Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructural characterization of Inconel 713C superalloy after creep testing

Grudzień M., Cygan R., Pirowski Z., Rakoczy Ł.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2018

|

Vol. 58, no. 1

39--45

EN

The main aim of this investigation was to determine the microstructural degradation of Inconel 713C superalloy during creep at high homologous temperature. The alloy in as cast condition was characterized by large microstructural heterogeneity. Inside equiaxed grains dendrite cores consisted of γ' precipitates surrounded by channels of matrix, whereas enrichment of interdendritic spaces in carbide formers, Zr and B resulted in the formation of additional constituents, namely M3B2, Ni7Zr2 and eutectic island γ/γ'. Directional coarsening of γ′ precipitates (rafting) under applied stress and decomposition of primary MC- type carbides accompanied by the formation of secondary carbides enriched in Cr and γ' phase was observed.

PL

Głównym celem badania było określenie degradacji mikrostruktury nadstopu Inconel 713C zachodzącej podczas badania pełzania w wysokiej temperaturze homologicznej. Badany nadstop bezpośrednio w stanie lanym charaktery- zuje się wysoką niejednorodnością mikrostrukturalną. Wewnątrz ziaren równoosiowych rdzenie dendrytów składają się z wydzieleń γ' otoczonych kanałami osnowy, natomiast wzbogacenie przestrzeni międzydendrytycznych w pier- wiastki węglikotwórcze, a także Zr i B, prowadzi do tworze- nia dodatkowych składników, mianowicie eutektyki γ/γ', wę- glików MC, borków M3B2 oraz fazy międzymetalicznej Ni7Zr2. W trakcie pełzania przy parametrach T = 982ºC i naprężeniu σ = 152 MPa zaobserwowano rafting typu N fazy międzymetalicznej γ'. W przestrzeniach międzydendrytycznych w wyniku częściowego rozpuszczenia węglików typu MC wydzieliły się węgliki M23C6 bogate w Cr.

2

Electrical discharge machinable alumina zirconia niobium carbide composites - Influence of stabilizer content

Schmitt-Radloff U., Kern F., Gadow R.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 3

272--278

EN

Manufacturing of customized components of hard and tough structural ceramics by conventional technologies suffers from high cost in the final hard machining step. Electric discharge machining can be a cost efficient alternative as the machining process is contact-free and thus material removal becomes independent on mechanical properties. To be ED-machinable, ceramics require a certain electrical conductivity, which can be achieved by addition of an electrically conductive phase. In this study materials containing a micron-size conductive dispersion of 24 vol.% of niobium carbide in a sub-micron-size matrix of zirconia toughened alumina containing 17 vol.% of zirconia of various yttria stabilizer contents were studied. Starting powders were alloyed by a mixing and milling process in 2-propanol and samples were produced by subsequent hot pressing at 1525 °C for 2 h at 40 MPa axial pressure in a graphite die. Mechanical properties, microstructure and phase composition were studied. The ED-machinability in a wire cutting process was investigated with respect to machining speed, surface quality and ED-induced subsurface damage. It was found that yttria stabilizer content affects mechanical properties. A maximum fracture resistance was found at a stabilizer content of 1 mol.% while bending strength varied little with stabilizer content. ED-machinability was unaffected by stabilizer content.

PL

Wysokie koszty finalnej obróbki skrawaniem negatywnie oddziałują na wytwarzanie na zamówienie komponentów z twardej i wytrzymałej ceramiki konstrukcyjnej za pomocą tradycyjnych technologii. Obróbka elektroerozyja może stanowić kosztowo efektywną alternatywę, ponieważ proces obróbki jest bezkontaktowy i dlatego usuwanie materiału staje się niezależne od właściwości mechanicznych. Aby być obrabialną elektroerozyjnie, ceramika wymaga pewnej przewodności elektrycznej, którą można osiągnąć poprzez dodanie fazy przewodzącej elektrycznie. W niniejszej pracy badano materiały zawierające przewodzącą dyspersję węglika niobu w ilości 24% obj. w submikronowej osnowie tlenku glinu wzmacnianego tlenkiem cyrkonu, która zawierała 17% obj. tego tlenku z różną zawartością stabilizatora. Wyjściowe proszki homogenizowano drogą mieszania i mielenia w 2-propanolu, a próbki wytwarzano poprzez następcze prasowanie na gorąco w 1525 °C przez 2 h pod jednoosiowym ciśnieniem 40 MPa w formie grafitowej. Zbadano właściwości mechaniczne, mikrostrukturę i skład fazowy. Obrabialność elektroerozyjną w procesie cięcia włóknem badano w odniesieniu do szybkości obróbki, jakości uzyskanej powierzchni i podpowierzchniowego uszkadzania, wywołanego obróbką elektroerozyjną. Stwierdzono, że zawartość stabilizatora w postaci tlenku itru oddziałuje na właściwości mechaniczne. Maksymaną odporność na pękanie stwierdzono przy udziale stabilizatora wynoszącym 1% mol., podczas gdy wytrzymałość na zginanie zmieniała się nieznacznie wraz z zawartością stabilizatora. Obrabialność elektroerozyjna nie zależała od zawartości stabilizatora.

