Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 19

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  binary alloy
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
A similarity solution for conduction dominated solidification of a dilute binary isomorphous alloy has been developed. The effect solidification due to density change during phase transformation has been highlighted and investigated in detail. The governing equations for solid, liquid and mushy phase has been proposed, taking into account the effect of shrinkage or expansion due to density change during phase change. The thermo-physical properties (thermal conductivity and specific heat), equilibrium temperature and phase fraction are evaluated within the mushy zone using averaging technique. The effect of equilibrium and non-equilibrium solidification is investigated using Lever and Scheil’s rule models respectively. In addition, the effect of boundary and initial temperature on solidification behavior of the alloy is also addressed. It has been observed that the interface (liquidus and solidus) moves faster with increase in density ratio and decrease in boundary and initial temperature. No major changes in temperature distribution and interface position has been observed with variation partition coefficient and microscale behavior model (Lever rule and Scheil’s rule).
EN
In some engineering applications like moving ships the axially moving FG structures have to be investigated. In this paper, the nonlinear response and stability of an axially moving porous FGM plate under a local concentrated load are studied. The plate is made of materials whose properties are assumed to be graded in the thickness direction. To take the effect of porosity into account, the modified rule of mixture is chosen to calculate the effective material properties. The kinetic dynamic relaxation method along with the implicit Newmark integration are used to solve the nonlinear dynamic equations. Finally, the effect of material gradient index, porosity volume fraction and boundary conditions on dynamic deflection and instability of plate are discussed.
EN
In the paper the mathematical model of the inverse one-dimensional problem of binary alloy solidification, with the material shrinkage phenomenon taken into account, is defined. The process is described by using the model of solidification in the temperature interval, whereas the shrinkage of material is modeled basing on the mass balance equation. The inverse problem consists in reconstruction of the heat transfer coefficient on the boundary of the casting mould separating the cast from the environment. Lack of this data is compensated by the measurements of temperature in the control point located inside the mould. The method of solving the investigated problem is based on two procedures: the implicit scheme of finite difference method supplemented by the procedure of correcting the field of temperature in the vicinity of liquidus and solidus curves and the immune optimization algorithm IRM.
EN
The main work of this paper focuses on the simulation of binary alloy solidification using the phase field model and adaptive octree grids. Ni-Cu binary alloy is used as an example in this paper to do research on the numerical simulation of isothermal solidification of binary alloy. Firstly, the WBM model, numerical issues and adaptive octree grids have been explained. Secondary, the numerical simulation results of three dimensional morphology of the equiaxed grain and concentration variations are given, taking the efficiency advantage of the adaptive octree grids. The microsegregation of binary alloy has been analysed emphatically. Then, numerical simulation results of the influence of thermo-physical parameters on the growth of the equiaxed grain are also given. At last, a simulation experiment of large scale and long-time has been carried out. It is found that increases of initial temperature and initial concentration will make grain grow along certain directions and adaptive octree grids can effectively be used in simulations of microstructure.
EN
In this paper, the results obtained from five models of the solidification with substitute thermal capacity were compared. The calculations were carried out for steel containing 0.35% carbon with using an in-home solver based on the finite element method (FEM). A comparison was made on the base of analysis of the cooling curves at selected nodes.
EN
The paper presents a solution of an inverse problem consisting in determination of boundary conditions in the process of binary alloy solidification when temperature measurements in selected points of the cast are known. In the investigated model the distribution of temperature is described using the Stefan model with the liquidus temperature varying in dependance on concentration of the alloy component. For description of the concentration we apply the model in which the immediate equalization of chemical composition of the alloy is assumed (lever arm model). Experimental verifcation of the developed algorithm is also presented.
EN
The Front Tracking based computer simulation model of solid-liquid phase transition driven by diffusion and thermo-solutal natural convection is presented, and its predictions are verified and validated by comparison with the data obtained from the other available numerical solution and the experimental study. The front tracking approach, based on local dendrite tip kinetics, is capable of distinguishing zones of columnar mush and of equiaxed grains and, thus, provides means for more precise modeling of binary alloy solidification.
