Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Effect of Microalloying (Nb, V) and Interstitial (C, N) Elements on Mechanical Properties of Microalloyed Steels

Marynowski Przemysław, Hojny Marcin, Dębiński Tomasz

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 4

127--136

EN

The microalloying elements such as Nb, V are added to control the microstructure and mechanical properties of microalloyed (HSLA) steels. High chemical affinity of these elements for interstitials (N, C) results in precipitation of binary compound, nitrides and carbides and products of their mutual solubility – carbonitrides. The chemical composition of austenite, as well as the content and geometric parameters of undissolved precipitates inhibiting the growth of austenite grains is important for predicting the microstructure, and thus the mechanical properties of the material. Proper selection of the chemical composition of the steel makes it possible to achieve the required properties of the steel at the lowest possible manufacturing cost. The developed numerical model of carbonitrides precipitation process was used to simulate and predict the mechanical properties of HSLA steels. The effect of Nb and V content to change the yield strength of these steels was described. Some comparison with literature was done.

2

Modeling of the Kinetics of Carbonitrides Precipitation Process and Simulate the Image of Microstructure Using Cellular Automata Method in Microalloyed Steels

Marynowski Przemysław, Hojny Marcin

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 3

1117--1124

EN

Microalloying elements such as Ti, Nb, V, entered into steel they influence their microstructure and mechanical properties, because formation of carbonitrides, M(C, N). Influence of carbonitrides to the microstructure and mechanical properties depends on their basic stereological parameters: volume fraction, Vv, and their size, r. In this work the Cellular Automata model of the kinetics of the carbonitrides precipitation which enable to predict the image of the microstructure and calculate the size of carbonitrides formed during isothermal annealing of supersaturated steel is presented. In the high temperature the microalloying elements inhibit the austenite grains growth. Chemical composition of steel has influence to volume fraction and size of precipitations. The work is supplemented with examples of experimental comparison.

3

Modelowanie struktury i własności mechanicznych stali mikrostopowych

Adrian Henryk, Marynowski Przemysław

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2021

|

nr 1-2

61--67

PL

Własności mechaniczne stali mikrostopowych zależą od zawartości i wielkości wydzieleń węglikoazotków, które tworzą mikrododatki takich pierwiastków jak: Ti, Nb, V, wprowadzane w ilościach nieprzekraczających 0,1%. W pracy zaprezentowano program komputerowy do obliczania zawartości i wielkości wydzieleń węglikoazotku M(C,N) oraz składu chemicznego austenitu przy danej temperaturze austenityzowania na podstawie składu chemicznego stali i warunków obróbki cieplnej. Przeprowadzono analizę wpływu składu chemicznego stali na parametry powstających w warunkach izotermicznych wydzieleń węglikoazotków M(C,N) oraz na efekt umocnienia wydzieleniowego z wykorzystaniem programu komputerowego. Zaprezentowano obrazy symulowanej mikrostruktury zawierającej wydzielenia.

EN

The mechanical properties of microalloyed steels depend on the content and size of carbonitride precipitates, which form micro-additions of such elements as Ti, Nb, and V, introduced in amounts not exceeding 0.1%. The paper presents a computer programme for calculating the content and size of M(C,N) carbonitride precipitates and the chemical composition of austenite at a given austenitizing temperature based on the chemical composition of steel and heat treatment conditions. An analysis of the influence of the chemical composition of steel on the parameters of M(C,N) carbonitride precipitates formed in isothermal conditions and on the effect of precipitation strengthening with the use of the computer programme was carried out. The images of simulated microstructure containing the precipitates are presented.

