Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The role of the strengthening phases on the HAZ liquation cracking in a cast Ni‑based superalloy used in industrial gas turbines

Rakoczy Łukasz, Grudzień-Rakoczy Małgorzata, Rutkowski Bogdan, Cygan Rafał, Hanning Fabian, Cios Grzegorz, Habisch Stefan, Andersson Joel, Mayr Peter, Zielińska-Lipiec Anna

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e119, 2023

EN

This work presents the influence of microstructural constituents on liquation crack formation in the cast Ni-based superalloy, Rene 108. The investigation was divided into three parts: characterisation of the material's microstructure in pre-weld condition, hot ductility studies and analysis of liquation cracking induced by the gas tungsten arc welding process. Using advanced electron microscopy techniques it is shown that the base material in pre-weld condition is characterised by a complex microstructure. The phases identified in Rene 108 include γ matrix, γ' precipitates, MC and M23C6 carbides, and M5B3 borides. Based on Gleeble testing, it was found that Rene 108 is characterised by high strength at elevated temperatures with a maximum of 1107 MPa at 975 °C. As a result of constitutional liquation, the superalloy’s strength and ductility were significantly reduced. The nil strength temperature was equal to 1292 °C, while the nil ductility temperature was 1225 °C. The low ductility recovery rate (32.1), ratio of ductility recovery (36.2) and hot cracking factor (Rf = 0.05) values confirmed the low weldability of Renѐ 108. In the heat-affected zone (HAZ) induced by welding, constitutional liquation of mainly γ' precipitates, with a contribution of M23C6 carbides and M5B3 borides, was observed. The thin non-equilibrium liquid film, which formed along high-angle grain boundaries, led to crack initiation and their further propagation during cooling. The eutectic γ–γ' re-solidification products are visible on the crack edges.

2

Jak kształcić do zawodów, których jeszcze nie ma na rynku pracy?

Adamska-Szatko Maja, Adamski Włodzimierz

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2020

|

nr 2-3

16--21

PL

Rozwój technologii i tempo coraz szybciej zmieniającego się świata stanowi wyzwanie dla obecnych i przyszłych pokoleń, zarówno w życiu codziennym, jak i zawodowym. Zmiany w technologii i technice wpływają na rewolucyjne zmiany w przemyśle (Przemysł 4.0), ale również zmienia się profil poszukiwanego pracownika. Oprócz wykształcenia technicznego z zakresu STEM zdecydowanie wzrasta rola kompetencji miękkich. Potrzebna jest przemyślana strategia, aby w miarę możliwości jak najlepiej przygotować społeczeństwo do pracy w ciągu kolejnych kilkudziesięciu lat, żeby nabyte umiejętności po kilku latach nie okazały się przestarzałe czy niepotrzebne. Artykuł porusza problematykę dostosowania modelu kształcenia edukacji technicznej oraz rozwoju zawodowego w sposób jak najlepiej przygotowujący do pracy w zawodach, które jeszcze nie powstały. Poruszono także rolę organizacji inżynierskich w kształceniu zawodowym oraz rozwoju kariery inżyniera w nowych warunkach rynku pracy. Słowa kluczowe: inżynier przyszłości, kształcenie zawodowe, nowe zawody, nauka, gospodarka, organizacje inżynierskie, pracodawcy, model edukacji, kompetencje miękkie, Przemysł 4.0, STEM, CDIO, umiejętności korzystania z technologii cyfrowych.

EN

The development of technology and the pace of a rapidly changing world is a challenge for present and future generations, both in everyday life and in professional career. Changes in technology influence on revolutionary changes in industry (Industry 4.0), but also the profile of the employee is changing. In addition to technical education in the field of STEM, the role of soft skills increases significantly. A thoughtful strategy is needed to prepare the society for work in the next few decades as much as possible, so that the acquired skills after a few years do not prove to be outdated or unnecessary. The article addresses the issue of adapting the model of technical education and professional development in a way that best prepares for work in professions that do not yet exist. The role of engineering organizations in vocational education and development of the engineer’s career in new labor market conditions was also discussed.