8
EN
The paper presents numerical modeling of solidification process with convective motion of the liquid phase, generated both in the liquid and mushy zones. The transition region between the areas filled with liquid and solid is treated as a porous medium, which incorporates the suppression of fluid motion caused by the solid phase growth. Mathematical and numerical models of the phenomenon for threedimensional domain are presented. To solve the problem Finite Element Method is used. The results obtained from numerical simulation are presented and discussed.
PL
W pracy przedstawiono model matematyczny i numeryczny procesu krzepnięcia z uwzględnieniem ruchów konwekcyjnych fazy ciekłej, generowanych zarówno w strefie ciekłej jak i stało-ciekłej. Strefa przejściowa pomiędzy obszarem cieczy i ciała stałego traktowana jest jako ośrodek porowaty, w którym uwzględniono tłumienie ruchu cieczy wywołane narastaniem fazy stałej. Przedstawiono model matematyczny i numeryczny rozważanego procesu dla obszaru trójwymiarowego. Do rozwiązania zagadnienia wykorzystano metodę elementów skończonych. Przedstawiono i omówiono uzyskane wyniki.
EN
The paper focuses on modeling of binary alloy solidification process with using Finite Element Method (FEM). The process is characterized by liquidus and solidus temperatures which are constant because solutal segregation is neglected. Analysed region is threedimensional and consists of casting and riser. Mathematical and numerical models of solidification process are presented in the paper. The main focus is put on the algorithm of shrinkage cavity creation process. On the base of mathematical and numerical model computer program has been made. It is capable to simulate shrinkage cavity formation. Two examples show the results of different calculations performed by the program. The first example shows shrinkage cavity created during fast cooling of the top part of the riser while the second one was performed by significantly slower cooling. The shape and localization of shrinkage cavity obtained from simulation is compared to defect which was created during experiment.
PL
Zbadano kinetykę siarkowania dwu- i trójskładnikowych stopów TiAl o składach: Ti-48Al, Ti-52Al-2Nb, Ti-51,2Al-5Nb, Ti-48,4Al-10Nb, Ti-45,9Al-15Nb i Ti-49Al-2Ag (%, at.) w temperaturze 900 stopni Celsjusza w parach siarki w zakresie ciśnień p(S2) od 10 do 1000 Pa. Stopy TiAl, TiAlNb i TiAlAg, otrzymane metodą mechanicznej syntezy (MS), miały budowę krystaliczną i zawierały dwie główne fazy: gamma-TiAl and alfa2-Ti3Al, o wielkości ziaren od około 0,2 do 1 mikrometra. Zidentyfikowano w nich również pewne ilości alfa-Ti oraz związków AlNb3 i Ag3Al. Siarkowanie stopów TiAlNb i TiAlAg w ww. warunkach przebiegało według prawa parabolicznego lub paraboliczno-liniowego w zależności od czasu reakcji siarkowania. Szybkość siarkowania wzrastała ze wzrostem zawartości niobu w zakresie od 2 do 15 % at. Nb. W przypadku stopu Ti-49Al-2Ag szybkość siarkowania była znacznie większa w porównaniu do stopu Ti-49Al-2Nb, co prawdopodobnie spowodowane było tworzeniem się ciekłej fazy Ag-Al. Zgorzeliny siarczkowe powstałe na międzymetalicznych fazach TiAlNb o zawartości niobu od 2 do 15% at. oraz na TiAl-2Ag były wielofazowe i składały się z trzech różnych warstw. Najbardziej zewnętrzna warstwa siarczkowa zbudowana była z Al2S3 z niewielką ilością siarczków tytanu. Następna warstwa składała się głównie z siarczków tytanu. Natomiast warstwa wewnętrzna zbudowana była z mieszaniny siarczków tytanu i siarczku glinu. W zgorzelinach tych zidentyfikowano następujące fazy siarczkowe: Al2S3, TiS, Ti3S4, TiS2 i Ti5S8, w zależności od warunków reakcji siarkowania (p(S2)=10/1000 Pa). Mikrostrukturę na przekrojach poprzecznych i skład fazowy produktów reakcji siarkowania badano metodą mikroskopii skaningowej (SEM), mikroanalizy rentgenowskiej (EDS) i dyfrakcji promieni rentgenowskich (XRD).