4

Thermodynamic Analysis of Precipitation Process of MX-type Phases in High Strength Low Alloy Steels

Opiela Marek

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2021

|

Vol. 15, no 2

90--100

EN

The paper presents the results of thermodynamic analysis of precipitation process of MX-type interstitial phases in austenite. The subject of the investigation were two newly developed high strength low alloy microalloyed steels with similar concentration of C and N and with diversified amount of Nb, Ti and V microadditions. Thermodynamic analysis of the state of phase equilibrium of structural constituents, taking into consideration the austenite of investigated microalloyed steels, was mainly focused on analytic calculations of chemical composition of austenite and the content and chemical composition of potential MX-type interstitial phases (M – metal, X – metalloid) as a function of heating or cooling temperature. The analysis of precipitation process of complex carbonitrides in austenite under thermodynamic equilibrium conditions has allowed to define stoichiometric compositions of carbonitrides as a function of temperature along with determination of their volume portion. This study was based on the model proposed by Hillert and Staffanson, which was subsequently developed by Adrian. The results of performed investigation can be used to develop the appropriate parameters of thermomechanical treatment of metallurgical products from the tested HSLA-type steels.

5

Azotowanie i węgloazotowanie stali nierdzewnej X20Cr13 w złożu fluidalnym

Żółciak T., Jastrzębski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 2

49--60

PL

W niniejszej pracy badano wpływ warunków procesowych na twardość, budowę i wzrost warstw podczas azotowania/węgloazotowania stali nierdzewnej X20Cr13 w złożu fluidalnym, a także na odporność tych warstw na korozję wżerową w środowisku z chlorkami sodu. Krótkotrwała aktywacja powierzchni w amoniaku lub amoniaku z propanem umożliwiła nasycanie stali X20Cr13 azotem i węglem. Aktywacja w amoniaku z propanem sprzyjała powstawaniu tzw. białej warstwy w węgloazotowanej stali w 570oC. Po azotowaniu/węgloazotowaniu w 570oC/4 h grubość warstwy wynosiła ok. 150 μm, a strefa związków – ok. 15 μm przy twardościach na powierzchni 1000–1100 HV1. Azotowanie/węgloazotowanie w obniżonych temperaturach 480 i 440oC charakteryzowało się brakiem strefy związków. Po azotowaniu w 440oC twardość na powierzchni wynosiła ok.1320 HV1, a po węgloazotowaniu z tej temperatury – 1370 HV1. Poprawę odporności stali X20Cr13 na korozję wżerową uzyskano po azotowaniu lub węgloazotowaniu w 570oC/2 h, poprzedzonym aktywacją w amoniaku w czasie 2 h. Analiza fazowa takich próbek wykazała w strefie związków: Fe3N, Fe4N, M7C3, CrN, Fe3O4 i Fe2O3.

EN

In this work, the influence of process conditions upon hardness, structure and layer growth during nitriding/carbonitriding of X20Cr13 stainless steel in a fluidized bed was investigated, as well as resistance of these layers to pitting corrosion in the environ-ment with sodium chlorides. Short-term surface activation in ammonia or in ammonia with propane allowed the saturation of X20Cr13 steel with nitrogen and carbon. Activation in ammonia with propane was conducive to the creation of so called “a white layer” in the carbonitrided steel at 570oC. After nitriding/carbonitriding at 570oC/4 h the layer thickness was about 150 μm and the zone of compounds was about 15 μm with surface hardness of 1000–1100 HV1. Nitriding/carbonitriding at reduced temperatures of 480oC and 440oC was characterized by the lack of a zone of compounds. After nitriding at 440oC, surface hardness was about 1320 HV1 and after carbonitriding from this temperature – 1370 HV1. The improvement of the resistance of X20CR13 steel to pitting corrosion was obtained after nitriding/ or carbonitriding at 570oC/2 h preceded by activation in ammonia for 2 h. Phase analysis of such samples have shown that the zone of compounds consists of: Fe3N, Fe4N, M7C3, CrN, Fe3O4, Fe2O3.

6

Azotowanie i węgloazotowanie narzędziowej stali X37CrMoV5-l w złożu fluidalnym

Żółciak T., Jastrzębski J., Obuchowicz Z.

