Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of deformation temperature on the microstructure of hard magnetic FeCr30Co8 alloy subjected to tension combined with torsion

Korneva A.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 3

172--175

EN

Axially symmetric magnets with good mechanical properties in the surface layer and good magnetic properties in the volume of material are essential in the production of increasing number of modem electrical devices. In order to obtain this type of gradient structure, one phase (α) hard magnetic FeCr30Co8 alloy was subj ected to intense deformation in the range of temperatures from 750 to 850°C. Cylindrical samples were subjected to axial tension from the upper traverse and then to torsion from the bottom traverse. The deformation resulted in the formation of gradient microstructure with minimum grain size in the surface layer of material. Microstructure observations also showed the presence of interrnetallic b phase (Fe-Cr) with the maximum precipitation in the surface layer of material. The strongest grain reﬁnement and maximum precipitation of b phase as well as the maximum thickness of the surface layer with ﬁne grains was observed at 800°C. Measurements of hardness in the longitudinal section of the samples showed increase of hardness near the surface of samples. It was concluded that such complex deformation method by tension and torsion could be used as a method of surface strengthening of bulk material.

PL

Osiowo symetryczne magnesy o dobrych właściwościach magnetycznych charakteryzujące się podwyższonymi właściwościami mechanicznymi warstwy wierzchniej znajdują zastosowania w produkcji nowoczesnych urządzeń elektrycznych. W celu uzyskania materiałów o strukturze gradientowej zastosowano intensywne odkształcenie plastyczne magnetycznie twardego jednofazowego stopu FeCr30Co8 (α) w zakresie temperatury od 750 do 850°C. Cylindryczne próbki rozciągano od strony górnej trawersy, a następnie skręcano od strony dolnej trawersy. Odkształcenie spowodowało tworzenie się mikrostruktury o charakterze gradientowym z minimalnym rozmiarem ziaren w warstwie wierzchniej materiału. Ponadto obserwacja mikrostruktury wykazała obecność międzymetalicznej fazy o (Fe-Cr) głównie w warstwie wierzchniej materiału. Zarówno maksymalne rozdrobnienie mikrostruktury, jak i maksymalne wydzielanie fazy b nastąpiło w 800°C. W tej temperaturze zaobserwowano także maksymalną grubość warstwy wierzchniej o drobnym ziarnie. Pomiary twardości na podłużnym przekroju próbek wykazały wzrost twardości na ich powierzchni, w związku z tym metoda złożonego odkształcenia przez rozciąganie i skręcanie może być zastosowana jako metoda powierzchniowego umocnienia materiału.

2

Effect of magnesium addition and rapid solidification procedure on structure and mechanical properties of Al-Co alloy

Zygmunt-Kiper M., Błaż L, Sugamata M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

