Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: kompozyty in-situ

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

In situ-formed, low-cost, Al-Si nanocomposite materials

Guba P., Gesing A.J., Sokolowski J., Conle A., Sobiesiak A., Das S. K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

2017

Vol. 84, nr 1

5--22

Aluminum-Silicon (Al-Si) alloys are the “bread-and-butter” of the aluminum foundry industry being cast at an annual rate of over 2 million tonnes/year in North America for use mainly in transportation. Coarse microstructure of these alloys limits their specific mechanical properties and consequently their potential for vehicle lightweighting. Purpose: We report on a new family of cast Al-Si alloys producing in-situ formed nanocomposites of up to 25 vol.% ultrafine equiaxed silicon particles in Al alloy matrix which can be ductile, or reinforced by nano-scale spinodal constituents. Design/methodology/approach: The hypereutectic Al-Si-X alloy (A390) was melted, solidified and cooled on the novel High Pressure Die Casting Universal Metallurgical Simulator and Analyser Technology Platform (HPDC UMSA) at specific process parameters. The HPDC cast samples consecutively were solution treated and artificially aged to spheroidize the Si and to dissolve the intermetallics in Al(SS) and to re-precipitate them in the solid state as nano-sized spinodal structures. The heat treatment was performed using the High Temperature UMSA Technology Platform. Findings: The nano scale structure of these new materials gives them significantly improved strength, hardness, and wear resistance while retaining adequate toughness and ductility for applications in the transportation applications. Research limitations/implications: Desired composite nanostructures have been produced and characterized in-situ in small laboratory test samples. Practical implications: These new materials can be produced by conventional casting technologies such as continuous strip casting, or high-pressure die-casting from conventional low-cost Al-Si melts. Originality/value: These materials can be produced with a significantly higher volume fraction of ultrafine Si dispersoids than has been done to date in in-situ formed materials, while retaining and improving the density-specific mechanical properties.

On the character of matrix-reinforcing particle phase boundaries in MeC and MeB (Me= W, Zr, Ti, Nb, Ta) in-situ composites

Janas A., Kolbus A., Olejnik E.

Archives of Metallurgy and Materials

2009

Vol. 54, iss. 2

319-327

In metal matrix composites (MMCs), the character of the matrix-reinforcing particle phase boundaries has very important effect on the utilisation properties of these materials. For some composites like Al/TiC, Al/TiB2, Ni3Al/TiC, AlSi/SiC and Za27/NiAl, the properties of these phase boundaries were discussed in detail in study [1]. From this study it follows that during the in-situ composite synthesis by SHSB route, the solidification process results in the formation of large internal stresses, due to differences that have been observed to exist in the values of the coefficients of thermal expansion and elastic modulus between the matrix and reinforcing particles [2,3]. According to A. Mortensen [4], the differences in the thermal expansion that occur between the matrix and the reinforcing phase increase the density of dislocations in the structure, which may lead to the formation of microcracks. Besides these effects, alien phases, formed additionally in the process of composite synthesis, may appear at the phase boundaries. These are usually the undesired phases, weakening the bond that should exist between the matrix and the reinforcing particle. Both alien precipitates and the stresses have an important effect on the character of the phase boundaries and, indirectly, on the mechanical properties of composites fabricated by SHSB route [5,6,7]. The application of modern research methods, e.g. high-resolution electron microscopy (HREM), enables better understanding of the phenomena taking place at the matrix-reinforcing particle phase boundary. This study describes the investigations that have been carried out to prove the presence of internal stresses in the in situ composites. They are meant to complete the results presented in [1]. The main aim of the present study was to investigate the character of the matrix-ceramic particle phase boundary in, fabricated by the SHSB method, new composites from the group of the "in situ" materials, i.e. Ni3Al/WC, Ni3Al/ZrC, Ni3Al/NbC, Ni3Al/NbB [8] as well as Ni3Al/TaC and Ni3Al/TaB. Like in [1], also in this case, the techniques used in investigations included electron microscopy, scanning microscopy and X-ray microanalysis.

Charakter granic międzyfazowych osnowa – cząstka w kompozytach metalowych typu MMCs ma zasadniczy wpływ na właściwości użytkowe tych materiałów. Charakter tych granic dla niektórych kompozytów: Al/TiC, Al/TiB2, Ni3Al/TiC, Al-Si/SiC oraz Za27/NiAl zostały szczegółowo przedstawione w pracy [1]. Wynika z niej, że przy syntezie kompozytów "in situ" metodą SHSB, po procesie krystalizacji, powstają duże naprężenia wewnętrzne wynikajace z różnic wartości współczynników rozszerzalności termicznej, oraz modułów sprężystości osnowy i cząstek wzmacniających [2,3]. Według A. Mortensena [4] to niedopasowanie rozszerzalności cieplnej pomiędzy osnową a umocnieniem jest przyczyną wzrostu gęstości dyslokacji w strukturze, co w następstwie może prowadzić do powstawania mikropeknięć. Oprócz tego na granicy rozdziału, mogą pojawiać się obce fazy, powstające dodatkowo w procesie syntezy kompozytu. Są to fazy zwykle niepożądane, osłabiające wiązanie osnowa -cząstka wzmacniająca. Zarówno obce wydzielenia jak i naprężenia mają decydujący wpływ na charakter granicy fazowej czyli pośrednio na właściwości mechaniczne otrzymywanych ta metoda kompozytów [5,6,7]. Zastosowanie nowoczesnych metod badawczych, m.in. wysokorozdzielczej mikroskopii elektronowej HREM, pozwala poznać opisane zjawiska na granicy międzyfazowej osnowa-cząstka wzmacniająca. W niniejszej pracy przedstawiono badania potwierdzające występowanie naprężeń wewnetrznych w kompozytach "in situ". Uzupełniają one wyniki badań prezentowanych w pracy [1]. Głównym celem prezentowanej pracy jest badanie charakteru granic osnowa – cząstka ceramiczna w wytworzonych metodą SHSB, innych, nowych materiałach kompozytowych, z grupy kompozytów "in situ" t.j. Ni3Al/WC, Ni3Al/ZrC, Ni3Al/NbC, Ni3Al/NbB [8] oraz Ni3Al/TaC i Ni3Al/TaB. Podobnie jak w pracy [1], do badań wykorzystano metody mikroskopii elektronowej, mikroskopii skaningowej i mikroanalizy rentgenowskiej.