Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 11

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  kompozyt z osnową aluminiową
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
Tensile tests of 8009Al alloy reinforced with SiC and Al₂O₃ particles fabricated by powder metallurgy (PM) were conducted at temperatures of 250–350°C and strain rates of 0.001–0.1 s⁻¹. The ultimate tensile strength and yield strength of the samples decreased while the temperature and strain rate increased. The elongation slightly decreased at first and then increased with growing temperature because of the medium-temperature brittleness of the alloy matrix. When the strain rate was 0.1 s⁻¹, the elongation of the 8009Al/Al₂O₃ composites always decreased with an increase in temperature because of the poorly coordinated deformation and weak bonding between the matrix and Al₂O₃ particles at such a high strain rate. The work-hardening rates of the composites sharply increased to maxima and then decreased rapidly as the strain increased. Meanwhile, the 8009Al/SiCₚ composites displayed superior UTS, YS, elongation, and work-hardening rates than those of the 8009Al/Al₂O₃ composites under the same conditions. Compared to 8009Al alloys reinforced with spherical Al₂O₃ particle, 8009Al alloys reinforced with irregular SiC particles exhibited a better strengthening effect. The fracture mechanism of the 8009Al/SiCₚ composites was mainly ductile, while that of the 8009Al/Al₂O₃ composites was primarily debonding at the matrix–particle interfaces in a brittle mode.
EN
The paper presents the results of mechanical and tribological tests conducted on the surface of Al-Si-Cu/SiCp composite reinforced with SiC particles and modified by friction stir processing (FSP) with different parameters. Changes in the distribution of the reinforcement particles on the modified surface of the composite were calculated and analyzed using a new analytical RVE theory with Eisenstein-Rayleigh-Mityushev sums (ERM-sum) (see the definitions below), and PointSel software. The Vickers hardness test with a 1 N load and the ball-on-disc method were used to test the material properties. A high degree of homogenization of the tested material was observed as a result of its modification, as evidenced by an approximately 4-fold reduction in the size of representative volume element (RVE) cells. The size of the RVE cell decreased almost four times for the material after modification, which indicates the high level of homogenization of the tested material. Moreover, we observed a reduction by order of magnitude of the anisotropy coefficient of the distribution of the reinforcing phase particles after the modification process. A 30% increase in the Vickers microhardness of the representative areas was obtained for the modified composites. After the FSP modification process the friction coefficient increases by 40%, and almost 25% decrease in the specific wear rate is observed. Both effects are attributed to the achieved homogenization of particle distribution and reduction of particle size up to 38%.
PL
Przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych i tribologicznych powierzchni kompozytów Al-Si-Cu/SiCp modyfikowanych metodą FSP z różnymi parametrami. Zmianę rozkładu cząstek wzmacniających na powierzchni kompozytu zbadano z wykorzystaniem nowej analitycznej teorii RVE oraz ERM-sums i programu PointSel. Testy twardości przeprowadzono metodą Vickersa przy obciążeniu 1 N, a testy ścieralności wykonano metodą ball-on-disc. Po procesie modyfikacji stwierdzono wysoki stopień homogenizacji, który cechował się około czterokrotnym zmniejszeniem wielkości komórki RVEc oraz spadkiem o rząd wielkości wartości współczynnika anizotropii rozkładu cząstek fazy wzmacniającej. Zaobserwowano około 30% wzrost mikrotwardości Vickersa w modyfikowanym kompozycie. Po procesie modyfikacji FSP stwierdzono również 40% wzrost wartości współczynnika tarcia oraz blisko 25% spadek wartości wskaźnika zużycia, wynikający z ujednorodnienia struktury i redukcji wielkości cząstek SiC, dochodzącej do 38%.
EN
The discussion of the possibility of application of the GPI (gas pressure infiltration) process to the manufacturing of composites based on selected aluminium alloys reinforced with carbon fibres coated with nickel protective layer, as well as the determination of selected properties of materials obtained using this technique, is presented in the article. The composites reinforced unidirectionally (UD) were produced, the suitable volume fraction of fibres was determined and the proper forming parameters were established. Basing on the obtained results, with application of the same components, the composites reinforced three-directionally (3D) were subjected to infiltration. The preforms were designed and prepared using plaiting and joining methods. The GPI process parameters were verified for the assumed fibre arrangement. Thermal expansion of matrix alloys and composites obtained with application of most favourable parameters was determined and the influence of fibre arrangement and chemical composition of the matrix on the obtained results was analysed. The comparative abrasion tests with application of different velocities were performed for the selected alloy and the composite reinforced unidirectionally. In order to evaluate the changes taking place in the matrix during infiltration, the analysis of chemical composition of composites was performed for materials reinforced unidirectionally, as an example. The correctness of distribution of fibres in the composite matrix was also evaluated by means of microstructure observation as well as non-destructive testing with application of computed tomography technique. The results obtained during the investigations provide information concerning suitability and limitations of the GPI method to the manufacturing of light structural parts from the proposed components.