399--406

EN

Tested Al-5Co and Al-5Mg-5Co materials were manufactured using a common ingot metallurgy (IM) and rapid solidification (RS) methods combined with mechanical consolidation of RS-powders and hot extrusion procedures. Mechanical properties of as-extruded IM and RS alloys were tested by compression at temperature range 293-773 K. Received true stress vs. true strain curves were typical for aluminum alloys that undergo dynamic recovery at high deformation temperature. It was found that the maximum flow stress value for Al-5Mg-5Co alloy was much higher than that for Al-5Co, both for IM and RS materials tested at low and intermediate deformation temperatures. The last effect results from the solid solution strengthening due to magnesium addition. However, the addition of 5% Mg results also in the reduction of melting temperature. Therefore, the flow stress for Al-5Mg-5Co alloy was relatively low at high deformation temperatures. Light microscopy observations revealed highly refined structure of RS materials. Analytical transmission electron microscopy analyses confirmed Al9Co2 particles development for all tested samples. Fine acicular particles in RS materials, ∽1μm in size, were found to grow during annealing at 823K for 168h. As result, the hardness of RS materials was reduced. It was found that severe plastic deformation due to extrusion and additional compression did not result in the fracture of fine particles in RS materials. On the other hand, large particles observed in IM materials (20μm) were not practically coarsened during annealing and related hardness of annealed samples remained practically unchanged. However, processing of IM materials was found to promote the fracture of coarse particles that is not acceptable at industrial processing technologies.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań stopów Al-5Co i Al-5Co-5Mg, które zostały przygotowane metodą metalurgii konwencjonalnej (IM), oraz metodą szybkiej krystalizacji (RS) połączonej z mechaniczną konsolidacją szybko-krystalizowanych proszków i wyciskaniem na gorąco. Ocenę własności mechanicznych wyciskanych stopów IM oraz RS wykonano za pomocą prób ściskania w zakresie temperatury 293-773K. Przebieg krzywych σt -εt dla badanych materiałów jest typowy dla stopów aluminium ulegającym zdrowieniu dynamicznemu. Naprężenie maksymalne stopów Al-5Mg-5Co jest znacznie wyższe niż w stopach Al-5Co zarówno wykonanych metodą IM jak i RS. Wraz ze wzrostem temperatury ściskania maleje wpływ umocnienia roztworowego magnezu na własności badanych stopów. Podczas odkształcania w 623K-773K naprężenie uplastyczniające dla stopu Al-5Co jest większe niż dla Al-5Co-5Mg. Wskazano, że przyczyną może być obniżanie się temperatury topnienia pod wpływem dodatku magnezu (zwiększenie temperatury homologicznej w próbach odkształcania). Obserwacje strukturalne materiałów po szybkiej krystalizacji wykonane z użyciem mikroskopii optycznej wykazały występowanie drobnoziarnistej struktury. Badania wykonane z użyciem transmisyjnej mikroskopii elektronowej potwierdziły występowanie we wszystkich badanych próbkach wydzieleń typu Al9Co2. Drobne wydzielenia w stopach RS o początkowej wielkości poniżej 1μm ulegają rozrostowi w czasie wyżarzania przez 168h w 823K, co powoduje zmniejszenie twardości szybko-krystalizowanych materiałów. Korzystna cecha tych materiałów jest m.in. ich zwiększona podatność na odkształcenie, która przejawia się brakiem pękania wydzieleń wskutek dużych odkształceń plastycznych wskutek wyciskania i późniejszego ściskania próbek. W materiałach IM, w których wielkość cząstek przekraczała 20μm, podczas wyżarzania nie obserwowano zauważalnego efektu rozrostu wydzieleń, co się wiąże z brakiem istotnych zmian twardości stopu podczas wyżarzania. Jednakże występowanie tak dużych cząstek po procesie IM jest nie do zaakceptowania w przemysłowych procesach przetwórstwa metali ze względu na pękanie wydzieleń podczas przeróbki, co na ogół prowadzi do makroskopowego pękania wyrobów.

3

Effect of deformation temperature on the microstructure of hard magnetic FeCr22Co15 alloy subjected to tension combined with torsion deformation modes

Korneva A., Korznikova G., Korznikov A, Sztwiertnia K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

383--386

EN

The paper presents the results of microstructure evolution studies of hard magnetic FeCr22Co15 alloy deformed until destruction by tension and torsion in the temperature range 725-850ºC. The temperatures and deformation rates resulted from the condition of superplasticity occurrence in the Fe-Cr-Co alloys. Observations of the longitudinal sections of the deformed samples in the scanning electron microscope showed the formation of a weak gradient microstructure with the highest grain refinement in the surface layer of the material. Increasing the deformation temperature from 725 to 850 ºC increased the homogeneity of the deformation along the tensile axis of the sample. It also brought about the increase of grain size and slight increase of the thickness of fine grains in the surface layer. The precipitation of the intermetallic σ-phase was also observed with its maximum amount in the zones of the highest deformation.

XX

Praca przedstawia wyniki badań ewolucji mikrostruktury magnetycznie twardego stopu FeCr22Co15 poddanego odkształceniu poprzez rozciąganie i skręcanie próbek do ich zerwania w przedziale temperatur 725-850ºC. Temperatury i prędkości odkształcenia odpowiadały warunkom nadplastycznosci badanego stopu. Obserwacja mikrostruktury na przekroju podłużnym próbek w skaningowym mikroskopie elektronowym wykazała tworzenie się mikrostruktury o słabym charakterze gradientowym z minimalnym rozmiarem ziaren w warstwie wierzchniej materiału. Zwiększenie temperatury odkształcenia od 725 do 850ºC spowodowało polepszenie jednorodności odkształconej mikrostruktury wzdłuż osi rozciągania próbek oraz zwiększenie rozmiaru ziaren fazy α. Stwierdzono również, że grubość warstwy wierzchniej o drobnym ziarnie w niewielkim stopniu zależy od temperatury odkształcenia. Ponadto stwierdzono obecność fazy międzymetalicznej σ (Fe-Cr), której największa ilość zaobserwowano w warstwie wierzchniej materiału.

