Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Influence of Pressure Die Casting Parameters on the Castability of AlSi11-SiCp Composites

Konopka Z., Zyska A., Łągiewka M., Nadolski M.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 1

29--34

EN

The paper presents the method of preparing a composite slurry composed of AlSi11 alloy matrix and 10 vol.% of SiC particles, as well as the method of its high-pressure die casting and the measurement results concerning the castability of the obtained composite. Composite castings were produced at various values of the piston velocity in the second stage of injection, diverse intensification pressure values, and various injection gate width values. There were found the regression equations describing the change of castability of the examined composite as a function of pressure die casting process parameters. The conclusion gives the analysis and the interpretation of the obtained results.

2

Anisotropic in Situ Metal Matrix Composite Reinforced with VC Carbide Fibres

Kawalec M., Górny M., Sikora G.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 1

21--24

EN

A eutectic reaction is a basic liquid-solid transformation, which can be used in the fabrication of high-strength in situ composites. In this study an attempt was made to ensure directional solidification of Fe-C-V alloy with hypereutectic microstructure. In this alloy, the crystallisation of regular fibrous eutectic and primary carbides with the shape of non-faceted dendrites takes place. According to the data given in technical literature, this type of eutectic is suitable for the fabrication of in-situ composites, owing to the fact that a flat solidification front is formed accompanied by the presence of two phases, where one of the phases can crystallise in the form of elongated fibres. In the present study an attempt was also made to produce directionally solidifying vanadium eutectic using an apparatus with a very high temperature gradient amounting to 380 W/cm at a rate of 3 mm/h. Alloy microstructure was examined in both the initial state and after directional solidification. It was demonstrated that the resulting microstructure is of a non-homogeneous character, and the process of directional solidification leads to an oriented arrangement of both the eutectic fibres and primary carbides.

3

The solidification during flow of composite suspension in the permanent mould

Łągiewka M., Konopka Z., Zyska A., Nadolski M.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 2

75-78

EN

The presented work presents the influence of graphite particles on the solidification kinetics of metal suspension based on AlSi10Mg alloy during the die cavity filling. In order to examine this problem, the measurements concerning temperature changes in the selected points of the metal mould have been taken for two materials poured into the die: the pure AlSi10Mg alloy and the alloy reinforced with graphite particles. Thus the solidification and cooling curves of the examined material have been achieved. The recorded temperature changes have served as a basis for preparing graphs representing the velocity of the metal stream and the distance travelled by the front of the stream against the time. The introduction of graphite particles into the matrix alloy has caused the shortening of the distance flown by the material by 50% as compared with the non-reinforced alloy. The recorded temperature changes have allowed also for determining the temperature changes for the front of the metal stream during the die filling. Taking into account these results it has been found that the AlSi10Mg+10%Cgr composite begins its solidification after having covered the distance seven times shorter than the corresponding distance measured for the non-reinforced AlSi10Mg alloy.

4

Struktura kompozytów Al-CF wytwarzanych metodami infiltracji

Dolata-Grosz A., Dyzia M., Śleziona J.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 2 spec.

23--28

PL

W artykule przedstawiono strukturę kompozytów uzyskanych w procesie infiltracji ciekłym stopem Al tkanin węglowych typu 2D oraz 3D. W badaniach zastosowano stop aluminium z krzemem i manganem AlSi9Mn (trimal 37 -TR37). Jako zbrojenie wykorzystano tkaniny węglowe przygotowane z włókien, na których zastosowano bariery ochronne w postaci powłoki niklowej, powłoki z węglika krzemu oraz węgla pyrolitycznego. Preformy węglowe wykonano w Instytucie Konstrukcji Lekkich i Przetwórstwa Tworzyw Sztucznych (ILK TU Dresden) oraz w Instytucie Technologii i Systemów Ceramicznych (Fraunhofer - IKTS). Proces infiltracji tkanin węglowych przeprowadzono z wykorzystaniem ciśnieniowo-próżniowej infiltracji na prasie Degussa oraz gazowo-ciśnieniowej infiltracji (GPI) w autoklawie zaprojektowanym i wykonanym w Katedrze Technologii Materiałów w Politechnice Śląskiej. Wytworzone kompozyty charakteryzowały się regularnym kształtem, bez powierzchniowych wad odlewniczych. Najlepsze połączenie komponentów, uzyskano w kompozycie AlSi9Mn/Cf(Ni) otrzymanym w procesie gazowo-ciśnieniowej infiltracji (GPI). Analiza mikrostruktury oraz obserwacja przełomów, nie wykazała oddzielania włókien od osnowy i ich wyciągania. Zniszczenie kompozytu następowało poprzez włókna. Przeprowadzone badania struktury nie wykazały obecności węglika aluminium na granicy włókno-osnowa, a także w osnowie, co pozwala przypuszczać, że kompozyty będą charakteryzowały dobre właściwości mechaniczne. Wymaga to jednak dalszej weryfikacji eksperymentalnej planowanej w kolejnym etapie badań, w projekcie realizowanym w ramach programu DFG: „Kompozyty o osnowie aluminiowej ze wzmocnieniem tekstylnym typu 3-D (3D-CF/Al-MMC) dla elementów podlegających złożonym obciążeniom w przemyśle samochodowym i w budowie maszyn”.

