materiału z przeciwpróbki na próbkę i odwrotnie. Mechanizm zużycia przeciwpróbki (stal 0H18N9) był nieco inny, powierzchnia nosi ślady mikroskrawania i mikrobruzdowania, których główną przyczyną mogły być wykruszone z próbki cząstki tlenków.

EN

The analysis of wear resistance of Fe-Al graded materials was presented in this paper. The materials were produced by the laminar batch preparation of the matrix, by the use of the numerically controlled batch head. Cold compressed compacts were sintered under the periodically changing load, and then were annealing at the temperature of 1200°C in the inert gas atmosphere. Two technological variants of Fe-Al graded materials were manufactured: continuous and discrete (three samples for every variant). Wear abrasion test was performed in air temperature on a pin-on-disc T10 apparatus. The samples were prepared by electric discharge machining. The dimensions of the Fe-Al gradient pin were 3.5 mm in diameter by 4.2 mm in height. The pin was pushed against counter face (0H18N9 alloy, average hardness 30 HRC) with a pressure of 1.6 MPa at sliding velocity of 0.2 m/s during 2 hours. Every gradient samples wearing off from two sides: "pure iron" and Fe50Al phase. The results of wear test was presented as loss linear dimension and change of friction coefficient versus time of sliding. Additionally, the surfaces of the each frictional couple (pin and face counter) were examined by profilometer (analysis of roughness profiles - Ra and Rz parameters) and observed by SEM using BSE method. It was found the friction coefficient was comparable for all investigated friction couples, and its value was about 0.5. Additionally, wear level of continuous and discrete Fe-Al gradient was the same both pure iron side and Fe50Al side. Therefore further investigation carried out only one technological variant. It was stated the loss linear dimension for of Fe-0H18N9 couple is about 600 μm versus of 30 μm wear of Fe50-Al-0H18N9. Analysis of the surfaces of "pure Fe" and Fe50Al side and after dry-friction wearing, indicates that dominant mechanism of wearing is adhesive. The wearing of counter sample (0H18N9 steel) is quite different. Analysis of wear traces micrographs for indicates wear of counter face is a combination of adhesive wear, abrasion and erosion. The mechanism of wearing is near abrasive for counter face mated with Fe50Al side of Fe-Al gradient.

2

Wytwarzanie kompozytowych materiałów gradientowych na osnowie faz z układu Fe-Al

Durejko T., Lipiński S.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 3

297-301

PL

Przedstawiono wyniki prób wytwarzania kompozytowych materiałów gradientowych Fe-Al metodą metalurgii proszków z ciągła i dyskretną zmianą składu granulometrycznego i chemicznego. Efekty gradientowe uzyskano, stosując dwie metody komponowania wsadu - metodę ultradźwiękową i zasypywanie warstwowe. Wypełnianie objętości matrycy (zasypywanie warstwowe) zrealizowano, wykorzystując sterowany numerycznie ploter 3D z głowicą zasypową własnej konstrukcji, umożliwiającą płynną zmianę udziału składników w mieszaninie proszkowej. Po wypełnieniu matrycy wsad proszkowy prasowano jednoosiowo na zimno, a następnie spiekano w temperaturze 620°C w atmosferze powietrza i czasie 1 h. Efekty prze-prowadzonych prób analizowano poprzez obserwację zgładów metalograficznych spieków oraz analizę składu chemicznego. W przypadku metody ultradźwiękowej zaobserwowano jedynie lokalne efekty gradientowe. Umożliwia to stosowanie tej metody dla warstwowo posegregowanego wsadu proszkowego pod względem wielkości cząstek w celu wymieszania ich na granicach warstw o różnej granulacji. Skanowanie objętości matrycy umożliwiło natomiast uzyskanie gradientu składu chemicznego w całej objętości wypraski. W zależności od sposobu podawania proszków żelaza i aluminium z zasobników głowicy zasypowej otrzymano ciągły lub dyskretny efekt gradientowy. Dodatkowo dla gradientów o dyskretnie zmieniającym się składzie chemicznym określono grubość zasypywanej warstwy w zależności od szybkości przemieszczania głowicy zasypowej w płaszczyźnie roboczej XY. Po wstępnej obróbce cieplnej uzyskanych wyprasek stwierdzono, że efekt gradientu składu został zachowany. W strukturze spieków odnotowano występowanie obszarów czystego żelaza, wysokoaluminiowych faz międzymetalicznych oraz dyspersyjnych tlenków Al2O3, stanowiących fazę umacniającą.

EN

According to data published in subject literature, we have concluded that, application of Fe-Al intermetallic phases in graded system could be an interesting and innovative solution. Actually, only Fe3Al and FeAl phases have found some application, due to their excellent corrosion resistance and high-temperature structural stability. Other phases - Fe2Al5 and FeAl2, with high aluminium content, are extremely brittle and can't be widely used. In spite of this, it's supposed that application of that phases in graded systems improve their properties, because proper arrangement of hard high-aluminium phases could increase abrasive resistance of entire material. Results of our previous research indicate that both mechanical strength and structural stability of Fe-Al intermetallic phases are higher comparing to conventional materials and some superalloys. Proposed graded systems should fulfill requirements for high-temperature material. Manufacturing of Fe-Al continuous and non-continuous (chemical composition and particle size of powders) composite graded materials was presented in this paper. The gradient effect was obtained by two methods - ultrasonic and layered filling of matrix. The layered filing was fabricated by using numerical controllable head charge (own construction). The used device made possible fabrication of chemical continuous Fe-Al graded material. After matrix filling process the powders mixture was cold pressed and presintered at 620°C. The structure of obtained samples was examined by microscopy observation and chemical analysis. It was stated that ultrasonic method made possible only local gradient effect. This method can be used for early segregated (particles size) powder charge in order to powder particles mixed on boundary between layers. The matrix filling method made possible gradient effect in all compact volume. Depending on delivery of powders from charge head feeder was obtained continuous or non-continuous gradient effect. Additionally for non-continuous graded material was determined thickness of powder layer vs. charge head feed in XY working plane. It was taken that after preliminary heat treatment of compacts gradient effect remained. There are iron and high aluminium intermetallic phases with dispersion Al2O3 oxide distributed along grain boundaries observed.

3

Próba oceny skrawalności stopów z układu Fe-Al podczas toczenia wzdłużnego

Zarański Z., Łosik I., Sulej S., Durejko T.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2006

|

Vol. 55, nr 3

243-256

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań skrawalności stopów na osnowie fazy międzymetalicznej z układu Fe-Al. Skrawalność oceniano na podstawie wybranych wskaźników, między innymi wyznaczając siłę skrawania oraz analizując zużycie ostrzy skrawających i chropowatość powierzchni. Z przeprowadzonych badań wynika, że intermetale Fe-Al są materiałami trudno obrabialnymi i ich skrawanie z parametrami podobnymi do innych materiałów konstrukcyjnych jest niemożliwe.

EN

The paper presents machinability results of the materials based on Fe-Al phases. The machinabilit was estimated on the basic of the chosen indexes. It was possible thanks to force determination and analysis of edges wear and surface roughness for different technological parameters. It was found that Fe-Al materials are very difficult to machining. Machining of these materials can be performed by modern tools and correctly chosen turning parameters.