Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The analysis of the structure and the hardness of TIG-welded joints made of nickel superalloy Inconel 600

Górka Jacek, Kik Tomasz, Chruściel Marek, Jamrozik Wojciech, Kiel-Jamrozik Marta

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2022

|

Vol. 66, No. 4

37--44

EN

The tests discussed in the article aimed to analyse the structure and hardness of the heat affected zone and that of the weld in thin butt joints (1.0 mm) made of nickel superalloy Inconel 600 using the TIG method and variable welding linear energy restricted within the range of 45 J/mm to 80 J/mm. The test joints were subjected to visual tests, macro and microscopic metallographic tests, scanning electron microscopy-based structural observations and hardness measurements. The tests concerned with the effect of parameters applied during the TIG welding of butt joints made of 1.0 mm thick sheets (Inconel 600) in laboratory conditions revealed that the most favourable quality of the sheets was obtained when welding arc linear energy was restricted within the range of approximately 45 J/mm to 80 J/mm. An increase in linear energy within the above-presented range led to an increase in the width of the weld and that of the HAZ (observed in the joints subjected to macroscopic metallographic tests). In addition, an increase in linear energy restricted within the aforesaid range increased the grain size in matrix γ (in the HAZ) from approximately 120 μm to approximately 200 μm. The structure of the weld contained the zone of columnar grains oriented towards the fusion line as well as large groups of primary grains having the dendritic structure with clearly visible axes of primary dendrites of varied orientation. In addition, the weld structure also contained precipitates in the form of low-melting eutectics located in interdendritic spaces. The X-ray microanalysis concerning fragments having an area of 0.045mm2, examined in the individual zones of the welded joints made of Inconel 600, revealed only slight differences in terms of mass and atomic concentrations of the primary chemical elements of the superalloy matrix such as nickel, chromium and iron or larger differences as regards carbide-forming elements such as niobium and titanium and the concentration of carbon itself.

PL

Celem badań była analiza struktury i twardości strefy wpływu ciepła oraz spoiny w złączach doczołowych blach cienkich (1,0 mm) wykonanych z nadstopu niklu typu Inconel 600 metodą TIG, przy zmiennej energii linowej spawania w zakresie 45–80 J/mm. Uzyskane złącza spawane poddano: badaniom wizualnym, badaniom metalograficznym makro- i mikroskopowym, obserwacjom struktury w elektronowym mikroskopie skaningowym oraz pomiarowi twardości. Przeprowadzone badania wpływu parametrów procesu spawania metodą TIG złączy doczołowych ze stopu Inconel 600 o grubości 1 mm spawanych doczołowo wykazały, że: złącza blach cienkich z badanego nadstopu w warunkach laboratoryjnych wykazują najlepszą jakość przy zachowaniu energii liniowej łuku w zakresie ok. 45–80 J/mm, wzrost energii liniowej spawania w stosowanym zakresie powoduje zwiększenie szerokości spoiny i SWC badanych makroskopowo złączy, zwiększenie energii liniowej łuku w procesie w zakresie 45–80 J/mm powoduje w SWC wzrost wielkości ziaren osnowy γ odpowiednio od ok. 120 μm do ok. 200 μm, struktura spoiny wykazuje mniej lub bardziej wyraźną strefę ziaren słupkowych zorientowanych do linii wtopienia oraz duże kolonie ziaren pierwotnych o budowie dendrytycznej z wyraźnie ujawnionymi osiami głównymi dendrytów o różnej orientacji oraz wydzieleniami w postaci eutektyk niskotopliwych w przestrzeniach międzydendrytycznych, wyniki mikroanalizy rentgenowskiej z obszarów o powierzchni 0,045 mm2 badanych w poszczególnych strefach złącz blach spawanych z nadstopu Inconel 600 wykazują niewielkie zróżnicowanie wartości masowego i atomowego stężenia podstawowych pierwiastków osnowy nadstopu takich, jak nikiel, chrom i żelazo oraz większe w przypadku stężenia pierwiastków węglikotwórczych, takich jak niob i tytan, a także stężenia samego węgla.

2

Skaningowa analiza grubości i ciągłości warstw tynków elewacyjnych w zewnętrznym zespolonym systemie ocieplania ścian ETICS

Jasiczak Józef, Gaczek Mariusz, Kanoniczak Marcin

Materiały Budowlane

|

2021

|

nr 9

20--23

PL

Popularne systemy ocieplania ścian zewnętrznych składają się z dwóch podstawowych warstw: termoizolacyjnej i wierzchniej – dekoracyjno-ochronnej, nakładanej na materiał do izolacji cieplnej. Termoizolację łączy się z ocieplaną ścianą najczęściej przez: przyklejenie przy użyciu zaprawy klejącej, masy klejącej albo kleju poliuretanoweg oraz zamocowanie przy użyciu łączników mechanicznych. Warstwą mającą kontakt z otoczeniem zewnętrznym jest tynk cienkowarstwowy, którego grubość przyjmuje się z przedziału od 1 do 5 mm w zależności od oferowanego na rynku systemu. Technologia wykonywania ocieplenia nie jest skomplikowana, jednak z praktyki budowlanej wynika, że w trakcie eksploatacji ujawniają się różne wady tynków, a przyczyna ich wystąpienia często nie jest jednoznaczna. Autorzy artykułu, po wykonaniu wielu ekspertyz warstw elewacyjnych budynków, chcieliby zwrócić uwagę na strukturę wewnętrzną tynku cienkowarstwowego i jego nieciągłości, by szukać w nich przyczyn występujących wad.

