Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Corrosion resistance characteristics of a Ti-6Al-4V ELI alloy fabricated by electron beam melting after the applied post-process treatment methods

Szymczyk-Ziółkowska Patrycja, Hoppe Viktoria, Gąsiorek Jolanta, Rusińska Małgorzata, Kęszycki Dawid, Szczepański Łukasz, Dudek-Wicher Ruth, Detyna Jerzy

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2021

|

Vol. 41, no. 4

1575--1588

EN

Post-process modifications in the form of Hot Isostatic Pressing or surface treatment methods such as sandblasting ormachining have been widely used in the case of improving the quality of elements manufactured with the use of EBM (Electron Beam Melting). The corrosion resistance of titanium alloys for medical applications is a key and critical aspect for the use of personalized components as implants, especially when investigating the issue of additive manufacturing. This paper presents the results of research on the influence of HIP processing on the functional properties of the material produced with the use of EBM, considering the aspect of reconstructive medicine. Both the influence of surface modification and the influence of post-process treatment on microstructural, mechanical, and corrosion properties were investigated. A wide range of research has been carried out using scanning and transmission electron microscopy methods, in combination with three-point static bending tests and performing corrosion tests using potentiodynamic polarization and electrochemical spectroscopic impedance (EIS) in Hank‘s solution. The results showed that HIP treatment has a positive effect on the corrosive properties of the material in terms of increased corrosion resistance compared to materials not subjected to this type of post-process treatment. This fact is also related to the change of the alloy microstructure and the change of mechanical properties towards increased plasticity. In the case of the production of personalized implants with the use of EBM, it is worth considering the benefits of the HIP.

2

Effect of hot isostatic pressing on the microstructure of turbine blade airfoil made of nickel-base superalloy

Chmiela B., Kościelniak B., Cwajna J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 1

241--245

EN

Turbine blades are flight safety parts in the jet engine. Therefore they should be characterized by very good mechanical properties, especially high creep resistance and fatigue strength at high temperature. The mechanical properties of blades made of nickel-based superalloys depend on the microstructure of the casting and its porosity [1,2]. The aim of this paper is evaluation of effect of hot isostatic pressing (HIP) on microstructure of blade airfoil made of IN713C superalloy in four important zones: (i) leading edge, (ii) trailing edge, (iii) suction side and (iv) pressure side. HIP treatment was carried out proving some significant microstructural changes. Electron backscatter diffraction (EBSD) analysis reveals some structural changes what may facilitate diffusion processes leading to simplify of a heat treatment (solution treatment and aging).

3

Otrzymywanie ceramiki przezroczystej z CaF2 z wykorzystaniem techniki Hot Isostatic Pressing-HIP

Perkowski K., Gizowska M., Zalewska M., Kobus I., Konopka G., Osuchowski M., Witosławska I.

Szkło i Ceramika

|

2016

|

R. 67, nr 4

19--23

PL

W niniejszej publikacji przedstawiono badania dotyczące otrzymywania przezroczystej ceramiki z fluorku wapnia. W pracy zastosowano dwa rodzaje proszku CaF2, które zostały scharakteryzowane pod względem składu fazowego metodą XRD, morfologii przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego, wielkości cząstek, a także pod względem stabilności termicznej metodą DTA-TG do 600ºC w atmosferze powietrza syntetycznego. Pierwszy z proszków firmy Sigma-Aldrich charakteryzował się średnim rozmiarem cząstek/aglomeratów Dv50 na poziomie 20,3 μm, natomiast proszek firmy ABCR odznaczał się większym/szerszym rozkładem cząstek, a Dv50 wynosiła 8,9 μm. Oba proszki wykazują silną aglomerację, co zostało potwierdzone w trakcie badań za pomocą SEM. Rentgenowska analiza fazowa wykazała obecność fazy regularnej w przypadku obu proszków. Badanie termograwimetryczne wykazało dla drobniejszego proszku fluorku wapnia (firmy ABCR) obecność zanieczyszczenia, które zostało zanalizowane jako pozostałość węgla po syntezie. Oba surowce były spiekane w zakresie temperatur 900–1350ºC w atmosferze argonu lub próżni. Dodatkowo próbki były dogęszczane w wysokotemperaturowej prasie izostatycznej przy ciśnieniu argonu wynoszącym 2000 barów i temperaturze 1300ºC. W artykule przedstawiono rezultaty badań przewodnictwa cieplnego materiału domieszkowanego (2%at. Yb), jak i nie domieszkowanego fluorku wapnia. W pracy przedstawiono widma fluorescencyjne próbek CaF2 domieszkowanych fluorkiem iterbu w ilości 2% at.

