Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 13

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

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
The paper is a review of the previous investigations concerning the influence of graphite particles both on the casting properties of metal matrix composites (MMCs). The work presents the examination results of casting properties (i.e. castability and shrinkage) of the MMCs with matrices of a selected aluminium alloy reinforced with graphite particles. There is also presented the influence of graphite particles on the surface tension and viscosity of the flowing and filling the mould composite suspension. The suspensions containing various percentages of graphite particles (namely 5%, 10%, or 15% in volume) were prepared in order to perform the above mentioned examinations. Castability (fluidity) of these suspensions was measured in two ways, i.e. by means of both the spiral test and the rod test, while their shrinkage was determined with the use of a device designed and assembled in the Department of Foundry Engineering, CUT. The device enables to determine changes in the length of a casting during its solidification with respect to the specified length of the test rod. The surface tension was determined by the wedge casting method consisting in the pouring of metal into an open shell mould with the cavity of wedge geometry, the sharp edge being perpendicular to the free metal surface. The change in viscosity corresponding to the change in graphite particles percentage was calculated from Einstein’s equation. The results of examinations show that the introduction of reinforcing graphite particles results in both a significant increase in the viscosity of the flowing suspension and a considerable decrease in its castability. The greater dimensional stability of castings was observed, i.e. the shrinkage of composite castings was smaller than the shrinkage of matrix alloy itself. An increase in surface tension index value with an increase in volume percentage of graphite particles in composite was also noticed.
EN
The main purpose of the investigations was to develop the phase composition of the composite assuming that the component selection criterion will be the formability of piston work surfaces during the machining. Wear resistance under the friction conditions was assumed as the additional parameter for the assessment of composite material. In the study were used AlSi7Mg/SiC+Cg and AlSi7Mg/SiC+GR hybrid composites prepared by the stir casting method.
EN
The presented work discuss the influence of various types of graphite additions on the abrasive wear of AlMg10 matrix alloy composites. Flake graphite, electrographite, and short graphite fibre were used as a composite reinforcement. Composites containing 10 vol. % of graphite particles were produced by mechanical mixing of the liquid alloy with simultaneous introduction of the reinforcement. Composite suspensions were gravity cast into metal moulds. The achieved castings were tested for the abrasive wear. Also the pure matrix alloy was examined. Microphotographs of the produced materials were taken, the specimens were also examined after the abrasion test by observing the microsections perpendicular to the abraded surface. The carried out experiments allow to state that even the little addition of graphite influences beneficially the tribological properties of composite under small loads applied to the frictional pair. It was found that under the increased load (30 N) the least abrasive wear is exhibited by the composite reinforced with graphite fibre, the largest one occurring for the composite reinforced with electrographite. The composite reinforced with electrographite, however, exhibited the mass loss less by 25% than the pure matrix alloy.
4
EN
The goal of the paper has been to present a computational simulation of the stress distribution in the surrounding of graphite particles. There were designed four algorithms for creation fields with random shape of graphite particles. Based on quantitative and qualitative evaluating of these algorithms it can be seen that the only appropriate field generation procedure with graphite particles is algorithm call "diffusion of carbon". Main objective of statistical processing of analysis result is determination of the 99.8% quantile stress concentration function for one or more graphite particles.
EN
Oxidation process of AlSi6Cu4 alloy as a composite matrix and of AlSi6Cu4 / 8 vol.% graphite particles composite was investigated. Composites were prepared by stirring method for suspension obtaining and by squeeze casting of the suspension. This process was examined by testing specimens annealed during up to 1000 hours at 573 K and 673 K in air atmosphere. The average oxidation state, oxide layer thickness and hardness of examined materials were measured during the annealing time. Obtained results imply the following conclusions: composite oxidizes faster than matrix alloy at both temperatures what is confirmed by higher weight gains and thicker oxide layer. The rate of oxidation of both materials gradually slows down at both temperatures. At initial stages of annealing at 673 K the rate of oxidation of both materials is much higher than that at 573 K. With increasing time of annealing the ratio of oxidation rate at 673 K to the one at 573 K comes down. Hardness of the composite is lower than that of matrix alloy before and during annealing at both temperatures. Drop in hardness at both 573 K and 673 K is the same for matrix and composite, and after about 100 hours the hardness no longer descents.