3

Refinement of Al-5%Cu and Al-25%Cu Alloys by Means of KoBo Methods

Rodak K., Brzezińska A., Sobota J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 4

1477--1482

EN

This study was undertaken to investigate the effect of severe plastic deformation (SPD) by extrusion combined with reversible torsion (KoBo) method on microstructure and mechanical properties of Al-5Cu and Al-25Cu alloys. The extrusion combined with reversible torsion was carried out using reduction coefficient of λ = 30 and λ = 98. In this work, the microstructure was characterized by light microscopy (LM), scanning electron microscopy (SEM) and scanning transmission electron microscopy (STEM). Compression test and tensile test were performed for deformed alloys. The binary Al-5Cu and Al-25Cu alloys consist of the face cantered cubic (FCC) α phase in the form of dendrites and tetragonal (C16) θ-Al2Cu intermetallic phase observed in interdentritic regions. The increase of Cu content leads to increase of interdentritic regions. The microstructure of the alloys is refined after applying KoB deformation with λ = 30 and λ = 98. Ultimate Tensile Strength (UTS) of Al-5Cu alloy after KoBo deformation with λ = 30 and λ = 98 reached about 200 MPa. UTS for samples of Al-25Cu with λ = 30 and λ = 98 increased compared to Al-5Cu alloy and exceed 320 MPa and 270 MPa respectively. All samples showed increase of plasticity with increase of reduction coefficient. Independently of reduction coefficient, the compressive strain of Al-5Cu alloys is about 60%. The Al-25Cu alloy with λ = 98 showed the value of compressive strain exceed 60%, although for this same alloy but with λ = 30, the compressive strain is only 35%.

4

Dobre praktyki w motywowaniu uczniów szkół średnich do dalszego kształcenia w obszarze STEM

Pilat Zbigniew, Falkowski Piotr, Zieliński Jacek

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2019

|

Nr 65

115--120

PL

Od kilkunastu lat mówi się o potrzebie reindustrializacji Europy. Wobec znacznej różnicy w kosztach pracy, warunkiem realizacji tej koncepcji jest wykorzystywanie w przemyśle najnowszych rozwiązań technologii wytwarzania, w tym automatyzacji i robotyzacji. Aby to było możliwe potrzebna jest wykształcona, kompetentna kadra. W Europie jest znaczny potencjał edukacyjny. Jednak od wielu lat nie jest on wykorzystywany w pełni przez Europejczyków. Powodem jest nikłe zainteresowanie młodzieży naukami ścisłymi, a dalej technologicznymi i inżynierskimi. Dlatego konieczne jest podjęcie działań zachęcających młodych ludzi do dalszego kształcenia w obszarze STEM. Istnieją przykłady dobrych praktyk w tym zakresie. Ich wspólnym mianownikiem jest wykorzystanie w kształceniu nowoczesnych narzędzi ICT. W artykule przedstawiono problemy edukacji STEM oraz przegląd i analizę dobrych praktyk z krajów UE.

EN

At the end of the 20th century, a very intensive transfer of production activity from Europe to countries with lower labour costs was observed. Over time, it has been recognized that the negative effects of this phenomenon are more significant than benefits. This applies both to the dependence of Europe on external suppliers, including those from countries with unstable political systems, as well as the labour market. For a dozen or so years, we have been talking about the need to reindustrialize Europe. It's about building new production facilities, as well as the return of factories. These activities must have economic justification. In view of the still considerable difference in labour costs, the prerequisite for the advantage of production installations operating in Europe is the use of the latest manufacturing technology solutions, including automation and robotics. To make this possible, a team is needed. There is considerable educational potential in Europe. This applies to both vocational education at the secondary and university level. However, it has not been used by Europeans for many years. At our universities, specialists from outside the EU are trained. The reason is the low interest of young people in exact sciences, and then in technological and engineering. Therefore, it is necessary to take measures to encourage young people to continue their education in the area of STEM. The use of modern ICT tools will be helpful in these activities.

5

Microstructural Features and Mechanical Properties after Applying Rolling with Cyclic Movement of Rolls of an Al-Li Alloys

Brzezińska A., Urbańczyk-Gucwa A., Molak R., Rodak K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 4