EN
The sulphidation behaviour of binary Ti-48Al and ternary Ti-52Al-2Nb, Ti-51.2Al-5Nb, Ti-48.4Al-10Nb and Ti-45.9Al-15Nb (at. %) alloys were studied in sulphur vapour atmosphere at 900 degrees centigrade in the pressure range of 10/1000 Pa. Binary TiAl and ternary TiAlNb, TiAlAg intermetallic alloys were prepared by mechanical alloying (MA) process. After annealing at 1250 degrees centigrade for 2 hrs in vacuum all three kinds of alloys were crystalline including two main phases gamma-TiAl and alpha2-Ti3Al with grain size in the range from about 0.2 to 1 micrometre. Some amounts of alpha-Ti, AlNb, and Ag3Al were also detected. In the present study the influence of niobum and silver additions to TiAl on the sulphidation kinetics, microstructure and chemical composition was investigated. Sulphidation of the TiAlNb and TiAlAg alloys in sulpur vapour atmosphere at 900 degrees centigrade in the pressure range of 10/1000 Pa followed a parabolic or parabolic-linear rate law depending on the time of reaction. The amounts of sulphidation increased with increasing addition of niobum in the range from 2/15 at. %. In the case of Ti-49Al-2Ag alloy sulphidation kinetics was much faster in comparison with other alloy compositions, caused probably by an Ag-Al liquid phase formation. The sulphide scales formed on TiAlNb with 2/15 at. % of Nb and TiAl-2 at. % Ag alloys had multi-layered structures of three different layers. It was observed that outermost sulphide layer is rich in Al2S3 with addition of some amount of Ti-sulphides and outer layer is rich in Ti-sulphides. The inner layer consisted of a mixture of Ti-sulphides and Al2S3. Ti-sulphides were represented by TiS, Ti3S4, TiS2, Ti5S8 depending on the sulphidation conditions, p(S2)=10/1000 Pa. The cross-sectional microstructure and phase composition of the reaction products were examined by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDS), and X-ray diffraction analysis (XRD).
PL
W pracy wytworzono stopy o następującym składzie chemicznym (% at.): TiAl48, TiAl45Cr5 i TiAl45V5. Syntezę stopów przeprowadzono metodą mechanicznego stopowania proszków czystych metali Ti (99 %), Al (99,5 %), Cr (99,95 %) oraz V (99,5%). Proces stopowania wykonano w laboratoryjnym atritorze typu Szegvari w atmosferze argonu. Komorę roboczą młyna chłodzono ciekłym azotem lub wodą. Stwierdzono, że wydłużenie czasu chłodzenia ciekłym azotem oraz dodatek pierwiastków Cr lub V prowadził do szybszego rozdrobnienia mikrostruktury mielonych proszków i skrócenia całkowitego czasu procesu mechanicznego stopowania. Badania przy użyciu trasmisyjnego mikroskopu elektronowego dowodzą, że wszystkie proszki, nawet po krótkim czasie mielenia, miały mikrostrukturę nanokrystaliczną. Wpływ chromu na przebieg procesu mechanicznego stopowania różni się od wpływu wanadu. Podczas mielenia w tych samych warunkach wanad przechodzi szybciej do roztworu stałego Ti(Al). Po procesie mechanicznego stopowania proszki konsolidowano przez prasowanie na gorąco. Obecność trzeciego pierwiastka (Cr lub V) wpływa znacząco na morfologię i dyspersję tlenków w materiale skonsolidowanym. W stopie dwuskładnikowym tworzą się stosunkowo duże tlenki, podczas gdy w stopach trójskładnikowych rozkład tlenków jest bimodalny, tj. pomiędzy tlenkami dużymi występuje drobny dyspersoid tlenkowy o wielkości rzędu kilku nanometrów.
