Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wybrane własności mechaniczne wyciskanych i ciągnionych kompozytów Al-SiCp otrzymanych z proszków

Nikiel Piotr, Szczepanik Stefan, Bednarczyk Piotr

Obróbka Plastyczna Metali

|

2019

|

T. 30, nr 1

7--22

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu wielkości odkształcenia na zimno, zadanego podczas ciągnienia, na własności mechaniczne kompozytów na osnowie aluminium wzmacnianego cząstkami SiC. Materiały do badań wytworzono w procesie wyciskania na gorąco wyprasek otrzymanych przez prasowanie na zimno mieszanek proszków Al i SiC. Udział objętościowy cząstek SiC wynosił 5 i 10%. Dla porównania badanych własności wytworzono także próbki tylko z proszku aluminium. Odkształcenie na zimno aluminium i wytworzonych kompozytów realizowano w procesie ciągnienia, po przetoczeniu próbek ze średnicy 18 mm na średnicę 17 mm. Ciągnienie przeprowadzono na ciągarce ławowej z zastosowaniem oczek ciągarskich o średnicach 16, 14 i 12,2 mm. Własności mechaniczne wytworzonych materiałów badano w stanie po wyciskaniu oraz po każdym przejściu w procesie ciągnienia. Granica plastyczności aluminium i kompozytów Al-SiC w stanie po wyciskaniu jest porównywalna i zawiera się w przedziale 60–66 MPa. Podobnie jest w przypadku wytrzymałości na rozciąganie tych materiałów, która wyniosła 82–94 MPa. W rezultacie zastosowanego ciągnienia wytworzonych materiałów uzyskano znaczny wzrost granicy plastyczności, wytrzymałości na rozciąganie oraz twardości, który jest zależny od wielkości odkształcenia na zimno. Granica plastyczności aluminium po ciągnieniu na średnicę 12,2 mm wzrosła z 60 do 132 MPa, a kompozytów Al-5SiC i Al-10SiC wzrosła odpowiednio z 65 do 146 MPa i z 66 do 140 MPa. Wytrzymałość na rozciąganie aluminium po ciągnieniu na najmniejszą średnicę wzrosła z 94 do 139 MPa, a kompozytów o zawartości 5% i 10% SiC wzrosła odpowiednio z 93 do 149 MPa i z 82 do 136 MPa. Wprowadzenie cząstek SiC do aluminiowej osnowy o twardości 23 HV spowodowało wzrost twardości do wartości powyżej 29 HV, a po ciągnieniu na 12,2 mm twardość wzrosła do 43 i 46 HV odpowiednio dla materiałów o zawartości 5 i 10% SiC.

EN

The effects of cold drawing on mechanical properties of Al–(5 and 10%)SiC composites, manufactured by hot extrusion of cold pressed powder mixture preforms, are reported. To assess the effect of SiC powder additions, similarly processed aluminium powder specimens were tested. The drawing was of 17 mm diameter machined extruded rods on a chain drawnbench with 16, 14 and 12.2 mm diameter dies. Tensile and compressive properties were investigated after extrusion and after each pass of the drawing process. The yield stress of aluminum and Al-SiC composites after extrusion is comparable and is in the range 60-66 MPa. Similarly is, in the case of the tensile strength of these materials, which was 82-94 MPa. As a result of the drawing process, a significant increase in yield strength, tensile strength and hardness was obtained, dependent on the strain during drawing. The yield strength of aluminum after drawing to a diameter of 12.2 mm increased from 60 to 132 MPa and for composites Al-5SiC and Al-10SiC increased respectively from 65 to 146 and from 66 to 140 MPa. The tensile strength of aluminum after drawing to the smallest diameter increased from 94 to 139 MPa, and for composites with 5% SiC and 10% SiC increased from 93 to 149 and from 82 to 136 MPa, respectively. The addition of 5 and 10% SiC particles to the aluminum matrix increase the hardness from 23 to values above 29 HV and after drawing to a diameter 12.2 mm, it increased to 43 and 46 HV for material with 5 and 10% SiC, respectively.