1533--1540

EN

Two strength-age hardening aluminum-lithium alloys: Al-2.3wt%Li and Al-2.2wt%Li-0.1wt%Zr in two different heat treatment conditions: solution state (S) and additionally in aging state (A) were severely plastically deformed by rolling with cyclic movement of rolls (RCMR) method to produce ultrafine - grained structure. Two thermo-mechanical treatments were used: (S+A+RCMR) and (S+RCMR+A+RCMR). To investigate the combined effect of plastic deformation and heat treatment, tensile tests were performed. Microstructural observations were undertaken using scanning transmission electron microscopy (STEM), and scanning transmission electron microscopy (SEM) equipped with electron backscattering diffraction detector (EBSD). Based on the obtained results, it can be deduced that maximum mechanical properties as: yield strength (YS) and ultimate tensile strength (UTS) couldbe achieved when the microstructure of alloys is in (S+A+RCMR) state. For samples in (S+RCMR+A+RCMR) state, ductility is higher than for (S+A+RCMR) state. The microstructural results shows that the favourable conditions for decreasing grain size of alloys is (S+A+RCMR) state. Additionally, in this state is much greater dislocation density than for (S+RCMR+A+RCMR) state. The microstructure of alloys in (S+RCMR+A+RCMR) state is characterized by grains/subgrains with higher average diameter and with higher misorientation angles compared with (S+A+RCMR) state.

6

Influence of Solid Solution and Aging Treatment Conditions on the Formation of Ultrafine-Grained Structure of CuCr0.6 Alloy Processed by Compression with Oscillatory Torsion

Urbańczyk-Gucwa A., Brzezińska A., Rodak K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 4

2061--2066

EN

The samples of the CuCr0.6 alloy in the solution treated and additionally in aging states were severely plastically deformed by compression with oscillatory torsion (COT) method to produce ultrafine – grained structure. The samples were processed by using process parameters as: frequency of torsion (f = 1.6 Hz), compression speed (v = 0.04 mm/s), angle torsion (α = ±6°), height reduction (Δh = 7 mm). The total effective strain was εft = 40. The microstructure has been analyzed by scanning transmission electron microscope (STEM) Hitachi HD-2300A equipped with a cold field emission gun at an accelerating voltage of 200 kV. The quantitative microstructure investigations as disorientation angles were performed using a FEI INSPECT F scanning electron microscope (SEM) equipped with a cold field emission gun and a electron backscattering diffraction (EBSD) detector. The mechanical properties were determined using MST QTest/10 machine equipped with digital image correlation (DIC). The COT processed alloy previously aged at 500°C per 2h shows high mechanical strength, ultimate tensile strength UTS: 521 MPa and yield tensile strength YS: 488 MP attributed to the high density of coherent precipitates and ultrafine grained structure.

7

Automation and its effect on STEM occupations. Economic and ethical impact

Gapinski A. J.

Research in Logistics & Production

|

2017

|

Vol. 7, No. 5

391--407

EN

The article discusses the effect of automation on occupations in general and more specifically on STEM jobs in the USA. The analysis considers characteristics of occupations and their classification into routine and non-routine tasks followed by the examination of occupations’ susceptibility to transformations due to advancements in computer technologies and resulting automation. STEM occupations and their various vulnerability to automation are discussed. Future trends which will affect STEM workforce of various industries are addressed. The socio-economic and ethical ramifications of the technological changes in the USA and beyond are discussed as well.

8

TEM Microstructure and Chemical Composition of Transition Zone between Steel Tube and an Inconel 625 Weld Overlay Coating Produced by CMT Method

Rozmus-Górnikowska M., Blicharski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2A

787--793

EN

The aim of this work was to investigate the microstructure and chemical composition of the transition zone between 16Mo3 steel and Inconel 625 weld overlay coating produced by the Cold Metal Transfer (CMT) method. Investigations were primarily carried out through transmission electron microscopy (TEM) on thin foils prepared by FIB (Focus Ion Beam). The chemical analysis demonstrated that the amount of certain elements (Fe, Ni, Cr, Mo, Nb) in the transition zone between the base material and the weld overlay changes quickly, from the composition of the steel to the composition of the composite zone. STEM and TEM investigations revealed that two areas are clearly visible in the transition zone. In the narrow band close to the fusion boundary where plates are clearly visible and the Ms temperature is higher than room temperature, electron diffraction analyses show reflections of martensite and austenite. Moreover, the crystallographic relations between martensite and austenite can be described by the Kurdjumov-Sachs (K-S) relationship {110}α’ || {111}γ <111>α’ || <110>y ). The microstructure of the part of the transition zone with an Ms temperature lower than room temperature as well as that of the composite zone is austenite. The investigations proved that the width of the martensitic area can be significantly limited by using the CMT technique for weld overlaying.