EN

Popular external wall insulation systems consist of two basic layers: thermal insulation and rendering system, connected to the insulated wall by means of adhesive layer and mechanical fasteners. The contact layer with the surroundings is a finishing coat, the thickness of which ranges from 1 to 5 mm, depending on the system offered on the market. The technology of wall insulation is not complicated, but construction practice shows, that many finishing coat defects are revealed during the exploitation, and the reason for their occurrence is not clear. The authors of the article, after making many expert opinions of the rendering systems of buildings, would like to draw attention to the internal structure of the thin-layer plaster and its discontinuities, in order to look for the causes of the defects in them.

3

Hard Inclusions in Armature Brass

Romankiewicz Remigiusz, Romankiewicz Ferdynand

Journal of Casting & Materials Engineering

|

2019

|

Vol. 3, no. 3

51--56

EN

The influence of the chemical composition of selected armature brasses on the formation of hard inclusions was investigated. In metallographic studies using optical microscopy and scanning electron microscopy with X-ray microanalysis (EDS), it was found that hard inclusions attain sizes ranging from several hundred nanometers to several micrometers. Investigations of samples that were taken from metallurgical pigs of armature brass of various chemical compositions have shown that the contribution of components such as iron and silicon have a decisive influence on the formation of hard inclusions. These components have a dominant share in hard inclusions (60–76 wt.% Fe and 10.6–17.4 wt.% Si). In much smaller quantities there are also elements such as manganese, phosphorus, nickel and chromium. The chemical composition of hard inclusions varies. The number and size of hard inclusions depends on the contribution of iron and silicon brass. In the brass sample with 0.31 wt.% Fe and 0.08 wt.% Si, 1183 inclusions per square millimeters were identified, while in the brass sample with 0.21 wt.% Fe and 0.11 wt.% Si the amount of hard inclusions was reduced to 933 inclusions per square millimeters. In the brass sample with reduced iron content up to 0.08 wt.% and silicon up to 0.006 wt.%, no hard inclusions were identified.

4

Wpływ pyłu bazaltowego na budowę strefy przejściowej kruszywa z zaczynem cementowym

Dobiszewska Magdalena

Cement Wapno Beton

|

2019

|

R. 22/84, nr 2

92--103

PL

Zbadano dodatek pyłu bazaltowego do betonu stwierdzając, że powoduje on bardzo korzystne zmiany właściwości tego kompozytu. Maleńkie cząstki pyłu lokują się w porach strefy przejściowej co zmienia mikrostrukturę tej strefy, powodując także wzrost zawartości fazy C-S-H. Między minerałami, które znajdują się w warstwach powierzchniowych ziaren pyłu bazaltowego, a uwodnionym zaczynem cementowym zachodzą reakcje, w wyniku których strefa przejściowa ulega dalszym zmianom. Jony sodu i magnezu, zawarte w skaleniach w ziarenkach pyłu bazaltowego, dyfundują do warstw fazy C-S-H, podstawiając w jej strukturze jony wapnia, które z kolei wbudowują się w warstwach powierzchniowych skaleni. Jony wapnia mogą dyfundować także do tych warstewek w ziarnach oliwinu, zastępując w jego strukturze magnez, a te ostatnie ulegają absorpcji przez fazę C-S-H. Powoduje to po wstawanie bardzo mocnych wiązań między drobnymi cząstkami pyłów bazaltowych oraz fazą C-S-H w matrycy cementowej, co przyczynia się do zwiększenia wytrzymałości betonu.

EN

Addition of the basalt dust to the concrete results in very beneficial changes in its microstructure. Tiny dust particles are deposited in pores of the interfacial transition zone, reducing its porosity and causing the increase of C-S-H phase content. Between some minerals on the surface of basalt dust particles and the solution in cement paste pores with a high concentration of calcium ions, reactions are occurring that change the interfacial transition zone. Sodium and magnesium ions contained in the feldspars of basalt dust diffuse to the C-S-H phase layers, substituting calcium ions in its structure, which in turn are absorbed in the feldspar surface layers. The reactions of minerals in basalt dust with C-S-H phase result in the formation of very strong bonds of basalt dust particles with C-S-H phase in cement matrix, which has a very positive effect on the concrete strength.