EN

The structure of the composites obtained in infiltration processes 2D and 3D carbon preform by liquid Al alloy have been presented in this paper. An aluminum alloy with silicon and manganese AlSi9Mn (trimal 37-TR37) was applied in the researches. As the reinforcement used carbon perform prepared with various protective barriers such as the nickel coating, the coating of silicon carbide and pyrolytic carbon coating. Carbon preforms was prepared at the Institute for Lightweight Structures and Polymer Technology (ILK TU Dresden) and at the Institute of Technology and Ceramic Systems (Fraunhofer-IKTS). The process of infiltration of carbon perform by liquid aluminium alloy was carried out using a pressure-vacuum infiltration on the Degussa press and gas-pressure infiltration (GPI) in an autoclave designed and built at the Department of Materials Technology at the Silesian University of Technology. The obtained composites were characterized by a regular shape, with no surface casting defects. The best connection of components was observed in AlSi9Mn/Cf(Ni) composite, obtained by gas-pressure infiltration method (GPI). On metallographic specimens, good interface between fibres and the aluminium matrix were observed. The obtained research results justify the application of nickel coatings on the fibres. During the failure crack propagated across fiber. There was no presence of aluminum carbide on the fiber-matrix. It can be assumed that the composite will be characterized by the good mechanical properties. However, this requires further experimental verification planned in the next stage of research, in the project realized within the DFG program: "3D textile reinforced aluminium matrix composites for complex loading situations in lightweight automobile and machine parts".

5

Microstructure of hypereutectic Fe-C-V alloys

Kawalec M.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 2

55-60

EN

The study shows the results of examinations of the microstructure of the in-volume-solidifying Fe-C-V alloys containing carbon in a range of 1.53-3.09% and vanadium in a range of 14.73-15.71%. All the examined alloys were hypereutectic alloys as proved by the cooling curves, relevant calculations (Sc) and examinations under the microscope. It has been confirmed that the primary carbides of vanadium are crystallising in the form of non-faceted dendrites, acting as a substrate for the growing fibres of vanadium eutectic. The content of primary carbides in the microstructure depends on the content of carbon and vanadium in the alloy. During the conducted research an attempt was also made to determine the content of primary and eutectic carbides and to establish a relationship between carbon and vanadium content in the alloy and the content of primary carbides. In Fe-C-V alloys, besides primary carbides, also a fibrous eutectic composed of ferrite and vanadium carbides of the VC1-x type crystallises. To conduct the previously planned examinations, a series of melts with a variable carbon and vanadium content was carried out under argon atmosphere in a Balzers vacuum furnace. Specimens were examined under an optical microscope, but to investigate in more detail the geometry of individual phases, they were deep etched with aqua regia and examined by scanning electron microscopy. In the investigated alloys, the chemical composition of the crystallised phases was determined by EDS microanalysis.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury stopów Fe-C-V, o zawartości węgla w zakresie 1.53-3.09% i wanadu w zakresie 14.73-15.71%, krystalizujących w sposób objętościowy. Wszystkie badane stopy są stopami nadeutektycznymi, co potwierdziły krzywe stygnięcia, odpowiednie obliczenia (Sc) oraz obserwacje mikroskopowe. Potwierdzono, że pierwotne węgliki wanadu krystalizują w postaci dendrytów nieścianowych, na których wzrastają włókna eutektyki wanadowej. Udział węglików pierwotnych w mikrostrukturze jest zależny od zawartości węgla i wanadu w stopie. W pracy określono także udział węglików pierwotnych i eutektycznych oraz wyznaczono zależność pomiędzy zawartością węgla i wanadu w stopie a udziałem węglików pierwotnych. Oprócz węglików pierwotnych w stopach Fe-C-V krystalizuje eutektyka włóknista składająca się z ferrytu i węglików wanadu typu VC1-x. W celu wykonania założonych badań przeprowadzono serię wytopów o zmiennej zawartości węgla i wanadu w piecu próżniowym typu Balzers w atmosferze argonu. Próbki obserwowano za pomocą mikroskopu optycznego, a w celu bardziej szczegółowego zbadania geometrii poszczególnych faz trawiono je głęboko wodą królewską i obserwowano za pomocą mikroskopu skaningowego. W badanych stopach przeprowadzono również pomiary składu chemicznego wykrystalizowanych faz metodą punktowej mikroanalizy EDS.

6

Structure and properties of porous ceramic preforms made of α-alumina particles

Kaczmar J. W., Kurzawa A.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 1 spec.