EN
The corrosion behaviour of the AlSi6Cu4 alloy as a composite matrix and of composites with 8% vol. of graphite particles was investigated. The corrosion experiments were performed over a range of elevated temperatures and were carried out in sea water (3.5% NaCl solution). We have focused our attention to the determination of the mode of corrosion attack and to the determination of the rate of corrosion and other corrosion characteristics. Both as-cast and annealed matrix and composite specimens were tested, as well as the 99.9% as-cast aluminium for comparison. Corrosion behaviour of the materials was assessed by the corrosion potential (Ec) and by potentiodynamic (polarization) curves. As expected, composite is less corrosion resistant than the matrix alloy. In addition to pitting, a severe galvanic corrosion occurs as a result of galvanic couple aluminium/graphite formation. Corrosion potentials imply that examined materials would be sufficiently resistant in non or slightly oxidizing solutions without dissolved oxygen. All studied materials corrode very slowly at potentials negative to corrosion potential, while at potentials positive to corrosion potential the corrosion rate goes up by 1 or 2 orders.
7
EN
The results of structure investigations of magnesium matrix composite reinforced with graphite particles have been presented. The AZ91 (Mg - 9 wt. % Al - 1 wt. % Zn - 0.5 wt. % Mn) alloy was used as a matrix. The investigated composite was reinforced with synthetic graphite particles with a maximum diameter of 10 žm. A simple and non-expensive casting method involving mechanical mixing of liquid metal and the introduced ceramic particles under protective atmosphere was used to produce the investigated material. The obtained composite was characterized by uniform distribution of graphite particles within the matrix alloy. Graphite particles were observed both inside [alpha] phase dendrites and interdendritical sides. In order to quantitative description of homogeneity of the structure, coefficient of variation of graphite particles number at the surface (fields method) was determined. Coefficient of variation was equal 0.266, testifying uniform distribution of graphite particles. Microstructure of composite was typical for gravity cast AZ91 magnesium alloy (solidified under non-equilibrium condition). [alpha] solid solution, [alpha+gamma] semi-divorced eutectic, discontinuous precipitates of [gamma] phase (Al12Mg17) and Al8Mn5 intermetallic compound was observed in the composite microstructure, as a result of solidification process under non-equilibrium condition.
PL
Przedstawiono wyniki badań struktury kompozytu na osnowie stopu magnezu umacnianego cząstkami grafitu. Jako osnowę zastosowano stop AZ91 (Mg - 9% wag. Al - 1% wag. Zn - 0,5% wag. Mn). Kompozyt umacniany były cząstkami syntetycznego grafitu o maksymalnej średnicy 10 žm. W celu otrzymania badanego kompozytu zastosowano prostą i niedrogą metodę odlewniczą, polegającą na mechanicznym mieszaniu ciekłego metalu wraz z wprowadzonymi cząstkami ceramicznymi w atmosferze ochronnej. Otrzymany kompozyt charakteryzował się jednorodnym rozmieszczeniem cząstek grafitu w stopie osnowy. Cząstki grafitu obserwowane były zarówno wewnątrz dendrytów fazy [alfa], jak i w przestrzeniach międzydendrytycznych. W celu ilościowego opisu jednorodności struktury wyznaczono współczynnik zmienności ilości cząstek grafitu na powierzchni (metoda pól). Współczynnik zmienności wynosił 0,266, świadcząc o jednorodnym rozmieszczeniu cząstek grafitu. Mikrostruktura kompozytu była typowa dla odlewanego grawitacyjnie stopu AZ91 (krzepnącego w warunkach nierównowagowych). W mikrostrukturze kompozytu obserwowano roztwór stały [alfa], częściowo rozsegregowaną eutektykę [alfa+gamma], wtórne wydzielenia fazy [gamma] (Al12Mg17) oraz związek międzymetaliczny Al8Mn5 jako rezultat procesu krzepnięcia w warunkach nierównowagowych.
PL
Celem pracy była symulacja płynięcia cząstek grafitu podczas wypełniania wnęki formy odlewniczej suspensją kompozytową na osnowie stopu AlMg10. Modelowano płynięcie suspensji odlewanej do formy wykonanej przy użyciu masy formierskiej ze spoiwem olejowym. W sposób graficzny przedstawiono rozmieszczenie cząstek grantu w poszczególnych fazach płynięcia oraz po zakończeniu przepływu. Charakter rozmieszczenia cząstek grafitu podczas płynięcia zawiesiny porównano z wynikami obliczeń trajektorii cząstek otrzymanymi z rozwiązania równania płynięcia [8, 9].
EN
The purpose of the work has been simulation of graphite particles movement during the filling of the mould cavity with composite suspension basedonAlMg10 alloy matrix. The suspension flow in the oil sand mould has been considered. A series of figures presents the arrangement of the graphite particles during the subsequent flow stages and after the flow stop. This arrangement of graphite particles has been compared with the results of particle trajectory calculations obtained from the solution of the flow equation [8, 9].
