Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of Processing Parameters and Different Content of TiB2 Ceramics on the Properties of Composites Sintered by High Pressure -High Temperature (HP-HT) Method

Sulima I., Jaworska L., Figiel P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

205--209

EN

In this paper the properties of the austenitic stainless steel reinforced with various volume fractions of TiB2 ceramics have been studied. The high pressure- high temperature (HP-HT) method of sintering was applied to the formation of composites. Samples were sintered at pressure of 5 and 7 ±0.2 GPa and temperatures of 1273 K and 1573 K. For the tested materials, the relative density, Young’s modulus and hardness were measured. In order to investigate the structure changes, the scanning electron microscope was used. The obtained results show that the temperature and pressure influence on the mechanical and physical properties of the investigated composites.

PL

W prezentowanej pracy zbadano właściwości stali austenitycznej z różnym udziałem objętościowym ceramiki TiB2. Do wytworzenia spieków kompozytowych proszków zastosowano spiekanie wysokociśnieniowe HP-HT. Próbki były spiekane przy ciśnieniu 5 oraz 7±0.2 GPa i temperatururze 1273 K oraz 1573 K. Kompozyty poddano badaniom gęstości, modułu Younga oraz twardości. Badania mikrostruktury przeprowadzono za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej. Uzyskane wyniki badań wykazały, że temperatura oraz ciśnienie wpływają na mechaniczne oraz fizyczne wł aściwości materiałów kompozytowych.

2

Austenitic stainless steel- TiB2 composites obtained by HP-HT method

Sulima I., Figiel P., Kurtyka P.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 4

245-250

EN

Titanium diboride has many advantages such as a high melting point, high Young's modulus, low density, good thermal conductivity and high Vickers hardness. Therefore, the addition of TiB2 to metal matrices has also been observed to greatly increase stiffness, hardness and wear resistance. The aim of the studies was to determine the influence of different contents of TiB2 ceramics on selected properties of AISI 316L austenitic stainless steel. Metal matrix composites containing TiB2 as a particulate phase were produced by high pressure-high temperature (HP-HT) sintering. Next, the apparent density (ρo) was measured using the hydrostatic method. The hardness was determined by the Vickers method. Young's modulus measurements of the sintered composites were also taken using the ultrasonic method of measuring the transition speed of transverse and longitudinal waves. This paper also presents the microstructure analysis of composites with different contents of TiB2 particles. The composite was analyzed by observations with an optical microscope, scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS). It was shown that the properties of the composites significantly depend on the sintering conditions. Generally, the application of a larger participation of strengthening phase improves the properties of the sintered composite materials. The microstructure of the composites with different contents of TiB2 consisted of a fine and uniform TiB2 particle distribution along the grain boundaries.

PL

Dwuborek tytanu charakteryzuje wysoka temperatura topnienia, wysoki moduł Younga, stosunkowo niewielka gęstość, dobra przewodność cieplna oraz wysoka twardość. Czyni to z ceramiki TiB2 materiał nadający się na umocnienie kompozytu o osnowie metalowej, ponieważ wpływa on na podwyższenie m.in. sztywności, twardości oraz odporności na ścieranie. Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu różnej zawartości dwuborku tytanu na wybrane właściwości stali austenitycznej AISI316L. Kompozyty metalowe zawierające cząstki TiB2 otrzymano, stosując metodę wysokociśnieniowego- -wysokotemperaturowego (HP-HT) spiekania. Po procesie spiekaniu określono gęstość pozorną (ρo) poszczególnych kompozytów, twardość Vickersa przy obciążeniu 2,942 N oraz wartość modułu Younga, stosując metodę ultradźwiękową pomiaru prędkości przechodzenia fali poprzecznej i podłużnej. W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostrukturalnych kompozytów z różną zawartością cząstek TiB2. Analiza mikrostruktury obejmowała badania przy zastosowaniu mikroskopu optycznego oraz skaningowego mikroskopu elektronowego wraz z analizą składu chemicznego (EDS). Wykazano, że właściwości kompozytów istotnie zależą od warunków spiekania. Generalnie, zastosowanie większego udziału fazy umacniającej wpływa na poprawę właściwości spiekanych materiałów kompozytowych. Badania mikrostruktury wykazały jednorodne rozmieszczenie cząstek TiB2 wzdłuż granic ziaren osnowy.