PL
W pracy podjęto próbę oceny możliwości stosowania procesu infiltracji gazowej do wytwarzania kompozytów na osnowie wybranych stopów aluminium, umocnionych włóknami węglowymi pokrytymi warstwą ochronną niklu a także określenia wybranych właściwości otrzymanych w ten sposób materiałów. Wykonano kompozyty umocnione jednokierunkowo, określono odpowiedni dla nich udział objętościowy włókien i wyznaczono właściwe parametry ich formowania. W oparciu o otrzymane wyniki oraz stosując te same komponenty przeprowadzono proces infiltracji kompozytów umocnionych trójkierunkowo. Do tego celu zaprojektowano i przygotowano preformy z wykorzystaniem metod wyplatania oraz łączenia. Parametry procesu GPI zweryfikowano dla tak przyjętego układu włókien. Określono rozszerzalność termiczną stopów osnowy oraz kompozytów otrzymanych przy zastosowaniu najkorzystniejszych parametrów, ocenie poddano wpływ ułożenia włókien oraz składu chemicznego osnowy na otrzymane wyniki. Dla wybranego stopu i otrzymanego na jego osnowie kompozytu umocnionego jednokierunkowo wykonano porównawcze badania odporności na zużycie ścierne, które prowadzono przy różnej prędkości realizacji testów. W celu oszacowania zmian zachodzących w osnowie podczas infiltracji wykonano na przykładzie tworzyw umocnionych jednokierunkowo analizę składu chemicznego kompozytów. Ocenie poddano także poprawność rozlokowania włókien w osnowie kompozytów, prowadząc w tym celu obserwacje mikrostruktury oraz badania nieniszczące z wykorzystaniem metody tomografii komputerowej. Otrzymane podczas badań wyniki stanowią informację na temat przydatności i ograniczeń w stosowaniu metody GPI do wytwarzania z zaproponowanych komponentów elementów lekkich konstrukcji.
4
Content available remote Kształtowanie ubytkowe materiałów kompozytowych na bazie aluminium
PL
Kształtowalność ubytkowa za pomocą obróbki skrawaniem, ściernej i erozyjnej materiałów kompozytowych z osnową aluminiową wzmacnianych włóknami saffilowymi.
PL
Przedstawiono charakterystykę mikrostruktury aluminidków żelaza powstałych w kompozycie w wyniku oddziaływania proszku żelaza z osnową aluminiową. Materiał otrzymano podczas prasowania w próżni, w różnej temperaturze, w zakresie 560 ÷ 630 °C. Opis mikrostruktury cząstek przeprowadzono na podstawie wyników badań metodami elektronowej mikroskopii skaningowej oraz rentgenowskiej analizy fazowej (rys. 2-5). Ponadto do opisu zmian mikrostruktury cząstek wynikających ze zmiany temperatury prasowania zastosowano metody metalografii ilościowej i wyznaczono średnią powierzchnię płaskiego przekroju cząstek (tab. 1). Stwierdzono wpływ temperatury prasowania na mikrostrukturę cząstek powstałych in situ z prekursora proszku żelaza w kompozycie. Zmianom ulegała zarówno wielkość cząstek, jak i skład fazowy. Wielkość cząstek powstałych w zakresie 560 ÷ 600 °C rosła wraz ze wzrostem temperatury, a cząstek powstałych w wyższej temperaturze tzn. 620 i 630° była zdecydowanie mniejsza. Metodą XRD zidentyfikowano fazy Al13Fe4, AI5Fe2 i Al3Fe, których zawartość zmieniała się ze wzrostem temperatury prasowania (rys. 5, tab. 2). Wykazano możliwość uzyskania kompozytu z osnową aluminiową zawierającego cząstki aluminidku żelaza powstałe in situ o granulacji mniejszej od proszku prekursora.