EN

The paper presents the research on obtaining a transparent ceramics made from calcium fluoride. The researchers used two types of calcium fluoride powders which were characterized by XRD (phase content), SEM (microstructure), grain size analysis and thermal analysis DTA-TG, with temperature up to 600ºC in atmosphere of synthetic air, so as to define a temperature of decomposition. The raw materials used were different in terms of grain size. Powder (under symbol C1) provided by Sigma-Aldrich has an average grain/agglomerate size Dv 50 at the level of 20,3 μm, whereas powder (under symbol C2) provided by ABCR has a wider range of grain/agglomerate size distribution and Dv 50 was 8,9 μm. A strong tendency to agglomeration was proved by SEM analysis. X-ray phase analysis indicated a cubic phase in case of both powders. Differences between materials were noticed during thermogravimetric analysis, where for powder provided by ABCR some contamination was observed, which was analyzed as residual carbon after synthesis. For the purpose of further research, cylindrical samples were obtained by die-pressing method from both powders and sintered in temperature range of 900–1350ºC, in protective atmosphere of argon or vacuum. Additionally, the samples were densificated by hot isostatic pressing under pressure of 2000 bar of argon and temperature 1300ºC. The results of thermal conductivity and fluoresces spectrum of raw calcium fluoride and doped with ytterbium (2% at.) were shown in this paper.

4

The effect of porosity on thermal properties of TiB2-based Cu cermets obtained by ball milling and containerless HIP

Litwa P., Perkowski K., Kobus I., Ziemnicka-Sylwester M., Czujko T., Varin R. A.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 3

109--114

EN

The effect of porosity on microstructure and thermal properties of titanium diboride (TiB2) based cermets with Cu binder was investigated. It has been demonstrated a good wettability of the TiB2–Cu interfaces which allows for heat flow through it easily but formed microporosity (25÷32 %) and related structural defects in the sintered cermets affects the thermal conductivity. The specific heat changes exponentially with temperature and amounts to 0.37 J∙g–1K–1 at 298 K for the TiB2–Cu (20 vol. %) cermet with the lowest porosity. The X-ray diffraction (XRD) analysis confirmed that TiB2–Cu is the stable system and there was no reaction between TiB2 and Cu. The dependence of microstructure and composition on thermal properties of sintered the TiB2–Cu cermet alloys was discussed.

PL

Porowatość ma zasadniczy wpływ na przewodnictwo cieplne spieków, powodując zwiększenie przewodności w zależności od porowatości otwartej oraz składu kompozytu. Pory mogą także pełnić rolę sorbentów gazów, przede wszystkim helu i trytu wydzielanych pod wpływem promieniowania w reakcji absorpcji neutronów w materiałach o dużym przekroju czynnym z fazą TiB2, B4C lub ZrB2, co może zminimalizować stopień pęcznienia i w efekcie ryzyko fragmentacji materiału absorbującego. Badanie kompozytów z dodatkiem miedzi umożliwia zwiększenie współczynnika przewodzenia ciepła, co wspomaga także transfer ciepła wytworzonego przez reakcje jądrowe w materiałach absorbujących do chłodziwa oraz zapewnia utrzymanie temperatury poniżej ich temperatury topnienia. Celem pracy było przede wszystkim określenie wpływu zmian porowatości na mikrostrukturę i właściwości cieplne spieków TiB2– Cu wytworzonych w procesie mielenia mechanicznego i zagęszczania proszków. W celu obniżenia temperatury konsolidacji proszku TiB2 wytworzono cermetale o zawartości Cu od 10÷30% obj. Ze względu na słabe właściwości zwilżające Cu (Θ = 140°) w celu intensyfikacji procesów transportu masy przeprowadzono prasowanie izostatyczne na gorąco pod wysokim ciśnieniem (200 MPa) po wstępnym zagęszczaniu proszków na zimno.