5

Zastosowanie mikroanalizy rentgenowskiej do wyznaczania składu i grubości cienkich warstw

Kamińska M., Wrona A., Mazur J.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2018

|

R. 63, nr 5

6--10

PL

Określono możliwości badania cienkich warstw o grubości poniżej 1 mikrometra metodą mikroanalizy rentgenowskiej przy zastosowaniu metody korekcji opartej na dopasowaniu funkcji rozkładu wzbudzenia promieniowania φ(ρz) do danych doświadczalnych. Wykonano serię badań testowych z powierzchni warstw jednoskładnikowych: Au na podłożu Ni i Si o grubościach w przedziale 10–50 nanometrów oraz dwuskładnikowych: tlenek indu na podłożu Si i tlenek krzemu na podłożu Ti. Stwierdzono, że obliczenia zarówno grubości warstw w zakresie od kilku do kilkuset nanometrów, jak i składu chemicznego są poprawne. Badania nie wykazały wpływu rodzaju podłoża i napięcia przyspieszającego na poprawność wyników. Pokazano, że mapy rozkładu grubości bardzo dobrze ilustrują niejednorodności warstw. Stwierdzono, że zarówno mapowanie, jaki i obliczenia ilościowe są czułe na niewielkie różnice grubości rzędu 2–3 nm.

EN

One of the parameters of Refill Friction Stir Spot Welding is a tool sleeve depth in the joined components. The value of the depth depends on inter alia joined sheets thicknesses, a tolerance with which the sheets were made and the other parameters of the RFSSW process. The aim of the work was to determine the impact of tool depth on the quality of the RFSSW joints. Joints made of an aluminum alloy 2024-T3 sheet having a thickness of 1.0 mm and an aluminum alloy D16UTW sheet having a thickness of 0.6 mm were analysed. The welding was performed on the side of the sheet made of aluminum alloy 2024-T3. Three tool depths without changing the other welding parameters were tested. The tool depths were following: 1.10 mm, 1.15 mm and 1.20 mm. For each variant 10 RFSSW welds were made. Eight of them were served to assess the load bearing capacity of the joints with consideration plastic strain analysis, one of them were for macrostructural assessment, and one of them were for a visual assessment.

6

Research into oxide inclusions in silicon bronze CuSi3Zn3MnFe with the use of X-ray microanalysis

Romankiewicz R., Romankiewicz F.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 42, no. 1

41--46

EN

This paper presents the results of X-ray microanalysis oxide inclusions in silicon bronze in terms of selection microadditions deoxidizers-modifying. On the basis of the oxides present in the alloy, it was found that the most appropriate microadditive is zirconium.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań metodą mikroanalizy rentgenowskiej wtrąceń tlenkowych w brązie krzemowym pod względem doboru mikrododatków odtleniająco-modyfikujących. Na podstawie występujących w stopie tlenków stwierdzono, że najodpowiedniejszym mikrododatkiem jest cyrkon.

7

Materiały piezoelektryczne wytwarzane w Instytucie Metali Nieżelaznych w Gliwicach

Staszewski M., Czepelak M., Kamińska M., Ślusarek A., Lis M., Osadnik M., Bilewska K.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 3

127--135

PL

Opracowano procedury wytwarzania materiałów piezoelektrycznych przeznaczone do zastosowania w Instytucie Metali Nieżelaznych w Gliwicach opierając się na posiadanej bazie sprzętowej. Otrzymane materiały to seria spieków na osnowie perowskitu Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), które po naniesieniu elektrod i spolaryzowaniu przetestowano w charakterze transformatorów w elektronicznym układzie pomiarowym. Stwierdzono, że materiały wykonane według proponowanych procedur cechują się zarówno właściwymi parametrami strukturalnymi i fizycznymi, jak też dobrymi właściwościami użytkowymi, w tym wysoką sprawnością. Mogą one zatem służyć do wytwarzania urządzeń elektronicznych, takich jak transformatory, przetwornice elektryczne, rezonatory itp.

EN

Procedures for manufacturing of piezoelectric materials, applicable in the Institute of Non-ferrous Metals in Gliwice with the use of installed equipment, are elaborated. Manufactured materials are the series of sinters based on Pb(Zr,Ti)O3 perovskite (PZT), which after application of electrodes and after polarization are tested as transformers in the electronic measuring system. It has been found that the materials made according to the proposed procedures, have the appropriate structural and physical parameters as well as good utility properties, including their high efficiency. Therefore, they may be used for production of electronic devices such as transformers, electric converters, resonators etc.

8

Analysis of the chemical composition of AlMnFe and AlFeMnSi intermetallic phases in the interdendritic eutectics in the Al-alloys

Warmuzek M.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2014

|

T. 54, nr 1

3--12

EN

In this study a simple procedure forthe in situ identification of the intermetallic phase precipitates in the interdendritic eutectic in both wrought and cast AlFeMnSi alloys has been established and then verified by experimental results. Morphology of the phase constituents of these eutectics: A6MnFe, αc-AlFeMnSi, αH-AlFeSi, β-AlFeSi, has been revealed on the metallographic microsections, observed with light and scanning electron microscopes. Chemical composition of these phase precipitates was estimated by means of point x-ray microanalysis. The homogeneity range for particular intermetallic phase precipitates, as influenced by either alloy chemical composition or microstructure morphology, was estimated.