9

Characterization of Nanometric-Sized Carbides Formed During Tempering of Carbide-Steel Cermets

Matus K., Pawlyta M., Matula G., Gołombek K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2A

747--752

EN

The aim of this article of this paper is to present issues related to characterization of nanometric-sized carbides, nitrides and/or carbonitrides formed during tempering of carbide-steel cermets. Closer examination of those materials is important because of hardness growth of carbide-steel cermet after tempering. The results obtained during research show that the upswing of hardness is significantly higher than for high-speed steels. Another interesting fact is the displacement of secondary hardness effect observed for this material to a higher tempering temperature range. Determined influence of the atmosphere in the sintering process on precipitations formed during tempering of carbide-steel cermets. So far examination of carbidesteel cermet produced by powder injection moulding was carried out mainly in the scanning electron microscope. A proper description of nanosized particles is both important and difficult as achievements of nanoscience and nanotechnology confirm the significant influence of nanocrystalline particles on material properties even if its mass fraction is undetectable by standard methods. The following research studies have been carried out using transmission electron microscopy, mainly selected area electron diffraction and energy dispersive spectroscopy. The obtained results and computer simulations comparison were made.

10

Wpływ procesu naprzemiennego gięcia na mikrostrukturę i własności stopu CuSn6

Kwaśny W., Nuckowski P.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 3

102--106

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań taśm ze stopu CuSn6 poddanych obróbce plastycznej z zastosowaniem procesu naprzemiennego gięcia. Określono wpływ parametrów procesu na strukturę, teksturę oraz właściwości mechaniczne. Otrzymane wyniki porównano z wynikami uzyskanymi dla taśm walcowanych klasycznie. Wykazano, że dominującą składową w analizowanych taśmach niezależnie od zastosowanego procesu obróbki jest składowa typu Brass. Badania w wysokorozdzielczym transmisyjnym mikroskopie elektronowym potwierdziły wpływ procesu naprzemiennego gięcia na powstanie struktury nanometrycznej w postaci bliźniaków odkształcenia. Wykazano, że po obróbce plastycznej z zastosowaniem procesu naprzemiennego gięcia następuje zwiększenie maksymalnej wytrzymałości na rozciąganie w porównaniu z wytrzymałością taśm walcowanych klasycznie.

EN

The paper presents the results of the study on tapes of CuSn6 alloy after plastic deformation using the repetitive bending process. The influence of process parameters on the structure, texture and mechanical properties was investigated. Obtained results were correlated with the results obtained for alloy subjected to cold rolling. Has been shown that the major texture component of the analyzed tapes regardless of the treatment process is the Brass component. Examination in high-resolution transmission electron microscopy confirmed the impact of the repetitive bending process on formation of nanometric structure in the form of deformation twins. It has been shown that using a repetitive bending process increases the maximum tensile strength in comparison with conventionally rolled tapes.

11

Warstwy chitozanowe osadzone elektroforetycznie jako potencjalne powłoki przeciwporostowe

Kaczorowski P., Baranowska J.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

524--527

PL

Ważnym zagadnieniem w eksploatacji konstrukcji wodnych jest zabezpieczenie ich przed porastaniem porostami, algami lub grzybami. Do najczęściej stosowanych metod zabezpieczających należy malowanie farbami antyporostowymi z dodatkiem specjalnych chemikaliów, takich jak toksyczne związki miedzi, związki cyny lub biocydy. Obiecującą ekologiczną alternatywą do tego typu zastosowań są powłoki chitozanowe, stabilne w środowisku wodnym oraz zmniejszające tarcie. W pracy przedstawiono wstępne badania nad osadzaniem tego typu powłok metodą elektroforetyczną. Otrzymano powłoki, równomiernie pokrywające próbkę, chitozanowe o dobrej stabilności w wodzie.

EN

An important issue in the exploitation of water constructions is to protecting them against fouling lichens, algae or fungi. The most commonly used method of hedging should be covered with antifouling paints with the addition of special chemicals such as toxic copper compounds, tin compounds or biocides. Promising ecological alternative for this type of applications are chitosan coatings, stable in an aqueous environment and reducing the friction. The paper presents preliminary research on this type of coating deposition electrophoretic method. Received chitosan coating, with good stability in the water, that evenly cover the sample.

