Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical Simulation of Solidification Microstructure based on Adaptive Octree Grids

Yin Y., Li Y., Wu K., Zhou J.

Archives of Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 16, iss. 2

33--40

EN

The main work of this paper focuses on the simulation of binary alloy solidification using the phase field model and adaptive octree grids. Ni-Cu binary alloy is used as an example in this paper to do research on the numerical simulation of isothermal solidification of binary alloy. Firstly, the WBM model, numerical issues and adaptive octree grids have been explained. Secondary, the numerical simulation results of three dimensional morphology of the equiaxed grain and concentration variations are given, taking the efficiency advantage of the adaptive octree grids. The microsegregation of binary alloy has been analysed emphatically. Then, numerical simulation results of the influence of thermo-physical parameters on the growth of the equiaxed grain are also given. At last, a simulation experiment of large scale and long-time has been carried out. It is found that increases of initial temperature and initial concentration will make grain grow along certain directions and adaptive octree grids can effectively be used in simulations of microstructure.

2

Modelling of the Dendritic Crystallization by the Cellular Automaton Method

Zyska A., Konopka Z., Łągiewka M., Nadolski M.

Archives of Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 16, iss. 1

99--106

EN

A numerical model of binary alloy crystallization, based on the cellular automaton technique, is presented. The model allows to follow the crystallization front movement and to generate the images of evolution of the dendritic structures during the solidification of a binary alloy. The mathematic description of the model takes into account the proceeding thermal, diffusive, and surface phenomena. There are presented the results of numerical simulations concerning the multi-dendritic growth of solid phase along with the accompanying changes in the alloying element concentration field during the solidification of Al + 5% wt. Mg alloy. The model structure of the solidified casting was achieved and compared with the actual structure of a die casting. The dendrite interaction was studied with respect to its influence on the generation and growth of the primary and secondary dendrite arms and on the evolution of solute segregation both in the liquid and in the solid state during the crystallization of the examined alloy. The morphology of a single, free-growing dendritic crystal was also modelled. The performed investigations and analyses allowed to state e.g. that the developed numerical model correctly describes the actual evolution of the dendritic structure under the non-equilibrium conditions and provides for obtaining the qualitatively correct results of simulation of the crystallization process.

3

Reconstruction of the boundary condition in the problem of the binary alloy solidification

Słota D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 2

278-285

EN

The solution of the inverse problem involving the designation of the boundary condition in the problem of the binary alloy solidification for known temperature measurements at a selected point of the cast is presented. In the discussed model, the temperature distribution is described by means of the Stefan problem with varying in time temperature corresponding to the beginning of solidification and depending on the concentration of the alloy component. Whereas to describe the concentration, the Scheil model was used.

PL

W pracy przedstawiono rozwiązanie zagadnienia odwrotnego polegającego na określeniu warunku brzegowego w zagadnieniu krzepnięcia stopu dwuskładnikowego, gdy znane są pomiary temperatury w wybranym punkcie odlewu. W rozważanym modelu rozkład temperatury opisany został zagadnieniem Stefana ze zmienną w czasie temperaturą odpowiadającą początkowi procesu krzepnięcia, zależną od stężenia składnika stopowego. Do opisu stężenia wykorzystano model Scheila.

4

Three-dimensional numerical model of solidification with motion of the liquid phase

Skrzypczak T., Węgrzyn-Skrzypczak E.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 2

127-132

EN

The paper presents numerical modeling of solidification process with convective motion of the liquid phase, generated both in the liquid and mushy zones. The transition region between the areas filled with liquid and solid is treated as a porous medium, which incorporates the suppression of fluid motion caused by the solid phase growth. Mathematical and numerical models of the phenomenon for threedimensional domain are presented. To solve the problem Finite Element Method is used. The results obtained from numerical simulation are presented and discussed.

PL

W pracy przedstawiono model matematyczny i numeryczny procesu krzepnięcia z uwzględnieniem ruchów konwekcyjnych fazy ciekłej, generowanych zarówno w strefie ciekłej jak i stało-ciekłej. Strefa przejściowa pomiędzy obszarem cieczy i ciała stałego traktowana jest jako ośrodek porowaty, w którym uwzględniono tłumienie ruchu cieczy wywołane narastaniem fazy stałej. Przedstawiono model matematyczny i numeryczny rozważanego procesu dla obszaru trójwymiarowego. Do rozwiązania zagadnienia wykorzystano metodę elementów skończonych. Przedstawiono i omówiono uzyskane wyniki.

