Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The impact of TiN content on microstructure and mechanical properties of ceramic particulate composite Si3N4–TiN

Dubiel A., Górny G., Rączka M., Stobierski L.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 5

224--230

EN

The paper presents the results of study of the influence of the volume fraction of TiN phase on the microstructure and mechanical properties of the ceramic particulate composite Si3N4–TiN. Samples of the Si3N4–TiN composite containing 5, 10, 15 or 20 vol. % of TiN phase were obtained by sintering mixtures of TiN and Si3N4 powders and sintering additives (6 wt % aluminium oxide and 4 wt % of yttrium oxide). Two types of TiN powder differing in the degree of fragmentation were used. Sintering was conducted at a pressure of 25 MPa at 1750°C for 1 hour. The resulting materials were subjected to quantitative analysis of the microstructure in order to determine the effect of TiN volume fraction and kind of TiN powder used on the microstructure of composites. Binary images showing the Si3N4 grains or TiN particles were obtained by the processing and binarization of SEM gray images of composite microstructure using the Aphelion computer software. The values of selected stereological parameters determining the size, shape and uniformity of distribution of the TiN particles and the size and shape of the matrix grains were determined. The study of the composite microstructure showed that for both types of TiN powders the increase of TiN volume fraction does not cause significant changes in size and shape of the Si3N4 grains. The increase in volume fraction of TiN phase produces the increase in the average TiN particle size in the composite, but cause only a slight change in their shape. Titanium nitride particles in the composite were smaller and somewhat more isometric and more uniformly distributed in the matrix when fine TiN powder was used. Measurements of flexural strength σf and fracture toughness KIc of all materials samples were conducted to determine the effect of composite microstructure changes on mechanical properties. The flexural strength and fracture toughness of the composites increase with the volume fraction of TiN phase. Composites with finer TiN particles are preferable from the point of view of better flexural strength, but higher values of fracture toughness are obtained for composites with coarser TiN particles.

PL

W celu doskonalenia właściwości mechanicznych ceramiki z azotku krzemu tworzy się kompozyty ziarniste o osnowie z Si3N4, a jednym z takich materiałów jest kompozyt Si3N4–TiN. W kompozytach ziarnistych istotnymi zmiennymi mikrostrukturalnymi są m.in. udział objętościowy fazy rozproszonej, wielkość i kształt cząstek tej fazy oraz sposób ich rozmieszczenia w osnowie kompozytu. Celem pracy jest zbadanie wpływu udziału objętościowego fazy TiN oraz stopnia rozdrobnienia proszku TiN użytego do wytworzenia kompozytu Si3N4–TiN na jego mikrostrukturę oraz twardość, wytrzymałość na zginanie i odporność na kruche pękanie.

2

Badania warunków homogenizacji jubilerskiego stopu srebra próby 925

Woźnicki A., Mroczkowski M., Noga P.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 3

115--122

PL

W artykule badano wpływ szybkości chłodzenia podczas krystalizacji na strukturę i twardość stopu AgCu próby 925 oraz porównano dwa sposoby homogenizacji tego stopu: homogenizację w płomieniu palnika oraz homogenizację w piecu. Stop odlano do wlewnicy stalowej nagrzanej do temperatury 250 °C oraz wlewnicy o temperaturze pokojowej. Następnie materiał homogenizowano w płomieniu palnika przez 5 i 15 min oraz w piecu przez 1 i 2 godz. We wszystkich przypadkach temperatura homogenizacji wynosiła 750 °C, a po zakończeniu wygrzewania chłodzono stop w wodzie. Wykonano badania struktury i twardości materiału przed i po homogenizacji. Badania struktury, oprócz obserwacji z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego, obejmowały również analizę ilościową — określenie udziału drugiej fazy w stopie po odlaniu i homogenizacji. W strukturze stopu AgCu próby 925 przed homogenizacją stwierdzono obecność nierównowagowej eutektyki (mieszaniny roztworów na osnowach Ag i Cu). Jej udział jest wyższy (4,4 %) po odlewaniu do zimnej wlewnicy niż po odlewaniu do wlewnicy nagrzanej (3 %). Średnia twardość stopu po odlaniu do zimnej i nagrzanej wlewnicy jest porównywalna i wynosi ok. 80 HV. Po homogenizacji w płomieniu palnika przez 5 i 15 min, zaobserwowano znacznie niższy, niż w przypadku odlewu, udział drugiej fazy w strukturze stopu wynoszący ok. 1,8 %. Twardość stopu poddanego homogenizacji jubilerskiej, dla obu badanych czasów wyżarzania wynosiła ok. 55 HV. Homogenizacja w piecu spowodowała największy spadek udziału drugiej fazy, do ok. 0,4 % po dwóch godzinach wyżarzania. Zanotowano jednak wyższą twardość materiału niż w przypadku homogenizacji jubilerskiej, wynoszącą ok. 70 HV.