PL

W pracy przedstawiono prostą procedurę identyfikacji in situ wydzieleń faz międzymetalicznych w eutektykach międzydendrytycznych w stopach AlFeMnSi do przeróbki plastycznej i odlewniczych, wraz z jej eksperymentalną weryfikacją. Na podstawie obserwacji mikroskopowych opisano, ujawnioną na zgładach międzymetalicznych, morfologię składników fazowych, występujących w tych eutektykach: A6MnFe, αc-AlFeMnSi, αH-AlFeSi, β-AlFeSi. Do badań wykorzystano mikroskopy: świetlny oraz elektronowy, skaningowy. Skład chemiczny wydzieleń faz międzymetalicznych określono za pomocą punktowej mikroanalizy rentgenowskiej. Zakres zmienności składu chemicznego dla wydzieleń wybranych składników fazowych był analizowany w zależności od składu chemicznego stopu oraz cech morfologicznych mikrostruktury.

9

Determination of progressive research methodology of using modern measuring devices to determine physical, chemical and mineralogical properties of raw materials and mineral wastes

Szponder D. K., Trybalski K.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2011

|

Vol. 46

191-206

EN

Currently, in science, rapid development in the use of new research methods takes place. Examples of these methods are scanning electron microscopy, x-ray diffraction analysis, thermal analysis performed using derivatograph, grain size analysis performed using laser particulate measuring instruments, density measurements using gas pycnometers and measurements of specific surface area carried out using the Blaine detector. These methods can be used in almost any field of science dealing with solids. Modern methods are also used in studies of properties of raw materials and mineral wastes. Further studies, using the above and other advanced testing methods will create comprehensive testing procedures for mineral raw materials and waste. The paper presents progressive research methodology of using modern measuring devices to determine physical, chemical and mineralogical properties of fly ashes. In the theoretical part the characteristics of different research methods and the principles of operation of test equipment were described. In the practical part the methodology and exemplary results were presented.

PL

W ostatnich latach obserwuje się dynamiczny rozwój różnorodnych dziedzin naukowych związany z wprowadzeniem nowych, doskonalszych urządzeń badawczych. Należą do nich między innymi: mikroskop elektronowy skaningowy, mikroanalizator rentgenowski, derywatograf, dyfraktometr rentgenowski, granulometr laserowy, piknometr helowy, aparat Blaine’a. Mogą być one wykorzystane przez praktycznie każdą dziedzinę nauki zajmującą się ciałami stałymi. Te nowoczesne metody znalazły również zastosowanie w badaniach właściwości surowców i odpadów mineralnych. Wykonywanie takich pomiarów może przyczynić się do stworzenie kompleksowych procedur badania surowców i odpadów mineralnych w skali laboratoryjnej. W publikacji podjęty został problem określenia metodyki badań właściwości zarówno fizycznych jak i chemicznych surowców i odpadów mineralnych na przykładzie popiołów lotnych, z zastosowaniem nowoczesnych metod i urządzeń pomiarowych. W części teoretycznej została przedstawiona charakterystyka poszczególnych metod badawczych, a także zasada działania urządzeń badawczych. Natomiast w części praktycznej omówiono metodykę wykonywania poszczególnych badań, a także przedstawiono przykładowe wyniki.

10

X-ray microanalysis of Al-austenitic steel boundary formed by explosion welding

Lokaj J., Turna M., Jakubcek E., Benak M.

Materiały Wysokoenergetyczne

|

2011

|

T. 3

72--77

EN

The primary purpose in surface analysis is to identity the surface elemental composition (qualitatively), to dermine the amount and nature of species adsorbed and to elucidate the properties of the surface atoms. Of the four basic particle probe beams(electrons, ions, neutrals and photons), electron probes have been used longer and more extensively than any of the others. This is because electron beams of controlled energy and density can be easily generated. The scientist today is often required to observe and correctly explain phenomena occuring on a micrometer and submicrometer scale. Electron scanning microscope (SEM) and electron microprobe (EPMA) are two power- ful instruments which permit to characterize heterogenueos materials on a such fine scale. In both instruments production of many signals such as secondary electrons, photons of various energies etc. are produced as a consequence of irradiating the sample in question by the electron probe. The presented paper deals with the study of materials such as Al and CrNi steels which have been welded by explosion. The explosion welding takes on importance worldwide as many materials can not be welded by classic welding procedures. The evaluation of the quality of the quality of joints was carried out by SEM and EPMA.

11

Ocena stanu stomatologicznych materiałów po długotrwałej implantacji w organizmie ludzkim

Hajduga M., Kalukin B., Kalukin A.