157--162

EN

Properties of ceramic preforms made of α-alumina particles for strengthening of metal based composite materials manufactured by squeeze casting are discussed in the paper. Composite materials strengthened with ceramic particles can be then plastically worked in order to remove the residual porosity and give the final net shape. There was investigated the permeability of porous preforms as the measure of the open porosity making possible the infiltration process with the molten metal, compression strength, bending strength and shear strength determining the stability of porous ceramic preforms during infiltration. Performed investigations allow to ascertain the occurrence of the open porosity in the porous preforms and strong effect of porosity on permeability. The largest permeability of 19 m2/Pa•s showed porous preforms characterized by porosity the of 90%. The strength properties increased with the decrease of preforms porosity and the prerforms characterized by 60% of porosity were characterized by the largest strength properties (bending strength Rg =7 MPa, compression strength Rc = 11.5 MPa, shear strength Rt = 4.0 MPa). The microscopic observations of fractures surfaces allow to evaluate quality and forming phenomena of the binder bridges connecting the ceramic particles.

7

Die-cast heterophase composites with AlSi13Mg1CuNi matrix

Dyzia M., Dolata-Grosz A., Wieczorek J., Śleziona J.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 1 spec.

301--304

EN

On the basis of the performed tests, an advantageous interaction of glassy carbon particles in a couple consisting of a heterophase composite and a spheroidal cast iron has been corroborated. It was found that, the presence of glassy carbon in the heterophase composite (SiC+C) affects the stabilization of the friction coefficient value as a function of the friction distance and reduces the intensity of the wearing-in stage of the interacting surfaces. Both a decrease of the friction coefficient and the wear of the heterophase composites may be connected with the carbon particles' chipping effect and the deposition of its fragments on the surface of the interacting components of the friction couple, which forms a kind of a solid lubricating agent in the system. This should allow applying of this material to the composite piston-cylinder sleeve system in piston air-compressors. Further works will concern the selection of the matrix alloy composition with the purpose of reducing the phenomenon of particles chipping during machining. It seems that one of the possibilities is the application of a more plastic matrix and optimizing the fraction of reinforcing phases and their gradient distribution in the casting.

8

Model of thermal processes proceeding in domain of cast composite with particles

Szopa R., Pawlak E.

Prace Naukowe Instytutu Matematyki i Informatyki Politechniki Częstochowskiej

|

2009

|

Vol. 8, nr 1

177-184

EN

The solidification of cast composite with particles is considered, in particular the single lead particle and its spherical surroundings (metal matrix) are analyzed. The dimension of particle-metal matrix sub-domain results from the mean particles radius and the fraction of particles. On a stage of numerical modelling the finite difference method (FDM) is applied. The additional procedures simulating the course of solidification and melting are also introduced. In the final part of the paper the examples of computations are presented.

9

Weld microstructure in cast lSi9/SiC(p) metal matrix composites

Wysocki J., Gawdzińska K., Lenart S.

Archives of Foundry Engineering

|

2009

|

Vol. 9, iss. 2

173-176

EN

Welded joint in cast AlSi9/SiC/20(p) metal matrix composite by manual TIG arc welding using AlMg5 filler metal has been described in his paper. Cooling curves have been stated, and the influence in distribution of reinforced particles on crystallization and weld microstructure. Welded joint mechanical properties have been determined: hardness and tensile.

10

The phenomena occurring along borderline of the phase shares in the casted Al-Al2O3 composites

Garbala K., Patejuk A.

Archives of Foundry Engineering

|

2009

|

Vol. 9, iss. 2

73-76

EN

In the foregoing work, one analyses in detail the use of nickel cover on the Al2O3 particles in composites with the Al matrix (Al alloy). The mechanisms of developing the Al-Ni combination on the interface were the subject of the detailed analysis. The aim of the work was to present the model research, the aim of which is to describe mechanism of the combination in the sphere of aluminum-nickel sphere, in gradient. The research of the combination between the above mentioned metals was conducted in gradient of the heating temperature lower than the melting temperature of aluminum and in the time of parch. One observed visible changes in the structure and chemical composition on the butt of those metals, caused by the concentration diffusion mechanisms. Moreover, in the temperature of 640oC in the time of 48 hours, one observed the Frenkel pores.

11

Zastosowanie ciepłoprzewodzących mas klejowych w odlewnictwie

Mirski Z., Granat K., Piwowarczyk T.

Archives of Foundry Engineering

|

2008

|

Vol. 8, iss. 1 spec.