EN
The microstructure characterization of the iron aluminides formed in composite as a result of interaction between the iron powder and the aluminium matrix was presented. The material was obtained by the hot pressing in vacuum at a different temperatures in a range of 560 ÷ 630 °C. The scanning electron microscopy (SEM) and the X-ray diffraction (XRD) methods were used for the microstructure investigation (Fig. 2-5). The quantitative metalography was used for the description of particle microstructure changes connected with the changes of the pressing temperature; the average area of particles was also measured (Tab. 1) The influence of the temperature of hot pressing on microstructure of the particles formed in composite in situ from an iron precursor powder was stated. Both size of the particles and their phase composition were changing. The average area of particles plane section increased with the temperature increase at the range of 560 ÷ 600 °C and was distinctly lower than observed for particles formed at a temperature of 620 and 630 °C. The iron aluminides Al13Fe4, Al5Fe2 and Al3Fe were identified by XRD method and their content was changing with a hot pressing temperature (Fig. 5, Tab. 2). The possibility of obtaining of the aluminium matrix composite material with in situ formed iron aluminides particles was stated. The particles sizes of iron aluminides obtained at higher pressing temperature were lower than for precursor powders.
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.
PL
W pracy przedstawiono wpływ zbrojenia odlewniczych stopów glinu na właściwości tribologicznie materiałów kompozytowych (AlMC) przeznaczonych na skojarzenia ślizgowe. Dokonano klasyfikacji materiałów kompozytowych na zbrojone i modyfikowane przyjmując za kryterium klasyfikacji stosunek wytrzymałości na ścinanie materiału fazy zbrojącej do osnowy. Wyznaczono podstawowe charakterystyki tribologiczne dwunastu skojarzeń ślizgowych żeliwa z kompozytami i materiałem osnowy (AK12) oraz kompozytami pokrytymi powłoką kompozytową (APT+Me). Określono wpływ średniej średnicy cząstek FZ na zużycie żeliwa i współczynnik tarcia skojarzenia. Stwierdzono znaczny spadek zużycia żeliwa wraz ze zmniejszeniem średnicy cząstek. Stwierdzono, że przyczyną zbyt dużego zużycia żeliwa jest lokalny rozkład naprężeń i odkształceń wokół tych cząstek, a przyczyną zbyt dużego współczynnika tarcia jest brak w strefie tarcia materiału o niewielkiej wytrzymałości na ścinanie. Wykorzystując hipotezę tarcia zaproponowaną przez Bowdena i rozwiniętą przez Ernsta i Merchanta, a wynikającą z hipotezy największego naprężenia stycznego Coulomba - opracowano powłokę kompozytową APT+Me zawierającą przynajmniej dwa składniki, tj. jeden o dużej twardości (anodowa powłoka tlenkowa) i drugi o małej wytrzymałości na ścinanie (nikiel). Powłoka ta zmniejszyła znacznie współczynnik tarcia i zużycie żeliwa współpracującego ślizgowo z kompozytami. Na podstawie wykonanych badań teoretycznych stwierdzono, że najmniejsze wartości współczynnika tarcia można uzyskać wytwarzając powłoki trójskładnikowe, tj. zawierające wytworzoną elektrolitycznie anodową powlokę twardą i wprowadzony w odpowiedni sposób nikiel oraz naniesioną eksploatacyjnie miedź. Powłoka ta spełnia bardzo dobrze rolę warstwy wierzchniej przeznaczonych na skojarzenia ślizgowe żeliwa ze stopami glinu i wytworzonych na ich bazie materiałów kompozytowych. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że ilość składnika o niskim tau nie może być zbyt duża. Najlepsze efekty tribologiczne uzyskuje się, gdy składnik ten jest naniesiony w postaci cieniutkiej, nieciągłej warstewki rozdzielającej współpracujące materiały. W badanym przypadku twardość zapewniają APT i nikiel, a małą wytrzymałość na ścinanie nanoszona tarciowo z roztworów koloidalnych miedź. Elastyczny nikiel zabezpiecza bardzo twardą, ale kruchą, sorbującą olej anodową powłokę twardą przed pękaniem i wykruszaniem, a partnera przed nadmiernym zużywaniem. Roztwory koloidalne miedzi dodawane do oleju zapewniają jej stałą obecność na wierzchołkach rzeczywistej powierzchni styku, obniżając opory tarcia i zużycie. Ciepło generowane tarciem powoduje wzrost temperatury zamkniętych pomiędzy żeliwem i wydzieleniami niklu cząstek Cu, co obniża w istotny sposób ich wytrzymałość na ścinanie i przyspiesza utlenianie, a tym samym redukuje opory tarcia. Dodatkowo źle przewodząca ciepło warstewka tlenku glinu przyczynia się do wzrostu temperatury tych cząstek miedzi. Zbyt duże ilości miedzi zwiększają współczynnik tarcia, ponieważ wypadkowa twardość rzeczywistej powierzchni styku jest superpozycją twardości składników RPS. Wzrost zawartości Cu obniża twardość, przy mniejszym spadku wytrzymałości na ścinanie ze względu