Ochrona przed Korozją

|

2009

|

nr 4-5

166-169

PL

Od przeszło 3000 lat główną grupą materiałów, przeznaczonych do implantacji w organizmie ludzkim są metale i ich stopy. W ostatnim stuleciu najczęściej używana była i jest do dzisiaj implantacyjna stal austenityczna. W ostatnich 30 latach częściowo wyparły ją stopy niklu, kobaltu czy tytanu, lecz do dnia dzisiejszego jest ona szeroko stosowana jako biomateriał metaliczny. Oprócz niewątpliwych zalet, z których głównymi są bardzo dobre właściwości mechaniczne, stal implantacyjna może być generatorem wolnych atomów i jonów, będących czynnikami zagrożenia dla organizmu. Jedną z funkcji, mających wpływ na biozgodność materiału jest czas przebywania konstrukcji w agresywnym środowisku płynów ustrojowych. Autorzy podjęli próbę określenia zakresu zmian w materiałach metalicznych, po długotrwałej implantacji w jamie ustnej. Celem pracy jest określenie wpływu czasu użytkowania na zmianę właściwości materiałowych stopów stomatologicznych. W jej zakresie mieszczą się mikroskopowe badania metalograficzne, mikroanaliza rentgenowska oraz badania mikrotwardości. Wstępna analiza wyników potwierdza tak szerokie rozpowszechnienie implantacyjnej stali austenitycznej.

EN

From 3000 years the majority of materials made for implantation in the human body are metals and alloys. During the last century the implantation austenitic steel was the most commonly used. In the past 30 years, it was partly replaced by nickel alloys, cobalt alloys and titanium, but even nowadays it is still widely used as a metallic biomaterial. Apart from the advantages of which a very good mechanical properties are the main ones, implantation steel may act as generator of free atoms and ions, which are risk factors for the organism. One of the functions that influences biocompatibility of the material is the time during which the construction remains in the aggressive environment of body fluids. The authors made an attempt to determine the extent of changes in the metallic materials after long-term implantation in the oral cavity. The aim of this work is to determine the correlation between lifetime and changes of properties of the material used in dental alloys. Metallographic microscopic examinations, X-ray microanalysis and micro hardness fall within the scope of this work. Preliminary analysis of the results confirms such a wide spread of an austenitic implantation steel.

12

Określanie właściwości popiołów lotnych przy użyciu różnych metod i urządzeń badawczych

Szponder D. K., Trybalski K.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2009

|

R. 33, z. 4

287-298

PL

Popioły lotne są uciążliwymi odpadami, powstającymi z substancji mineralnych zdyspergowanych w węglu, które w wyniku jego spalenia ulegają wielu procesom fizykochemicznym. Ze względu na zastosowanie różnych metod spalania węgla, różnorodnego składu paliwa, wysoki stopień dyspersji substancji mineralnych paliwa oraz gwałtowność procesów termicznych, ziarna popiołu wykazują wysoki stopień zróżnicowania morfologicznego, składu fazowego i chemicznego. Sprawia to, że poszczególne rodzaje popiołów lotnych znacznie różnią się właściwościami, dlatego też dobór odpowiedniej metody ich utylizacji wymaga dogłębnego poznania ich właściwości fizyko-chemicznych i mineralogicznych. W publikacji zaprezentowano wybrane metody i urządzenia pomiarowe wykorzystywane do określania właściwości fizycznych surowców i odpadów mineralnych, a także ukazano możliwości ich zastosowania do scharakteryzowania właściwości popiołów lotnych.

EN

Fly ash is noxious waste that comes from minerals substances dispersed in coal and are subjected to many physical and chemical processes during coal combustion. Because of different types of coals, different types of combustion, a high level of dispersion of mineral substances in coals and the duration of thermal processes, the particles of fly ash are diversified as to their structure, phase and chemical composition. The diversity of produced fly ash makes it necessary to determinate their physical, chemical and mineralogical properties in order to select suitable utilization method. This paper presents a few research methods and measuring devices used to determine physical, chemical and mineralogical properties of raw and waste materials and also their usefulness to characterize fly ashes properties.

13

Nowej generacji prekursorowe włókna pan z nanododatkami ceramicznymi

Boguń M.