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 4

55--65

PL

W niniejszej pracy badano wpływ aktywacji powierzchni i rodzaju gazowego nośnika węgla tj.C3H8 lub CO na twardość, budowę, skład i odporność na korozję wżerową warstw stali X37CrMoV5-1 po azotpwaniu/węgloazotowaniu w 570°C w złożu fluidalnym z tlenku aluminium. Po azotowaniu/węgloazotowaniu stali X37CrMoV5-l w 570°C/4 h twardości powierzchniowe wynosiły 1000-1100 HV, grubości warstw ok. 150 µm, a grubości stref związków 10-14 µm. Warstwy azotowane w 570°C miały nieco grubsze strefy związków, ale niższą twardość na powierzchni, niż warstwy węgloazotowane. Zastosowanie endogazu do węgloazotowania wymagało zmniejszenia jego udziału do 10%. Optymalnym z punktu widzenia odporności na korozję wżerową było azotowanie w amoniaku w 570°C/2 h poprzedzone azotoutlenianiem w 490°C/1 h w mieszaninie N2/NH3/H2O i polerowaniem. Badania fazowe próbek do badań korozyjnych po azotowaniu 570°C/2 h i końcowym azotoutlenianiu antykorozyjnym w 540°C, wykazały złożony skład fazowy na powierzchni warstwy w postaci Fe3N, Fe4N, M7C3, CrN, Fe3O4 i Fe2O3.

EN

This study imestigated the influence of surface activation and the type of gas carbon carrier, i.e. C3H8 or CO, upon hardness, structure, composition and resistance to pitting corrosion ofX37CrMoV5-1 steel layers after nitriding /carbonitriding at 570°C in an aluminum oxide fluidized bed. After nitriding/carbonitriding ofX37CrMoV5-1 steel at 570°C/4 h surface hardness was 1000-1100 HV1, thickness of layers was about 150 µm and thickness of compound zones was 10-14 µm. The layers nitrided at 570°C had slightly thicker compound zones but lower surface hardness than the carbonitrided layers. The use of endogas to carbonitriding reąuired a reduction of its share to 10%. The optimum, in terms of pitting corrosion resistance, was nitriding in ammonia at 570°C/2 h preceded by nitro-oxidation at 490°C/1 h in a mixture ofN2/NH/H2O and polishing. Phase tests of the samples for corrosion tests after nitriding at 570°C/2 h and final anticorrosive nitro-oxidation at 540°C showed a complex phase composition on the surface of the layer in the form of: Fe3N, Fe4N, M7C3, CrN, Fe3O4 and Fe2O3.

7

Cellular Automata model of carbonitrides precipitation process in steels

Marynowski Przemysław, Adrian Henryk, Głowacki Mirosław

Computer Methods in Materials Science

|

2018

|

Vol. 18, No. 4

122--129

EN

Cellular Automata (CA) model of carbonitride precipitation in microalloyed steels is presented in the paper. The model accounts for an increase of dislocation density due to plastic deformation and predicts kinetics of precipitation as well as stereological parameters of precipitates. Precipitation of compounds plays crucial role in controlling of properties of alloys. In low alloyed steels the microalloying elements: Ti, Nb, V are added in order to control their microstructure and mechanical properties. The most important tool in development of new processing technologies is numerical modelling. Modelling is a mathematical description of the relation between the main process variables and the resulting material properties. Many thermodynamics models were developed in the second half of the 20th century. For example the model of carbonitrides precipitation in microalloyed steels is considered works of Dutta & Sellars (1987), Dutta et al. (1991), Dutta et al. (2001). The models allow calculate kinetics of precipitation and stereological parameters of precipitates as a function of processing parameters. CA model proves to be very efficient in modelling various phenomena in materials science. The transition rules transfer the mathematical model and the knowledge regarding precipitation into the cellular automata space.

8

Modelowanie wydzielania węglikoazotków w stalach mikrostopowych z wykorzystaniem metody automatów komórkowych

Marynowski P., Adrian H., Głowacki M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 4

142--145

PL

Wydzielenia węglikoazotków mikrododatków V, Nb i Ti silnie wpływają na mikrostrukturę i własności mechaniczne stali mikrostopowych. Do przewidywania własności mechanicznych stali wymagane są takie parametry wydzieleń jak zawartość (ułamek objętości) i rozmiar (średni promień cząstek). Modele matematyczne opisujące proces wydzielania pozwalają określić te parametry. Modele te opierają się na równaniach algebraicznych opisujących zarodkowanie i kinetykę wzrostu wydzieleń. Rozwój nauk informatycznych umożliwia przeprowadzanie symulacji procesów wydzieleniowych. Jednym z dostępnych narzędzi informatycznych do przeprowadzenia symulacji jest metoda automatów komórkowych. W artykule przedstawiono model automatu komórkowego do obliczania rozmieszczenia i zawartości wydzieleń węglikoazotków w stalach mikrostopowych zawierających dodatki Ti, Nb lub V.