2

Charakterystyka kompozytów Al-Su/SiC spiekanych w próżni

Wąsik A., Leszczyńska-Madej B., Madej M., Kasprzyk J.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2018

|

R. 63, nr 2

11--15

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań kompozytów na osnowie stopu aluminium Al4Cu umocnionych dodatkiem 2,5; 5; 7,5; 10 oraz 15% wag. SiC. Przedmiotem badań było określenie możliwości zastosowania podstawowych procesów metalurgii proszków do wytworzenia kompozytów oraz zbadania wpływu cząstek fazy stałej SiC na mikrostrukturę oraz właściwości mechaniczne otrzymanego materiału. W tym celu elementarne proszki aluminium, miedzi oraz węglika krzemu zostały poddane procesowi mieszania w odpowiednich proporcjach wagowych, jednostronnego prasowania na zimno oraz spiekania w atmosferze próżni. Mikrostrukturę proszków i spiekanych materiałów badano przy wykorzystaniu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), z kolei oceny właściwości mechanicznych otrzymanego kompozytu oraz wytrzymałości połączenia osnowa–umocnienie dokonano na podstawie pomiaru twardości metodą Brinella, próby trójpunktowego zginania oraz ściskania w temperaturze otoczenia. Na końcowym etapie wytwarzania porowatość kompozytów nie przekroczyła 10%. Twardość kompozytów wzrosła wraz ze zwiększeniem zawartości fazy SiC. Nie stwierdzono z kolei występowania zależności pomiędzy wytrzymałością na zginanie, a zawartością fazy umacniającej SiC. W przypadku wytrzymałości na ściskanie kompozytów, dodatek twardej fazy SiC skutkował jej obniżeniem. Najwyższą wytrzymałością na zginanie jak i ściskanie odznaczał się materiał osnowy.

EN

In the article the results Al4Cu matrix composites reinforced with the addition of 2.5; 5; 7.5; 10 and 15 wt % of SiC were presented. The purpose of the study was to determine the applicability of the basic powder metallurgy processes to produce the examined composites and to investigate the influence of SiC solid particles on the microstructure and mechanical properties of the obtained material. To achieve this goal the elemental powders of aluminum, copper and silicon carbide were subjected to a mixing process in appropriate weight proportions, uniaxial pressing and vacuum sintering process. The microstructure of powders and sintered materials was investigated using scanning electron microscope (SEM), while the mechanical properties of the obtained composite and the quality of interface bonding between matrix and reinforcement were determined by Brinell hardness, three-point bending and uniaxial compression tests at ambient temperature. At the final stage of production, the porosity of the composites did not exceed 10 %. Hardness of the composite increased with the increasing of SiC content. However, there was no relationship observed between the bending strength and the content of SiC reinforcing phase. In case of compressive strength of composites, the addition of hard particles of SiC resulted in its decreasing. The highest value of bending strength as well as compression strength was achieved for the matrix material.

3

Wybrane właściwości mechaniczne kompozytów Al-SiC otrzymanych technologią konwencjonalnej metalurgii proszków

Wasik A., Leszczyńska-Madej B., Noga P., Madej M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2017

|

R. 62, nr 2

3--9

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań materiałów kompozytowych otrzymanych metodą konwencjonalnej metalurgii proszków. W celu zwiększenia właściwości mechanicznych, do aluminiowej osnowy wprowadzono fazę umacniajqcq w postaci czqstek węglika krzemu w ilości 2,5; 5; 7,5 oraz 10% wag. Zbadano wplyw udzialu czqstek SiC oraz wpływ parametrów procesu wytwarzania na gestość, twardość, wytrzymalość na zginanie oraz wytrzymałość na ściskanie otrzymanych materialów. Aby wykazać korelację pomiędzy mikrostrukturą, a otrzymanymi wiaściwościami mechanicznymi badanych kompozytów, dokonano analizy mikrostruktury przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Na podstawie przeprowadzonych badań, stwierdzono znaczny wpływ rodzaju zastosowanej atmosfery spiekania na końcowe własciwości mechaniczne kompozytów. Wyroby otrzymane w procesie spiekania w atmosferze azotu, odznaczały się wyższą gestością, a przez to lepszymi wiaściwościami mechanicznymi niż wyroby spiekane w próżni. Zaletą spiekania aluminium i jego stopów w atmosferze azotu jest tworzenie azotków aluminium, pełniących funkcje dodatkowego czynnika umacniającego.