Zeszyty Naukowe. Włókiennictwo / Politechnika Łódzka

|

2008

|

z. 64

19-39

PL

W oparciu o przeprowadzone badania wpływu podstawowych parametrów procesu formowania na strukturę i właściwości włókien opracowano warunki wytwarzania nowej generacji prekursorowych włókien poliakrylonitrylowych, zawierających ceramiczne nanododatki: krzemionkę, hydroksyapatyt, montmorylonit. Udowodniono prawidłowość przyjętej w pracy hipotezy, iż uzyskanie włókien z nanokompozytu PAN, łączących w sposób unikatowy cechy podwyższonej porowatości z wytrzymałością właściwą odpowiednią do ich karbonizacji, jest możliwe w wyniku zmiany mechanizmu procesu zestalania z dyfuzyjnego w kierunku kroplowego. Sformułowano ogólną zasadę wytwarzania tego typu włókien. Wykazano, iż z wprowadzeniem etapu ultradźwiękowego rozpraszania nanododatku do procesu wytwarzania prekursorowych włókien PAN, związana jest transformacja struktury drobnoporowatej w makroporowatą, bądź zbliżoną do makroporowatej. Przeprowadzono analizę porównawczą, wpływu obecności w tworzywie włóknotwórczym poszczególnych rodzajów ceramicznych nanododatków na zmiany struktury nadmolekularnej, porowatości oraz właściwości wytrzymałościowych i termicznych włókien poliakrylonitrylowych. Stwierdzono, iż z wprowadzeniem do włókien nanohydroksyapatytu (HAp) związana jest transformacja struktury mezomorficznej występującej we włóknach PAN, w stricte krystaliczną. Dla włókien, zawierających montmorylonit (MMT), wykazano występowanie zjawiska częściowej eksfoliacji oraz zmniejszenia odległości międzywarstwowych MMT. W oparciu o mikroanalizę rentgenowską (SEM+EDS) oceniono równomierność rozłożenia wprowadzonych do włókien nanododatków.

EN

On the basis of the research carried out, which conceraed the influence of the basie spinning and drawing process parameters on the structure and properties of the fibres obtained, the conditions for manufacturing a new generation of PAN precursor fibres were elaborated. These fibres are characterised by including ceramic nanoadditions, such as silica, hydroxyapatite, and monmorillonite. The correctness of the hypothesis assumed that obtaining PAN nanocomposite fibres, which would join the feature of increased porosity with tenacity suitable for their carbonisation, is possible by changing the solidification process from a diffusive into the direction of a drop-type kind was confirmed. A general rule of manufacturing fibres of such kind was formulated. It was indicated that applying the process of ultrasound dispersion of the nanoaddition into the technology of manufacturing PAN precursor fibres is related with a transformation of the fibre structure from a fine-porous structure into a macro-porous or similar to a macro-porous structure. A comparative analysis was carried out, which concerned the influence of the presence of different kinds of ceramic nanoaddtitions in the fibre matter on the changes of the supermolecular structure, the porosity, the tensile strength, and the thermal properties of polyacrylonitrile fibres. It was indicated that introducing nanohydroxyapatite (HAp) into the fibre matter causes a transformation of the mesomorphic structure occurring in PAN fibres into a pure crystalline. The phenomenon of partially exfoliation was indicated for fibres, which include montmorillonite (MMT); a decrease in the MMT interlayer distances was also observed. A uniform distribution of the nanoadditions inserted into the fibres was evaluated on the basis of an X-ray micro-analysis (SEM + EDS).

14

Odporność korozyjna śrub tytanowych po implantacji w ludzkiej kości żywej

Hajduga M., Kalukin B., Kalukin A.

Ochrona przed Korozją

|

2008

|

nr 4-5

207-210

PL

Metaliczne biomateriały tytanowe są szeroko rozpowszechnione prawie w każdej dziedzinie medycyny. Używane są w formie urządzeń długo, bądź krótko czasowo implantowanych w organizmie żywym. Zbudowane z tytanu o dużej czystości dochodzącej do 99,99%, powinny być odporne na zjawiska korozyjne występujące w ich otoczeniu. Pojawiają się opinie określające materiały tytanowe jako wręcz sprzyjające osteointegracji. Wykorzystywane są również jako niewielkie elementy wchodzące w skład dystraktorów czy zestawów do zespalania złamań kości. Zadaniem ich jest utrzymanie w danym położeniu całego urządzenia, a także przejęcie na siebie naprężenia, wynikającego z ułomności tkanki twardej będącej w trakcie leczenia. Praca w środowisku wysoko korozyjnym oraz kumulacja naprężeń, nie może pozostać bez skutków na ich strukturze. Celem pracy jest określenie zmian stężenia pierwiastków w warstwie przypowierzchniowej oraz zmian strukturalnych, wynikających ze szczególnych warunków pracy tytanowych śrub dentystycznych po 3-letniej implantacji w ludzkiej kości żuchwy. Materiałem porównawczym jest rdzeń śruby - materiał bez dostępu czynników korozyjnych. Zakres pracy obejmuje mikroanalizę rentgenowską oraz metalograficzne badania mikroskopowe rdzenia i warstwy przypowierzchniowej.