EN

Carbonitrides precipitations of microalloying elements, V, Nb and Ti, strongly influence the microstructure and mechanical properties of high strength low alloy steels. To predict the mechanical properties of these steels parameters of precipitates such as size (mean radius) and content (volume fraction) are required. Mathematical models describing the carbonitrides precipitation process enable to calculate these parameters. The development of computer science enables simulations of precipitation process. The models are based on the algebraic equations describing the nucleation and growth kinetics of precipitates. One of the available tools to simulate the precipitation processes is the method of Cellular Automata. Cellular Automata model proves to be very efficient in modelling various phenomena in materials science. Cellular Automata model of carbonitride precipitation in microalloyed steels containing such elements as Ti, Nb or V is presented in the paper. The model predicts kinetics of precipitation as well as stereological parameters of precipitates.

9

Role of precipitation processes in development of favourable combination of high strength and ductility of advanced bainitic steels

Kuziak R., Kania Z., Krztoń H., Skupień P., Radwański K., Pidvysots`ky V., Mazur A.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 2

8--20

EN

The paper deals with the analysis of the precipitation processes of carbo-nitrides in bainitic steels aimed at their effect on austenite microstructure evolution during thermomechanical processing and precipitation strengthening in bainitic ferrite. The commercial ThermoCalc and Prisma computer programs were used for this purpose. The investigated steels contained 0.1%C, 2%Mn, and varying content of Ti and Nb additions, including: 0.12%Ti, 0.18%Ti, 0.13%Ti + 0.035%Nb. The best effect in terms of austenite grain growth prevention and precipitation strengthening was found for the steel microalloyed with Ti alone in the amount of 0.18%.

PL

Artykuł dotyczy analizy procesów wydzielenia węglikoazotków w stalach bainitycznych wpływających na ewolucję mikrostruktury austenitu podczas obróbki cieplno-mechanicznej i umacniania wydzieleniowego ferrytu bainitycznego. Do realizacji tego celu wykorzystane zostały komercyjne programy komputerowe ThermoCalc i Prisma. Badane stale zawierały 0.1% C, 2% Mn i zmienną zawartość dodatków Ti i Nb, w tym: 0.12% Ti, 0.18% Ti, 0.13% Ti + 0.035% Nb. Najlepszy efekt w zakresie zapobiegania rozrostu ziarna austenitu i umacniania wydzieleniowego zaobserwowano dla stali mikrostopowej z dodatkiem tylko Ti w wysokości 0.18%.

10

The nitrogen content effect on carbonitride coagulation in 40Cr8 steel with micro-additions V and V + Al

Głowacz E., Adrian H, Osuch W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

607--611

EN

The work examines the effect of nitrogen and micro-additions V and V+Al on the austenite grain size and the coagulation of carbonitride precipitates in 40Cr8 steel. The analyzed materials underwent heat treatment consisting in holding the material at 1200ºC for 1h, which was next exposed to furnace cooling down to 820ºC and maintained at this temperature for 20hrs, and subsequently quenched in water. With the application of electron microscopy, the microstructure and the formed carbonitride precipitates were examined. The SigmaScanPro software was used to perform the quantitative metallographic analysis of the precipitates. The study demonstrated that increase in the content of nitrogen inhibits the coagulation rate of carbonitrides, whereas aluminium favours the tendency for coagulation and efficiently inhibits the austenite grain growth.

