Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wybrane zagadnienia spajania biomateriałów

Nowacki Jerzy, Sajek Adam

Dozór Techniczny

|

2021

|

z. 1

8--14

PL

W artykule przedstawiono najczęściej stosowane metody spajania biomateriałów w trzech obszarach. Pierwszy obejmuje metody spajania, w wyniku których wytwarzane są implanty do zastosowań w medycynie, i dotyczy spiekania proszków metali Co-Cr-Mo metodami pozwalającymi na uzyskanie założonych właściwości eksploatacyjnych endoprotezy stawu biodrowego. Drugi obszar dotyczy klasycznych metod spajania biomateriałów: spawania łukowego i laserowego, szczególnie nowych metod laserowego spawania implantów dentystycznych i spawania stopów tytanu metodą TIG. Trzeci obszar spajania biomateriałów obejmuje łączenie implantów z tkanką. Przykład spajania modyfikowanymi cementami kostnymi wraz z warunkami pracy cementowego spojenia przedstawiono na przykładzie połączenia endoprotezy stawu biodrowego. Omówiono również podstawowe czynniki określające przebieg procesu tworzenia i eksploatacji spojeń, a w tym zagadnienia, takie jak: reakcje toksyczne, uszkodzenia cieplne, infekcje, obluzowanie i absorpcję wody. Zaprezentowano również wyniki badań nad domieszkowaniem cementowych spojeń wodnymi roztworami zawierającymi bioaktywne modyfikatory stymulujące wzrost tkanki w otoczeniu implantu.

2

Influence of the tool shape and weld configuration on microstructure and mechanical properties of the Al 6082 alloy FSW joints

Krasnowski K., Hamilton C., Dymek S.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. 15, no. 1

133--141

EN

The paper deals with an investigation of the influence of tool shape and weld configuration on the microstructure and mechanical properties of Al 6082 alloy FSW joints. Three types of tool with different probe shapes and shoulder surfaces and two weld configurations (one-sided and two-sided) were used in experiments. It was shown that all tool types produce high quality butt joints free from defects or imperfections. The best tensile performance was obtained for FSW joints produced by a conventional and Triflute tool. The results obtained for joints produced by a simple unthreaded probe without grooves and with a flat shoulder are significantly lower. The joint configuration influenced mechanical properties – the two-sided welds exhibited lower mechanical properties due to greater heat transference into the material during the second pass. The changes in mechanical properties reflected changes in weld microstructure, in particular, the softening of the weld nugget was associated with intense dynamic recovery producing grains that were nearly free of dislocations. A hypothesis explaining the well-known differences in microstructure between the advancing and retreating sides is also advanced. The differences were predicted based on a recently elaborated coupled thermal/flow model developed for FSW joints.

3

Nowe technologie łączenia tarciowego metali

Kocańda D., Górka A.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2010

|

Vol. 59, nr 2

395-411

PL

W pracy w znacznym skrócie przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat dynamicznie rozwijanych w ostatnich latach nowych technologii wykorzystujących proces łączenia tarciowego materiałów. Omówiono metody: FSP (Friction Stir Processing) i FSW (Friction Stir Welding). Skoncentrowano się na tych zastosowaniach omawianych metod, w których zaobserwowano znaczny wzrost wytrzymałości zmęczeniowej i odporności korozyjnej konstrukcyjnych materiałów nośnych.

EN

The state-of-the art in the field of new manufacturing technologies developed in the last years, which are based on friction stir welding/processing of materials (FSP and FSW), is the subject of the paper. The main attention was focused on the application of these techniques in surface engineering which lead to materials and products with higher performance, higher fatigue strength, and corrosion toughness.