5

Analysis of three-dimensional binary alloy solidification with shrinkage cavity formation

Skrzypczak T., Węgrzyn-Skrzypczak E.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 4

199--204

EN

The paper focuses on modeling of binary alloy solidification process with using Finite Element Method (FEM). The process is characterized by liquidus and solidus temperatures which are constant because solutal segregation is neglected. Analysed region is threedimensional and consists of casting and riser. Mathematical and numerical models of solidification process are presented in the paper. The main focus is put on the algorithm of shrinkage cavity creation process. On the base of mathematical and numerical model computer program has been made. It is capable to simulate shrinkage cavity formation. Two examples show the results of different calculations performed by the program. The first example shows shrinkage cavity created during fast cooling of the top part of the riser while the second one was performed by significantly slower cooling. The shape and localization of shrinkage cavity obtained from simulation is compared to defect which was created during experiment.

6

Damage mechanisms of Ti-Al intermetallics in three point ultrasonic bending fatigue

Bayraktar E., Xue H., Bathias C.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2007

|

Vol. 24, nr 1

153-161

EN

Purpose: Damage mechanisms of two phases (alpha2-Ti3Al and gamma-Ti-Al) intermetallics alloy are investigated at room temperature in a new developed resonance type 3- point (3P) fatigue bending test device at a frequency of 20 kHz. Design/methodology/approach: Manufacturing and analysis of composition of this alloy were carried out in advanced materials laboratory by collaborating with aircraft design engineering department for non-ferrous metal research centre in China. All of the 3P- fatigue bending were carried out at the stress ratios of R=0.1, R=0.5, R=0.7 mainly in gigacycle regime. Findings: Damage mechanisms were compared in static and dynamic test conditions. The geometries of static tensile test and ultrasonic fatigue test specimens have been calculated by analytical or numerical method as discussed in detail formerly. This paper gives further results and more complicate discussion on this study particularly on the crack formation and the role of the different parameters on the damage mechanisms of this alloy. Damage analysis was made by means of optical (OM) and Scanning Electron Microscopies (SEM). Research limitations/implications: Paper gives results and more complicate discussion on the crack formation and the role of the different parameters on the damage mechanisms of this alloy. Originality/value: This study proposes a new methodology for fatigue design and a new idea on the criterion for the damage under very high cycle fatigue regime. The results are well comparables for the specimens under real service conditions. This type of study gives many facilities for the sake of simplicity in industrial application.

7

Skurcz liniowy i naprężenia skurczowe w okresie krzepnięcia i stygnięcia stopu AlSi21

Mutwil J.

Archiwum Odlewnictwa

|

2006

|

R. 6, nr 21/1

93-100

PL

Opisano stanowisko do badania skurczu liniowego i naprężeń skurczowych w odlewie. Przedstawiono badania przebiegu zmian wymiaru liniowego i naprężeń skurczowych w krzepnącym i stygnącym odlewie pręta ze stopu AlSi21. Badania prowadzono w piaskowych i metalowych formach testowych.

EN

An experimental set-up for examination of the progress of linear contraction- and shrinkage stresses in casting has been described. The examinations of linear contraction and shrinkage stresses progress in period of solidification and self-cooling of the rodcasting from hyper-eutectic AlSi21 alloy have been presented. The examinations have been in sand- and metal mould conducted.

8

Wykorzystanie automatów komórkowych do symulacji krzepnięcia kierunkowego

Marek M.

Archiwum Odlewnictwa

|

2004

|

R. 4, nr 14

285-290

PL

W artykule przedstawiono wyniki zastosowania modelu komórkowego do symulowania przebiegu krystalizacji kierunkowej stopu dwuskładnikowego. W pierwszej części opisano podstawowe założenia modelu, zaś w drugiej - przykładowe rezultaty uzyskane za jego pomocą.

EN

Results of application of cellular automaton model to simulation of directional solidification of binary alloy are shown in this paper. In the first part the model itself is described, in the second one - some example results obtained with the use of the model.

9

Modelling of equiaxed grain growth in solidification process

Wodo O., Sczygiol N.