PL

W pracy badano wpływ azotu i mikrododatków V, V+Al na wielkość ziarna austenitu oraz koagulacje wydzieleń węglikoazotku w stali 40Cr8. Próbki z badanych wytopów poddano obróbce cieplnej polegającej na wygrzewaniu przy temperaturze 1200ºC przez czas 1h, następnym chłodzeniem z piecem do temperatury 820ºC i wytrzymaniu przy tej temperaturze przez czas 20h oraz chłodzeniu w wodzie. Przy wykorzystaniu mikroskopii elektronowej badano mikrostrukturę oraz powstałe wydzielenia węglikoazotku. Za pomocą programu SigmaScan Pro przeprowadzono ilościową analizę metalograficzną wydzieleń. Badania wykazały, że wzrost zawartości azotu hamuje szybkość koagulacji węglikoazotku, podczas gdy aluminium sprzyja skłonności do koagulacji i skutecznie hamuje rozrost ziarn austenitu.

11

Zastosowanie tomografii elektronowej do przestrzennego obrazowania mikro- i nanocząstek w stopach metali

Kruk A., Dubiel B., Osuch W., Cempura G., Czyrska-Filemonowicz A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 2

86-93

PL

Obrazy obserwowane w transmisyjnym mikroskopie elektronowym (TEM) są dwuwymiarowymi (2D) projekcjami trójwymiarowych (3D) obiektów. Wobec tego informacje o badanym obiekcie, jego kształcie, są niekompletne i mogą czasami prowadzić do niedokładnych, a nawet błędnych wniosków. Tomografia elektronowa może być użytecznym narzędziem do rozwiązania tego problemu. Technika ta pozwala uzyskać modele 3D badanych obiektów na podstawie serii zarejestrowanych obrazów 2D w szerokim zakresie pochylania próbki wokół stałej osi obrotu. Dla tomografii elektronowej materiałów metalicznych zastosowanie techniki obrazowania, jaką jest technika jasnego pola (BF), jest mało przydatne z uwagi na silne efekty dyfrakcyjne i niemonotoniczne zmiany kontrastu podczas pochylania próbki w trakcie rejestracji serii obrazów tomograficznych. Zastosowanie techniki HAADF-STEM pozwala na zminimalizowanie wpływu wymienionych wcześniej czynników na obraz 2D. Detektor HAADF tworzy obraz na podstawie zarejestrowanych elektronów rozproszonych pod kątami większymi niż kąty Bragga. Zmierzona intensywność sygnału jest wprost proporcjonalna do Z2, ponadto kontrast obrazu zmienia się monotonicznie ze zmianą grubości preparatu. W pracy przedstawiono zastosowanie tomografii elektronowej, wykorzystując serię obrazów 2D wykonanych metodą HAADF-STEM do przestrzennego obrazowania (3D) wydzieleń Ti(C, N) w stali i cząstek tlenkowych w stopach ODS. Analizowano morfologię cząstek, ich skład chemiczny, tj. stosunek Y do Al w wydzieleniach tlenkowych. Uzyskane wyniki w przypadku wydzieleń tlenkowych w stopie ODS wskazują na zależność kształtu wydzieleń od składu chemicznego. W pracy przedstawiono wykorzystanie metody filtrowania strat energii elektronów (EFTEM) do rejestracji serii obrazów tomograficznych map rozmieszczenia pierwiastków i zastosowanie tych obrazów do wizualizacji 3D koherentnych wydzieleń w nadstopie IN718. Przedstawione wyniki badań pokazują przydatność metody, jaką jest tomografia elektronowa, do dokładnego określenia wymiarów, kształtu i rozkładu przestrzennego elementów mikrostruktury w stopach metali.