5

Analiza odporności erozyjnej materiałów spiekanych na bazie stali X2CrNi18-9 wykonanych różnymi technikami

Stradomski G., Wróbel A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 5

238--241

PL

Celem pracy było określenie wpływu zastosowanej technologii na własności erozyjne materiałów spiekanych na bazie stali X2CrNi18-9. W pracy analizie poddano dwa procesy: prasowanie izostatyczne na gorąco oraz spiekanie w głębokiej próżni. Do badań wykonano dwa komplety spieków o zmiennej zawartości węglika krzemu w zakresie 0−5%. Do badań erozyjnych wykorzystano stanowisko zaprojektowane w Politechnice Częstochowskiej.

EN

The aim of paper was to determine the influence of used technology on the erosive resistance of X2CrNi18-9 base sintered materials. In the work the processes of the high temperature isostatic pressing and sintering in a deep vacuum were analysed. For the erosion tests two sets of samples with variant SiC content in range 0−5% were made. To the erosive resistance analysis was used the designed in Czestochowa University of Technology device.

6

Wpływ spiekania izostatycznego na wybrane właściwości mikrostrukturalne i mechaniczne ceramiki Al2O3 i SiC

Oziębło A., Chabera P., Perkowski P., Osuchowski M., Witosławska I., Boczkowska A., Witek A.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 2

204--208

PL

Praca zawiera wybrane wyniki badań materiałowych powstałych w trakcie realizacji projektu rozwojowego, którego celem było zbadanie zdolności ochronnych przed ostrzałem panelu ochronnego składającego się z kompozytu ceramiczno-polimerowego oraz litej ceramiki. W celu poprawy właściwości mechanicznych elementy ceramiczne, lite wykonano techniką spiekania w warunkach prasowania izostatycznego (HIP), przygotowując je do wytworzenia kompozytów ceramiczno-polimerowych metodą infiltracji porowatej ceramiki elastomerem. W celu oceny przydatności elementów ceramicznych do procesu infiltracji wykonano badania kąta zwilżania powierzchni ceramicznych spieków. Ponadto autorzy dokonali próby oceny wpływu procesu spiekania na właściwości wytrzymałościowe oraz mikrostrukturę próbek tlenku glinu oraz węglika krzemu. Praca zawiera wyniki pomiarów wytrzymałości na ściskanie, próby zginania trójpunktowego, pomiarów gęstości pozornej. W przypadku węglika dokonano ilościowej analizy fazowej (XRD) oraz określono wielkość krystalitów poszczególnych faz. Badania wykazały, że proces prasowania izostatycznego na gorąco prowadzony na próbkach spieczonych uprzednio swobodnie powoduje wzrost gęstości materiału. Przekłada się to na wzrost wytrzymałości tych materiałów w porównaniu z próbkami spiekanymi swobodnie. Spiekanie z udziałem ciśnienia nie powoduje wtórnego rozrostu krystalitów. W przypadku próbek z tlenku glinu, proces prasowania izostatycznego na gorąco poprawia zwilżalność oraz zapewnia wyższą wartość energii powierzchniowej. Tego efektu nie obserwujemy w przypadku próbek z węglika krzemu.

