Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Peritectic Determination by a Melt Deck Thermal Analysis System

Tuttle R. B.

Archives of Foundry Engineering

|

2019

|

iss. 1

83--88

EN

There has been a growing interest in the peritectic due to increasing productivity, quality, and alloy development. Differential scanning calorimetry (DSC) has traditionally been used to study steel solidification but suffers significant limitations when measuring the solidus and peritectic. This work covers a new thermal analysis system that can characterize the peritectic reaction. Heats of AISI/SAE 1030 and 4130 steel were poured to provide some benchmarking of this new technique. The peritectic was detected and the reaction temperature measured. Measurements agree reasonably well with reference information. A review of the literature and thermodynamic calculations did find some disagreement on the exact temperatures for the peritectic and solidus. Some of this difference appears to be related to the experimental techniques employed. It was determined that the system developed accurately indicates these reaction temperatures. The system provides a unique method for examining steel solidification that can be employed on the melt deck.

2

The Analysis of AISI A3 Type Ferritic-Austenitic Cast Steel Crystallization Mechanism

Stradomski G.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 3

229--233

EN

High-alloy corrosion-resistant ferritic-austenitic steels and cast steels are a group of high potential construction materials. This is evidenced by the development of new alloys both low alloys grades such as the ASTM 2101 series or high alloy like super or hyper duplex series 2507 or 2707 [1-5]. The potential of these materials is also presented by the increasing frequency of sintered components made both from duplex steel powders as well as mixtures of austenitic and ferritic steels [6, 7]. This article is a continuation of the problems presented in earlier works [5, 8, 9] and its inspiration were technological observed problems related to the production of duplex cast steel. The analyzed AISI A3 type cast steel is widely used in both wet exhaust gas desulphurisation systems in coal fired power plants as well as in aggressive working environments. Technological problems such as hot cracking presented in works [5, 8], with are effects of the rich chemical composition and phenomena occurring during crystallization, must be known to the technologists. The presented in this work phenomena which occur during the crystallization and cooling of ferritic-austenitic cast steel were investigated using numerical methods with use of the ThermoCalc and FactSage® software, as well with use of experimental thermal-derivative analysis.

3

Superconducting materials by design: Bulk with artificial thin walls as cryo-magnets

Noudem J. G.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 2CD

13--23

EN

From Y2BaCuO5 (Y211) foam structure and perforated Y211 bulk with various an artificial array of holes, single domain composites YBa2Cu3Oy(Y123)/Y2BaCuO5 have been prepared by combination of the infiltration and top seed growth (ITSG) process. The process involves the shaping of 211 preforms by conventional ceramic routes such as uniaxial and isostatic pressing. A compact of 123 or 123 rich in liquid phase, acting as a source is placed in contact with the 211 "reservoir", and heated above the peritectic temperature of 123. The liquid source infiltrates the perforated reservoir and the peritectic reaction occurring between the preform 211 and the matrix (liquid phases) during slow cooling from the peritectic temperature results in the growth of 123 with uniformly distributed fine 211 particles. The goal is to facilitate sample oxygenation and decrease crack formation in order to address the problem of hot spot formation during d.c. transport current characterizations. As-processed samples contain mechanically patterned holes parallel to the mean c-axis interconnected of the textured domain. This makes samples easier to oxygenate and cool. This approach would allow a better reproducibility in the elaboration of the holes which would make accessible modelled experiments. It will be demonstrated in this work that this latter approach can be used to obtain Y123 bulks exhibiting microstructures, textures and properties under magnetic fields similar to the usual bulks of the literature.

