Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effectivness of dispersion strengthening in the NiAl intermetallic alloy produced by self-sustaining high-temperature synthesis

Witczak Z., Dymek S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 3

747-753

EN

The stoichiometric NiAl intermetallic alloy strengthened by nano-particles of Al2O3 was produced by self-sustaining high-temperature synthesis (SHS). The particles, in the volume quantity of 2.5 and 5%, were introduced into the material at the stage of mechanical mixing of elemental nickel and aluminium powders. Two methods of mechanical mixing of powders were employed: a conventional one, where the powders were mixed in a ball rotational mixer (in air) and the ultrasonic method, where the powders were mixed by high intensity ultrasound in a liquid (acetone) or gaseous (helium) medium. The mixed powders were subjected to the SHS process. All synthesised materials were densified by hot hydrostatic extrusion (hydroextrusion) at the same conditions (1000C, 4:1 reduction ratio). The effectiveness of the applied technological procedure was estimated from the mechanical properties of the produced materials. Mechanical properties were measured by means of uniaxial compression tests. Beside the as-received materials, the materials after high-temperature annealing were tested. This permitted evaluation of the thermal stability of the materials. Strength and plastic properties of the materials were determined from an acoustic emission being monitored during the test. As a measure of the quality of the synthesized alloys, the product of the yield strength and the maximal true plastic strain was proposed. Using this measure, it was established that the ultrasonic method of doping nano-particles is more effective, and that the most desireable quantity of the Al2O3 dispersoid in the NiAl matrix is less than 5% by volume.

PL

Zbadano wpływ technologii wprowadzania nanocząstek Al2O3 do osnowy stechiometrycznego związku międzymetalicznego NiAl na efektywność procesu dyspersyjnego umacniania stopu. Nanocząstki, w ilosci 2,5 i 5% obj., były wprowadzane mechanicznie do materiału na etapie mieszania proszków wyjściowych niklu i aluminium przed procesem samopodtrzymującej się wysokotemperaturowej syntezy (SHS). Zastosowano dwie procedury mieszania: tradycyjna, w mieszalniku kulowym (w powietrzu) oraz ultradźwiękowa w ośrodku ciekłym (aceton) i gazowym (hel). Po procesie syntezy wszystkie materiały były dogęszczane przez wyciskanie hydrostatyczne na goraco (1000 C, współczynnik wyciskania 4) w jednakowych warunkach. Efektywność całego procesu technologicznego oceniano na podstawie własności mechanicznych wytworzonych materiałów, bezpośrednio po hydroekstruzji oraz, w celu oszacowania ich stabilności termicznej, po wysokotemperaturowym wyżarzaniu. Własności mechaniczne mierzone były w próbie jednoosiowego ściskania. Dzięki monitorowaniu, metodą emisji akustycznej, całego procesu odkształcania materiału można było okreslić nie tylko jego wytrzymałościowe, ale również plastyczne własności. Zaproponowano używanie iloczynu granicy plastyczności i odkształcenia plastycznego w próbie ściskania jako miare jakości materiałów półkruchych, takich jak związki międzymetaliczne. Przy użyciu tego wskaźnika stwierdzono, że metodą ultradźwiękowa jest efektywniejsza od tradycyjnej, oraz, że pozadana zawartość cząstek umacniajacych Al2O3 w osnowie NiAl mieści się w przedziale 0-5% objętościowych.

2

Dispersion strenghened low-alloy steel

Bolanowski K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

113-16

EN

Low-carbon steel with small additions of vanadium and niobium is dispersion strengthenable. After the treatment, yield strength in such steel plates up to 12 mm in thickness can reach 600 MPa, simultaneously retaining impact strength of approx. 100 J/cm2 . After controlled rolling, the steel structure is composed of ferrite and small amounts of pearlite, whereas the grain size in plates up to 12 mm in thickness does not exceed approx. 40 µm. Following normalisation at approx. 950°C, the size of grains decreases and they do not exceed approx. 20 µm. The technological process of thick plate manufacturing was described in details in technical specifications for steel plates production and also in [5]. On the basis of the data available in the literature [2], rheological investigations into plate material were carried out. The results were used to determine the temperature range in which creep maintains logarithmic character. The results also proved helpful in establishing the dependence (equation) to forecast the material behaviour at elevated temperatures.