EN
Alloys with chemical compositions of TiAl48, TiAl45Cr5 and TiAl45V5 (% at.) were synthesized by mechanical alloying in a Szegvari-type attritor. The elemental powders of Ti (99 % pure), Al (99,5 % pure), Cr (99,95 % pure) and V (99,5 % pure) were used for the synthesis. The process was carried out in an argon atmosphere. The milling chamber was cooled during the process by liquid nitrogen or water. It was found that prolongation of cooling by liquid nitrogen as well as alloying by Cr or V results in faster refinement of microstructure of the milled powders and makes a reduction in the total time of mechanical alloying. Investigation by means of a transmission electron microscope revealed that all powder particles, even after short processing times, exhibit nanocrystalline microstructure. An influence of chromium on the course of the mechanical alloying process differs from an influence of vanadium. At the same processing parameters vanadium dissolves faster in titanium than chromium does. After the mechanical alloying process the powders were compacted by hot pressing. The presence of the third element (Cr or V) exerts an influence on morphology and dispersion of oxides in the consolidated material. In the TiAl48 binary alloy oxide particles are relatively big while in the ternary alloys oxide size exhibit a bimodal distribution, i.e. among large oxide particles small, on the order of nanometer size, particles were found.
EN
Technique of the Coherent Potential Approximation applied for calculations of the density of states in binary alloys Ax B(1-x) is presented. Results of the calculations are also used to find the residual resistivity of the system versus concentration x.
PL
W oparciu o model utleniania stopów dwuskładnikowych typu Ni-Pt, Wagnera oraz uogólnioną metodę dyfuzji wzajemnej Darkena (GDM) przeprowadziliśmy symulacje selektywnego utleniania stopów wieloskładnikowych. Uzyskane rozwiązanie pozwala badać ewolucje rozkładów koncentracji składników w układach zamkniętych i otwartych dla dowolnych warunków początkowych i brzegowych. Wykazaliśmy przydatność prezentowanej metody w obliczaniu zmian koncentracji składników przy powierzchni stopIzgorzelina (które są efektem reakcji na powierzchni stopu). Wykonane symulacje dyfuzji wzajemnej w selektywnie utlenianym stopie (Fe-48 Cr) i selektywnie siarkowanym stopie trójskładnikowym (Fe-18Cr-9Ni w % wag.) wykazują zadowalającą ilościową zgodność z wynikami eksperymentalnymi.
EN
The Wagner model of oxidation of binary Ni-Pt type alloys and the Generalized Darken Method of Interdiffusion (GDM) are combined to describe the selective oxidation of multicomponent alloys. The solution of the GDM enables one to obtain an exact expression for the evolution of component distributions in closed and open systems, for arbitrary initial distributions and time dependent boundary conditions. We show the usefulness of the presented method in estimating the changes of density of elements at the alloyIscale interface (a result of reaction at the interface). The simulations of the interdiffusion in selectively oxidized binary (Fe-48Cr) and selectively sulphidized ternary (Fe-18Cr-9Ni in wt.%) alloys show the qualitative agreement with the experimental results.
EN
Studies were carried out on the Portevin-Le Chatelier (PLC) effect in binary, ternary and quarternary Al-Li alloys and in the commercial 8090 alloy. The correlation between the serration characteristic, the rolling degree and the straining orientation has been analysed. The fact that the presence of the Cu-containing precipitates intensifies the PLC effects suggests, that these are primarily related to the interactions between the dislocations and the semi-coherent T1(Al2CuLi) precipitates. The analysis of the PLC effect in AlLi alloys shows that the serrations in the stress-strain curve exhibit a profund degree of anisotropy. Most pronounced PLC effects are observed along the rolling and transverse directions.