12

Ultradrobnoziarnista mikrostruktura stopu CuFe2 walcowanego z poosiowym ruchem walców

Urbańczyk-Gucwa A., Bednarczyk I., Płachta A., Sobota J., Głuchowski W., Rdzawski Z., Rodak K.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 5

233--237

PL

W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i twardości stopu CuFe2 po zastosowaniu intensywnego odkształcenia plastycznego SPD realizowanego za pomocą walcowania z poosiowym ruchem walców (RCMR). Przeprowadzone badania wykazały, iż tą metodą można uzyskać rozdrobnienie ziaren stopu CuFe2 do wielkości ultradrobnoziarnistej. Intensywność rozdrobnienia zależy od parametrów odkształcenia: amplitudy wychyleń walców A, częstotliwości ruchu poosiowego walców f, gniotu względnego całkowitego εh, prędkości walcowania v. Walcowanie z poosiowym ruchem walców realizowano przy stałych wartościach: v = 1 obr/min, f = 1 Hz. Maksymalna wartość gniotu względnego całkowitego po 6 przepustach wynosiła εh6 = 80%. Zmiennym parametrem była amplituda wychyleń walców wynosząca 0, 0,8 i 1,6 mm. Mikrostrukturę stopu CuFe2 analizowano za pomocą mikroskopu świetlnego (LM) oraz skaningowego transmisyjnego mikroskopu elektronowego (STEM). Walcowanie z poosiowym ruchem walców stopu CuFe2 w początkowym etapie odkształcenia (εh2 = 37%) powoduje niejednorodność odkształcenia (zróżnicowanie mikrostruktury na przekroju poprzecznym). Wzrost gniotu względnego (εh6 = 80%) przyczynia się do ujednorodnienia mikrostruktury. Dokonując pomiarów twardości na próbkach walcowanych konwencjonalnie oraz metodą RCMR przy różnej amplitudzie walcowania, stwierdzono, że wraz ze wzrostem amplitudy walcowania maleje twardość stopu. Amplituda poprzecznego przemieszczenia walców jest tym czynnikiem, który powoduje lokalną destabilizację mikrostruktury w wyniku nagłej zmiany drogi odkształcania. Może to powodować efekt mięknięcia materiału. Cykliczne odkształcanie powoduje intensywne formowanie granic dyslokacyjnych rozprzestrzeniających się w różnych kierunkach ze względu na aktywność licznych systemów poślizgu. W wyniku takiego odkształcania otrzymuje się ultradrobnoziarnistą mikrostrukturę.

EN

The results of microstructure and hardness investigations of the CuFe2 alloy after the application of severe plastic deformation (SPD) implemented by rolling with cyclic movement of rolls (RCMR) are presented in this paper. Performed substructure investigations showed that using the RCMR method can refine the microstructure of CuFe2 alloy to the ultrafine scale. The intensity of microstructure refinement depends on: the amplitude of rolls movement A, the frequency of rolls movement f, rolling reduction εh, the rolling rate v. The rolling with the cyclic movement of the rolls was carried out at constant values: v = 1 rpm, f = 1 Hz. Maximal values of rolling reduction at 6 passes was εh6 = 80%. Variable parameter was the amplitude of rolls movement 0, 0.8 and 1.6 mm. The microstructure of the CuFe2 alloy was analyzed using light microscope (LM) and scanning transmission electron microscope (STEM). In the initial stage of deformation (εh2 = 37%) by using rolling with cyclic movement of the rolls method, the structure is heterogeneous (in cross-section plane the microstructure is uniformly deformed). Increase of rolling reduction (εh6 = 80%) causes, that the structure is more homogeneous. Based on hardness measurement for sample conventionally rolled and samples deformed by using RCMR method with different value of amplitude of rolls movement, it was found, that with increase of amplitude of rolls movement the hardness of the alloy decrease. The amplitude of rolls movement is this parameter, which induces local destabilization in structure as a result of change in deformation path. This may cause the effect of strain softening in material. Cyclic deformation causes formation dislocation boundaries which propagate in different direction due to activity of a number of slip system. As a result of this deformation is obtained ultrafine grain microstructure.

13

Microsegregation and Precipitates in Inconel 625 Arc Weld Overlay Coatings on Boiler Pipes

Rozmus-Górnikowska M., Blicharski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2599--2606

EN

The aim of this work was to investigate the microsegregation and precipitates formed due to segregation in Inconel 625 arc weld overlay coatings on boiler pipes. Examination of microsegregation and precipitates were carried out by means of a scanning electron microscope (SEM) equipped with an EDS detector as well as a transmission electron microscope (TEM) equipped with a HAADF (STEM) and an EDS detectors. The presence of precipitations in the weld overlay was also confirmed with X-ray diffraction analysis (XRD) of residue in the form of powder that remained after the electrolytic dissolution of weld overlay matrix. The investigations showed that the interdendritic regions were considerably enriched during microsegregation with Nb, and less so with Mo. The distribution of Cr and Fe in the weld overlay is relatively uniform. The value of the partition coefficient k for Mo and Nb is lower than 1. Therefore, these elements segregate during solidification into the liquid and, once solidification is finished, the interdendritic regions are considerably enriched with these elements. The value of k for Cr, Ni and Fe are only slightly higher than 1. Though the Inconel 625 is a solid-solution strengthened alloy, precipitation of secondary phases occurs in weld overlays. Precipitations were identified as a Laves phase and carbonitrides (Nb, Ti)(C, N).