EN

Images observed in transmission electron microscopy (TEM) are two-dimensional, they are a "shadow" of the real objects which are three dimensional. Due to it, information about the investigated object(s), its shape, is incomplete, which sometimes may lead to inaccurate or even wrong conclusions. Therefore electron tomography could be useful. This technique allows to generate 3D model (image) of the investigated object(s) from the multiple 2D projection images, obtained over a range of viewing directions. For the tomography of the metallic materials, the bright field (BF) technique fails because of diffraction contrast and its changes with the specimen tilting in TEM during image acquisition. Application of High Angle Annular Dark Field Scanning Transmission Electron Microscopy technique (HAADF-STEM), may allow to overcome the problems caused by the diffraction contrast, which exists in BF. HAADF detector collects only electrons which are not Bragg scattered. The recorded intensity is proportional to Z2, moreover - the image contrast is the monotonic function of object thickness. In the present work HAADF-STEM tomography was used to investigate the Ti(C, N) precipitates in steel and strengthening nanoparticles in the Oxide Dispersion Strengthened (ODS) alloy. The investigated parameters were shape of the particles and chemical composition: Aluminium to Yttrium ratio. The obtained results suggest that in the microstructure of investigated ODS alloys are several, different types of the particles, and that there exists correlation between chemical composition and shape of the particles. EFTEM tomography was used for 3D visualization of coherent nanoparticles in IN718 alloy. The results present potential possibilities of electron tomography application to determination of shapes, dimension and spatial distribution of precipitates in metallic alloys.

12

The Kinetic of Austenite Grain Growth in Steel for Wind Power Plant Shafts

Krawczyk J., Adrian H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 1

91-99

EN

The results of iiwestigations of the influence of the temperaturę and time of austenitising on the austenite grain size in 34CrNiMo6 steel - are presented in the hereby paper. This type of steel is used for wind power plant shafts. Determination of the austenite grain growth kinetics enables designing the heat treatment technology of large forgings in such a way as to obtain uniform and smali grains. The temperaturę and time ranges, which can lead to the abnormal austenite grain growth and in conseąuence to qualitative worsening of forgings (introduction of the so-called structural notches) were determined. When discussing the reasons of the abnormal grain growth the simulation of the carbonitrides dissolving process was taken into account.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu temperatury i czasu austenityzowania na wielkość ziarna austenitu w stali 34CrNiMo6. Jest to stal stosowana na wały siłowni wiatrowych. Określenie kinetyki wzrostu ziarna austenitu pozwala na projektowanie technologii obróbki cieplnej dużych odkuwek tak aby uzyskać możliwie drobne, równomierne ziarno. Określono zakresy temperatur i czasów austenityzowania, które mogą prowadzić do anormalnego rozrostu ziarna austenitu a w konsekwencji do pogorszenia własności odkuwki (wprowadzenia tzw. karbów strukturalnych). W dyskusji przyczyn wystąpienia anormalnego rozrostu ziarna uwzględniono symulację procesu rozpuszczania węglikoazotków.

13

Spiekanie proszków roztworów stałych Ti(N,C) o zmiennej zawartości węgla i azotu

Ziemnicka M., Baś B., Stobierski L., Rękas M.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

T. 60, nr 4

281-285

PL

Zasadność prowadzonych badań nad układem TiN-TiC potwierdzają specyficzne właściwości fizykochemiczne faz wyjściowych TiN(1-x) oraz TiC(1-x). Mianowicie, wskazują one na możliwość zastosowania tych tworzyw jako materiałów elektrodowych w konstrukcji potencjometrycznych i woltamperometrycznych sensorów elektrochemicznych. Podstawowe właściwości spieków Ti(N,C) determinują m.in. metody przygotowania proszków oraz warunki spiekania. Proszki węglikoazotków tytanu o zmiennej zawartości węgla i azotu otrzymano metodą SHS z zastosowaniem techniki propagacji fali cieplnej. Surowce użyte do syntezy to: metaliczny tytan, komercyjny węglik tytanu oraz azot techniczny. W pracy przedstawiono krzywe dylatometryczne swobodnego spiekania węglikoazotków o zmiennym składzie chemicznym z różnym udziałem węgla szklistego, który użyto jako aktywator procesu zagęszczania. Wyznaczono także temperaturę spiekania oraz optymalną zawartość aktywatora dla każdego z badanych roztworów stałych. Proszki poddano również spiekaniu pod ciśnieniem (HP) uzyskując w ten sposób tworzywa maksymalnie zagęszczone. W pracy zamieszczono obrazy mikrostruktury SEM próbek prasowanych na gorąco.