EN
The measurements concerning the temperature field of the composite suspension with AlMg10 alloy matrix reinforced with graphite particles during its flow in a runner-like mould cavity have been performed for the purpose of investigating the influence of the graphite particles on the solidification kinetics. Applying the derivative differential thermal analysis method, the kinetics of solidification heat release has been calculated for examined composites. The time-dependent quantity of solid phase crystallized over the period of flow has been determined on this basis. The dependence of the solid phase quantity upon the momentary length of the experimental casting has apportioned the length of the solidification zone in the casting and the critical fraction of solid phase at which the flow stops. The solidification zone is longer and the critical fraction of solid phase at the stream front is lower for composite containing 10% of graphite particles than for the one with 20% of graphite. The composite reinforced with 20% of graphite particles flows at a significantly lower rate and exhibits reduced castability as compared with the composite with 10% of graphite. It is caused by the higher solidification rate in the initial stage of the process. The obtained results allow for supposing that graphite particles intensify composite solidification by changing the kinetics of the process.
PL
Kompozyt wytworzony metodą mieszania i prasowania cząstek grafitu syntetycznego ze stopem odlewniczym AlSi6Cu4 (AK64) w stanie ciekło-stałym poddano recyklingowi poprzez ponowne przetopy oraz rozcieńczanie stopem osnowy. Uzyskano kompozyt o 5% udziale cząstek grafitu. Struktury kompozytu przed i po recyklingu pokazano na rysunku 1. Strefę międzyfazową cząstka grafitu-osnowa poddano badaniom metodami mikroskopii optycznej, mikroskopii elektronowej oraz mikroanalizie rentgenowskiej metodą cienkich folii. Obrazy elektronowe oraz wyniki mikroanalizy powierzchniowej i liniowej zamieszczono na rysunkach 2-5. Połączenie adhezyjno-mechaniczne cząstek grafitu z osnową metalową uzyskane w kompozycie złomowanym, otrzymanym poprzez mieszanie, następnie prasowanie, nawet podczas kilkukrotnego przetapiania i rozcieńczenia ciekłym stopem osnowy, zostało zachowane, a kompozyt można było odlewać grawitacyjnie. W strefie osnowy otaczającej cząstki grafitu nie zaobserwowano faz przejściowych. W wyniku przeprowadzonego recyklingu cząstki grafitu ulegają częściowemu rozkruszeniu, a przy ich powierzchni gromadzą się zanieczyszczenia. Rozkruszanie i rozwarstwianie cząstek grafitu jest także wynikiem zmiennych naprężeń powstających podczas zmian temperatury w trakcie przetopu i krzepnięcia kompozytu. W strefie graniczącej z cząstkami grafitu częściej występują obszary o wyższej zawartość tlenu, a w nich także skupiska bogate w Mn, Fe i Cu. Świadczy to o tendencji gromadzenia się wydzieleń tlenkowych na granicy rozdziału cząstka zbrójąca-osnowa. Mimo przestrzegania reżimu technologicznego w miarę zwiększania liczby przetopów i rozcieńczeń ilość tych zanieczyszczeń rośnie, gdyż nie można stosować zabiegów rafinacyjnych. Prowadzi to do degeneracji stref przejściowych i w konsekwencji znacznej utraty właściwości użytkowych tych kompozytów. Z tego względu liczba przetopów i rozcieńczeń, jakim może być poddany kompozyt, jest ograniczona.
EN
Composite material obtained by squeeze casting of the AlSi6Cu4 (AK64)alloy mixed with graphite particles has been recycled by subsequently repeated cycles of melting and diluting with the matrix alloy. Finally a composite containing 5% of graphite particles has been produced. Structures of composite before and after being recycled have been shown in Figure 1. The graphite particle-matrix alloy interface has been examined by means of optical and electron microscopy, and X-ray microanalysis using the thin foil method. SEM images and results of field and linear microanalyses are presented in Figures 2-5. The adhesive-mechanical bonding between graphite particles and metal matrix achieved in the initial composite obtained by mixing and squeeze casting has been retained even after several hours' course of melting and diluting, and the gravity casting of the resulting composite has been still possible. No intermediate phases have been found in the matrix zone enveloping the graphite particles. However, some graphite particles are crushed due to the recycling process and a sort of impurities gathers near their surface. Crushing and lamination of graphite particles is also induced by changing stresses which accompany temperature changes during repeated melting and solidifying of composite. The zone close to the graphite particles more frequently reveals the presence of oxygen-rich regions, and within them also Mn-, Fe-, or Cu-rich areas are found. This indicates the tendency of the oxide precipitates to concentrate at the reinforcing particle/matrix interface. Despite strictly observing the technological regime the quantity of these impurities grows with the growth of the number of melting and diluting cycles, because rafination processes cannot be employed. This process leads to the degeneration of the intermediate zones and in consequence to the significant loss of the serviceability of these composites. Therefore the composite can be subjected only to a restricted number of subsequent melting and diluting cycles.