3

Badania nad spiekaniem bezciśnieniowym węglika niobu i węglika tantalu. Cz. 1, Spiekanie politermiczne

Gubernat A.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 1

31--39

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań poświęconych otrzymywaniu jednofazowych polikryształów węglików niobu i tantalu. Stwierdzono, że możliwym jest uzyskanie w procesie spiekania bezciśnieniowego polikryształów w wysokim stopniu zagęszczenia w temperaturach nie przekraczających 2000 °C, a więc w temperaturach relatywnie niskich jak na związki o najwyższych temperaturach topnienia. Wykazano, że węgliki niobu i tantalu są związkami podatnymi na spiekanie o ile zostanie zachowana czystość chemiczna i właściwe uziarnienie proszków.

EN

This work presents the results of studies on the preparation of single-phase polycrystalline tantalum carbide and niobium carbide materials. It has been found that it is possible to obtain polycrystals with high density in the process of presureless sintering at the temperatures up to 2000 °C, that are relatively low as for the compounds with one of the highest melting points reaching ~4000 °C. Carbon was only used as a sintering additive. Its main role is to reduce the oxide contamination. It has been shown that the determination of the amount of carbon required to reduce the oxide contamination is only possible by using the experimental method.

4

Badania nad bezciśnieniowym spiekaniem węglika niobu i węglika tantalu. Cz. 2, Spiekanie izotermiczne

Gubernat A.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 3

308--316

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań poświęconych otrzymywaniu jednofazowych polikryształów węglików niobu i tantalu. Na podstawie przeprowadzonej analizy spiekania w warunkach politermicznych stwierdzono, że możliwym jest uzyskanie w procesie spiekania bezciśnieniowego polikryształów w wysokim stopniu zagęszczenia w temperaturach nie przekraczających 2000 °C, a więc w temperaturach relatywnie niskich jak na związki o najwyższych temperaturach topnienia. Przeprowadzone następnie, wg opracowanych przez Kuczyńskiego i Frenkla modeli, badania spiekania w warunkach izotermicznych potwierdziły wcześniejsze analizy.

EN

NbC and TaC single-phase polycrystals with high density could be obtained in a pressure-less sintering process at temperatures as low as 2000 °C. Two sintering models were used to verify this statement. To study the sintering of carbides, a modification of the sintering model proposed by Frenkel, which is valid for non-crystalline viscous solids has been proposed, presuming the viscosity term to be linearly related to time. Parameters describing the sintering process of investigated carbides such as the initial shrinkage rate -1, the limit of shrinkage at infinite time  and initial apparent viscosity 0 of system were in turn determined using the Frenkel model. According to the Kuczynski model, to describe the sintering of carbides, it was attempted to determine mechanisms of mass transport dominating at each sintering stage. Such data allowed achieving full description of tantalum and niobium carbides sintering.

5

Grain size reduction in the 713C nickel superalloy as a result of heat treatment

Lachowicz M. B., Faryna M., Podrez-Radziszewska M.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 2 spec.

143--148

EN

The paper presents metallographic test results for the 713C nickel superalloy after heat treatment and crystallographic orientation analysis performed with the EBSD method. The 713C alloy was subjected to annealing in the temperature of 950 ºC for 30 hours followed by aircooling. As a result of the applied heat treatment the local grain size reduction in the alloy was observed. It has been found that in the primary grains the new subgrains of different crystallographic orientation are created. Between the new grains and the primary grains the boundaries of high angle appear. Orientation change in the micro-areas is closely related to the carbides rebuilding and volume diffusion of elements dissolved in the γ - γ’ alloy matrix and the (NbTi)C carbides.

6

Microstructural changes in padding welds made from the 713C alloy after heat treatment

Lachowicz M. B.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 3 spec.

11--16

EN

The following paper presents the results of the metallographic research of the padding welds made from cast alloy Inconel 713C that had undergone heat treatment in four different time and temperature variants. Annealing was applied at temperatures 1150oC and 950oC. The results of the research showed a strong coalescence of precipitation of the intermetalic γ’ phase (Ni3Al), resulting in formation of subgrains. The coalescence of the γ’ particles ran simultaneously with a diffusive decomposition of carbides (NbTi)C, which caused the supersaturation of the γ’ phase with niobium, and the loss of its coherence with austenite γ. The phenomenon of the formation of subgrains intensified with the lengthening of the time of annealing. The analysis of the results showed that heating the alloy that had undergone pad welding to the temperatures used in the research is detrimental to the alloy because of the loss of the strengthening of the coherent γ’ phase and the increase of the brittleness.

7

Ewolucja mikrostruktury tworzyw kompozytowych z węglików metali przejściowych

Rutkowski P., Stobierski L.