EN

In the paper the influence of cooling rate during crystallization and the subsequent homogenization mode on the structure and hardness of the jewellery AgCu alloy 925 fineness was investigated. The alloy was poured to the mould heated to the temperature of 250 °C and to the mold in room temperature. Two methods of homogenization in the temperature of 750 °C were compared: annealing in the flame of jewellery torch (for 5 and 15 minutes) and in the furnace (for 1 and 2 hours). After homogenization material was quenched in water. Investigations of the alloy’s structure and hardness were performed. The microstructure was analysed with use of SEM and EDS. Additionally, second phase share (in % of occupied area) in the alloy’s structure in as-cast state and after homogenization was determined. In the structure of investigated alloy before homogenization, the unequilibrium eutectic (consisting of Ag- and Cu based solid solutions) was found. It’s share in the structure was higher (4.4 %) after pouring to the cold mould than in case of pouring to the heated mould (3 %). Average hardness of the alloy after both modes of casting was comparable (about 80 HV). After annealing with the use of jewellery torch for 5 and 15 minutes, the share of second phase in the alloy’s microstructure decreased to about 1.8 %. The hardness of the alloy after this mode of homogenization, for both annealing times was about 55 HV. Homogenization in furnace caused further decrease of second phase share in the material’s structure, to about 0.4 % after two hours of annealing. After homogenization in furnace, higher alloy’s hardness (70 HV), than in case of jewellery torch homogenization was obtained.

3

Single crystal nickel-base superalloys for gas turbine blades and vanes

Biel M., Dubiel B., Czyrska-Filemonowicz A.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2001

|

Vol. 27, no. 2

209-227

EN

The casting technique improvements enabled to produce directionally solidified (DS) and single crystal (SC) nickel-base superalloys, which are currently used for gas turbine blades and vanes. Such application requires increasing turbine inlet temperatures and efficiencies of power engineering devices. The alloy development leads to achieve high strength, creep- and thermo-mechanical fatigue resistance, microstructural stability and corrosion resistance of nickel-base SC superalloys. Such a combination of properties could be achieved due to homogeneous microstructure formed by cuboidal γ particles separated by narrow γ matrix channels. The results of quantitative microstructural investigations of two single crystal CM186SC and CMSX-4 are presented.

PL

W najnowocześniejszych turbinach gazowych łopatki wykonuje się z kierunkowo krystalizowanych (DS) i monokrystalicznych (SC) stopów niklu. Udoskonalenie procesu odlewania umożliwia uzyskanie materiałów, pozwalających na wzrost temperatury na wlocie, co przyczynia się do wzrostu wydajności turbin. Celem rozwoju stopów monokrystalicznych jest uzyskanie wysokiej wytrzymałości, odporności na pełzanie i zmęczenie cieplno-mechaniczne, stabilności mikrostruktury oraz odporności na korozję gazową i wysokotemperaturową. Spełnienie tych rygorystycznych wymagań umożliwia jednorodna mikrostruktura, którą tworzą sześcienne wydzielenia fazy γ, rozdzielone wąskimi kanałami osnowy γ. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki ilościowej analizy mikrostruktury stopu CM186SC - na łopatki kierownicze, oraz stopu CMSX-4 - na łopatki wirnika w turbinach gazowych.