Przedstawiono wyniki badań własności mechanicznych (wytrzymałości na zginanie i twardości) materiałów z faz międzymetalicznych Fe-Al, wytworzonych przez odkształcanie na gorąco wyprasek, otrzymanych w procesie SHS z proszków żelaza i aluminium. Własności materiałów z faz międzymetalicznych Fe-Al otrzymanych w procesie SHS można znacznie polepszyć przez ich przeróbkę plastyczną. Badania wykazały pomijany do tej pory w analizach wpływ parametrów przeróbki plastycznej na kształtowanie własności tych materiałów. Parametry odkształcania determinują ich gęstość końcową oraz własności mechaniczne i strukturę. Fazy międzymetaliczne FeAl i Fe3Al otrzymane z proszków żelaza i aluminium mają dobrą plastyczność i dużą wytrzymałości na zginanie, która nie występuje w tych materiałach wytwarzanych innymi metodami. Tlenek glinu występuje w małych ilościach w postaci drobnych cząstek. Nie stwierdzono znaczącego jego wpływu na własności wytworzonych wyrobów.
EN
The paper presents the results of investigations on mechanical properties (bending strength and hardness) of Fe-AI intermetallics. The materials were obtained by hot forming of compacted blocks, received from the self-propagating high--temperature synthesis (SHS). It has been shown that the properties of SHS products can be markedly improved by hot processing. The hot-forming parameters strongly affect final density, mechanical properties (Table 1) and structure (Figs 3, 5-9) of Fe-AI intermetallics. Moreover, deformability of these materials is temperature dependent. For FeAl, deformation attained at 850°C is 65% and as much as 83% at 1080°C. For FejAl, deformation attained at 1060°C is 78% with the preserved sample integrity. Bending strength of FeAl is the highest when the material is strongly deformed, e.g. 1967 MPa for the processing parameters e= 83%, T= 1080°C. Fe3Al deformed at the same temperature with s = 73% has a lower bending strength, i.e. 1263 MPa. Hardness has also been found to depend on deformation parameters. After the bending test the features of brittle fracture are observed in the case of FeAl samples processed at 850°C with e= 56% or at 1060°C with e = 42%, whereas the samples processed at 1060°C with e = 60% or 80% undergo plastic deformation prior to failure (Figs 7 and 9). Fine alumina dispersions encountered in the fractured samples do not seem to have any significant effect on the properties of the investigated materials. The intermetallic phases, FeAl and Fe3Al, obtained from powder substrates according to the technology developed by the authors of the present paper, exhibit good ductility combined with high bending strength, which are unattainable by means of other known manufacturing methods.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wstępne badania nad kompozytem ceramiczno-metalowym, który może być zastosowany jako warstwa przejściowa w połączeniach ceramiki Al2O3 z metalami. Do wytworzenia kompozytu wykorzystano proszki ceramiki Al2O3 i stopu Inconel 718. Badania dotyczą trzech różnych składów chemicznych kompozytu, tj. 25%Al2O3-75% 718, 50% Al2O3-50% 718 i 75%Al2O3-25% 718 (udziały objętościowe). Docelowe wytworzenie gradientowej warstwy złącza (na bazie trzech warstw o wymienionych wyżej składach) powinno przyczynić się do dodatkowego wzrostu wytrzymałości mechanicznej złącza ceramiczno-metalowego (także w podwyższonych temperaturach).
EN
The paper presents the first results of the investigations of Al2O3 ceramic - Inconel 718 alloy composite (25%AI2O3-75% 718, 50%Al2O3-50% 718 and 75%Al2O3-25% 718 by volume) in Welding Department of Warsaw University of Technology. In the investigations we use the powders of alumina (Fig. 1) and the powders of 718 (Fig. 2). Fig. 3 shows the first model of ceramic-metal joint. The first investigations concerned the sintering process of each layer (process conditions - temperature: 115O°C, time: 30 min, vacuum: 5x10-5 Tr, pressure: 200 kG, the diameter of samples: 10 mm and initial height of samples: 11,9 mm). During the sintering process stepped out the contraction of each layer (Fig. 4). The value of the contraction presents Fig. 5. The difference of the bulk density and material density is the reason of the contraction (Table 1). The composite mikrostructure after sintering process presents Fig. 6. The microhardness of each layer was calculated by means of the formula [4]. The average microhardness of Al2O3 ceramic is 800 uHV100 and the average microhardness of 718 alloy is 220 uHV100 (table 2). The calculation result shows Fig. 7. Figure 8 presents the joint of Al2O3 ceramic substrate/75% Al2O3-25% 718 layer. Fig. 9 shows the crack in ceramic substrate and Fig. 10 shows ,,lensshape" crack of ceramic substrate. On the ground of the investigations we can state, that: the obtaining of Al2O3 ceramic-718 alloy composite is possible, the contraction of each layer is during sintering process, the bulk density of materials is twice and three times smaller like solid material, each layers have homogeneous microstructure, good sintering degree without the porosity, the obtaining of correct Al2O3 ceramic substrate/75%Al2O3-25% 718 layer joint is possible. The next investigations will include: the investigation by scanning microscopy, X-ray diffraction, the analysis of the distribution of elements, the production of correct ceramic--gradient layer-metal joint and its optimisation (dimensions, chemical composition), the investigations of the boundaries, the investigations of mechanical strength, the trial of application.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.