PL
Kompozyty metalowe zbrojone cząstkami grafitu syntetycznego wytworzono metodą mieszania i prasowania cząstek ze stopem odlewniczym AlSi6Cu4 (AK64) w stanie ciekło-stałym. Wytworzono kompozyty zawierające odpowiednio: 4, 8 i 12% objętościowych cząstek grafitu. W celach porównawczych wytworzono także tą metodą próbki ze stopu AK64, jednak bez dodawania grafitu. Przykładowe struktury otrzymanego w ten sposób materiału do badań pokazano na rysunku 1. Oznaczenie współczynnika cieplnej rozszerzalności liniowej przeprowadzono na dylatometrze optycznym LS-4. Cykl pomiarowy obejmował nagrzewanie próbek z temperatury 25 do 415°C, a następnie chłodzenie do temperatury 25°C z szybkością 180°C/h. Wyniki obliczeń średnich wartości współczynnika rozszerzalności liniowej uzyskane w procesie nagrzewania zestawiono na rysunku 2, a chłodzenia na rysunku 3. Zmianę wymiarów próbek po badaniach dylatometrycznych zestawiono w tabeli 1. Podczas nagrzewania pomiędzy 200 a 300°C następuje szybki wzrost współczynnika rozszerzalności cieplnej badanych kompozytów i stopu AK64 odpowiednio od 20--22 10(-6) K(-1) do 26--28 10(-6) K(-1). Przy dalszym nagrzewaniu do temperatury 415°C następuje obniżenie współczynnika rozszerzalności cieplnej do 25--27 10(-6) K(-1). Przy ochładzaniu próbek obniżanie współczynnika do 22--24 10(-6) K(-1) jest bardziej równomierne. Zwiększenie wymiarów po cyklu nagrzewania i chłodzenia jest znacznie większe dla próbek z kompozytów niż dla próbek wykonanych ze stopu użytego na osnowę. Rozszerzalność cieplna w porównaniu ze stopem osnowy jest tym mniejsza, im większy jest udział cząstek grafitu w kompozycie. Przy udziale 8--12% cząstek grafitu różnice te dochodzą do ponad 10%, a przy udziale 4% cząstek do 5%, co wskazuje na silne połączenie na granicy międzyfazowej cząstka-osnowa. Wzrost udziału cząstek grafitu korzystnie wpływa na właściwości eksploatacyjne kompozytów AlSi6Cu4/grafit w warunkach tarcia suchego nie tylko poprzez zmniejszenie zużycia ściernego i współczynnika tarcia, ale także w wyniku zmniejszenia rozszerzalności cieplnej kompozytu. Zwiększenie stabilizacji wymiarów, a także zmniejszenie naprężeń w czasie eksploatacji można uzyskać, przeprowadzając odpowiednią obróbkę cieplną elementów wykonanych z tego typu kompozytów, co w efekcie powinno wydłużyć ich czas eksploatacji.
EN
Metal composites reinforced with synthetic graphite particles have been obtained by squeeze casting of AlSi6Cu4 (AK64) cast alloy mixed with graphite particles. Composites containing 4, 8, and 12% (by volume) of graphite have been obtained. Also pure AlSi6Cu4 alloy (i.e. without graphite addition) has been squeeze cast for the purpose of comparison. Exemplary structures of such obtained materials have been shown in Figure 1. Determining of the coefficient of thermal expansion has been performed with use of the LS-4 optical dilatometer. Measuring cycle has covered heating of specimens from the temperature of 25 to 415°C and subsequent cooling back to 25"C, both with the rate of 180°C/h. Results of calculating average values of the coefficient of thermal expansion have been shown in Figure 2 for the data obtained on heating, and in Figure 3 for the data gathered during the cooling period. Dimensional changes of specimens after dilatometric examination have been presented in Table 1. A rapid growth in the coefficient of thermal expansion - from 20--22 10(-6) K(-1) to 26--28 10(-6) K(-1) - occurs during heating from 200 to 300°C both for examined composites and for AlSi6Cu4 alloy. Further heating to 415°C results in decreasing of the coefficient of thermal expansion to 25--27 10(-6) K(-1). During the cooling stage dropping of the coefficient of thermal expansion has more even character. The dimensional growth after the heating and cooling cycle is much larger for composite specimens than for the specimens of pure matrix alloy. Thermal expansion of composites as compared with with the value for matrix alloy is the smaller the greater is the graphite particles percentage in composite material. These differences exceed 10% at the graphite percentage of 8--12%, and reach 5% at the graphite content of 4%. This suggests the existence of strong bonding at the particle-matrix interface. The increase of graphite particles content is advantageous for the serviceability of AlSi6Cu4/graphite composites not only because of diminishing the frictional wear and the coefficient of friction, but also due to decreasing of thermal expansion of composite material. Improving the dimensional stability as well as decreasing working stresses can be achieved by employing a proper thermal treatment of elements made of such composites, which should result in prolonging their lifetime.