4

Wpływ wyżarzania na strukturę i własności kompozytu Al(Mg)-B2O3 wytworzonego metodą mechanicznej syntezy

Zygmunt-Kiper M., Błaż L., Sugamata M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 2

76-83

PL

W artykule opisano cechy strukturalne i własności kompozytu na osnowie stopu aluminium-magnez umocnionego dodatkiem tlenku boru, wytworzonego metodą mechanicznej syntezy składników. Badania strukturalne wykazały niewielką porowatość wyciskanego "na gorąco" materiału kompozytowego oraz silne rozdrobnienie składników strukturalnych. Nanometryczne cechy struktury przyczyniły się do uzyskania wysokiej twardości i wysokich własności mechanicznych materiału kompozytowego. Ze względu na chemiczną reaktywność składników kompozytu stwierdzono, że wyżarzanie w temperaturze 550 [stopni] C/168 godz. prowadzi lokalnie do reakcji chemicznej i tworzenia się silnie dyspersyjnych wydzieleń nowych faz, takich jak tlenki magnezu, węgliko-borki aluminium. Pomimo długotrwałego wyżarzania w wysokiej temperaturze i reakcji chemicznej między składnikami, mikrotwardość kompozytu nie uległa istotnej zmianie, utrzymując się w zakresie wartości 123-140 HV. Testy wysokotemperaturowego ściskania kompozytu Al(Mg)-B2O3 wykazały wysokie wartości naprężenia uplastyczniającego, znacznie przekraczające porównywalne wielkości dla przykładowych innych wysoko wytrzymałych materiałów na osnowie aluminium. Wadą kompozytu Al(Mg)-B2O3 jest skłonność do rozdzielania się skonsolidowanych ziaren proszku kompozytowego (pękania) podczas próby spęczania w temperaturze 20-300 [stopni]C w zastosowanym zakresie odkształcenia do [epsilon]t - 0,4. W warunkach podwyższonej temperatury odkształcania materiał wykazuje znacznie większe możliwości odkształcenia plastycznego bez zniszczenia próbki, co wskazuje na potencjalne możliwości przeróbki plastycznej kompozytu w podwyższonej temperaturze. Stwierdzone doświadczalnie utrzymanie silnie dyspersyjnej struktury kompozytu w warunkach działania wysokiej temperatury gwarantuje utrzymanie wysokich własności mechanicznych kształtowanego wyrobu.

EN

Mechanical alloying and powder metallurgy procedures were used for manufacturing Al(Mg)-B2O3 composite. An aluminum powder and the addition of 7.66 wt % Mg and 5.46 wt % B2O3 powders were milled in argon atmosphere for 30 h using Attritor mill. A few percentage addition of methanol was used to protect the sintering of milled powders. Received composite powders were compressed in AA6065 can under 100 ton press. As compressed powders were vacuum degassed at 400 [degrees]C and extruded by means of KOBO method. Rods of 7 mm in diameter were extruded without preheating of the charge using extrusion ratio [lambda] = 19. Transmission electron microscopy (TEM) observations revealed a very fine grained structure of the composite. Distribution of alloying elements was practically uniform, however, the analysis of boron was unattainable at used energy dispersive X-ray analysis method (EDS). A low porosity and a heavy refined structure of the material was found to result in high hardness of the composite. The material hardness was remained within 123-140 HV in spite of the longterm annealing at 500-550 [degrees]C. TEM analyses revealed the effect of the chemical reaction between basic components of the composite, which resulted in the development of new structural components such as MgO and Al3BC fine particles. Hot compression tests at 20-500 [degrees]C were performed using constant true strain rate 5-10-3 s-1. Samples deformed at 20-300 [degrees]C were fractured because of the splitting of the composite powder granules. However, the samples deformed at higher temperature range were deformed up to et - 0.4 without the material fracture. The last statement provides promising expectation for a successful processing of the material at high enough temperature to receive desired shape of the product. Moreover, remaining of nano-sized structure of the hot deformed and/or annealed material guarantees very high mechanical properties of the product.

5

The evolution ofthe microstructure of hard magnetic FeCr30Co8 alloy subjected to plastic deformation by a complex load

Korneva A., Bieda M., Korznikova G., Sztwiertnia K., Korznikov A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 1

41-46

EN

The structural evolution of hard magnetic FeCr30Co8 alloy in the α state after deformation by upsetting and subsequent torsion was studied. The temperatures (750, 800, 850, 900 °C) and deformation rates corresponded to the condition of superplasticity of Fe-Cr-Co alloys. A gradient microstructure was formed in the sample sections, parallel to the direction of upsetting, because the torsion deformation was applied only to the bottom parts of samples. Particular analysis of microstructure by SEM/EBSD method showed that dynamic recovery with formation of subgrain microstructure took place during deformation. The deformation is also conducive to the precipitation of intermetallic δ phase in the temperature range from 750 to 850 °C. The maximum refinement of microstructure and the maximum precipitation of δ phase are observed at the temperature of deformation of 800 °C (the minimal sizes of α and δ grains are 5 and 2 μm, respectively). The refinement of the microstructure and the precipitation of phase resulted in an increase of hardness of the material.