4

The results of the so far performed investigations of Al-Cu butt cold pressure welding by the method of upsetting

Woźniak H.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2009

|

Vol. 9, no 1

135-145

EN

The paper presents the results of the author’s investigation obtained so far concerning the relationships between the properties of the Al-Cu weld and the surface condition prior to welding, the properties of the welded material and the process of plastic deformation of the materials being welded. The investigation performed has shown evolution modification of the geometrical structure of the surface and the layers below it during the approximation of the welded surfaces to each other. After the first physical contacts of the surface irregularities and their squashing, new irregularities of larger sizes arise as a result of the mechanism of plastic deformation of grains in the surface layer. The new geometrical structure of the surface thus formed has no features of similarity to the primary structure. It has been found that modelling of the approximation of the welded surfaces to each other, from the first physical contact of the surface irregularities to the distance of atomic force interaction in the methods of metal forming, should incorporate evolution change of the surface geometrical structure including the phenomenon of closing the voids. Initial computer simulations of the Al-Cu cold pressure welding process confirm the possibility of applying the finite element method (FEM) for the determination strains and stresses present in the welded materials.

PL

W referacie przedstawiono dotychczasowe wyniki badań autora odnoszące się do związków pomiędzy własnościami spoiny Al-Cu i stanem powierzchni przed spajaniem, własnościami materiału spajanego oraz przebiegiem odkształcania plastycznego spajanych materiałów. Przeprowadzone badania wykazały ewolucyjną przebudowę struktury geometrycznej powierzchni i warstw podpowierzchniowych podczas zbliżania do siebie powierzchni spajanych. Po pierwszych fizycznych kontaktach nierówności powierzchni i ich plastycznym zgniataniu powstają nowe nierówności, będące efektem mechanizmu odkształcania plastycznego ziaren w warstwie wierzchniej. Powstała w ten sposób nowa struktura geometryczna powierzchni pozbawiona jest cech podobieństwa do pierwotnej struktury. Stwierdzono, że ewolucyjna zmiana struktury geometrycznej powierzchni, łącznie ze zjawiskiem zamykania pustek, powinny być uwzględnione w modelowaniu przebiegu zbliżania do siebie powierzchni spajanych. Wstępne symulacje komputerowe przebiegu spajania Al-Cu potwierdzają możliwość zastosowania metody elementów skończonych (MES) do wyznaczania odkształceń i naprężeń panujących w spajanych materiałach.

5

Inżynieria spajania materiałów zaawansowanych - osiągnięcia i perspektywy

Włosiński W.

Przegląd Mechaniczny

|

2005

|

nr 1

57-63

PL

Nowoczesne materiały, zwane często materiałami zaawansowanymi, mają wiele zalet opisywanych w literaturze i docenianych przez twórców współczesnej techniki, którym w znacznym stopniu zawdzięczamy ich rozwój. Materiały te jednak są bardzo drogie, więc winny być stosowane tylko tam, gdzie są niezbędne oraz tylko w takich ilościach, które spełniają zakładane przez konstruktorów warunki. Z wymagań konstrukcyjnych powstała właśnie potrzeba spajania par materiałów charakteryzujących się często krańcowo różnymi właściwościami mechanicznymi, fizycznymi i chemicznymi, takimi jak chociażby różne temperatury topnienia, różne współczynniki rozszerzalności liniowej, różna budowa krystalograficzna czy też brak zwilżalności pomiędzy spajaną parą materiałów. Obecnie zapotrzebowanie zgłaszane przez konstruktorów, fizyków czy chemików jest praktycznie nieograniczone, jeśli chodzi o rodzaje spajanych materiałów. Obok połączeń już dzisiaj klasycznych - jakimi są połączenia ceramiki korundowej typu Al2O3 z metalami czy też takich par materiałów jak ceramika azotkowa typu Si3N4 lub AlN, spajana ze stopami metali - występują również bardziej "wyrafinowane" pary, jak np. kompozyty złożone z osnowy miedzianej i włókien węglowych spajane ze stopami półprzewodnikowymi GaAs, kompozyty Al-Al2O3 lub Cr-Al2O3 spajane z korpusami stalowymi czy też grafit spajany z platyną. Ostatnio pojawiły się bardzo atrakcyjne dla konstruktorów stopy złożone ze związków międzymetalicznych typu FeAl, NiAl i TiAl łączone ze stalami konstrukcyjnymi. Na te często bardzo trudne zapotrzebowania ma właśnie odpowiadać inżynieria spajania. W artykule podjęto próbę opisania, na ile w kraju odpowiadaliśmy i obecnie odpowiadamy na zapotrzebowania i w jakim pozostajemy stosunku do możliwości światowych.