na podgrzewanie większych objętości przy tej samej ilości ciepła generowanego tarciem. Określono wpływ parametrów technologicznych na wybrane właściwości, tj. nasiąkliwość i chropowatość powłok APT+Ni i APT+Cu. Zależności te opisano matematycznie równaniami zwanymi funkcjami konstytuowania. Wpływ parametrów wytwarzania na zużycie i współczynnik tarcia opisano funkcjami eksploatacji. Na postawie przeprowadzonych badań zbudowano model współpracy skojarzenia ślizgowego żeliwo/PK, opracowano proste zależności pozwalające określić zużycie PK poprzez pomiar średniej średnicy powierzchni zużycia wydzieleń. Model zweryfikowano za pomocą programu do analizy obrazu Visilog i przez wyznaczenie lokalnych naprężeń i odkształceń w strefie tarcia za pomocą metody elementów skończonych.
EN
Influence of the reinforcing of cast aluminium alloys on tribological properties of composite materials (AlMC) destined for sliding pairings are presented in the paper. The composite materials were classified as either reinforced or modified and the ration of the shear strengths of the reinforcing and matrix phases was taken as the classification criterion. Basic tribological characteristics were determined for twelve pairings of the cast iron against composite materials and the matrix material. The influence of the mean particle diameter of reinforcing phase (RP) on the cast iron wear and the joint friction coefficients were also determined. It was found out that the cast iron wear significantly decreased with the decrease in the particle diameters. Local distribution of stresses and strains around the particles was the reason for too high wear of the cast iron. Lack in the friction zone of a material with low shear strength led to too high friction coefficient. In order to improve this situation a AHC+Me composite coating was elaborated basing on the friction hypothesis proposed by Bowden and developed by Ernst and Merchant that uses hypothesis of the largest Coulomb shear stress. The coating contained at least two components i.e. one of a high hardness (anodic hard coating) and second of low shear strength (nickel). Basing on the theoretical studies is was found out that the smallest values of the friction coefficient can be obtained by producing three-component coatings i.e. containing a hard anodic coating obtained by electrolytical deposition, introduced in a proper way nickel and deposited copper. This coating serves very well as a surface layer intended for gliding joints of aluminium alloys and composite materials based on these alloys. The studies showed that the amount of the component with low tau couldn't be too high. The best tribological effects are obtained when this component is deposited in a form of a very thin, non-continuous layer between the co-operating materials. In the studied case APT and nickel provide high hardness and copper, deposited from colloidal solutions in a friction way, gives low shear stress. Elastic nickel secures from cracking and crumbling the very hard but fragile and absorbing oil hard anodic coating. It also secures the partner from too high wearing. The colloidal copper solutions added to the oil ensure the copper presence at the peaks of the real contact surface decreasing friction resistance and wear. Heat produced by friction causes increase of temperature of the micro-volumes of copper closed between the cast iron and nickel precipitates. This significantly reduces their shear strength and increases oxidation and thus reduces friction resistance. Additionally, the layer of aluminium oxide, badly transforming heat, also contributes in copper temperature increasing. Too high amounts of copper lead to the increase of the friction coefficient because final hardness of the real contact surface is a superposition of the RPS components' hardness. Larger amounts of copper decrease the hardness at lower decrease of shear strength due to necessity of heating of larger volumes with the same amount of heat produced by friction. Influence of the technological parameters on chosen properties i.e. absorbability and roughness of the AHC+Ni and AHC+Cu coatings was determined. These relationships were mathematically described using equations called constituting functions. Influence of the production parameters on wear and friction coefficient was described by exploitation functions. Basing on the carried out studies a model of co-operation of CI/CL pairing was built and simple relationships allowing determination of wear of the CL by measuring the mean diameter of worn precipitates were elaborated. The model was verified using software for image analysis Visilog and by determination of local stresses and strains in the zone of friction using the final element method.
