Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania wybranych wskaźników skrawalności podczas frezowania stopu Inconel 718 narzędziami ceramicznymi

Skoczylas A., Zaleski K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2017

|

z. 89 [295], nr 3

369--378

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań momentu skrawania i chropowatości powierzchni w procesie frezowania czołowego stopu niklu Inconel 718. W eksperymencie wykorzystano narzędzia monolityczne o średnicy d = 12 mm, wykonane z ceramiki SIALON. Badania przeprowadzono przy zmiennych parametrach technologicznych: ap = 0,8-1,2 mm, vc = 400-898 m/min, fz = 0,07-0,16 mm/ostrze. Zauważono, że wzrost posuwu na ostrze fz i głębokości skrawania ap powoduje większe wartości momentu skrawania Mc. W zakresie vc = 400-732 m/min następuje spadek wartości momentu skrawania Mc. Parametry chropowatości powierzchni również zależą od warunków obróbki.

EN

This paper presents the results of an investigation of the cutting torque and surface roughness in the face milling of nickel-based alloy Inconel 718. In the experimental tests monolithic tools with a diameter of d = 12 mm made of SIALON ceramics were used. The tests were conducted at variable technological parameters: ap = 0.8-2 mm; vc = 400-893 m/min; fz = 0.07-0.16 mm/per tooth. It has been found that increasing the feed per tooth fz and the depth of cut ap resulted in a higher cutting torque. In the range of vc = 400-732 m/min the decrease of cutting torque Mc was observed. Surface roughness parameters also depended on machining conditions.

2

Materiały ogniotrwałe dla przetwórstwa aluminium

Pawełek A., Czechowski J.

Prace Instytutu Szkła, Ceramiki, Materiałów Ogniotrwałych i Budowlanych

|

2010

|

R. 3, nr 5

93-101

PL

Omówiono procesy korozyjne materiałów glinokrzemianowych w kontakcie ze stopami aluminium i określono sposoby zwiększenia trwałości materiałów ogniotrwałych stykających się z ciekłym metalem. Przedstawiono wyniki badań dotyczące opracowania betonu ogniotrwałego z udziałem szkła kwarcowego do rynien transportowych i wyłożeń urządzeń w ciągach technologicznych stosowanych w przetwórstwie aluminium, w szczególności w urządzeniach do ciągłego, poziomego odlewania aluminium. Zaprezentowano również wyniki badań nad opracowaniem formowanych izostatycznie rur do niskociśnieniowego odlewania aluminium z osnową sialonową, otrzymywanych na drodze reakcyjnego spiekania.

EN

Corosion processes of aluminosilicate materials on the contact with melted aluminium were desribed and the methods of increasing the time of service of refractories in such contact were determined. The results of investigation on fused silica containing refractory castables for runers and linings for aluminium casting processes as well as on isostaticaly pressed tubes with sialon matrix for low pressure aluminium casting process obtained by reaction sintering have been presented.

3

Corrosion resistant sialon-based refractories for applications in the aluminium industry

Pawlik T., Sopicka-Lizer M., Mikuskiewicz M.

Materiały Ceramiczne

|

2009

|

T. 61, nr 4

250-252

EN

This papers describes manufacturing the sialon-based ceramics for the modern application in aluminium industry. Sialon based ceramics is characterized by excellent mechanical properties in high temperatures, good corrosion and thermal shock resistance, and Iow wettability, thus, the sialon material is an ideal candidate for a long term liquid aluminium contact. In the presented method, the relatively cheap and commonly available components, i.e. fine Si and AI2O3 powders, were used to obtain reaction bonded materials. The specimens were examined for the phase composition and dimension stability after heating in flowing nitrogen. The corrosion resistance test in liquid aluminium and the test of wettability after sintering were performed. The microstructure of contact surface was examined by the SEM/EDS method. The application of the studied refractories in a horizontal continuous aluminium casting line is planned.

PL

W pracy opisano sposób wytwarzania ceramiki sialonowej przeznaczonej do nowoczesnych zastosowań w przemyśle aluminiowym. Ceramika sialonowa charakteryzuje się doskonałymi właściwościami w wysokich temperaturach, dobrą odpornością na korozję i na wstrząsy cieplne oraz niską zwilżalnością, w związku z czym, materiał sialonowy jest idealnym kandydatem w przypadku długotrwałego kontaktu z ciekłym aluminium. W prezentowanej metodzie, wykorzystano względnie tanie i powszechnie dostępne składniki, tj. proszki Si i AI2O3, w celu otrzymania reakcyjnie wiązanego materiału. Skład fazowy i stabilność wymiarów badano w przypadku próbek wygrzanych w przepływie azotu. Po spiekaniu przeprowadzono test odporności na korozję w ciekłym aluminium i test zwilżalności. Mikrostrukturę powierzchni kontaktu zbadano za pomocą metody SEM/EDS. Planuje się wykorzystanie badanych materiałów ogniotrwałych w poziomej linii ciągłego odlewania aluminium.