PL

Z materiału Y2BaCuO5 (Y 211) o strukturze pianki i perforowanego materiału litego z różnym rozkładem porów, w wyniku złożenia procesów infiltracji (wnikania) i rozrostu fazy (ITSG), otrzymano kompozyt YBa2Cu3Oy (Y 123) / Y2BaCuO5 (Y 211) złożony z pojedynczych domen. Taki proces pozwala na kształtowanie struktury typu Y 211 na drodze konwencjonalnych metod stosowanych w ceramice, takich jak jednoosiowe lub izostatyczne prasowanie. Wypraska z materiału Y 123 lub Y 123 bogatego w fazę ciekłą, działająca jako źródło w połączeniu ze „zbiornikiem” Y 211, jest wygrzewana do temperatury powyżej temperatury perytektycznej Y 123. W wyniku czego ciekłe źródło wnika w perforowany materiał i zachodzi reakcja perytektyczna między fazą Y 211 i matrycą (faza ciekła). Podczas powolnego chłodzenia od temperatury perytektycznej zachodzi rozrost fazy Y 123 z jednorodnym rozkładem drobnych cząsteczek Y 211. Celem pracy jest określenie warunków zwiększonego dotleniania i obniżenia tendencji do powstawania pęknięć w odniesieniu do tworzenia się „gorących punktów” podczas zachodzenia charakterystycznych procesów. Tak otrzymane próbki zawierają mechanicznie modelowane pory równoległe do głównej osi c powiązanej z teksturą domen, co ułatwia dotlenianie i chłodzenie próbek. Takie podejście do eksperymentu pozwala na uzyskanie lepszej powtarzalności wyników w odniesieniu do modelowania rozkładu porów. Praca pokazuje, iż prezentowana tutaj metoda może być stosowana do otrzymywania materiałów typu Y 123 o odpowiedniej mikrostrukturze, teksturze i właściwościach magnetycznych podobnych do typowych materiałów znanych z literatury.

4

Back-Diffusion In Crystal Growth. Peritectics

Wołczyński W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2409--2414

EN

A model for the solute micro-segregation/redistribution is delivered. The description is associated with solidification of the peritectic alloys. The peritectic transformation is treated as the phenomenon which modifies the solute redistribution profile resulting from both partitioning and back-diffusion. The relationship allowing for the amount of peritectic phase calculation is also formulated.

PL

Proponowany jest model mikrosegregacji/redystrybucji składnika stopowego. Opis ten dotyczy krystalizacji stopów perytektycznych. Transformacja perytektyczna jest traktowana jako zjawisko, które modyfikuje profil redystrybucji składnika wynikający z rozdziału i dyfuzji wstecznej. Sformułowane jest także równanie, które pozwala wyznaczyć ilość fazy perytektycznej.

5

Thermodynamic and Kinetic Aspects of the Hot Dip (Zn) - Coating Formation. Part I

Wołczyński W., Pogoda Z., Garzeł G., Kucharska B., Sypień A., Okane T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1223--1233

EN

A hot dip (Zn) – coating formation is carried out in the industry conditions. Two types of the steel substrate are applied to the experiment. Two morphologically different coatings are obtained, accordingly. A hot dip (Zn) – coating formation is also carried out in the laboratory conditions for making some additional explanations of the revealed phenomena. The thickening of the - phase sub-layer is observed in details to determine time of the transition from stable into meta-stable solidification. The Fe-Zn phase diagrams for stable and meta-stable equilibrium are calculated, respectively. The phase diagram for dissolution is also determined. The criterion of the higher temperature of the solid/liquid (s/l) interface is successfully applied to the Fe-Zn system to justify the competition between stable and meta-stable solidification. The mass balance verification is performed for the (Zn) - coating in order to define the nominal Zn–solute concentration required by dissolution and next by solidification. The Zn – solute concentration in the dissolution, super-saturation and saturation zones are determined thermodynamically. The growth kinetics is described for all the sub-layers in the (Zn) – coating.