PL

Celem pracy była ocena segregacji dendrytycznej (mikrosegregacji) oraz identyfikacja wydzieleń w napoinach ze stopu Inconel 625 napawanych metodą CMT na rury kotłowe. Badania segregacji dendrytycznej oraz składu chemicznego wydzieleń w napoinach ze stopu Inconel 625 prowadzono za pomocą mikroskopu elektronowego skaningowego NanoSEM 450 firmy FEI wyposażonego w detektor EDS firmy EDAX oraz za pomocą mikroskopu elektronowego transmisyjnego (TEM, TECNAI GF20) wyposażonego w detektor HAADF do badań techniką skaningowo - transmisyjną STEM, jak również zintegrowany spektrometr promieniowania rentgenowskiego do analizy składu chemicznego firmy EDAX. Obecność wydzieleń została potwierdzona za pomocą rentgenowskiej analizy fazowej (XRD) cząstek proszku osadu uzyskanego w wyniku elektrolitycznego rozpuszczenia osnowy napoiny. Badania wykazały, że w wyniku mikrosegregacji zachodzącej podczas krzepnięcia napoin następuje znaczne wzbogacenie obszarów międzydendrytycznych tj. obszarów między ramionami dendrytów w Nb a mniejsze w Mo. Wartość równowagowego współczynnika rozdziału k dla Mo i Nb jest mniejsza od 1, dlatego podczas krystalizacji pierwiastki te segregują do cieczy, a zatem, po zakończeniu krystalizacji obszary międzydendrytyczne są znacznie wzbogacone w w/w pierwiastki. Pomimo, że stop Inconel 625 jest stopem umacnianym roztworowo to w napoinach występowały wydzielenia. Na podstawie wyników analizy składu chemicznego, jak również rentgenowskiej analizy fazowej wydzielenia te zidentyfikowano jako fazę Lavesa oraz (Nb, Ti)(C, N).

14

Effect of Temperature on the Structure and Mechanical Properties of Mechanically Alloyed Al-NiO Composite

Zygmunt-Kiper M., Blaz L, Sugamata M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

121--126

EN

Mechanical alloying of high-purity aluminum and 10 wt.% NiO powders combined with powder vacuum compression and following hot extrusion method was used to produce an Al-NiO composite. Mechanical properties of as-extruded materials as well as the samples annealed at 823 K /6 h, were tested by compression at 293 K - 770 K. High mechanical properties of the material were attributed to the highly refined structure of the samples. It was found that the structure morphology was practically not changed during hot-compression tests. Therefore, the effect of deformation temperature on the hardness of as-deformed samples was very limited. The annealing of samples at 823 K/6 h induced a chemical reaction between NiO-particles and surrounding aluminum matrix. As a result, the development of very fine aluminum oxide and Al3Ni grains was observed.

PL

Kompozyt na osnowie aluminium zawierający dodatek 10% mas. NiO wytworzono metodą mechanicznej syntezy stosując mielenie proszków aluminium i tlenku niklu oraz mechaniczną konsolidację uzyskanego proszku metodą prasowania próżnio- wego i wyciskania w temperaturze 673 K Własności mechaniczne uzyskanego kompozytu, jak również próbek wyżarzonych w 773 K/6 godz., badano w zakresie 293 K-770 K w próbie ściskania. Badania strukturalne wykazały silne rozdrobnienie skład- ników strukturalnych zarówno w materiale wyciskanym, jak również w próbkach wyżarzonych, co jest przyczyną wysokich własności mechanicznych uzyskanego kompojrytu. W przypadku próbek odkształcanych „na gorąco” praktycznie nie obserwuje się istotnych zmian morfologii struktury. Jednakże wyżarzanie w 823 K/6 godz. spowodowało zmiany strukturalne wywołane reakcją chemiczną między cząstkami NiO a osnową, której skutkiem było utworzenie silnie dyspersyjnych wydzieleń tlenku aluminium i ziam fezy międzymetalicznej typu AI3Ni.