EN

Metallic titanium biomaterials are widely used in almost every field of medicine. They are used in a form of long- or short-term implanted accessories in living organisms. Made of high-purity titanium (up to 99.99%) they should be resistant to corrosion occurring in their environment. There are opinions describing titanium materials as conducive to osteointegration. They are also used as minor components of distractors or sets for connecting (fusing) broken bones, because they keep the device in the set position and also take on the stress resulting from a hard tissue disability during treatment in progress. The fact that they operate in a highly corrosive environment as well as stress accumulation must influence their structure.The purpose of the paper is to determine changes in the concentration of elements in the near-surface layer as well as structural changes resulting from some specific working conditions of titanium dental screws after a three years' implantation into a human mandible bone. A screw core, i.e. a material with no access to corrosion factors, serves as the comparative material.The scope of the paper covers an X-ray microanalysis as well as microscopic examination of the core and near-surface layer.

15

Phases identification by means of EBSD method - new possibilities of materials researches

Klimek L.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

151-155

EN

The examples of EBSD analysis of selected phases in steel are presented in this paper. The carbon steel, Co-Cr-Mo alloy and steel after termochemical treatment were examined. The obtained results confirm that the EBSD method can be a valuable tool used for recessive analysis of phases which occure in alloys with giving particular attention to theirs polymorphism and non stechiometry. It allows examining samples both as metallographic cross-section and fracturing as well as samples after surface treatment.

PL

W artykule przedstawiono przykładowe możliwości analizy składu fazowego materiałów. Badania wykonano na stopie Co-Cr-Mo, przełomie stali węglowej oraz stali po obróbce cieplnochemicznej. Z przytoczonych badań wynika, że dyfrakcja elektronów wstecznie rozproszonych może być cennym narzędziem służącym do precyzyjnej identyfikacji faz występujących w stopach z uwzględnienicm ich niestechiometryczności i polimorfizmu. Istnieje możliwość badan zarówno na zgładach nietalograficznych , powierzchniach po obróbkach cieplnochemicznych oraz przełomach.

16

The structure of the alphinizing coat on alloy steels

Pietrowski S., Szymczak T.

Archives of Foundry Engineering

|

2008

|

Vol. 8, iss. 4

229-235

EN

In this paper results of the structure of the coat alphinizing in AlSi5 silumin on alloy steels: acid-proof 1H18N9T (X6CrNiTi18-10) and high speed SW18 (HS18-0-1) were presented. The temperature of the alphinizing bath was amounts to750š5°C, and immersion time of the element [tau] = 180s. It was shown, that there is the different "g" coat thickness on testing steels. On the 1H18N9T steel it amounts to g = 52[mikro]m, and on the SW18 steel - g = 203[mikro]m. Regardless of a grade of testing alloy steels the coat consist of three layers with diversified phasic structure. There is different chemical composition of coat layers on testing steels. The first layer from the base consist of AlFe phase containing alloy addictions of steels: Cr and Ni (1H18N9T) and W, V and Cr (SW18). On this layer crystallize the second layer of intermetallic phases. It is the phase containing the main alloy addiction of steels: AlFeCr (1H18N9T) and AlFeW (SW18). The last, outside layer consist of silumin containing AlFeNi intermetallic phases on the 1H18N9T steel and AlFeW on the SW18 steel. Regardless of the grade of testing steels there is Si element in all layers of the coat. There are morphological differences in tested layers. The second layer (AlFeW phase) inside the coat on the SW18 steel consist of faced crystals growing into in outside silumin layer. On the 1H18N9T steel a boundary between transient and outside layer is more uniform. Free separations of intermetallic phases inside silumin layer on the 1H18N9T steel have lamellar and on the SW18 steel - faced form.

17

Effect of silicon concentration in bath on the structure and thickness of grey cast iron coating after alphinising

Pietrowski S., Szymczak T.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2007

|

Vol. 28, nr 7

437-440

EN

Purpose: This paper presents the results of studies on the effect of silicon content in alphinising bath on the thickness of diffusion layer "g1" and of coating "g" produced by immersion on the grey cast iron, grade EN-GJL-250. The temperature of alphinising bath was 750 ± 5°C, and the time of holding the cast iron insert was ζ=180s. Design/methodology/approach: It has been proved that in the bath of commercially pure aluminium and of AlSi1,5 alloy, the diffusion layer and coating produced on grey cast iron are of the highest thickness, comprised in a range of g1=40 ÷ 50µm and g = 220 ÷ 230µm., respectively. The diffusion layer produced in these baths is characterised by a compact, columnar structure of the Al3Fe phase. Findings: An increase in silicon concentration in the alphinising bath to about 11% changes the structure of diffusion layer into the faceted one and makes other phases appear as well. Right on the surface of the cast iron insert, the Fe4CSi carbide is present, followed by the Al12Fe3Si2 phase, on which the Al9Fe3Si2 phase is superimposed. Raising further silicon concentration in bath to a level well above 11% Si, i.e. to about 17% Si, does not change the phase constitution of the diffusion layer. What it causes is only a fragmentation (breaking of continuity) of the layer, thus making it useless in the process of producing a layered casting. An increase in silicon concentration in the alphinising bath in a range of 7 ÷ 17% Si reduces the thickness of diffusion layer in a range of g1=38 ÷ 22µm and that of coating in a range of g=155 ÷ 92 µm. It is supposed that the decrease in thickness of the diffusion layer and of coating with the increasing concentration of silicon in alphinising bath is due to a reduced rate of the reactive diffusion. Originality/value: This is an immediate effect of the enlarged number of silicon atoms and of the presence of the precipitates of primary silicon crystals adhering to the surface of cast iron insert. The reason of occurrence of a monophase structure in the diffusion layer produced in aluminium bath or in bath of AlSi1,5 is the lack of silicon atoms or low concentration of this element in the region of the surface layer dissolved on cast iron insert.