PL
Przedstawiono wyniki badań dylatometrycznych kompozytu typu stop AlSi6Cu/grafit, otrzymanego metodą mieszania i prasowania cząstek grafitu syntetycznego w stanie ciekłostałym. Kompozyt poddano dwom cyklom nagrzewania i chłodzenia z temperatury otoczenia do 415°C. Uzyskane dylatogramy pokazano na rysunkach 1 i 2. Struktury kompozytu wyjściowego i po cyklach nagrzewania i chłodzenia pokazano na rysunku 3. Wydłużenie próbek o 0,11--0,14% po pierwszym cyklu badań dylatometrycznych świadczy o dobrym połączeniu cząstek grafitu z osnową. Wartości chwilowych i średnich współczynników rozszerzalności cieplnej badanego kompozytu są wyższe od osnowy kompozytu (tabele 1-3). Średnia wartość współczynnika rozszerzalności w zakresie 25--200°C wynosi 24--25 x 10(-6) 1/K i jest w porównaniu ze stopem osnowy ok. 20% większa. W przypadku słabych wiązań na granicach miedzyfazowych cząstka-osnowa wpływ cząstek grafitu na rozszerzalność byłby znacznie mniejszy.
EN
The work presents the results of dilatometric examination of the AlSi6Cu4/graphite composite obtained by squeeze casting of the mixed matrix alloy and syntethic graphite particles. The composite has been subjected to double cycle of heating from ambient temperature to the temperature of 415°C and subsequent cooling. The obtained thermal expansion curves are presented in Figures 1 and 2. Initial structure of composite and the structures after thermal cyeles are shown in Figure 3. Elongation of samples by 0.11--0,14% after the first cycle of dilatometric examination confirms the exististence of a good joining between graphite and matrix. Values of instantaneous and average coefficients of thermal expansion for the investigated composite are greater than the corresponding values for pure raatrix alloy (Tables 1-3). The average value of the coefficient of thermal expansion in the range 25--200°C is equal 24--25 x 10(-6) 1/K and is by 20% greater as compared with the matrix alloy. In the case of the weak joint at the interface the influence of graphite particles on the thermal expansion would be significantly less.
EN
The fatigue corrosion cracking tests of nodular ferrite-pearlite cast iron in 3% NaCl water solution were performed. Corrosion cracks rate were calculated from Paris-Erdogan equation. Crack rate increments for standard tests was the smallest, but for partially immersed by aerated environment was the highest. The three stage of corrosion fatigue crack propagation were observed. In the last stage the corrosion crack propagation rate decreased due to the well known "glucing" process of the graphite particles that made difficult to washing them out the crack front, thus the resistance of nodular cast iron to fatigue corrosion increased. The cycling changes of "m" parameter once again confirmed the interaction of propagating crack with the randomly graphite particle distributed in ferrite-pearlite matrix.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań zmęczeniowych żeliwa sferoidalnego przeprowadzonych na powietrzu oraz w wodnych roztworach NaCl różniących się charakterem przepływu. Badania prędkości wzrostu pęknięć zmęczeniowych wykonano zgodnie z metodami mechaniki pękania wyznaczając prędkość pękania ze wzoru Parisa-Erdogana. Interpretacja graficzna wyników badań pozwoliła wyodrębnić kilka zakresów prędkości pękania odpowiadającym kolejnym etapom wzrostu pęknięć, a tym samym ocenić wpływ ośrodka korozyjnego na prędkość ich rozwoju. Stwierdzono także, że stała "m" ze wzoru Parisa-Erdogana podlega cyklicznym zmianom, będącym efektem wzajemnych oddziaływań cząstek grafitu z frontem pęknięcia.
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.