4

Verification of the stereometric-fractal description of overlaps in sialon ceramics' fractures

Stach S., Roskosz S., Cybo J., Cwajna J.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 4

239-243

EN

A quantitative description of overlaps on fractures in sialon ceramics, is presented in the paper. A conventional analysis, aiming at the determination of the percentage share of overlaps on the basis of quantitative fractography, was preceded by stereometric/fractal analyses. They enabled the selection of representative sections of samples and then, the production of transverse microsections in those places for an analysis of the fractures' profiles using the light microscopy method and fractographic image analysis. Based on the compared results from both methods, a successful verification was made of the research methodology developed earlier for sintered carbides and proven for a chromium-molybdenum steel.

PL

W pracy dokonano ilościowego opisu przesłonięć na przełomach nowoczesnego materiału inżynierskiego - ceramiki sialonowej. Konwencjonalną analizę, mającą na celu określenie udziału procentowego przesłonięć na podstawie fraktografii ilościowej, poprzedzono badaniami stereometryczno-fraktalnymi. Badania te umożliwiły zarazem wybór reprezentatywnych przekrojów próbek, a następnie wykonanie w tym miejscu zgładów poprzecznych do analizy profili przełomu metodą mikroskopii świetlnej i faktograficznej analizy obrazu. Na podstawie porównania wyników obu metod zweryfikowano pomyślnie metodykę badawczą wcześniej opracowaną dla węglików spiekanych i sprawdzoną dla stali chromowo-molibdenowej.

5

Możliwości aktywacji mechanicznej prekursora sialonowego w młynku planetarnym

Tańcula M., Sopicka-Lizer M., Włodek T., Pawlik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 2

91-95

PL

Spiekanie reakcyjne jest główną metoda otrzymywania ceramiki sialo-nowej. Uziarnienie prekursorów sialonowych w znaczny sposób wpływa na zachowanie w czasie spiekania (przebieg reakcji perytektycznej) i w konsekwencji na właściwości finalnego materiału ceramicznego. W pracy przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem (wysokoenergetycznego) młyna planetarnego do mielenia tlenoazot-kowych materiałów proszkowych. Sporządzono i zbadano mieszaniny proszków tak dobranych, aby po procesie spiekania uzyskać materiał o strukturze P-sialonu. Przygotowane kompozycje poddano mieleniu w czasie 30, 45, 60, 90 i 120 min w młynku planetarnym. Mieszaniny były również mielone z zastosowaniem wysokoenergetycznego przemiału w młynie planetarnym (MPL-1, młyn prototypowy) z zastosowaniem różnych czasów mielenia (21, 33 i 45 min). Mieszaniny proszków przed i po mieleniu charakteryzowano przez zastosowanie pomiaru wielkości ziarna, powierzchni właściwej metodą BET, metody XRD z uwzględnieniem wielkości krystalitów (metoda Rietvelda) oraz obserwację mikroskopową mieszanin proszków wyjściowych. Jako materiał porównawczy te same mieszaniny proszków przygotowano w sposób tradycyjny - mieszanie na rolkach i mielenie w attrytorze. Mieszaniny proszków mielone w młynie planetarnym charakteryzowały się zdecydowanie drobniejszym uziarnieniem, większą powierzchnią właściwą jak również lepsza spiekalnością niż to miało miejsce w przypadku kompozycji przygotowanych przy użyciu tradycyjnych metod (mieszanie na rolkach, mielenie w attrytorze).

EN

Reaction sintering is the most effective method of sialons ceramics manufacturing. Grain size of the initial powder have an effect on den-sification behaviour and the resultant properties of the final ceramics material. Mixtures of starting powders have been prepared in order to obtain material withyS-sialon solid solution according to the general formula for /?-sialon SL Al O N. , where z=3. ' 6-z z z 8-z' The batched mixtures were milled with different acceleration in the planetary mill. Mixtures were milled for different milling time (30, 45, 60, 90, 120 min).Prepared mixtures have been milled with high acceleration in the planetary mill (MPL-1, prototype mill) for different time (21, 33, 45 min). Mictures of powders were examined before and after milling. The grain size, surface area (BET method), crystallite size (XRD and Rietveld method) were studied. Planetary milled batches were characterized by lower grain size distribution, higher surface area and showed better densification ability than compounds prepared by traditional method (roller bench or attritor).