PL
Analizie poddano zjawisko Portevin-Le-Chatelier (PLC) w modelowych (dwu-, trój- i czteroskładnikowym) oraz przemysłowym (8090) stopie na osnowie Al-Li. Badano zależność pomiędzy charakterem oscylacji a stopniem zgniotu i anizotropią blach. Obecność w mikrostrukturze badanych stopów wydzieleń zawierających Cu wzmacniających zjawisko PLC sugeruje, że jest ono głównie związane z oddziaływaniem pomiędzy dyslokacjami a półkoherentnymi wydzieleniami T1(Al2CuLi). Analiza zjawiska PLC w stopach na osnowie Al-Li wykazała, że oscylacje na krzywej rozciągania charakteryzują się dużym stopniem niejednorodności. Najintensywniejsze efekty PLC zaobserwowano w próbkach wyciętych wzdłuż kierunku walcowania i kierunku poprzecznego blachy.
PL
Stop podwójny na osnowie fazy gama-TiAl o składzie chemicznym Ti-48Al oraz potrójne Ti-48,4Al-4,1Mn i Ti45,4Al-10Mn (liczby przed symbolem pierwiastka oznaczają % at.) poddano mechanicznej syntezie (MS) w wysokoenergetycznym młynie planetarnym typu Fritsch Pulverisette P5/4. MS przez okres 40 godzin spowodowała rozdrobnienie wyjściowych cząstek proszków do wielkości średniej około 8 mm oraz ujednorodnienie ich kształtu. Mechanizm rozdrabniania wieloskładnikowych cząstek oparty był na pracy utwardzenia oraz pękaniu w miejscach wzbogaconych w tytan. Dodatek manganu tylko w pierwszych etapach procesu wpływał na strukturę cząstek, powiększając ich wielkość poprzez lokowanie się w plastycznej osnowie aluminiowej. Badania przy użyciu dyfrakcji promieni rentgenowskich wykazały, że we wszystkich stopach nastąpiło utworzenie struktury amorficznej oraz roztworu stałego typu alfa-Ti(Al) oraz obserwowano tylko częściową rozpuszczalność manganu. Stosując metodę dopasowania stwierdzono, że względny udział fazy amorficznej po 40 godzianch mielenia w stopie Ti48Al wynosił 70%, podczas gdy w stopach Ti-48,4Al-4,1Mn i Ti-45,4Al-10Mn odpowiednio 72 i 78%. Prasowanie na gorąco proszków po procesie MS w temperaturze 1000 stopni Celsjusza pod ciśnieniem 35 MPa prowadziło do uzyskania materiałów litych o gęstości od 95-98% gęstości teoretycznej. Mikrostruktura próbek składała się z trzech oddzielnych stref różniących się morfologią i składem chemicznym, spowodowane to było dyfuzją węgla od grafitowej matrycy do próbki i tworzeniu TiC na jej powierzchni zewnętrznej. Strefy różniły się również porowatością, która malała w kierunku osi próbki. Wyżarzanie w próżni sprasowanych oraz dodatkowo obrobionych mechanicznie w celu zlikwidowania budowy strefowej w temperaturze 1300 stopni Celsjusza (stop podwójny) oraz 1250 stopni Celsjusza (stopy potrójne) spowodowało powstawanie struktur wielofazowych o średniej wielkości ziaren około 10 mm. W stopie podwójnym Ti-48Al występuje płytkowa dwufazowa struktura alfa2+gama(Ti3Al+TiAl) oraz drobne wydzielenia roztworu stałego alfa-Ti(Al). W stopach z dodatkiem manganu również przeważającą jest faza gama-TiAl, a dodatkowo występowały fazy alfa2-Ti3Al, Ti9Al23 oraz faza typu Lavesa Al17Mn50Ti33.