PL

Stal niskowęglowa z niewielkimi dodatkami wanadu i niobu jest materialem podatnym na umocnienie wydzieleniowe, po którym granica plastyczności osiąga w blachach o grubości do 12 mm min. 600 MPa, zachowując jednocześnie wysoką udarność rzędu 100 J/cm2 . Po kontrolowanym walcowaniu struktura stali złożona jest z ferrytu i niewielkiej ilości perlitu, a wielkość ziarna w blachach o grubości nie przekraczającej 12 mm nie przewyisza ok. 40 µm. Po normalizowaniu z temperatury ok. 950°C wielkości ziarna maleje i nie przekracza ok. 20 µm. Proces technologiczny wytwarzania blach grubych zostal szczegółowo opisany w warunkach technicznych wytwarzania stali w postaci blach, a także w poz. Lit. 5. Opierając się na danych literaturowych [2] podjęto na materiale blach badania reologiczne, których wyniki posłużyły do określenia zakresu temperatur, w którym pełzanie zachowuje charakter logarytmiczny. Uzyskane wyniki byly także pomocne w opracowaniu zależnośi (równania), pozwalącej na prognozowanie zachowania się materiału w podwyższonych temperaturach.

3

Otrzymywanie kompozytów Cu/Al2O3 metodą współbieżnego wyciskania KOBO

Kostecki M., Bochniak W., Olszyna A.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 4

29-34

PL

Przedstawiono badania nad otrzymaniem materiału kompozytowego Cu/Al2O3 przy wykorzystaniu technologii KOBO, której idea polega na sterowaniu strukturą materiału poprzez odpowiednią zmianę drogi odkształcenia plastycznego. Materiałami wyjściowymi do otrzymania kompozytów były komercyjne proszki: Cu oraz Al2O3 o średniej wielkości cząstek odpowiednio 32 žm i 134 nm (rys. rys. 1 i 2). Mieszaninę po wysuszeniu i granulowaniu zagęszczano izostatycznie pod ciśnieniem p = 120 MPa w celu nadania kształtu, a następnie spiekano (rys. 6). Materiał poddawano obróbce plastycznej dwutorowo, tzn. zarówno w formie wyprasek, jak i po procesie spiekania. Produkt otrzymany w wyniku odkształcenia plastycznego posiadał kształt pręta o średnicy 8 mm i średniej długości ok. 1 m. Pomimo że kompozyt z udziałem objętościowym 10% Al2O3 po obróbce plastycznej, niezależnie od stanu wyjściowego, nie posiadał cech materiału skonsolidowanego (litego) w całej objętości produktu, badania jednoznacznie dowiodły, że możliwe jest wytworzenie litych kompozytów Cu/Al2O3 o niższym udziale objętościowym Al2O3 metodą współbieżnego wyciskania KOBO. Otrzymane kompozyty po obróbce plastycznej charakteryzują się gęstością względną >= 90% oraz twardością na poziomie 83 HV0,5 dla Cu+5%obj. Al2O3 (rys. 11).

EN

The aim of the paper is to presents investigation of production Cu/Al2O3 composites obtaining by KOBO method. The idea of Kobo-type forming originates from the studies of the effect of the change of the scheme of loading and it's influence on materials structure. The starting materials was Cu and Al2O3 powders, average grain size 32 žm and 134 nm respectively (Figs. 1, 2). The powders were mixed by homogenization. After drying, the powders were granulated, isostatically consolidated under a pressure of 120 MPa and sintered (Fig. 6). Plastic deformation of Cu/Al2O3 samples (with and without sintering) were performed. The final product has the rod shape 8 mm in diameter and 1 meter length approximately. However composites with 10 vol.% of Al2O3 reinforcement does not show monolithic form, on the base of researches was fund, that in both cases (with and without sintering) is possible to obtain a dens composite material. Composite with les than 10 vol.% of Al2O3 shows a relative density >= 90%, and hardness of 83 HV0,5 (value obtained for the Cu+5vol.%Al2O3 composite (Fig. 11).