6

Evaluation of sialon ceramics' crack resistance via surface stereometry and multifractal analysis

Stach S., Cybo J., Roskosz S., Cwajna J.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

216-218

EN

One of the most frequently applied parameters in quantitative fractography is the fracture area development coefficient Rs. It provides, inter alia, the information on the fracture formation mechanism and the energy consumed for its formation. Sialon ceramics studies confirm this viewpoint [1]. For selected parameters Rs qualitative dependencies were developed. A proportional relation between the fracture area development coefficient and the sialons' bending strength was established. However, the applied stereometric analysis did not take account of the overlaps present in the investigated fractures. This problem can be solved by applying an additional analysis of the stereometric file by using multifractal techniques.

PL

Jednym z najczęściej wykorzystywanych w fraktografii ilościowej parametrów jest współczynnik rozwinięcia pola powierzchni przełomu Rs. Dostarcza on m.in. informacji o mechanizmie powstawania przełomu oraz energii zużytej na jego wytworzenie. I Pogląd ten znajduje potwierdzenie w przeprowadzonych badaniach ceramiki sialonowej [1]. Dla wyznaczonych parametrów Rs opracowano zależności ilościowe. Wykazano proporcjonalny związek pomiędzy współczynnikiem rozwinięcia powierzchni przełomu, a wytrzymałością na zginanie ceramiki sialonowej. Zastosowana analiza stereometryczna nie uwzględniała jednak przesłonięć występujących w badanych przełomach. Rozwiązanie tego problemu jest możliwe poprzez zastosowanie dodatkowej analizy pliku stereometrycznego z wykorzystaniem technik multifraktalnych.

7

Ceramika sialonowa w proszku otrzymywanego karbotermicznie - fizykochemiczne podstawy wytwarzania i własności

Sopicka-Lizer M.

Zeszyty Naukowe. Hutnictwo / Politechnika Śląska

|

2000

|

z. 55

1-152

PL

W części pierwszej pracy przedstawiono analizę stanu wiedzy dotyczącej ceramiki sialonowej. Na wstępie omówiono ogólnie związki i roztwory stałe występujące w układzie Si-Al-O-N do temperatury 175 stopni C, zakresy trwałości, strukturę i właściwości. W dalszej kolejności poddano krytycznej analizie problemy trwałości i tworzenia się Alfa- i Beta-sialonu oraz istnienia wzajemnych przemian polimorficznych. Po uzasadnieniu wyboru ceramiki Beta-sialonowej jako przedmiotu badań omówiono metody otrzymywania i właściwości tak uzyskanej ceramiki. Najwięcej uwagi poświęcono dotychczasowym wynikom prac nad karbotermicznym otrzymywaniem Beta-sialonu, gdzie przedstawiono dotychczasowe koncepcje mechanizmu reakcji i parametrów kinetycznych kontrolujących przebieg procesu. Z podsumowania tej części pracy wprowadzono założenia i tezę pracy. Druga cześć monografii obejmuje wyniki własnych prac eksperymentalnych, na które składają się badania karbotermicznego otrzymywania Beta-sialonu, spiekania oraz wyniki trwałości ceramiki sialonowej. Badania redukcji karbotermicznej zostały poprzedzone analizą termodynamiczną równowag fazowych w układach Si-O-C-N oraz Al.-O-N-C, co pozwoliło na wstępne określenie najważniejszych parametrów. Kolejny rozdział opisuje otrzymywanie spieków sialonowych i porównanie ich własności z materiałem, gdzie źródłem Beta-sialonu był kaolin. Eksperymentalnie udowodniono, że uzyskiwany Beta-sialon dzięki porowatej mikrostrukturze bardzo szybko ulegał rozdrobnieniu, co pozwoliło na uzyskanie wysokiego stopnia zagęszczenia bez spiekania ciśnieniowego i bez dodatków spiekających. Uzyskany materiał charakteryzował się dobrymi własnościami mechanicznymi. Osobny rozdział poświęcono badaniom stabilności ceramiki sialonowej w temperaturze 1450 stopni C w różnym środowisku gazowym: powietrza, czystego azotu i azotu w piecu grafitowym. Wykazano, że w zależności od środowiska gazowego materiał ulegał różnej degradacji, a jej charakter zależał od ciśnienia cząstkowego tlenu. Wygrzewanie w powietrzu prowadziło do powstania pasywnej warstwy tlenkowej, której własności ochronne zależały od rodzaju zanieczyszczeń znajdujących się w ceramice Beta-sialonowej oraz od obecności dodatku spiekającego. W atmosferze azotu obserwowano skutki utleniania aktywnego w postaci strat masy, wzrostu zawartości tlenu w materiale, zmian składu fazowego i stopnia podstawienia roztworu stałego. Ostatni rozdział zawiera podsumowanie oraz wnioski końcowe. Na końcu pracy zamieszczono bibliografię.