215--218

PL

Kleje oparte na żywicy metakrylowej zaliczane są do materiałów nieprzewodzących. Przez napełnienie kleju 2-składnikowego Agomet F330 obcą fazą w postaci proszkowych napełniaczy metalowych można uzyskać właściwości ciepłoprzewodzące mas klejowych. Materiały te mogą być wykorzystane do regeneracji powierzchniowych wad odlewniczych do naprawy takich uszkodzeń jak pęknięcia, odpryski i wykruszenia w odlewanych elementach maszyn. Ciepłoprzewodzące masy klejowe są wykorzystywane do budowy prototypowych form odlewniczych np. do poliuretanów, stopów niskotopliwych i w technologiach rapid prototyping. Pomiary przewodności cieplnej mas klejących wykonano przy użyciu aparatu Poensgena, w temperaturach: 30, 100 i 150 °C. Wstępne pomiary współczynnika przewodności cieplnej dla utwardzonych klejów wykazały wartość λ = 0,2 W/m-K. W celu uzyskania właściwości ciepłoprzewodzących mas klejowych (λ ≥ 0,6 W/m-K [1]) wprowadzono do nich napełniacze w postaci proszków Fe i Al. Zachowując jeszcze właściwości klejące mieszaniny kleju z napclniaczami metalowymi udało się wprowadzić 58% obj. proszków. Dzięki temu dla masy klejowej z napełniaczem aluminiowym udało się uzyskać wartość współczynnika przewodności cieplnej λ = 1,15 W/m-K, w temperaturze otoczenia 30 °C.

EN

Adhesives based on methacrylate resin are regarded as non-conducting materials. It is possible to obtain adhesives with thermal conductivity properties through filling of 2-component Agomet F330 adhesive with foreign phase in the form of metal powder fillers. These materials can be applied in regeneration of surface casting defects and repair of damage such as cracks, splinters and chipping in cast elements of machines. Thermal conductive adhesive masses are used in construction of prototype casting moulds, e.g. for polyurethanes, low-melting alloys and in technologies of rapid prototyping type. Thermal conductivity measurements of adhesive masses have been conducted using Poensgen apparatus at the temperatures of: 30, 100 and 150 °C. Initial measurements of thermal conductivity coefficient for cured adhesive masses demonstrated values of λ = 0,2 W/m-K. Fillers in the form of Fe and Al powders were added to their structure in order to obtain thermal conductivity properties of the adhesive masses (λ ≥ 0,6 W/m-K [1]). It has been possible to add 58% vol. of metal fillers while still retaining adhesive properties of adhesive mass-fillers mixtures. Thanks to this fact, we have been able to obtain thermal conductivity value of λ = 1,15 W/m-K at ambient temperaturo of 30 °C in case of adhesive mass with aluminum filler.

12

Wpływ cyrkonu i skandu w materiale dodatkowym na strukturę spoiny w odlewanym kompozycie AlSi/SiC(p)

Wysocki J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2007

|

R. 79, nr 8

9-12

PL

Przedstawiono wpływ obecności skandu i cyrkonu w materiale dodatkowym AI-Mg na mikrostrukturę spoiny w odlewanym kompozycie na bazie stopu AISi zbrojonego cząstkami SiC. Jednym z głównych wymogów z punktu widzenia zmian mikrostrukturalnych i prawidłowości przebiegu procesu spawania było zredukowanie do minimum dostarczonej energii cieplnej. Wprowadzenie do jeziorka spoiny cyrkonu wpłynęło na zmianę sposobu jego krzepnięcia. Połączenie spawane z zastosowaniem materiału Al-Mg wykazywało budowę dendrytyczną z dużą ilością eutektyk krzemowych. Dodatek Zr do materiału dodatkowego wpłynął na znaczne rozdrobnienie ziarn. Dodatek niewielkiej ilości skandu dodatkowo wzmocnił ten efekt.

EN

The influence of zirconium and scandium added to Al-Mg filler metal on the microstructure welded joint of AISi/SiC(p) metal matrix composite has been described. One of the main prevails to obtain proper microstructure and welding process was reduced to minimum heat energy of welding process. Zirconium presents in the filler metal has influence on the crystallization process of the welding pool. Welded joint with Al-Mg filler metal had typical dendrite microstructure with numerous silicon eutectics. Addition Zr to filler metal caused refining of the grains. Small quantity of Sc in the filler metal intensified refinement effect.

13

Właściwości mechaniczne spoiny w odlewanym kompozycie AlSi/SiC(p) wykonywanej metodą TIG z zastosowaniem materiału dodatkowego typu Al-Mg, Al-Mg-Zr i Al-Mg-Zr-Sc

Wysocki J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2007

|

R. 79, nr 8

49-53

PL

Przedstawiono własności mechaniczne złącza spawanego wykonanego metodą TIG w procesie ręcznym, w kompozycie na bazie stopu AISi9 zbrojonego cząstkami SiC przy zastosowaniu materiału dodatkowego Al-Mg, Al-Mg-Zr i Al-Mg-Zr-Sc. Obecność cyrkonu w materiale dodatkowym wpłynęła korzystnie na poprawę własności mechanicznych spoiny. W porównaniu ze spoiną z użyciem materiału dodatkowego AI-Mg odnotowano rozdrobnienie struktury i wzrost twardości zakrzepłego jeziorka spoiny. Wykonane próby na rozciąganie potwierdziły pozytywny wpływ dodatku cyrkonu w spoiwie na wytrzymałość i jakość spoiny. Zauważono również, że wprowadzenie niewielkiej ilości skandu na jeziorka spoiny prowadzi do dalszego wzrostu twardości, choć jego wpływ na wynik próby na rozciąganie nie został do końca wyjaśniony.