Archiwum Odlewnictwa

|

2004

|

R. 4, nr 14

558-563

EN

In this paper we discuss the object-oriented software designed to implement simulation of the equiaxed grain growth in solidifying casting using cellular automata (CA). We present example of the numerical simulation for aluminium-7% silicon alloy. Finally, we point out possible extensions of the system.

PL

W pracy przedstawiono autorską obiektową realizację systemu do symulacji wzrostu struktury równoosiowej w krzepnącym odlewie z wykorzystaniem automatu komórkowego. Pokazano wyniki przykładowej symulacji dla stopu dwuskładnikowego (AI-7% Si). Omówiono również możliwe sposoby rozbudowy systemu.

10

Analiza numeryczna krzepnięcia stopu dwuskładnikowego w pionowej próbie lejności

Sowa L., Bokota A.

Archiwum Odlewnictwa

|

2004

|

R. 4, nr 14

462-467

PL

W pracy wykorzystano model numeryczny do analizy procesu krzepnięcia stopu dwuskładnikowego w cylindrycznym kanale próby lejności. Uwzględniono wzajemną zależność zjawisk cieplnych, dyfuzyjnych i przepływowych. Sprzężenie zjawisk cieplnych i dyfuzyjnych uwzględniono zmianą od stężenia temperatury likwidusu. Parametry termofizyczne stopu (AICu4), przyjęte do obliczeń, uzależniono od temperatury. Zadanie rozwiązano metodą elementów skończonych w sformułowaniu Petrova-Galerkina.

EN

Numerical model to analysis of the solidification process of two-component alloy in a cylindrical channel of fluidity test has been used in the paper. In the mathematical model the interdependence between thermal, diffusion and fluid flow phenomena has been taken into consideration. Coupling of thermal and diffusion phenomena has been taken into consideration by change of the liquidus temperature, with respect to solute concentration, on a growing front of solid. The changes in the thermophysical parameters of alloy (AICu4), with respect to the temperature, has been taken into account. The problem has been solved by the finite element method in Petrov-Galerkin formulation.

11

Wysokotemperaturowa korozja siarkowa stopów TiAlNb i TiAlAg

Przybylski K., Prażuch J., Maziarz W., Dutkiewicz J.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 4-5

213--218

PL

Zbadano kinetykę siarkowania dwu- i trójskładnikowych stopów TiAl o składach: Ti-48Al, Ti-52Al-2Nb, Ti-51,2Al-5Nb, Ti-48,4Al-10Nb, Ti-45,9Al-15Nb i Ti-49Al-2Ag (%, at.) w temperaturze 900 stopni Celsjusza w parach siarki w zakresie ciśnień p(S2) od 10 do 1000 Pa. Stopy TiAl, TiAlNb i TiAlAg, otrzymane metodą mechanicznej syntezy (MS), miały budowę krystaliczną i zawierały dwie główne fazy: gamma-TiAl and alfa2-Ti3Al, o wielkości ziaren od około 0,2 do 1 mikrometra. Zidentyfikowano w nich również pewne ilości alfa-Ti oraz związków AlNb3 i Ag3Al. Siarkowanie stopów TiAlNb i TiAlAg w ww. warunkach przebiegało według prawa parabolicznego lub paraboliczno-liniowego w zależności od czasu reakcji siarkowania. Szybkość siarkowania wzrastała ze wzrostem zawartości niobu w zakresie od 2 do 15 % at. Nb. W przypadku stopu Ti-49Al-2Ag szybkość siarkowania była znacznie większa w porównaniu do stopu Ti-49Al-2Nb, co prawdopodobnie spowodowane było tworzeniem się ciekłej fazy Ag-Al. Zgorzeliny siarczkowe powstałe na międzymetalicznych fazach TiAlNb o zawartości niobu od 2 do 15% at. oraz na TiAl-2Ag były wielofazowe i składały się z trzech różnych warstw. Najbardziej zewnętrzna warstwa siarczkowa zbudowana była z Al2S3 z niewielką ilością siarczków tytanu. Następna warstwa składała się głównie z siarczków tytanu. Natomiast warstwa wewnętrzna zbudowana była z mieszaniny siarczków tytanu i siarczku glinu. W zgorzelinach tych zidentyfikowano następujące fazy siarczkowe: Al2S3, TiS, Ti3S4, TiS2 i Ti5S8, w zależności od warunków reakcji siarkowania (p(S2)=10/1000 Pa). Mikrostrukturę na przekrojach poprzecznych i skład fazowy produktów reakcji siarkowania badano metodą mikroskopii skaningowej (SEM), mikroanalizy rentgenowskiej (EDS) i dyfrakcji promieni rentgenowskich (XRD).