EN

The literature review on sialon ceramics is presented in the first chapter of the manuscript. First, compounds and solid solutions in the Si-Al-O-N system up to 1750 degree C are discussed as well as structure, properties and limits of stability of the compounds are given. After critical discussion on stability region of Alpha- and Beta- sialons, their crystallisation and Alpha-Beta transformation, Beta-sialon has been chosen as the primary objective of this research. Methods of production and properties of Beta-sialon ceramics are discussed. Special attention has been paid to the carbothermal reduction and nitridation of aluminosilicates as a method of Beta-sialon production and nowadays concepts of the reaction mechanism and kinetic parameters are prosented. The summary of this chapter led to the main objectives of this work concerning the role of gaseous reagents in the final phase composition of the carbothermal reduction. The second part of the manuscript contains the results of the experiments of carbothermal production of Beta-sialon, sintering of the resulted material and its stability at high temperature at different gaseous environment. The experiments of the carbothermal reduction followed the thermodynamic assessment of the equlibrium in the Si-O-C-N and Al-O-N-C systems resulting in the preliminary setting of the most imporatnt parameters of the reaction. In chapter 4.3 production of Beta-sialon ceramics is described and comparison of them to kaolin derived sialon ceramics is presented. It has been found that nanosized oxides derived Beta-sialon featured sponge-like extremely porous microstructure and was able to be ground to the submicron grain sizes in a quite short time. Consequently such a powder allowed for densification without pressure and sintering additives. Mechanical properties of the resulted ceramics were high. In chapter 4.4 stability of the resulted ceramics after soaking at 1450 degree C in various gaseous environments has been tested. Laboratory air, pure nitrogen and technical nitrogen in the open and closed furnaces with different carbon activity have been applied as gaseous environment. It has been proved that corrosion of the material depended upon the partial pressure of oxygen. High oxygen partial pressure led to formation of the passive oxide scale and its protective properties were influenced by Beta-sialon contaminants and sintering additives. In contrary, nitrogen environment resulted in SiO evaporation and active oxidation. As a result mass losses, increase of oxygen content and changes of the phase composition and Beta-sialon solid solution have been observed. Finally, the last chapter contains summary and conclusions. References are placed at the end of the work.

8

Ceramika sialonowa - właściwości i perspektywy rozwoju.