EN

Welded joint mechanical properties in cast AlSiC/SiC(p) metal matrix composite by manual TIG arc welding using unreinforced alloys Al-Mg, Al-Mg-Zr and Al-Mg-Zr-Sc as filler metal has been described. Zirconium presence in the filler metal has advantageous influence on the weld mechanical properties. In comparison with welded joint where Al-Mg alloy had been used, finer microstructure and increase in hardness of the crystallized welding pool were noticed. Performed tensile tests confirmed positive influence zirconiuim addition to the filler metal on weld strength and quality. Has been noticed that addition small quantity of scandium to the welding pool result in the further increase in hardness, although his affect on the tensile test results not clearly revealed.

14

Otrzymywanie AMCs w połączonych procesach odlewania i metalurgii proszków

Dolata-Grosz A., Formanek B., Śleziona J.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 1

8-14

PL

Przedstawiono koncepcję materiałowo-technologiczną otrzymywania i strukturę wybranych wielofazowych kompozytów aluminiowych wytworzonych w połączonych procesach odlewania i metalurgii proszków. Strukturę stopów aluminium modyfikowano mieszaninami proszków kompozytowych, które w reakcji z aluminium umacniały osnowę fazami międzymetalicznymi i ceramicznymi. Jako nośnik faz zbrojących wykorzystano reaktywne proszki kompozytowe uzyskane w procesie samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej (SHS). Morfologię i skład fazowy stosowanych proszków pokazano na rysunkach 1-4. Stosując metodę odlewniczą (mechanicznego mieszania), wytworzono kompozyty z heterofazowym umocnieniem w złożonych, reaktywnych układach: Al/FeAl-TiAl-Al2O3, Al/FeAl3-TiC-Al2O3, Al/NiCr-Cr3C2-TiC oraz Al/Fe(Cu)-TiC. Strukturę kompozytów scharakteryzowano metodami mikroskopii świetlnej i skaningowej, a skład fazowy i chemiczny umocnienia określono metodami dyfrakcji oraz spektroskopii rentgenowskiej. Otrzymane wyniki badań przedstawiono na rysunkach 5-8. Uzyskane odlewy charakteryzowały się złożoną strukturą faz o różnej morfologii i składzie chemicznym. Przeprowadzone badania wykazały, że połączenie procesów odlewania i wprowadzenia kompozytowego proszku o zadanym składzie chemicznym jest efektywnym procesem wytwarzania kompozytów hybrydowych o zadanym wielofazowym umocnieniu i dyspersyjnej strukturze.

EN

Aluminium matrix composites (AMCs) have found applications in the aerospace, military, and especially in the automotive industries. The literature review showed that the most of studies were concentrated on an aluminium matrix composites with SiC and Al2O3 hard particles reinforcement. During recent years, the articles appeared concerning capability fabricate and employment of other, dispersion reinforcing particles like: TiC, ZrC, B4C, Cr3C2 or TiB2 and intermetallic phases. The basic technologies used for manufacturing of these in situ composites are powder metallurgy methods (P/M) and casting techniques. These composites are characterized by high thermodynamic stability which counteracts the chemical reactions at the matrix/reinforcing particle border, and reduces the structure degradation during work at elevated temperatures. This paper presents the material and technological concepts related to obtaining selected multiphase aluminium composites produced in combined casting and powder metallurgy processes and their structures. The structure of aluminium alloys was modified with composite powder mixtures which in a reaction with aluminium reinforced the matrix with intermetallic and ceramic phases. As a carrier of reinforcing phases, reactive composite powders were used, obtained in a self-propagating high-temperature synthesis (SHS). The morphology and phase composition of the powders applied are shown in Figures 1-4. By applying a casting method (mechanical stirring), composites with heterophase reinforcement were fabricated, in complex reactive systems: Al/FeAl-TiAl-Al2O3, AI/FeAI3-TiC-Al2O3, Al/NiCr-Cr3C2-TiC and AI/Fe(Cu)-TiC. The structure of the composites was characterized by means of light and scanning microscopy methods, and the phase and chemical compositions of the reinforcement were identified by diffraction and X-ray spectroscopy methods. The examination results are presented in Figures 5-8. The casts obtained were characterized by complex phase structures of different morphologies and chemical compositions. The research carried out has shown that a combination of casting and introducing a composite powder of a defined chemical composition is an effective process which enables the production of hybrid composites of defined multiphase reinforcement and a dispersion structure.