PL

Badano zmiany mikrostruktury jednofazowego stopu α FeCr30Co8, który został odkształcony przez speczanie i następujące po nim skręcanie. Zastosowane temperatury (750, 800, 850 i 900 °C) oraz prędkości odkształcenia odpowiadały warunkom nadplastyczności stopów układu Fe-Cr-Co. Ze względu na to, że skręcanie dotyczyło tylko dolnej części próbek, w ich poprzecznych przekrojach powstała mikrostruktura o charakterze gradientowym. Jej szczegółowa analiza metodą SEM/EBSD wykazała, że w czasie odkształcenia w materiale zachodzi zdrowienie dynamiczne i tworzy się struktura podziarnowa. Intensywne odkształcenie w zakresie temperatur 750 – 850 °C sprzyjało także wydzielaniu się międzymetalicznej fazy δ. Maksymalne rozdrobnienie mikrostruktury oraz maksymalne wydzielanie się fazy δ obserwowano w temperaturze odkształcenia 800 °C (minimalny rozmiar ziarn faz α i δ wynosi odpowiednio około 5 i 2 μm). Rozdrobnienie mikrostruktury i wydzielenie fazy δ powoduje wzrost twardości materiału.

6

Odkształcalność w podwyższonej temperaturze krystalizowanych kierunkowo stopów na osnowie fazy Ni3Al.

Wierzbiński S., Czeppe T.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 1

28-32

PL

Zbadano wpływ dodatków stopowych na odkształcalność i ewolucję struktury w kierunkowo krystalizowanych stopach na osnowie fazy Ni3Al. Dodatek do związku międzymetalicznego Ni3Al takich pierwiastków, jak chrom (8 % at.) i żelazo (2 % at.) względnie chrom (5 % at.) i tytan (5 % at.) umożliwiał plastyczne formowanie stopów NiAlCrFe oraz NiAlCrTi w ograniczonym zakresie temperatur i prędkości odkształcania. Sekwencje zmian strukturalnych w kierunkowo krystalizowanych stopach o strukturze NiAlCrFe-płytkowej i NiAlCrTi-dendrytycznej skorelowano z charakterystykami mechanicznymi (sigma-epsilon) wysokotemperaturowego odkształcania, uzyskanymi w testach ściskania. Zidentyfikowano dwa zakresy umocnienia na krzywych naprężenie-odkształcenie, które opisano równaniem Hollomona sigma=K epsilon do potęgi n-tej. Przeprowadzono na wybranych próbkach obserwacje mikrostruktury na różnych poziomach odkształcenia, jak również określono skład chemiczny i fazowy poszczególnych elementów struktury. Typowa struktura w stanie po krystalizacji kierunkowej zawierała dobrze uporządkowane, rozmieszczone w równych odstępach płytki lub dendryty, które ulegały stopniowej degradacji w procesie wysokotemperaturowego odkształcania. Wysoka wytrzymałość stopów w zakresie temperatur 800-900 K dla stopu NiAlCrFe oraz 1100-1200 K dla stopu NiAlCrTi przesądza o przydatności tych stopów na elementy maszyn pracujące w podwyższonych temperaturach.

EN

The influence of chromium, iron and titanium additions on the deformability and structure evolution of directionally solidified Ni3Al alloys was investigated. The addition of such elements like chromium (8 at. %) and iron (2 at. %) or chromium (5 at. %) and titanium (5 at. %) to the Ni3Al intermetallic compound enables plastic deformation of the alloys within a limited range of temperatures and strain rates. The sequences of structural changes of directionally solidified alloys with NiAlCrFe-lamellar and NiAlCrTi-dendritic structures have been correlated with mechanical characteristics (sigma-epsilon) investigated in high temperature compression tests. Two ranges of work hardening have been identified on the stress-strain curves described by the Hollomon equation sigma=K epsilon to the power n. Microstructural observation at different strain levels as well as analysis of the chemical and phase compositions of the particular components of structure were carried out for selected samples. The typical microstructure of as-grown alloys consisted of well-aligned and equally spaced lamellae or dendrites which undergo gradual degradation during high temperature deformation. The high strength of the alloys at the range of temperatures 800-900 K for the NiAlCrFe alloy and 1100-1200 K for the NiAlCrTi alloy is promising in terms of their application prospects for elements of instruments designed for use in high temperatures.