PL
W pracy przedstawiono rezultaty badań dotyczących wytworzenia kompozytów zbrojonych cząstkami dyspersyjnymi w oparciu o reakcje zachodzącą pomiędzy ciekłym aluminium, a tlenkiem FeO TiO2 wprowadzonym do niego metodą mechanicznego mieszania. Zaprezentowano wybrane wyniki analizy DTA, rentgenowskiej analizy fazowej i mikrostrukturę otrzymanych materiałów.
EN
In this work results researches concerning to the producing of dispersed aluminium matrix composites have been shown. Composites were obtained according to reaction between of liquid aluminium and solid particles of ilmenite (FeO TiO2) using mixing method. DTA analyses and X-ray analyses results and microstructures of composites were also presented.
PL
W pracy przedstawiono strukturę kompozytów z osnową aluminiową zawierających cząstki aluminidków niklu, powstałe in situ w wyniku oddziaływania proszku niklu z osnową. Materiały kompozytowe wykonano metodą jednoosiowego prasowania w podwyższonej temperaturze. Wykazano wpływ struktury wyjściowej proszku niklu oraz wpływ parametrów procesu technologicznego na strukturę kompozytu, w tym na morfologię powstałych in situ cząstek. Badania strukturalne prowadzono metodami SEM.
EN
The paper concerns aluminium matrix composites in which nickel aluminide particles formed in situ are incorporated due to the interaction between the nickel powder and the matrix. The composite materials were produced by means of powder metallurgy methods (one axis hot pressing). Nickel powders of different granulation and morphology were used. During hot pressing, different process temperature was applied (460-640 degrees centigrade). The composite structures were analyzed with the use of a Hitachi-4200 scanning electron microscope (FE-SEM) with EDX Noran 3500. In hot-pressed composites it was found that there is a possibility of forming nickel aluminide particles with both a laminar structure and microscopically homogeneous one. In the aluminide particles with a laminar structure, diversification of the chemical composition and grain size was found by means of SEM and EDS methods. The influence of the granulation selection of nickel and aluminium powders as components on the structure of hot-pressed composites is presented. The influence of the presence of Al2O3 ceramic particles on the shape and morphology of aluminides particles was found.
EN
Aluminium matrix composite reinforced with alumina particles coated with nickel was investigated. Nickel layer of thickness less than 1 micrometer was deposited by chemical method on Al2O3 particles with 500 mesh granulation. Hot pressing in Degussa press was used to obtain composite materials. The decohesion of composite material depending on sintering temperature was analysed by SEM methods. Different mechanisms of composite decohesion were identified. The role of reactive bonding was analysed.
PL
Badano kompozyt z osnową aluminiową i cząstkami tlenku aluminium o granulacji 500 mesh pokrytymi metodą chemiczną warstwą niklu o grubości mniejszej od 1 mikrometra. Materiał otrzymano w wyniku prasowania na gorąco w prasie Degussa mieszaniny proszków. Metodami SEM analizowano wpływ temperatury spiekania na mechanizm dekohezji kompozytu. Stwierdzono występowanie różnych mechanizmów dekohezji oraz wpływ, powstałego na granicy cząstka-osnowa, połączenia reaktywnego.
PL
Przedstawiono strukturę kompozytów z osnową aluminiową zawierających aluminidki niklu. Materiały wytworzono w procesie spiekania w próżni w prasie Degussa oraz w procesie odlewania zawiesiny. Aluminidki niklu tworzyły się in situ w wyniku oddziaływania proszku niklu z osnową aluminiową. Charakteryzowały się zróżnicowaną budową i składem chemicznym w zależności od warunków procesu technologicznego. W odlewach powstała faza Al2Ni. W spiekach, oprócz cząstek Al3Ni, obserwowano również układy warstwowe o złożonej budowie. Uzyskano korzystne połączenie aluminidek-aluminiowa osnowa, które umożliwia dekohezję materiału bez wyrywania cząstek z osnowy.
EN
Structure of aluminium matrix composites with nickel aluminides was presented. Composite materials were obtained by sintering in vacuum in Degussa press and by casting. Nickel aluminides were formed in situ as a result of nickel powder and aluminium matrix interaction. Their structure and chemical composition depended on parameters of technology. In cast composites only aluminide Al3Ni was formed. In sinters as well as Al3Ni particles, nickel aluminides with layer structure were observed. Good bonding between aluminium matrix and aluminides was confirm. Fracture without pulling out of intermetallic particles from aluminium matrix was observed.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.