15

Morfologia cząstek wzmocnienia w kompozytach odlewanych

Cholewa M.

Archiwum Odlewnictwa

|

2006

|

R. 6, nr 18/1

305--310

PL

W opracowaniu wykazano znaczne zróżnicowanie powierzchni cząstek a w następstwie powierzchni kontaktu komponentów w zależności od rodzaju użytego komponentu wzmacniającego i wielkości cząstek. W analizie przyjęto cząstki w kształcie geometrycznych regularnych brył oraz cząstki rzeczywiste o kształtach zbliżonych do teoretycznych, z materiałów powszechnie stosownych w technologiach wytwarzania kompozytów. Pominięto wpływ technologicznego modyfikowania powierzchni, które istotnie zwiększa powierzchnię rozwinięcia cząstek.

EN

This work indicates diversification of reinforcing particle surface and following diverse contact surface for different reinforcement and its size. In conducted analyses reinforcing particles of regular and real shape solids were taken with properties of commonly used reinforcing materials. Technological treatment of particles surface was neglected, although it strongly increases particle surface development.

16

Wpływ dyfuzji i transportu masy na grubość warstwy kompozytowej

Baron C., Gawroński J.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 4

53-60

PL

Przedstawiono wyniki doświadczeń określających zjawisko powstawania powierzchniowej warstwy kompozytowej. Opisano trzy podstawowe przypadki powstawania powierzchniowej warstwy kompozytowej. Każdy z poszczególnych przypadków przedstawia najważniejsze założenia, dzięki którym przeprowadzono badania, a mianowicie rodzaj formy, temperaturę zalewania, rodzaj i grubość wkładki kompozytującej oraz rodzaj materiału bazowego. Badania modelowe przeprowadzono na odlewach kuł o średnicy 100, 80, i 60 mm. Jako wkładkę kompozytującą zastosowano żelazochrom o ziarnistości poniżej 0,3 mm i grubości 5, 3 i 2 mm, natomiast jako materiału na osnowę użyto staliwa niskowęglowego L450, którego skład chemiczny podano w tabeli 1. Dokonano pomiarów grubości powstałej powierzchniowej warstwy kompozytowej. Wyniki pomiarów przedstawiają tabele 10 i 11. Określono procentowy zakres dyfuzji i transportu masy, co podano w tabelach 4, 6 i 8, oraz wykonano pomiary twardości powstałej warstwy kompozytowej (tabele 3, 5 i 7). Przeprowadzono również analizę statystyczną wpływu rodzaju kuli (wielkości) i grubości wkładki z żelazochromu na grubość powstałego kompozytu powierzchniowego. Analiza danych zawiera testy: jednorodności wariancji, analizy wariancji oraz test luki dla trzech wielkości kuł i trzech grubości wkładek kompozytujących. Narzędzia statystyki eksperymentalnej zostały wykorzystane w celu weryfikacji hipotez: - Ho: brak wpływu danego czynnika na grubość powstałego kompozytu powierzchniowego, - Hi: istnieje wpływ danego czynnika na grubość powstałego kompozytu powierzchniowego. Analiza statystyczna potwierdziła znaczący wpływ rodzaju kuli - modułu krzepnięcia na grubość powstałego kompozytu powierzchniowego. W wyniku przeprowadzonego doświadczenia nie wykryto istotnego wpływu grubości użytej wkładki na grubość kompozytu. Aktualnie prowadzone są badania nad zjawiskiem dyfuzji i transportu masy z uwzględnieniem możliwości przewidywania grubości warstwy kompozytowej. Umożliwi to w przyszłości otrzymywanie warstwy kompozytowej o założonej z góry grubości.

EN

In this work the results of research works connected with the phenomenon of surface composite layer formation are presented. Three basic cases of forming surface composite layer have been described. Each of particular cases presents the most important assumptions: the kind of mould, pouring temperature, the kind and thickness of composite pad and the kind of basic material. Thanks to them studies have been done. They have been done for ball casting of 100, 80 and 60 mm diameter. Ferrochroinium with the granularity below 0.3 mm and the thickness 5, 3 and 2 mm have been used as the composite pad. Low-carbon cast steel L450 have been used as the material for the matrix. Its chemical analysis is presented in Table 1. The composite layer thickness measurement was conducted. The results of measurements are presented in Tables 10 and 11. The range of diffusion and mass transport in percentage has been set and presented in Tables 4, 6, 8. The measurements of the hardness of composite layer have been done as well. The results are shown in Table 3, 5, 7. The statistical analysis concerning ball size and pad thickness impact of the composite layer thickness has done. The analysis consisted of three tests: homogeneity of variance, analysis of variance and gap test. They have been done for three sizes of ball casting and three kinds of composite pad thickness. The tools of experimental statistics have verified the following hypothesis: hq: there is no influence of given factor on the thickness of composite, hi : there is influence of given factor on the thickness of composite. Important influence of the kind of ball - solidification module on the thickness of surface composite has been confirmed by statistical analysis. Influence of the thickness of pad on the thickness of surface composite has not been confirmed. At the present moment studies on the effect of diffusion and mass transport are conducted. The possibility of forecasting the thickness of the composite layer is taken into consideration. It would enable getting the composite layer with predicted thickness.