18

Model of the alphinising coating crystallisation on iron alloys

Pietrowski S., Szymczak T.

Archives of Foundry Engineering

|

2007

|

Vol. 7, iss. 3

123-128

EN

The study presents a hypothetical model of crystallisation of the alphinising coating produced on iron alloys by immersion in the bath of silumin. Basing on a wide-range of experiments and investigations, the effect of the type of inserted material ("armco" iron, C45 steel, grey cast iron and nodular graphite cast iron) and of the technological regime of the alphinising process (chemical composition of silumin bath, its temperature, the time of holding an insert in the bath, and the insert surface roughness height "Rz") on the coating structure was determined. The type of the coating structure was established by metallographic examinations carried out by optical microscopy, electron transmission microsopy and scanning electron microscopy, using additionally an X-ray microanalyser and X-ray diffraction patterns. The results of these investigations were described in [1-7]. Basing on the obtained results, a probable model of the crystallisation of an alphinising coating on iron alloys, produced by immersion in the alphinising bath, was developed. It has been stated that, most probably, the alphinising process begins when the insert reaches its contact temperature "ts".. Since that moment, due to the wetting process and convection movement of bath around the insert surface, an intense process of the dissolution starts. A reactive diffusion of the atoms of Fe and Si from the insert to the bath and of the atoms of Al and Si from the bath to the insert takes place. An intermetallic Al3Fe phase is crystallising on the steel, while on the cast iron, a silicon carbide Fe4CSi is growing, probably due to carbon diffusion from graphite. Then, on the steel, as an effect of the peritectic reaction, are successively crystallising the phases of Al12Fe3Si2 and Al9Fe3Si2. The Al3Fe phase probably crystallises on the cast iron to be transformed later, due to peritectic reaction, into an Al12Fe3Si2 phase on which the Al9Fe3Si2 phase will be growing. When the insert is taken out from the bath, on the Al9Fe3Si2 phase are crystallising the phase constituents present in the silu-min bath. It has been proved that the process of crystallisation of the alphinising coating and its thickness are also affected by the roughness height "Rz". There is a critical value of "Rz", different for the steel and cast iron, up to which the thickness of the coating is growing, and which - when exceeded - makes the coating thickness decrease.

19

Carbides in nodular cast iron with Cr and Mo

Pietrowski S., Gumienny G.

Archives of Foundry Engineering

|

2007

|

Vol. 7, iss. 3

223-230

EN

In these paper results of elements microsegregation in carbidic nodular cast iron have been presented. A cooling rate in the centre of the cross-section and on the surface of casting and change of moulding sand temperature during casting crystallization and its self-cooling have been investigated. TDA curves have been registered. The linear distribution of elements concentration in an eutectic grain, primary and secondary carbides have been made. It was found, that there are two kinds of carbides: Cr and Mo enriched. A probable composition of primary and secondary carbides have been presented.

20

Wpływ domieszek CaO i MgO na właściwości biotworzywa korundowego. Część II: Mikrostruktura tworzyw.

Jaegermann Z.

Szkło i Ceramika

|

2005

|

R. 56, nr 5

7-14

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu modyfikatorów w postaci tlenku magnezu i węglanu wapnia na właściwości biotworzywa korundowego przeznaczonego na implanty kostne. Celem aplikacyjnym pracy jest optymalizacja właściwości porowatych implantów korundowych oraz poszerzenie, w stosunku do dotychczasowego, zakresu ich wykorzystania w regeneracji i leczeniu tkanki kostnej. W niniejszej części pracy opisano rolę jaką odgrywają MgO i CaO w kształtowaniu mikrostruktury modyfikowanej bioceramiki. Określono rodzaj i ilość nowo tworzących się faz krystalicznych w tych tworzywach. Zamieszczono wyniki badań wpływu dodatków na porowatość i wielkość ziaren, a także na rozmieszczenie poszczególnych faz w badanych tworzywach.

EN

The paper presents the results of research on effect of MgO and CaO addition on properties of alumina bone graft biomaterial. The practical goal of our studies is an adjustment of the properties and widening the application of alumina bioceramics in regeneration and therapy of the bone tissue. In this part of the paper the role of calcium oxide and magnesium oxide modifiers in forming the microstructure of alumina materials were shown. Type and quality of new developed crystalline phases in these materials were determined. The influence of additives on porosity and grain size as well as phases distribution in tested materials were studied.