4

Próby zwiększenia zawartości azotu w staliwie Cr-Ni jako czynnika umacniającego endogenicznie stopy dwufazowe

Pirowski Z.

Archiwum Odlewnictwa

|

2004

|

R. 4, nr 11/2

111--116

PL

Ze względu na znaczne zmniejszenie rozpuszczalności azotu przy krystalizacji ferrytu z cieczy, stopy ferrytyczno-austenityczne z dodatkiem tego pierwiastka wykazują skłonność do zagazowania. Wykonano wytopy takiego staliwa stosując niewielką ilość tytanu, niobu i cyrkonu, których zadaniem było związanie wydzielającego się azotu. Uzyskano nawet do 0,8% zawartości azotu. Stwierdzono, że zastosowane dodatki w różnym stopniu zapobiegają zagazowaniu stopu. Najskuteczniejszy okazał się niob.

EN

Ferritic-austenitic alloys with the addition of nitrogen prove their strong tendency to become gassy. Melts of such cast steel were made with application of small amount of titanium, niobium and zirconium. The purpose of addition of these elements was to bind the precipitating nitrogen. Up to 0.8% of the nitrogen content was obtained. It was found that, the applied additions at different rates prevent the alloy to become gassy. Niobium proved to be the most effective one.

5

Sposoby regulowania anizotropii skurczu w spiekach Cu-Al2O3

Cyunczyk A.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 8

397-401

PL

Podczas spiekania wyprasek zazwyczaj obserwuje się anizotropię skurczu liniowego w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach. Jeden z tych kierunków jest zgodny z kierunkiem przyłożenia siły zastosowanej do sprasowania proszku przed spiekaniem. Badania kinetyki procesu spiekania przeprowadza się na wypraskach o kształcie walca i w związku z tym dokonuje się pomiaru skurczu promieniowego R i skurczu osiowego A (rys. 1). Zależnie od właściwości użytego proszku i stosowanych parametrów procesu jego zagęszczania na zimno stosunek R/A po spiekaniu może przybierać wartości większe od 1, równe 1 lub mniejsze od 1. We wcześniejszych badaniach własnych wysunięto hipotezę, że anizotropia skurczu spieków wynika z różnicy w sposobie i stopniu mechanicznego odkształcenia (wygładzenia) powierzchni cząstek proszku na stykach międzycząstkowych usytuowanych w płaszczyznach prostopadłych a równoległych do kierunku prasowania. Większy skurcz liniowy podczas spiekania wystąpi w kierunku prostopadłym do styków cząstek o mniej odkształconej (wygładzonej) powierzchni. Ten kierunek w wypraskach z proszków plastycznych (miękkich) jest prostopadły do kierunku siły prasującej. Sytuacja odwrotna pojawia się w wypraskach z proszków o kruchej, trudno odkształcalnej powierzchni (rys. 2). W niniejszej pracy poddano weryfikacji powyższy model procesu skurczu w odniesieniu do proszków dyspersyjnic umocnionego kompozytu Cu-AI2O3. Proszki kompozytowe zawierające 0,1; 0,18 i 0,3% obj. tlenku glinu wytwarzano metodą wspólstrącania soli miedzi i glinu w roztworach wodnych. Osady suszono, prażono w celu uzyskania tlenków, które z kolei poddano selektywnej redukcji w atmosferze wodorowej. Każdy rodzaj proszku podzielono na trzy porcje, z których jedną poddano niezwłocznie prasowaniu w matrycy o średnicy 7 mm. Pozostałe porcje przechowywano w powietrzu, w temperaturze pokojowej przez 720 godz. (30 dni) oraz przez 2880 godz. (120 dni). Podczas magazynowania na proszkach wytwarzała się powłoka tlenkowa (tab. 1). Struktura cząstek proszku kompozytu wykazuje wyraźną zależność od ilości dodatku fazy Al2O3. Szczególnie drobnoziarnistą strukturą, o równoosiowym ziarnie stabilnym po spiekaniu w temperaturze 1000°C, cechuje się materiał Cu+0,18%Al2O3 (rys. 3). Spieki wykonane z proszków Cu+0,l%Al2O3 i Cu+0,3%Al2O3 wykazują zmianę stosunku skurczów R/A od wartości powyżej 1 do wartości poniżej 1, w miarę wzrostu stopnia utlenienia powierzchniowego proszków użytych do prasowania (rys. 4). Zrównanie promieniowego i osiowego skurczu w materiale Cu+0,18%Al2O3 należy tłumaczyć poślizgiem po granicach ziarn (analogicznym jak w zjawisku nadplastyczności) jako dominującym mechanizmem transportu masy podczas spiekania.