17

Wpływ makrostruktury na właściwości tribologiczne odlewanego odśrodkowo kompozytu stop AK12-cząstki Al2O3

Śleziona J., Wieczorek J., Dolata-Grosz A.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 4

760-766

PL

Kompozyty na osnowie stopów aluminium wzmacniane cząstkami ceramicznymi AI2O3 znajdują zastosowanie w budowie węzłów tarcia, wykorzystywanych w przemyśle maszynowym, lotniczym oraz samochodowym. Rozmieszczenie cząstek zbrojących w osnowie, ich udział objętościowy (rys. 4), kształt oraz wielkość determinują strukturę (rys. 5) a zatem i właściwości materiału. W artykule przedstawiono możliwości kształtowania rozmieszczenia cząstek w odlewie poprzez zastosowanie odlewania odśrodkowego z pionową osią wirowania formy. Badaniami objęto kompozyty na osnowie stopu AK 12 zbrojonego cząstkami AI2O3 o wielkości 10 žm, 30 žm, 50 žm oraz ich mieszaniną. Oceniono strukturalne cechy warstw kompozytowych, takie jak: grubość, położenie oraz udział cząstek zbrojących. Pozwoliło to na określenie wpływu wielkości cząstek na strukturę warstwy kompozytowej. Właściwości tribologiczne, w skojarzeniu żeliwo-kompozytowa warstwa, badano w warunkach tarcia technicznie suchego, wykorzystując tester T-01 (rys. 7). Na podstawie przeprowadzonych badań mikroskopowych i profilografometrycznych, powierzchni kompozytów AK12-Al2O3 po współpracy (rys. 9), opisano zależność pomiędzy wielkością cząstek zbrojących a geometrią warstwy wierzchniej kompozytu. Przeprowadzone badania pozwoliły na sformułowanie modelu zużycia tribologicznego kompozytu w zależności od wielkości cząstek zbrojących (rys. 15).

EN

Aluminium based metal matrix composites are well known for their good wear and erosion resistance, high specific strength, stiffness and hardness. They have found applications within the aerospace, military but especially in the automotive industries. The distribution of particles, their size and shape, and volume fraction together with production method determine the structure and properties of the composite (Fig. 4-6). Many applications of composite products, such as sleeves, rings, cylinder blocks and pistons, need only a local displacement of reinforcement. Centrifugal casting MMC' s is one of the method, which can give a local gradient or layered particles concentration on the thickness of the mould. Distribution of the reinforcement in cast composites layers, which is the subject of this article, allows to receive good joint of special useful properties of reinforced areas - high hardness and wear resistance - with expected good mechanical properties of regions, which do not posses ceramic particles. That kind of material will found application especially in tribological connections. The article presents the results of the researches on composites MMC's layers reinforced Al2O3 particles after mating in technically dry sliding conditions (Fig. 7 - 8). Researches were made with the use of Taylor-Hobson profilograph. Composites AK12 matrix - reinforced with Al2O3 particles (10,25,50 žm) were tested after collaboration with cast iron (Fig. 9). Friction coefficient value and wear resistance in investigated MMC' s layers depend on particle size used as a reinforcement. The friction coefficient and wear value decrease with reduction of particles diameter. In triblogical systems working in dry sliding conditions there is a possibility that tribological properties controlled by particle size change surface geometry and particle size decide about wear character (fig. 15).

18

Charakterystyka mikrostruktury cząstek aluminidku niklu powstałych in situ w odlewanym kompozycie z osnową aluminiową

Olszówka-Myalska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 1

29-32

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury odlewanego kompozytu z osnową aluminiową zawierającego cząstki aluminidku niklu powstałe in situ. Materiał otrzymano w wyniku wprowadzania proszku niklu do ciekłego aluminium. Do opisu mikrostruktury zastosowano metodę XRD oraz SEM. Metodą XRD wykazano w kompozycie obecność aluminium oraz faz Al3Ni, Al3Ni2 oraz Al3Ni5 (rys. 2). Powstały one zgodnie z dwoma mechanizmami: wydzielania podczas krzepnięcia zawiesiny oraz dyfuzyjnego oddziaływania osnowa-proszek niklu. Cząstki powstałe w wyniku wydzielania charakteryzowała budowa nieregularna i przełom transkrystaliczny (rys. 5). Cząstki powstałe w wyniku oddziaływania proszku niklu z osnową zachowały pierwotny kształt proszku prekursora i pękały międzyziarnowo (rys. 6 i 7). Niezależnie od mechanizmu tworzenia in situ aluminidków niklu, obserwowano korzystny - plastyczny mechanizm dekohezji ich połączenia z osnową.