EN

Justification of investigations which were carried on TiN-TiC system is a result of specific physical and chemical properties of the basic materials i.e. TiN(1-x)and TiC(1-x). Such properties suggest their application as electrode materials, in potentiometry and voltammetry, as electrochemical sensors. However, the properties of sintered Ti(N,C) are determined by powder preparation and methods of sintering conditions. Carbonitrides powders with the changeable concentration of carbon and nitrogen were obtained by means of SHS (self-propagating high-temperature synthesis) using the heat-wave propagation technique. Metallic titanium, commercial powder of titanium carbide and nitrogen were applied as raw materials. The dilathommetric curves of pressure-less sintered of titanium carbonitrides with the changeble concentration of charcoal carbon as a sintering additive were shown in this paper. The sintering temperatures and the optimal concentration of additives for each studied solid solution were determined. In order to obtain high densification of materials, the powders were hot pressed (HP). In this paper some SEM microstructures of the hot pressed samples are shown.

14

Nitride and carbide preforms for infiltration process

Sobczak N., Jaworska L., Podsiadło M., Smuk B., Nowak R., Kurtyka P., Twardowska A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2007

|

Vol. 28, nr 11

653-656

EN

Purpose: Infiltration of molten metals into porous ceramic preforms is the only technique suitable for the fabrication of high volume fraction of ceramic materials in MMCs. The most popular material for porous preforms is Al2O3 because of its low cost. Infiltration process generates thermal stresses in the Al2O3 preforms. The thermal shock resistance of Al2O3 is lower than for Si3N4 or Al2O3/TiC+TiN materials. The aim of this study is to obtain the nitride and carbide base preforms material for the infiltration process of molten aluminium alloys. Design/methodology/approach: The method of obtaining the silicon nitride and oxide-carbonitride porous preform for the infiltration process is the free sintering process. Some of selected properties of this material are presented. The preforms were produced by the mixing of ceramic powders with organic binders, followed by forming, drying and firing. Ceramic preforms of 65% porosity were produced. Microscopic investigations revealed good joints between the ceramic particles. Findings: The material consist of the base component (90 wt.% of α-Si3N4, 5 wt.% of Al2O3, 5 wt.% of Y2O3), which were mixed with 40 wt.% of polyethylene glycol 6000 (mixed in Turbula) porosity is 25.7 %. The higher value of porosity 66.6% was obtained for material with 20 wt.% tylose. The grain size of Si3N4 and method of the mixtures preparing (mixing with or without milling) have the significant influence on compacts' porosity. For 68 wt.% Al2O3, 2 wt.% ZrO2 and 30 wt.% Ti(C,N) with addition of glycol 6000, the value of porosity is 67%.-Si3N4 material produced shows strong bonding with aluminium and AlSi11 aluminium alloy. Practical implications: Pressureless infiltration of molten metals into ceramics is the most cost-effective approach to liquid-metal processing of MMCs. Metal matrix composites are applied widely in aircraft production technologies and defence technology. Originality/value: Compared to widely used alumina performs, those made from non-oxide ceramics demonstrate better physicochemical compatibility with aluminium alloys. New kinds of porous materials were obtained.

15

New processing method for the preparation of interstitially modified Sm-Fe intermetallics.

Jakubowicz J., Jurczyk M.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 4

827-831

EN

Sm2Fe17-nitrides and Sm2Fe-17-carbonitrides, which have the rhombohedral Th2Zn17 type structure have been synthesized and studied by XRD, SEM and magnetometry. A coercivity of 2.1 MA m -1 has been obtained for Sm2Fe17N-3 powder prepared by HEBM, and a simple one-step mechanical grinding of Sm2Fe17, with organic ring compounds has been used to produce an anisotropic powder. This study demonstrates that formation of an anisotropic Sm2Fe17(C,N)x powders by mechanochemical reaction between Sm2Fe17 and organic ring compounds has a significant potential for the synthesis of powders in an economic method. These materials show intrinsic coercivities, JHc up to 0.55 MA m-1 at room temperature.