EN

The sulphidation behaviour of binary Ti-48Al and ternary Ti-52Al-2Nb, Ti-51.2Al-5Nb, Ti-48.4Al-10Nb and Ti-45.9Al-15Nb (at. %) alloys were studied in sulphur vapour atmosphere at 900 degrees centigrade in the pressure range of 10/1000 Pa. Binary TiAl and ternary TiAlNb, TiAlAg intermetallic alloys were prepared by mechanical alloying (MA) process. After annealing at 1250 degrees centigrade for 2 hrs in vacuum all three kinds of alloys were crystalline including two main phases gamma-TiAl and alpha2-Ti3Al with grain size in the range from about 0.2 to 1 micrometre. Some amounts of alpha-Ti, AlNb, and Ag3Al were also detected. In the present study the influence of niobum and silver additions to TiAl on the sulphidation kinetics, microstructure and chemical composition was investigated. Sulphidation of the TiAlNb and TiAlAg alloys in sulpur vapour atmosphere at 900 degrees centigrade in the pressure range of 10/1000 Pa followed a parabolic or parabolic-linear rate law depending on the time of reaction. The amounts of sulphidation increased with increasing addition of niobum in the range from 2/15 at. %. In the case of Ti-49Al-2Ag alloy sulphidation kinetics was much faster in comparison with other alloy compositions, caused probably by an Ag-Al liquid phase formation. The sulphide scales formed on TiAlNb with 2/15 at. % of Nb and TiAl-2 at. % Ag alloys had multi-layered structures of three different layers. It was observed that outermost sulphide layer is rich in Al2S3 with addition of some amount of Ti-sulphides and outer layer is rich in Ti-sulphides. The inner layer consisted of a mixture of Ti-sulphides and Al2S3. Ti-sulphides were represented by TiS, Ti3S4, TiS2, Ti5S8 depending on the sulphidation conditions, p(S2)=10/1000 Pa. The cross-sectional microstructure and phase composition of the reaction products were examined by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDS), and X-ray diffraction analysis (XRD).

12

Wpływ składu chemicznego i parametrów mechanicznego wytwarzania na mikrostrukturę stopów na osnowie fazy gama-TiAl

Dymek S., Wróbel M., Blicharski M.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 4-5

182--188

PL

W pracy wytworzono stopy o następującym składzie chemicznym (% at.): TiAl48, TiAl45Cr5 i TiAl45V5. Syntezę stopów przeprowadzono metodą mechanicznego stopowania proszków czystych metali Ti (99 %), Al (99,5 %), Cr (99,95 %) oraz V (99,5%). Proces stopowania wykonano w laboratoryjnym atritorze typu Szegvari w atmosferze argonu. Komorę roboczą młyna chłodzono ciekłym azotem lub wodą. Stwierdzono, że wydłużenie czasu chłodzenia ciekłym azotem oraz dodatek pierwiastków Cr lub V prowadził do szybszego rozdrobnienia mikrostruktury mielonych proszków i skrócenia całkowitego czasu procesu mechanicznego stopowania. Badania przy użyciu trasmisyjnego mikroskopu elektronowego dowodzą, że wszystkie proszki, nawet po krótkim czasie mielenia, miały mikrostrukturę nanokrystaliczną. Wpływ chromu na przebieg procesu mechanicznego stopowania różni się od wpływu wanadu. Podczas mielenia w tych samych warunkach wanad przechodzi szybciej do roztworu stałego Ti(Al). Po procesie mechanicznego stopowania proszki konsolidowano przez prasowanie na gorąco. Obecność trzeciego pierwiastka (Cr lub V) wpływa znacząco na morfologię i dyspersję tlenków w materiale skonsolidowanym. W stopie dwuskładnikowym tworzą się stosunkowo duże tlenki, podczas gdy w stopach trójskładnikowych rozkład tlenków jest bimodalny, tj. pomiędzy tlenkami dużymi występuje drobny dyspersoid tlenkowy o wielkości rzędu kilku nanometrów.