15

Effect of Magnesium Addition on Properties of Al-Based Composite Reinforced with Fine NiO Particles

Zygmunt-Kiper M., Błaż L., Sugamata M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 2

431--435

EN

An Al(Mg)-NiO composite was manufactured using combined mechanical alloying (MA) and powder consolidation methods that yielded well-consolidated and very-fine grained bulk material. Compression tests at 293 K – 773 K revealed high mechanical properties of the material. Preliminary annealing at 823 K/6 h was found to result in the flow stress reduction at 573 K – 773 K. However, the effect of preliminary annealing on the flow stress value was relatively low for Al(Mg)-NiO if comparing to similar tests performed for the Al-NiO composite. Structural observations revealed very-fine grained structure of both as-extruded and annealed Al(Mg)-NiO composites. The chemical reaction between the composite matrix and reinforcements (NiO) at sufficiently high temperatures resulted in fine grains and spinel-type particles’ development. With respect to the similarly produced Al-NiO composite, a magnesium addition was found to intensify chemical reaction between Al(Mg)-based matrix and NiO particles. As result, fine Al3Ni particles were observed in both hot-extruded material and Al(Mg)-NiO samples annealed at 823 K/6 h.

PL

Kompozyt Al(Mg)-NiO wytworzono metodą mechanicznej syntezy stosując mielenie składników proszkowych i mechaniczną konsolidację uzyskanego proszku kompozytowego w procesie prasowania próżniowego i wyciskania „na gorąco”. Uzyskano jednorodny materiał charakteryzujący się dużym rozdrobnieniem składników strukturalnych. Próby ściskania w temperaturze 293 K – 773 K wykazały wysokie własności mechaniczne kompozytu. Wyżarzanie próbek w 823 K / 6 godz. spowodowało nieznaczne obniżenie wartości naprężenia uplastyczniającego w zakresie 573 K – 773 K, jednakże w znacznie mniejszym stopniu niż w porównywanym przypadku kompozytu nie zawierającego dodatku magnezu (Al-NiO), który opisano we wcześniejszej pracy. Obserwacje struktury wyjściowych próbek kompozytowych i próbek wyżarzonych w 823 K / 6 godz. wykazały zmiany strukturalne wywołane reakcją chemiczną między osnową kompozytu (Al-Mg) a dyspersyjnymi cząstkami zbrojenia (NiO), której skutkiem jest utworzenie silnie dyspersyjnych wydzieleń tlenków typu spinelu, oraz submikronowych ziarn typu Al3Ni. W porównaniu z kompozytem Al-NiO, dodatek magnezu powoduje zwiększenie szybkości reakcji chemicznej, która przejawia się utworzeniem ziarn fazy międzymetalicznej Al3Ni zarówno w materiale wyjściowym – wyciskanym „na gorąco” – jak również w próbkach wyżarzonych w 823 K / 6 godz.

16

Zmiany struktury w stopie AlMg5 po dużym odkształceniu plastycznym

Skorupka J., Rodak K.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 3

143-148

PL

Artykuł miał na celu przeanalizowanie zmian mikrostruktury i mikrotwardości w stopie AlMg5 po zastosowaniu intensywnego odkształcenia plastycznego SPD realizowanego za pomocą metody naprzemiennego kucia. Odkształcenia dokonano z wykorzystaniem symulatora MaxStrain w temperaturze otoczenia. Próbki odkształcano wielokrotnie (tzn. 4, 8, 16 i 32 razy) przy wartości odkształcenia jednostkowego [fi] = 0,3. Odkształcenie realizowano poprzez zastosowanie trzech różnych wariantów odkształcania: kucie swobodne, kucie swobodne z zastosowaniem przerwy pomiędzy kolejnymi odkształceniami oraz kucie matrycowe. Prędkość odkształcenia wynosiła 0,5 s–1. W wyniku odkształcania rozdrobniono ziarno stopu. Najmniejszą wartość średniej średnicy ziaren/podziaren ok. 170 nm uzyskano dla wariantu kucia swobodnego z zastosowaniem przerwy. Stop wykazuje około dwukrotny wzrost twardości w porównaniu ze staniem wyjściowym.