EN

In the article the results for composite materials produced by conventional powder metallurgy methods are presented. To improve the poor mechanical properties of aluminium, its soft matrix was reinforced with silicon carbide in form of particulate in quantities equal to 2.5; 5; 7.5 and 10 wt%. In this research the influence of weight fraction of SiC particles and process production parameters on density, hardness, bending strength and compressive strength of fabricated composites were determined. To check the relationship between microstructure and mechanical properties of investigated materials, the microstructure was examined by means of scanning electron microscopy (SEM). Based on the study of aluminium matrix composites reinforced with SiC particles, the significant influence of applied sintering atmosphere on the final mechanical properties was observed. Compacts produced in process of sintering under nitrogen atmosphere were characterized by a higher densification and thus greater mechanical properties in comparison to those sintered in vacuum. An advantage of sintering aluminium and its alloys under nitrogen atmosphere is the formation of aluminium nitrides, which are acting as an additional strengthening factor.

4

Al-SiC composites synthesized by the spark plasma sintering method (SPS)

Garbiec D., Jurczyk M.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 4

255-259

EN

This work presents the results of studies concerning the production and characterization of Al-SiC composite materials with a 20 and 25% volume fraction of reinforcing phase particles. The spark plasma sintering method (SPS) was applied for the purpose of producing these materials. The final product of the applied process was Al-SiC composites characterized by a density from 2.70 to 2.72 g/cm3. The results of effective porosity and total porosity measurements are discussed. It was proven that as the content of hard ceramic particles increases in the composite, its apparent density, hardness, and compression strength increase with a simultaneous reduction in tensile strength. For example, the performed tests showed that the composite with the 25% silicon carbide content exhibited the greatest hardness (81.2 HBW 2.5/62.5) and compression strength (315 MPa).

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczących wytworzenia i scharakteryzowania materiałów kompozytowych Al-SiC o 20 i 25% udziale objętościowym cząstek fazy wzmacniającej. Do ich wytworzenia zastosowano metodę iskrowego spiekania plazmowego (SPS). Produktem końcowym zastosowanego procesu były kompozyty Al-SiC charakteryzujące się gęstością wynoszącą od 2,70 do 2,72 g/cm3. Omówiono wyniki pomiarów porowatości otwartej i całkowitej. Wykazano, iż wraz ze wzrostem zawartości w kompozycie twardych cząstek ceramicznych wzrasta jego gęstość pozorna, twardość oraz wytrzymałość na ściskanie, przy jednoczesnym obniżeniu wytrzymałości na rozciąganie. Przykładowo, przeprowadzone badania wykazały, że największą twardością (81,2 HBW 2,5/62,5) oraz wytrzymałością na ściskanie (315 MPa) charakteryzuje się kompozyt o 25% zawartości węglika krzemu.

5

Badania możliwości zastosowania nagniatania tocznego do obróbki wykańczającej kompozytów Al-SiC

Szczepanik S., Polowski W., Czechowski K., Wojtaszek M., Krawiarz J.

Kompozyty

|

2007

|

R. 7, nr 2

87-92

PL

Współpracujące powierzchnie części maszyn muszą spełniać określone, przeważnie wysokie, wymagania odnośnie do ich stanu warstwy wierzchniej (WW). Warstwa ta o pożądanych właściwościach jest konstytuowana w obróbkach wykańczających. Mając na uwadze trudności w obróbce skrawaniem kompozytów metalowych, podjęto próbę zastosowania nagniatania do obróbki powierzchniowej elementów konstrukcyjnych z nich wykonanych. Badania przeprowadzono na próbkach wyciskanych z proszku aluminium, tj. materiału osnowy i z kompozytu Al-10% mas. SiC. Analizowano stan powierzchni w zależności od zastosowanego wcisku podczas nagniatania. Pokazano próbki po nagniataniu tocznym głowicą NUDc-s ze wciskiem do 0,07 mm oraz profilogramy powierzchni materiałów w stanie wyjściowym po toczeniu oraz po nagniataniu. W oparciu o te badania przeprowadzono analizę parametrów geometrycznych powierzchni, takich jak: Ra - średnia arytmetyczna odchylenia profilu chropowatości, KRa - wskaźnik zmniejszenia chropowatości powierzchni, Kz - wskaźnik odkształceń nierówności oraz [delta]d/2 - wskaźnik odkształcenia plastycznego w zależnościod wielkości wcisku U. Pokazano również zmiany w strukturze materiałów w wyniku nagniatania. Przeprowadzone wstępne próby nagniatania tocznego kompozytów metalowych Al-SiC pozwalają stwierdzić, że istnieje możliwość uzyskania wyrobów o bardzo małej chropowatości powierzchni.