Sopicka-Lizer M.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 3-4

167-176

PL

Związki tlenoazotkowe glinu i krzemu są potencjalnymi materiałami inżynieryjnymi o znakomitych właściwościach mechanicznych odpornościowych i cieplnych zachowywanych aż do wysokiej temperatury. Zastępowanie silnie kowalencyjnych wiązań Si-N przez dużo bardziej jonowe wiązanie Al-O tej samej długości stwarza możliwość tworzenia roztworu stałych w układzie Si-Al-O-N, a co za tym idzie obniżenia prężności par i poprawy spiekalności tych proszków. Spośród faz występujących w tym układzie największe znaczenie dla ceramiki inżynieryjnej posiadają sialony alfa i beta, roztwory stałe azotku krzemu, wywodzące się z odpowiednich odmian polimorficznych. Ceramikę sialonową można zasadniczo wytwarzać dwiema metodami: jednostopniową, polegającą na reakcyjnym spiekaniu zaformowanej mieszaniny azotku krzemu z dodatkiem tlenku i azotku glinu oraz dodatku spiekającego, a także dwustopniową, która obejmuje najpierw syntezę fazy sialonowej a następnie formowanie i spiekanie materiału w azocie. W pierwszej z nich dodatek spiekający [(Y, La)2O3] jest źródłem fazy ciekłej, w której rozpuszczają się składniki azotkowe, a na skutek przesycenia wykrystalizowuje odpowiedni sialon. Beta-sialon tworzy wydłużone ziarna, a pozostała faza ciekła zastyga w postaci amorficznej fazy międzyziarnowej dając materiał o znakomitych własnościach mechanicznych aż do temperatury transformacji fazy szklistej. Alfa-sialon otwiera możliwość inkorporacji dodatku spiekającego w strukturę Me-Si-Al-O-N ale duże, bardzo twarde i izometryczne ziarna tej fazy pogarszają odporność na pękanie. Najbardziej atrakcyjnie przedstawiają się właściwości kompozytów alfa-beta-sialonowych, ale odwracalna przemiana polimorficzna alfa<-->beta-sialon w zakresie temperatur 1350-1750 stopni Celsjusza, jak i konieczność stosowania spiekania pod ciśnieniem w celu uzyskania pełni właściwości ograniczają zakres stosowania tej ceramiki. W metodzie tradycyjnej konieczne jest wcześniejsze wyprodukowanie odpowiedniej jakości proszku sialonowego, który może być spiekany nawet bez udziału fazy ciekłej i dodatków spiekających, jeżeli uda się uzyskać proszek o odpowiednio drobnym uziarnieniu. Takie możliwości stwarzają metody redukcji karbotermicznej czystych materiałów glinokrzemianowych lub SHS a proces spiekania w azocie do gęstości teoretycznej można przeprowadzić przy normalnym ciśnieniu.

EN

Silicon and aluminium oxynitride compounds are assumed as potential engineering ceramic materials because of their excellent mechanical and thermal properties well above those where most steels and alloys cease to function. Equivalent replacement of the strong covalent Si-N bonds by the more ionic Al-O bonds of the same lengths offers possibilities of formation of solid solutions in the Si-Al-O-N system leading to les volatility and better sinterability of the compouns. Alpha and beta-sialons, solid solutions of the alpha and beta crystal structures of silicon nitride have attracted more attention among the other compounds in the Si-Al-O-N system. Sialon ceramics could be produced in two ways: a single stage procedure involving reaction sintering of silicon and aluminium nitride as well as alumina mixture with sintering additive and in a two-stage processing which includes synthesis of the relevant sialon powder followed by shaping and sintering in nitrogen. In the first procedure the sintering additive (yttria or La2O3) and alumina react with the silica on the surface of the silicon nitride powder, dissolve nitrides giving an oxynitride liquid from which the relevant sialon precipitates. Beta-sialon forms the elongated grains and the residual melt solidifies in the form of the intergranular glassy phase resulting in a material with a very impressive high-temperature strength retained up to glass-soltening temperature, alpha-sialon, unlike beta-sialon, can accommodate additional cations into its structure, densifies more easily than beta-sialon and final material shows increased hardness but hard, equiaxed grains reduce the fracture toughness of the material. The multiphase ceramics based on alpha-beta-sialons offer a variety of properties because of the different grain morphologies and the intrinsic properties of the phases but reversible alpha<-->beta transformation at 1350-1750 degrees centigrade as well as necessity of application of hot isostatic pressing technique restrict the area of application. The two step procedure involves production of the relevant sialon powder followed by sintering even without additives and liquid if the powder with sufficient small grain size has been achieved. Carbothermal reduction and simultaneous nitridation of pure alumina-silicate starting materials or self-propagating high-temperature synthesis (SHS) offer the possibility of production of such powders which can be pressureless sintered to a dense material.

9

Badania wpływu Y2O3 na stabilność wysokotemperaturową beta-sialonu pochodzącego z redukcji karbotermicznej.

Sopicka-Lizer M.

Szkło i Ceramika

|

1998

|

R. 49, nr 2

12-19

10

Development of the phase composition in the carbothermally derived beta-sialon ceramics.

Sopicka-Lizer M., Metselaar R.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 4

735-738

EN

Carbothermally derived beta-sialon powders with different phase composition were presureless sintered with or without yttria additives. Then they were isothermally annealed in nitrogen. XRD study has shown changes in the phase composition after sintering and annealing at 1450 degrees centigrade. Development of the phase composition was dependent on the composition of the starting beta-sialon powders (presence of AlN or 15R phase) and yttria admixture. It has been found that sintering of carbothermally derived powders shifted the composition of the ceramics towards beta-sialon with higher z-value. Further annealing in nitrogen could lead to decomposition of sialon polytypoid phases and was accompanied by slow oxidation at low oxygen partial pressure.