EN

In this paper selected results of materials investigations obtained during the realization of a R&D project are described. The aim of the project was to examine protective properties of ballistic armour which consisted of ceramic-polymer composite and bulk ceramics. The hot isostatic pressing technique (HIP) was used to improve mechanical properties of bulk ceramics assigned to produce ceramic-polymer composites by infiltration of porous cellular ceramics with elastomer. The studies of wetting angle were carried out to determine suitability of cellular ceramics for infiltration by polymer. Moreover, the influence of hipping on mechanical properties and microstructure of alumina and silicon carbide was examined. In this paper, the results of tree point bending test, compression test and apparent density measurements are presented. In case of silicon carbide a quantitative phase analysis (XRD) was carried out. Average values of the crystallite size were also determined for each detected phase. The investigations showed that hot isostatic pressing increased materials density. It led As a consequence of this, an improvement in mechanical properties of hipped materials when compared to the pressureless sintered samples has been detected. The sintering under the isostatic pressure did not cause the growth of crystallites. There was observed that applying of the HIP process resulted in improving the wetting and increased the surface energy in case of alumina samples. Such an effect was not observed in case of silicon carbide sample.

7

Preparing bulk transparent magnesium aluminium spinel – a few tricks of the trade

Witek A.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 3

386--392

EN

The most successful attempts for preparing transparent magnesium aluminium spinel ceramics have been conducted with using hot isostatic pressing (HIP). In this paper a list of tips and tricks useful for manufacturing bulk transparent HIPed spinel ceramics is presented. The step by step subroutine from starting material to the final product, for manufacturing transparent ceramic armours tiles and three dimensional elements is described. The green body preparation, pre-sintering parameters, HIP temperature/pressure history and discoloration parameters are released and explained in details. Master these four fundamentals, and one stands a good chance of getting MgAl2O4 ceramics with the real-inline transmission over 82% in the spectrum from visible to the mid infrared.

PL

Najwięcej udanych prób wytworzenia przezroczystej ceramiki spinelu magnezowo-glinowego przeprowadzono z użyciem techniki izostatycznego prasowania na gorąco (HIP). W artykule zaprezentowano listę zabiegów użytecznych przy wytwarzaniu masywnej, przezroczystej ceramiki spinelowej metodą izostatycznego prasowania na gorąco. Opisano krok po kroku postępowanie od wyjściowego materiału po produkt końcowy w przypadku wytwarzania przezroczystych, ceramicznych płytek pancerza oraz elementów trójwymiarowych. Ujawniono i objaśniono szczegółowo przygotowanie surowego wyrobu, parametry wstępnego spiekania, historię prasowania izostatycznego na gorąco w odniesieniu do temperatury i ciśnienia oraz parametry procesu odbarwiania. Mistrzowskie opanowanie tych podstaw stwarza dobrą szansę uzyskania ceramiki MgAl2O4 o realnej transmisji powyżej 82% w zakresie widma od widzialnego do podczerwieni.

8

Jednoetapowy proces syntezy i spiekania spinelu MgAl2O4 z zastosowaniem metody Hot Isostatic Pressing

Witek A., Perkowski K., Osuchowski M., Witosławska I., Tymowicz-Grzyb P., Konopka G., Oziębło A.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 3

519-523

PL

Przedstawiamy wstępne prace mające na celu otrzymanie spinelu magnezowo-glinowego o dobrych właściwościach optycznych w procesie jednoczesnej syntezy i spiekania w kapsułach, przy zastosowaniu metody prasowania izostatycznego na gorąco (HIP). Proces ten był prowadzony, zarówno z użyciem nanometrycznego proszku tlenku glinu i submikronowego proszku tlenku magnezu, w temperaturze 1750°C przy ciśnieniu 200 MPa. Przedstawiono szczegóły konstrukcyjne kapsuły zabezpieczającej przed niepożądanym kontaktem materiałów wsadowych z kapsułą kwarcową.

EN

The preliminary results are reported on the in situ synthesis and sintering of aluminium-magnesium spinel with unique optical properties by using encapsulation enhanced hot isostatic pressing (HIP). The process has been provided at a temperature of 1750°C and under a pressure of 200 MPa, using alumina nanopowder and magnesia mikropowder. A method of capsule preparation, preventing undesirable contact of the precursors with silica capsule, is presented in detail.