PL

Przeprowadzono formowanie powłoki cynkowej metodą zanurzeniową w warunkach przemysłowych. W eksperymencie użyto dwu rodzajów podłoży. Stosownie, uzyskano dwa rodzaje powłok zróżnicowanych morfologicznie. Przeprowadzono również formowanie powłoki w warunkach laboratoryjnych celem uzyskania dodatkowych wyjaśnień dla ujawnionych zjawisk. Szczególnie obserwowano pogrubianie podwarstwy fazy celem określenia momentu przejścia od krystalizacji stabilnej do metastabilnej. Stosownie do tego przejścia obliczono diagramy fazowe Fe-Zn zarówno dla równowagi stabilnej jak i metastabilnej. Dodatkowo obliczono diagram fazowy dla zjawiska rozpuszczania. Skutecznie zastosowano kryterium wyższej temperatury frontu krystalizacji w odniesieniu do diagramu fazowego Fe-Zn celem uzasadnienia współzawodnictwa miedzy krystalizacją stabilną a metastabilną. Przeprowadzono obliczenia bilansu masy dla powłoki (Zn) celem określenia nominalnego stężenia cynku wymaganego przez rozpuszczanie a następnie przez krystalizację. Termodynamicznie określono stężeniu cynku w strefach rozpuszczania nasycenia i przesycenia. Kinetyka wzrostu została opisana w odniesieniu do wszystkich podwarstw powłoki cynkowej.

6

Synteza i badania właściwości nadprzewodników ceramicznych metodami analizy termicznej

Plewa J.

Zeszyty Naukowe. Hutnictwo / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 73

5-143

PL

W pracy przedstawiono usystematyzowane badania prowadzące do wytworzenia zaawansowanych materiałów ceramicznych, jakimi są nadprzewodniki wysokotemperaturowe. Zarówno wytwarzanie nowego materiału - nadprzewodzących miedzianów: Yba2Cu3O i Bi2Sr2CaCu2O8, jak i uzyskiwanie ceramiki funkcjonalnej wymagało zastosowania wysokich temoeratur. Wykonana obróbka cieplna dla tych materiałów inżynierskich jest procesem niezbędnym, a jako odpowiadającą jej technikę pomiarową wykorzystano analizę termiczną. W pierwszej części pracy skoncentrowano się na zestawieniu ważniejszych informacji o nadprzewodnikach, przy czym przegląd stanu wiedzy na ten temat autor uzupełnił o wykonaną analizę termodynamiczną stanu nadprzewodzącego oraz układu Y-Ba-Cu-O. Dokonano też wprowadzenia w zagadnienia analizy termicznej, zwracając szczególną uwagę na praktyczne możliwości i ograniczenia tych technik badawczych. Podkreślono, że występuje zawsze duże niebezpieczeństwo przeprowadzenia błędnej interpretacji krzywych TG i DTA. Dla uniknięcia albo chociaż ograniczenia takiej sytuacji zaakceptowano potrzebę standaryzacji pomiarów, kalibracji urządzenia i uzmienniana warunków pomiaru. Z punktu widzenia inżynierii materiałowej wymagane jest uzupełnienie badań termicznych o wyniki rentgenowskiej analizy składu fazowego i mikroskopowej analizy mikrostruktury. W części doświadczalnej przeanalizowano poszczególne procesy wytwarzania nadprzewodników ceramicznych, przedstawiono wyniki badań w tym zakresie i wykazano przydatność metod termicznych dla tych celów. W przeprowadzonych badaniach własności materiałów wyjściowych i prekursorów uzyskano informacje o charakterystycznym zachowaniu się przy ogrzewaniu, szczególnie węglanu baru z przemianą polimorficzną i tlenku miedzi ulegajacemu rozkładowi perytektycznemu. Wymienione przemiany w różny sposób występowały także w układach bardziej złożonych. Reakcje pomiędzy składnikami mieszanin (półproduktów i prekursorów) zbadano pośrednio, śledząc przebieg krzywej TG obrazującej usuwanie z układu składniki gazowe, a zwłaszcza poprzez stwierdzenie występowania kupratów (charakterystyczne piki DTA). Pokazano, że metodą analizy termicznej można szybko i dokładnie określić jakość kupratu. Przez porównanie termogramu (charakterystyki termicznej) próbki wzorcowej kupratu z termogramami podobnych materiałów (komercyjnych, mieszanek itp.) uzyskuje się dokładną informację o jego czystości. Szczególne miejsce zajmują badania reakcji perytektycznej. Przebieg reakcji perytektycznej stanowi interesujące zagadnienie poznawcze, które zostało przeanalizowane od strony kinetycznej. Badania procesu spiekania z udziałem fazy ciekłej - dostarczanej przez reakcję perytektyczną - odnosiły się do wytwarzania ceramiki nadprzewodnikowej. Poszukując związków pomiędzy własnościami nadprzewodzącymi ceramiki a parametrami obróbki cieplnej, monitorowano procesy spiekania przy użyciu metod TG, DTA i DL. Uzupełniano je każdorazowo o badania rentgenowskie i mikroskopowe. Możliwości analizy termicznej w badaniach nadprzewodników uwidoczniono także przy określaniu zawartości tlenu (paramter delta) przez redukcję wodorem oraz dla stwierdzenia występowania domieszki węglanu baru w próbkach. Badania własności funkcjonalnych ceramiki nadprzewodnikowej obejmowały pomiary odporności elektrycznej przy zmiennej temperaturze i z tego powodu zakwalifikowanych do rodziny metod analizy termicznej. Uzyskane wyniki stanowią wkład do badań nad nadprzewodnikami ceramicznymi, poszerzając stan wiedzy o tych materiałach i dowodząc, jak wielkie możliwości wnosi analiza termiczna do badań nad nowymi materiałami.