Materiały Ceramiczne

|

2009

|

T. 61, nr 2

140-145

PL

W niniejszej pracy przedstawiono zmiany strukturalne zachodzące w spiekach składających się z osnowy w postaci wewnątrzsieciowych węglików metali przejściowych oraz fazy modyfikującej będącej niskotopliwym węglikiem chromu Cr(23)C(6). Badania prowadzono na trzech układach materiałów: TiC(0.85) - Cr(23)C(6), NbC(0.95) - Cr(23)C(6) oraz WC - Cr(23)C(6), gdzie modyfikator wprowadzany był w ilościach od 1,5 do 30 % obj.. Omówiono metodykę otrzymywania i preparatykę substratów kompozytów oraz spieków do badań mikrostrukturalnych. Zobrazowano wyniki ewolucji mikrostruktury materiałów w badanych układach. Do omówienia uzyskanych obrazów mikrostruktury spieków wykorzystano wyniki badań rozkładu pierwiastków (EDS) oraz zmian fazowych (XRD) i strukturalnych (Rietveld) wykonanych na próbkach z badanych układów.

EN

The structural changes, which take place in sinters composed of a matrix based on transition metal carbides and the modifying phase in a form of Iow-melting chromium carbide Cr(23)C(6), are presented in the work. The investigations were run on three systems of materials: TiC(0.85)-Cr(23)C(6), NbC(0.95)-Cr(23)C(6) and WC-Cr(23)C(6). The modifier content changed in a range of 1.5 - 30 vol.%. The method of synthesis and preparation of the composite components and the sinters for purposes of microstructural examinations was discussed. The results of microstructure evolution of the investigated materials were shown. The results of the determination of element distribution (EDS), phase changes (XRD) and structural changes (Rietveld), made on the samples of investigated systems, were used in order to discuss the microstructure of sinters.

8

Cast in situ composites of Ni3Al / MeC type

Fraś E., Janas A., Kolbus A., Olejnik E.

Archives of Foundry Engineering

|

2009

|

Vol. 9, iss. 2

81-86

EN

In this work a new method SHSB (Self- Propagating High-Temperature Synthesis in Bath) has been used to produce of five new composites i.e.Ni3Al / TiC, Ni3Al / WC, Ni3Al / Zr, Ni3Al / NbC and Ni3Al /TaC (in the amount of carbides of 5% volume fraction.) The composites fabricated by the 'in situ' process, with the Ni3Al compound used as a matrix material and the reinforcement composed of Ti, W, Zr, Nb or Ta carbide particles were made. Fabrication of composites was carried out in Balzers vacuum furnace and conducted the process in the atmosphere of argon at a negative gas pressure of 0,5 MPa. After melting down of aluminium and completion of the exothermic reaction between mixing powder of carbon, aluminium, titanium or tungsten, zirconium, niobium and tantalum, boron in the form of Al-B 3% master alloy was introduced to alloy melt. From thus fabricated composites, the specimens were prepared for metallographic examinations, and scanning topographic analysis. It have been shown that the size of TiC and TaC particles was comprised in a range of up to 10 [...]. The NbC and ZrC carbides were characterised by the dimensions of up to 20 [...], while WC carbides were the largest (up to 80 [...].) In all the examined composites, the X-ray microanalysis revealed total absence of reaction products at the matrix reinforcing particle interface. The SHSB process eliminated the fundamental problem - reactivity of the matrix-particle system, observed in the ex situ methods .

9

Zmiany strukturalne i fazowe w tworzywach NbC0,95 - Cr23C6

Rutkowski P., Stobierski L., Bućko M. M.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

T. 60, nr 4

249-253

PL

W pracy opisano metodykę otrzymywania proszków wyjściowych faz węglikowych jak i tworzyw węglika niobu modyfikowanych niskotopliwym węglikiem chromu Cr23C6 w ilości od 1,5 do 30% obj. Użyto dwóch niestechiometrycznych węglików niobu różniących się średnią wielkością ziarna. Omówiono wptyw dodatku fazy modyfikującej na temperaturę początku spiekania otrzymywanych materiałów. Przedstawiono również rentgenograficzną analizę zmian strukturalnych i fazowych zachodzących w pobliżu tej temperatury, jak również w wyższych temperaturach podczas spiekania. Zilustrowano rozkład pierwiastków na powierzchni spieków używając do tego celu metody spektroskopii z dyspersją energii. Na jednym z badanych układów wykonano badania rentgenograficzne wpływu naprężeń cieplnych na zmiany strukturalne zachodzące podczas ponownego wygrzewania badanych materiałów.

EN

In the present work, the preparation of powders of ogiginal carbide phases and materials with niobium carbide modified by low-melting chromium carbide Cr23C6 was described. Two kinds of non-stoichiometric niobium carbides with various average grain size were used. The influence of the modifier addition on the onset temperature of sintering was discussed. Also the XRD analysis of structural and phase changes, taking place close to the onset sintering temperature and in the higher temperatures, was showed. The element distribution on the polished surface of sintered bodies, by using energy dispersion spectroscopy, was illustrated. The XRD measurements of influence of thermal stresses on structural changes, taking place during second heating of examined materials, were made on the one of investigated systems.