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

Bulk modulus as a material characteristic independent of texture

Witczak P., Witczak Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

283-288

EN

It was shown, using as an example a stoichiometric NiAI intermctalic compound of a cubic B2 structure, that the bulk modulus, as an invariant of the tensor of elasticity is a physical quantity describing the properties of a porous polycrystalline material independently of its texture. To show this, the tensor of elasticity for materials of different texture and porosity resulting from different processing routes was measured using ultrasonic method. Variety of texture and porosity in materials were achieved by combination of the following technological processes: casting, self-sustained high temperature synthesis, hydroextrusion and hot isostatic pressing. It was also shown that the value of the bulk modulus is related to the porosity of the material more explicitly than the mean value of Young's modulus.

PL

Na przykładzie stechiometrycznego związku międzymetalicznego NiAI o strukturze regularnej B2, pokazano, że moduł sprężystości objętościowej, jako niezmiennik tensora sprężystości, jest dla porowatego materiału polikrystalicznego wielkogcią niezależną od tekstury. W tym celu, metodami ultradźwiękowymi zmierzono tensor sprężystości materiałów o różnej teksturze i porowatości wytworzonych kilkoma technologiami. Zmiany tekstury i porowatości osiągnięto poprzez kombinację nastepujących procesów technologicznych: odlewanie, samopodtrzymująca się synteza wysokotemperaturowa, hydroekstruzja, izostatyczne prasowanie na gorąco. Pokazano także, że wartość modułu sprężystości objętościowej wyraźniej zależy od porowatości materiału niż średnia wartość modułu Younga.

3

Struktura i właściwości nanokrystalicznych kompozytów NiAl-TiC wytwarzanych metodą mechanicznej syntezy i zagęszczania proszków

Oleszak D., Michalski A., Olszyna A., Gierlotka S., Paszula J.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 7

172-175

PL

W celu otrzymania nanokrystalicznych kompozytów NiAl-TiC zastosowano metodę mechanicznej syntezy i następnie zagęszczania uzyskanych proszków. Procesy mechanicznej syntezy przeprowadzono w planetarnym młynku kulowym Fritsch P5. Mieleniu poddano mieszaniny proszków czystych pierwiastków, tj. Ni, Al, Ti i grafitu, o składzie zapewniającym 40% wagowy udział fazy ceramicznej w kompozycie. Dzięki dużym ujemnym wartościom entalpii tworzenia się NiAl i TiC, wynoszącym odpowiednio -118 oraz -184 kJ/mol, w wyniku reakcji w stanie stałym uzyskano proszek kompozytowy NiAl+TiC. Zastosowano trzy metody zagęszczania proszku: wybuchowe (proszek jast zagęszczany wskutek przejścia przez próbkę fali uderzeniowej o prędkości 3500 m/s), spiekanie impulsami prądowymi (1000 impulsów, natężenie prądu 700 A, czas trwania impulsu 0,2 s) oraz prasowanie na gorąco pod wysokim ciśnieniem (7,7 GPa, 1000°C, 5 min). Stosując te metody zagęszczania, uzyskano gęstości końcowe próbek kompozytowych odpowiednio 86, 92 i 98% gęstości teoretycznej. Próbki prasowane pod wysokim ciśnieniem miały bardzo dużą mikrotwardość 1370 HV01, natomiast po spiekaniu impulsowym twardość materiału wynosiła 750 HV1. Prasowanie pod wysokim ciśnieniem i zagęszczanie wybuchowe nie spowodowały rozrostu krystalitów NiAl i TiC, zachowując nanokrystaliczny charakter materiału. Jednak w materiale zagęszczanym wybuchowo obserwowano częściowy rozpad fazy TiC. Natomiast spiekanie impulsami prądowymi powodowało rozrost krystalitów obu faz do ok. 100 nm.

EN

In order to obtain nanocrystalline NiAl-TiC composites, mechanical alloying and powder consolidation methods were applied. Mechanical alloying processes were performed in a Fritsch P5 planetary ball mill. Mixtures of powders of pure elements, i.e. Ni, Al, Ti and graphite, giving 40 wt.% of TiC, were subjected to milling. Due to highly negative values of enthalpies of formation of NiAl and TiC (-118 and -184 kJ/mol, respectively), after several hours of milling, NiAl+TiC composite powder was obtained, as a result of solid state reaction. Three different methods of powder consolidation were employed: explosive compaction (velocity of detonation wave about 3500 m/s), pulse current sintering (1000 pulses, current 700 A, duration of pulse 0.2 s) and hot pressing under very high pressure (7.7 GPa, 1000°C, 5 min). The obtained densities of compacts after various consolidation methods were: 86, 92 and 98% of theoretical density, respectively. The sample after 7.7 GPa pressing exhibited very high microhardness 1370 HV01, while the hardness after pulse current sintering was 750 HV1. High pressure and explosive compaction methods allowed to preserve a nanocrystalline size of crystallites of both phases (NiAl and TiC). However, at least partial decomposition of TiC was observed as a result of explosive compaction. On the other hand, pulse current sintering resulted in the increase of crystallite size up to about 100 nm.