EN

In this work it will be shown of the systematic investigation for fabrication of advanced ceramic materials - high temperature superconductors. The use of high temperature is needed for synthesis of new materials - superconducting cuprates, as well in fabrication of functional ceramics from this chemical compounds. In is needed to have processing steps for these engineering materials for what the thermal analysis is equal. In the first part of work to confront of data on superconductors, is completed with thermodynamic analysis of the superconducting state and Y-Ba-Cu-O-System. In the introduction in the thermal analysis it is called to attention to possibilities and restrictions of these methods. It is underlined, that there is a danger of false interpretation of TG- and DTA curves. In is pointed to standarization of measure conditions, calibration of the apparatus and certain change of measure parameters. In the experimental part were investigated unit processes for fabrication of ceramic superconductors and by the way the advantages of thermal analysis presented. The thermal analysis of starts simples substances and precursors by heating supplied with come information about their behavior, especially of barium carbonate with phase change and copper oxide with peritectic decomposition. Mentioned transformation are in different way in complex systems occurred. The reactions between the components of mixtures are investigated with help of thermal gravimetric analysis (TG) and to confirm trough the occurrence of DTA peaks from cuprates arised by heating. It was shown, that with the method of thermal analysis quickly exactly could be determine the quality of cuprates. By comparison between a hierogram (thermal characteristic) of a sample of pure cuprate and a hierograms similar materials (for ex. Commercial substances) can gain exact information's about the purity of these materials. A particular place in the thermal investigation of cuprates had a peritectic reaction. The course of the peritectic reaction of YBCO cuprate is investigated from the kinetic side and from the technical side as liquid phase sinter of cuprates. The dependence between the properties of ceramic bulk materials and the with processing steps was determined with help of TG, DTA and DL analysis and with supplementary X-ray and microscopic analysis is completed. Other possibilities of thermal analysis are shown in the determination of oxygen content and in the decetion of barium carbonate pollution. Since the investigations of functional properties of superconducting ceramic contain measurements of electrical resistance with temperature change, they are added to methods of thermal analysis. To sum it up can by said, that the gained results represent new data about ceramic superconductors, extend knowledge about the materials and emphasize, that the thermal analysis to give great possibilities in fabrication and investigations of new materials.