EN

Mating surfaces of machine elements must fulfill certain, mostly higher requirements, for their state of surface layer (WW). This surface with desirable properties is constituted during the finishing process. Taking into account the difficulties in the machining of these composites, the possibilities of application of burnishing to surface processing of structural elements was tested. The materials for burnishing were manufactured by extrusion of PM aluminium preforms and the aluminium-based Al-10% wt. SiC composite. The state of surface in dependence of allowance U during burnishing was analysed. The specimens after burnishing using NUDc-s head with allowance in range up to 0.07 mm and the surface profiles of materials in their initial state after machining and after burnishing are presented. Using these results, the following geometrical surface parameters were analysed: Ra - surface roughness parameter, KRa - ratio of reduction of surface roughness, Kz - ratio of surface roughness irregularity of deformation and [delta]d/2 -ratio of plastic deformation in dependence of the magnitude of allowance U. The microstructure of Al material shows the material's continuity after burnishing process.

6

Łączenie kompozytów AlSi9/SiC metodą TIG

Grabian J., Wysocki J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2006

|

R. 78, nr 5-6

24-27

PL

Opisano próbę łączenia metalowych kompozytów zawiesinowych AISi9/SiC poprzez spawanie metodą TIG w procesie ręcznym. Użyto materiału dodatkowego w dwóch postaciach. Pierwszą był drut spawalniczy ER 5356 (AI-Mg5), drugą - wkładka z blachy AI-Mg5 ze sproszkowanym tlenkiem cyrkonu wewnątrz. Wkładkę dopasowano do kształtu krawędzi czoła elementów łączonych. Odpowiedni kształt fazowania i dobór parametrów spawania wpływał na jakość i kształt lica spoiny oraz przetop materiału. Wprowadzenie tlenku cyrkonu do spoiny wpłynęło na zmianę jej mikrostruktury. Cechowała się ona mniejszą wielkością ziaren w porównaniu z materiałem łączonym. Taka budowa mikrostrukturalna spoiny pozwoliła na zwiększenie równomierności rozłożenia fazy zbrojącej w miejscu łączenia w porównaniu do spawu z zastosowaniem samego drutu ER5356. Nie zaobserwowano produktów reakcji powierzchniowej i znaczących defektów spoiny. Podano parametry procesu spawania i sposób przygotowania elementów łączonych.

EN

The welding of aluminum metal matrix composites reinforced SiC(p) in the manual TIG welding process has been described in this paper. The filler metal was used in two forms. The first was ER 5356 in the wire form and second was insert made by formed AIMg5 sheet with zirconium oxide inside. The shape of the insert was similar to groove design of elements. Proper shape of slants and welding parameters resulted in smooth weld face and well fusion. Zirconium oxide presented in the filter metal caused changes of microstructure of crystallized welding pool. It was observed that were smaller grains size comparison to microstructure of parent material. It allowed to save higher number of particles presented in welding area compared to weld where only ER5356 wire was used. The interface reaction products and serious defects were not observed. Welding parameters and groove design has been presented.

7

Kucie kompozytu Al-5% SiC otrzymanego z proszków

Szczepanik S.

Obróbka Plastyczna Metali

|

1998

|

T. 9, nr 2

13-22

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań podatności do odkształceń plastycznych kompozytu Al-5% SiC uzyskanego z proszku aluminium RAl-1 i proszku węgliku krzemu SiC 1000. Kompozyt otrzymano przez kształtowanie na gorąco wstępniaka w matrycy zamkniętej, przy czym wyżarzano w temperaturze 540 stopni C w ciągu 1 h.

EN

In the paper the experiments concerning the formability of Al-5% SiC composite obtained from the RAl-1 aluminium powder and SiC 1000 silicon carbide powder are presented. The composite was obtained by hot preform forming in the closed-die and then annealing at the temperature 540 degree C over 1 h.