6

Spajanie materiałów z wykorzystaniem nanokompozytowych warstw z gradientem składu.

Grześ J., Pietrzak K.

Archiwum Nauki o Materiałach

|

2003

|

T. 24, nr 4

643-655

PL

W artykule przedstawiono wyniki badania spajania materiałów z wykorzystaniem warstw pośrednich otrzymanych w procesie nakładania tamponowego (Cu+Al2O3) oraz w procesie spiekania odpowiednich mieszanin proszków (Cr+Al2O3). Spajanie złączy pierwszej grupy (warstwy pośrednie nakładane metodą tamponową) prowadzono dla Al2O3 i stali niskowęglowej (St3S). W złączach tych zastosowano warstwy pośrednie typu Cu+Al2O3. Składały się one z trzech podwarstw nakładanych przy różnych napięciach, z elektrolitu o zawartości nanoproszku Al2O3 wynoszącej 30 g/l. Warstwy pośrednie nakładano zarówno na powierzchni stali (wariant I) jak i na powierzchni ceramiki (wariant II). Jako metodę spajania zastosowano zgrzewanie dyfuzyjne. Pozytywne rezultaty spajania osiągnięto dla wariantu I. Drugą grupę badanych złączy stanowiły złącza ceramiki Al2O3 ze stalą żaroodporną H25T, w których jako materiał wyjściowy na warstwy pośrednie gradientowe zastosowano mieszaniny proszków Al2O3 (80 nm) i chromu (Cr/Al2O3: 25/75-50/50-75/25). Spiekanie warstwy gradientowej prowadzono na podłożu ceramicznym w temperaturze 1600 stopni Celsjusza. Tak otrzymane połączenia Al2O3-(FGM) spajano ze stalą H25T w temperaturze 900 stopni Celsjusza. Spiekanie warstw Cr-Al2O3 z jednoczesnym spajaniem z podłożem ceramicznym pozwoliło otrzymać prawidłowe złącza Al2O3-(FGM)-H25T.

EN

The paper presents the result of materials joining through nanocomposite intermediate layers with composition gradient (FGM). The joining was conducted by two techniques: with the application of intermediate layers obtained by the brush-plating method (Cu+Al2O3) and by sintering of powder mixtures (Cr+Al2O3). The main purpose of the first part of research was to obtain the Al2O3/low carbon steel (St3S) joints. The Cu+Al2O3 intermediate layers were used in these joints. They consisted of three sublayers, produced at different operating voltages from the 30 g/l Al2O3 nanopowder solution. The intermediate layers were produced both on the steel (type-I) and ceramic (type II) surfaces. The diffusion bonding method was used for this purpose. The satisfactory results were obtained only for the type-I joints. The second group of investigated materials included the joints of Al2O3 ceramic to heat resistant steel (H25T) with the powder mixture of Al2O3 (80 nm) and chromium as the initial intermediate layer (Cr/Al2O3: 25/75-50/50-75/25). The sintering of composition graded layers was conducted on the ceramic at the temperature of 1600 degrees centigrade. The Al2O3-(FGM) joints obtained by such procedure were bonded to H25T steel at 900 degrees centigrade. The sintering of Cr-Al2O3 layers with simultaneous joining to the ceramic basement allowed to obtain good Al2O3-(FGM)-H25T joints.