3

The properties of AISI 316L stainless steel reinforced with TiB2 ceramics sintered by the HT-HP process

Sulima I., Figiel P., Jaworska L., Hyjek P.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 1

40-43

EN

Powder metallurgy (P/M) is an ideal technique for producing the dispersion- strengthened materials as it produces a homogeneous distribution of dispersoids in the matrix. Dispersion strengthening by addition of the ceramic particles improves the mechanical properties of the sintered stainless steels. In this work, the AISI 316L stainless steel was chosen as a matrix alloy and was reinforced with TiB2 particles. The titanium diboride (TiB2) was selected as reinforcement because it exhibits a very high hardness, high strength at elevated temperature and good thermal stability. The influence of TiB2 ceramics on the properties and microstructure of the AISI 316L stainless steel was investigated. In the present study, the high temperature-high pressure (HT-HP) method to prepare the austenitic AISI 316L stainless steel reinforced with 2 vol. % TiB2 ceramics was used. Materials were sintered at pressure of 5 Pa and 7.5 GPa and at temperature of 900÷1300°C. The duration of sintering was 60 seconds. Mechanical properties were determined by Vickers hardness test and the compression test. Young's modulus measurements were carried out using ultrasonic method. The microstructure features of the sintered materials were revealed by means of the light microscope and scanning electron microscope. The results show that the properties of the sintered materials depends on the applied conditions of the sintering. The hardness and the compression strength decrease with increasing temperature, while the Young's modulus increases. The materials sintered at pressure of 7.5 GPa exhibit better properties compared to the samples sintered at 5 GPa. The microstructural investigations indicated that the TiB2 ceramics was distributed not evenly along the grain boundaries of steel.

PL

Metalurgia proszków jest efektywną technologią wytwarzania materiałów umacnianych dyspersyjnie, gwarantującą jednorodne rozmieszczenie fazy umacniającej w osnowie. Umocnienie dyspersyjne cząstkami ceramicznymi pozwala poprawić właściwości mechaniczne spiekanych stali. W pracy zastosowano stal austenityczną AISI 316L jako osnowę oraz ceramikę TiB2 jako fazę umacniającą. Diborek tytanu (TiB2) został wybrany jako umocnienie, ponieważ charakteryzuje się bardzo wysoką twardością, wysoką wytrzymałością w podwyższonej temperaturze oraz dobrą stabilnością cieplną. Głównym celem pracy było zbadanie wpływu ceramiki TiB2 na właściwości i mikrostrukturę stali austenitycznej AISI 316L. Spiekanie przeprowadzono metodą wysokociśnieniowego-wysokotemperaturowego spiekania (HP-HT). Spiekanie materiałów przeprowadzono pod ciśnieniem 5 GPa i 7,5 GPa oraz w temperaturze 900÷1300°C. Czas spiekania wynosił 60 s. Badania właściwości mechanicznych obejmowały próbę mikrotwardości sposobem Vickersa oraz wytrzymałość na ściskanie. Pomiar modułu Younga przeprowadzono metodą ultradźwiękową. Mikrostrukturę umacnianej stali autentycznej AISI 316L obserwowano za pomocą mikroskopu świetlnego oraz skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Wykazano, że właściwości spiekanej stali AISI 316L umacnianej TiB2 zależą od zastosowanych parametrów spiekania. Wraz ze wzrostem temperatury zaobserwowano zmniejszenie się twardości i wytrzymałości na ściskanie oraz zwiększenie wartości modułu Younga. Stal austenityczna spiekana pod ciśnieniem 7,5 GPa uzyskała lepsze właściwości w porównaniu z materiałami spiekanymi pod ciśnieniem 5 GPa. Badania mikrostruktury wykazały niejednorodne rozmieszczenie ceramiki TiB2 wzdłuż granic ziaren stali austenitycznej.