EN

The results of microstructure examination of cast aluminum matrix composite with nickel particles formed in situ are presented. Composite material was obtained by improving nickel powder into liquid aluminium. XRD and SEM methods were used to the microstructure characterization. The presence of AI3Ni, AI3Ni2 and Al3Ni5 was confirmed in aluminium matrix by XRD method (Fig. 2) The particles were formed with two mechanisms: by precipitation during crystallization of suspension and by nickel powder-matrix interdiffusion. Nickel aluminide particles formed as a result of precipitation were irregular. Their fracture was brittle and transcrystalline (Fig. 5). The shape of nickel aluminide particles formed as a result of diffusion was similar to the shape of nickel precursor powder, however their fracture was brittle and intercrystalline (Fig. 6 and 7). Plastic mechanism of interface decohesion was observed, irrespective of the type of particles microstructure.

19

Struktura powierzchni kompozytu AlSi7Mg-SiC po ścieraniu

Mitko M., Tomczyński S.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 8

363-365

PL

Przedstawiono wyniki badań własności trybologicznych oraz struktury powierzchni roboczych po próbach ścierania kompozytów typu stopu AlSi7Mg-SiC. Kompozyty otrzymano przez odlewanie do kokil ciekłej mieszaniny osnowy metalowej z cząstkami SiC (10% obj.) o frakcji 63-100 mikrometra. W kompozycie osnowa metalowa ściśle przylega do cząstek. SiC, które są w niej rozmieszczone równomiernie (rys. 1). Kompozyt wykazuje znacznie korzystniejsze własności tribologiczne w porównaniu ze stopem swojej osnowy. Zużycie ścierne Zc zmniejsza się o ponad połowę, a współczynnik tarcia suchego f wzrasta o ponad 30% w porównaniu ze stopem osnowy kompozytu (tab. 1). Strukturę powierzchni próbek po ścieraniu oceniano na mikroskopie skaningowym Joel JSM 5400 przy powiększeniach od 35 do 1500 razy (rys. 3). Obecność twardych i o ostrych krawędziach cząstek SiC zwiększa tarcie pomiędzy współpracującymi powierzchniami, energia zużyta, wyrywanie cząstek zbrojących, zarysowywanie i złuszczenia odrywanych fragmentów osnowy metalowej znacznie zwiększa wartość współczynnika tarcia suchego. Natomiast przypowierzchniowe i wystające ponad powierzchnię osnowy twarde cząstki SiC oraz rozkruszone cząstki, wcześniej wyrwane z osnowy, tocząc się pomiędzy współpracującymi powierzchniami, obniżają zużycie ścierne badanego kompozytu.

EN

The paper presents the results of tribological examinations, as well as the examinations of the working surface structure after abrasion tests performed for the AlSi7Mg/SiC composite. The composite has been obtained by die-casting of the mixture of the liquid metal matrix and SiC particles (10 vol.%) of 63-lOO [micro]m size. The metal matrix in the obtained material closely adhere to the particles, which arę evenly distributed in its volume (Fig. 1). The composite exhibits much more advantageous tribological properties than the matrix itself. The abrasive wear Zc is reduced by over a half, and the coefficient of dry friction f increases by over 30% as compared with the pure matrix alloy (Table 1). The structure of the specimens surface after abrasion test nas been examined by means of Joel JSM 5400 scanning electron microscope at magnifications from 35x to 1500x (Fig. 3). The presence of hard SiC particles of sharp edges increases friction between the mating surfaces, and the energy expenditure due to scratching and spalling of the metal matrix, and pulling out the reinforcing particles significantly increases the value of the coefficient of dry friction. On the other hand, the surface-close hard SiC particles, projecting from the matrix surface, and the crushed particles formerly pulled out from the matrix and rolling between the co-operating surfaces decrease the abrasive wear of the investigated composite.

20

Związek geometrycznych cech komponentów wzmacniających z technologicznymi i eksploatacyjnymi właściwościami kompozytów odlewanych

Cholewa M., Gawroński J.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

2000

|

R. 2, nr 44

71--79

PL

Opracowanie dotyczy odlewanych metalowych kompozytów cząstkowych. W opracowaniu przedstawiono związki modułu morfologicznego opisującego komponenty wzmacniające z podstawowymi właściwościami technologicznymi i użytkowymi. Zaprezentowano przyjęty plan eksperymentu, równania opisujące badane zależności oraz odpowiadające im wybrane wykresy.

EN

Study concern metal casting particles components. In this study morphological modulus describing reinforcement components with basic technological and using properties connection are presented. Moreover experiment design, equation describing researching dependencies and diagrams corresponding with them are presented.