EN

The aim of the work was to analyze the changes of microstructure and microhardness in AlMg5 alloy deformed by means of severe plastic deformation (SPD) method by using multiaxial forging. For this method of deformation, the MaxStrain system was applied. The samples were deformed mutually (4, 8, 16 and 32 times) by using unit value of deformation [fi] = 0.3. The deformation process was realized by using three variants of deformation: open die forging, open die forging with interval, closed die forging. The speed of deformation was 0.5 s–1. In the results of deformation, the refinement of the microstructure received. The minimal value of subgrain/grain about 170 nm was obtained for open die forging with interval variant. The alloy indicate about two time higher value of microhardness in comparable with initial state.

17

Ocena stabilności strukturalnej ultradrobnoziarnistej Cu i Al po odkształceniu za pomocą techniki SPD

Jasińska K., Rodak K.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 7

385-389

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące stabilności strukturalnej Cu i Al po zastosowaniu intensywnego odkształcania plastycznego SPD (ang. severe plastic deformation), realizowanego za pomocą metody kucia naprzemiennego (metoda Max Strain). Próbki poddane wyżarzaniu badano pod względem zmian strukturalnych za pomocą skaningowej transmisyjnej mikroskopii elektronowej (STEM). Pokazano, że zmiany strukturalne w analizowanych metalach zachodzą z różną intensywnością. Wykazano także różnice w mechanizmach odbudowy struktury pomiędzy Al i Cu.

EN

In the article was presented the studies of structural stability of Cu and Al after severe plastic deformation. The deformation process was realized by using multiaxial forging process (Max Strain). Annealed samples were analyzed by using scanning transmission electron microscopy (STEM). It was shown that the structural changes in Cu and Al occur with varying intensity. It also showed differences in the mechanism of rebuilding structure between Al and Cu.

18

Zastosowanie metody STEM oraz FIB w badaniach struktury warstwy wierzchniej żarowytrzymałego monokrystalicznego nadstopu niklu po utlenianiu wysokotemperaturowym

Swadźba R., Wiedermann J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2013

|

T. 65, nr 2

15--20

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy procesu wzrostu warstwy tlenkowej powstającej na żarowytrzymałym monokrystalicznym nadstopie niklu drugiej generacji podczas utleniania w temperaturze 1050oC przez 100 godzin oraz zachodzące w niej zmiany składu chemicznego i fazowego. Ponadto, analizie poddano procesy segregacji pierwiastków na granicach ziarn warstwy tlenkowej Al2O3 z wykorzystaniem wysokorozdzielczej mikroskopii elektronowej skaningowo transmisyjnej S/TEM. Przedstawiono szczegóły metodyczne przygotowania próbek z warstw tlenkowych metodą Focused Ion Beam (FIB) przeznaczonych do analizy z wykorzystaniem wysokorozdzielczej mikroskopii skaningowo transmisyjnej S/TEM.

EN

The article presents the results of oxide scale growth analysis on a heat-resistant second generation single crystal nickel superalloy during oxidation at the temperature of 1050oC for 100 hours as well as chemical and phase composition changes occurring in it. Moreover, elemental segregation processes on the grain boundaries of Al2O3 oxide scale were analyzed using high resolution scanning transmission electron microscopy S/TEM. Methodological details of sample preparation for high resolution scanning transmission electron microscopy S/TEM analysis using Focused Ion Beam (FIB) method are presented.

19

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.

20

Transmission electron microscope studies on carbon nanostructured materials

Pawlyta M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2013

|

Vol. 63, nr 2

58--67

EN

Purpose: Carbon nanostructured materials are important and still not satisfactorily recognised products. Structure can be investigated with sufficient resolution using transmission electron microscopy but main difficulties are connected with low scattering of electrons by carbon atoms and destruction by knock-on damage caused by collisions of high energy electrons with specimen atoms. Design/methodology/approach: Scanning/transmission electron microscopy (S/TEM) deliver a chance to improve the quality of performed investigations. BF, DF and HAADF detectors were applied for various carbon materials: carbon nanotubes, nano-onions, nanodiamonds and graphitized carbon black. Findings: Obtained results confirmed the usefulness of applied microscopy techniques. Research limitations/implications: Sample preparation is crucial for performed investigations. Because of ionization damage caused by collisions of high energy electrons, results obtained with high-voltage TEM have to be analysed with caution, hence low-voltage electron microscopy is strongly recommended. Originality/value: New and not commonly used techniques were applied for carbon nanostructured materials studies. Advantages and disadvantages of them were compared.