EN
The binary and ternary gamma-TiAl phase based alloys i.e. Ti-48Al., Ti-48.4Al-4.1Mn and Ti-45.4Al-10Mn alloys (in at. %) were mechanically alloyed (MA) in high energetic mill Fritsch Pulverisette P5/4. After 40 hours of milling the refinement of initial powder particle down to 8 micrometres and change of to close to spherical shape was observed. The refinement mechanism of multicomponent particles is based on the work hardening and fracture in places locally enriched in titanium. The addition of manganese increases the mean particle size in the first period of milling, as compare to binary Ti-48Al powder due to location of manganese particle in ductile aluminium matrix. The X-ray diffraction of these alloys showed that 40 hours of MA produces a mixture of amorphous and crystalline a-Ti(Al) solid solution phases containing manganese. The profile fitting procedure for quantitative analyse of diffraction curves showed that a fraction of the amorphous phase in powders was 70% in Ti-48Al alloy, 72% in Ti-48.4Al-4.1Mn and 78% in Ti-45.4Al-10Mn after 40 hours of milling. Hot pressing consolidation of these powders at 1000 degrees centigrade under 35MPa caused their densification up to 95-98% of theoretical density. In hot pressed samples three zones of different structure and phase composition were observed, due to the effect of carbon diffusion from the mould, causing TiC formation in the outer zone. The zones differ also in amount of pores, which decrease toward the centre of sample. The vacuum annealing at 1300 degrees centigrade (binary alloy) and at 1250 degrees centigrade (ternary alloys) of hot pressed samples with removed surface zones caused formation of multiphase structures with average grain size of about 10 mm. The binary Ti-48Al was characterized by two phase layered alpha2+gamma(Ti3Al+TiAl) structure and fine precipitates of alpha-Ti(Al) solid solution. In ternary alloys gamma-TiAl phase exists as a matrix and additional alpha2-Ti3Al, Ti9Al23 and Al17Mn50Ti33 phases were observed.
PL
W pracy przedstawiono na przykładzie analizy składu chemicznego dwuskładnikowego stopu Al-2.1Li możliwości pomiarowe metody laserowej spektrometrii masowej , wykorzystującej do pomiarów rodzaju jonów spektrometr masowy typu "mass-reflectron". Oprócz zawartości głównych składników badanej próbki (aluminium i litu) zmierzono poziom zanieczyszczeń lekkimi pierwiastkami: H, C i O. Wymienione pierwiastki zostały wprowadzone do badanego materiału w procesie symulującym laserowe spawanie polegającym na poprzecznym przetopieniu wiązką lasera C02 przygotowanych do analizy próbek materiałów.
PL
Badania przeprowadzono dla dwuskładnikowych stopów Cu-Zn. Materiał badawczy stanowiły odlewy grawitacyjne i krzepnące pod ciśnieniem 170 MPa, zarówno surowe, jak i poddane zabiegowi wyżarzania. Celem oceny efektu umocnienia przeprowadzono badania mikrostruktury (rozdrobnienie ziarna, zawartość fazy β', mikrotwardość fazy α) oraz struktury dyslokacyjnej.
18
Content available remote A phase-field model for the isothermal solidification process of a binary alloy
EN
We study a phase-field model for the isothermal solidification of a binary alloy which involves the relative concentration and the order parameter. We prove the existence of weak solutions as well as regularity and uniqueness results under Lipschitz and boundeness assumptions for the nonlinearities. A maximum principle holds that justifies these assumptions. A numerical approximation and some numerical results are also presented
19
Content available remote Izoterma napięcia powierzchniowego stopów dwuskładnikowych
PL
W artykule przedstawiono izotermy napięcia powierzchniowego dla stopów dwuskładnikowych. Równanie wyznaczono na podstawie modelu Gibbsa dla powierzchni międzyfazowej. Obliczono funkcje napięcia powierzchniowego dla wybranych stopów aluminium. Przedstawiono analizę zmian napięcia powierzchniowego w zależności od własności termodynamicznych stopu. Przedstawiona metoda i obliczenia pozwalają określać napięcie powierzchniowe stopów, badać układy ze względu na zjawisko zwilżania, ważne w technologii kompozytów metalowych a także w teorii modyfikacji.
EN
The equation of the surface tension isotherm for binary alloys has been presented. This equation was calculated on the basis of Gibbs model. Surface tension functions were calculated for selected aluminium alloys. Analysis of the surface tension was presented as the function of the thermodynamic properties. This method can be used for calculation of surface tension and investigation of metallic systems considering the wettability. Wettability is very important in technology of metal matrix composite and also in the modification theory.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.