EN

It has often been stated that during sintering of metal powder compacts anosotropy of the linear shrinkage may occur. This anisotropy is observed in two directions perpendicular to each other in the sintered compact. One of these directions is parallel to the direction of pressing the powder prior to sintering. Usually a mass of metal powders is compacted into a cylindrical shape for sintering examination (Fig. 1), and therefore these directions commonly correspond to the radial and axial direction. The ratio radial shrinkage/axial shrinkage (R/A) may have a value of 1, if both percentage linear shrinkage are equal; it may have a value greater than 1 in some cases and in other cases a value smaller than 1. In the previous own papers an hypothesis has been put forward that the anisotropy of shrinkage is the result of the differences in the degree of mechanical deformations occuring on the surface of irregular powder particles in the direction of pressing and crosswise during the previous pressing process. The relative linear shrinkage of compact is of higher value in the direction in which smaller deformation of the surface of powder paricle takes place during pressing. In soft-metal powder compacts this direction is perpendicular to the pressing one. The reversal of the state described above may take place in compacts pressed from hard-material powder or particles with hard-deforming coating (Fig. 2). In the present study the verification of the above model of sintering has been undertaken with reference to composite powders Cu-Al2O3. Dispersion strengthened Cu-Al2O3 composite powders included 0.1; 0.18 and 0.3 vol.% alumina were prepared by co-precipitation of copper and aluminium salts from water solution. The precipitates were dried-ignited to the oxides and selective reduced in hydrogen. One third of each powder was immediately compacted, the second part was exposed to air at room temperature for a period of 720 h (30 days), and remaining part was stored under the same conditions for a period of 2880 h (120 days). The powders have been undergone surface oxidation during storage (Tab. 1). The structure of powder particles is sensitive to alumina content. Compacts sintered from Cu+0.18%Al2O3 have fine, equiaxed grains, approximately 5 microns in diameter. This structure is stable at temperature 1000°C. Sintered compacts with Iower and higher alumina content have greater metal grains (Fig. 3). In sintered compacts made from powders Cu+0.1%Al2O3 and Cu+0.3%Al2O3 the value of R/A decreases with an increasing degree of surface oxidation of metal powder, and can vary from >1 to <1 (Fig. 4). The equalization of radial and axial shrinkages will take place for powder Cu+0.18%Al2O3. In this case the grain boundary sliding (analogous to super-plastic flow) is principally responsible mechanism for material transport.

6

Dispersion strengthened Ma-steel.

Bolanowski K.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 3

319-322

EN

Low carbon MA-steel containing small additions of Nb, V and N is susceptible to dispersion strengthening after which its yield strength may reach ca. 600MPa at impact strength ca. 100J/cm2, while its structure remains low pearlitic fine grained of the grain size not exceeding ca. 40 micrometers.