EN

Alloys with chemical compositions of TiAl48, TiAl45Cr5 and TiAl45V5 (% at.) were synthesized by mechanical alloying in a Szegvari-type attritor. The elemental powders of Ti (99 % pure), Al (99,5 % pure), Cr (99,95 % pure) and V (99,5 % pure) were used for the synthesis. The process was carried out in an argon atmosphere. The milling chamber was cooled during the process by liquid nitrogen or water. It was found that prolongation of cooling by liquid nitrogen as well as alloying by Cr or V results in faster refinement of microstructure of the milled powders and makes a reduction in the total time of mechanical alloying. Investigation by means of a transmission electron microscope revealed that all powder particles, even after short processing times, exhibit nanocrystalline microstructure. An influence of chromium on the course of the mechanical alloying process differs from an influence of vanadium. At the same processing parameters vanadium dissolves faster in titanium than chromium does. After the mechanical alloying process the powders were compacted by hot pressing. The presence of the third element (Cr or V) exerts an influence on morphology and dispersion of oxides in the consolidated material. In the TiAl48 binary alloy oxide particles are relatively big while in the ternary alloys oxide size exhibit a bimodal distribution, i.e. among large oxide particles small, on the order of nanometer size, particles were found.

13

Skłonność aluminium i dwuskładnikowych stopów Al-Si do tworzenia obciągnięć

Mutwil J.

Archiwum Odlewnictwa

|

2003

|

R. 3, nr 10

37--44

PL

Opisano stanowisko do badania skłonności metali i stopów do tworzenia obciągnięć. Pomiar ciśnienia w krzepnącym odlewie i temperatury w odpowiednich jego miejscach pozwala ocenić mechanizm powstawania obciągnięć. Przedstawiono wyniki badań dla aluminium i dwuskładnikowych stopów Al-Si.

EN

A stand for examination of metals and alloys susceptibility to shrinkage depression formation has been described. The measurement of pressure in solidifying casting and temperatures in its appropriate places allows to estimate the course of shrinkage depression formation. The investigation results for aluminum and Al-Si binary alloys have been presented.

14

Lead-free soldering materials.

Moser Z., Gąsior W., Pstruś J.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 2

65-69

EN

One of the trends in the studies on Pb-free solders is to correlate surface tension obtained both experimentaly and by modelling and wettability by means of Young-Dupre relation. In the previous studies surface tension has been measured with the maximum bubble pressure method for pure liquid components: Sn, Bi, In, Ag, Pb; for binary liquid alloys: Pb-Sn, Ag-Sn (the most promising candidate to replace Pb-Sn eutectic or near-eutectic alloys), Ag-In, In-Sn, Bi-Sn and for the eutectic Ag-Sn alloy with Zn, In, Bi or Cu additions (ternary systems). Surface tension measurements were performed in wide range of temperature, and the range of concentration depending upon the investigated system. For binary alloys measurements were performed in the entire concentration range, and only for small ternary additions to the eutectic (Sn-3,5 weight % Ag) alloys to confirm the change of the surface tension in relation to the binary eutectic. Recently, studies of the Ag-Sn-In and Ag-Sn-Bi ternary systems have been completed, and the influence of the Bi and In additions on the surface tension of (Sn-Ag)eut+(Bi, In) alloys has been discussed regarding the wetting tests.

PL

Jednym z kierunków badań nad bezołowiowymi materiałami do lutowania jest określanie korelacji pomiędzy napięciem powierzchniowym z pomiarów eksperymentalnych i z modelowania opartego o własności termodynamiczne rozpatrywanych stopów a zwilżalnością z wykorzystaniem zależności Younga-Dupre. W naszym Instytucie zostały przerowadzone pomiary napięcia powierzchniowego dla ciekłych metali: Sn, Bi, In, Ag, oraz Pb; dla ciekłych dwuskładnikowych stopów: Pb-Sn, Ag-Sn (najpoważniejszy kandydat do zastąpienia stopów Pb-Sn eutektycznych lub około-eutektycznych), Ag-In, In-Sn oraz Bi-Sn a także stopów (Ag-Sn)eut z dodatkami takich metali jak Zn, In, Bi oraz Cu. Pomiary napięcia powierzchniowego prowadzono w szerokim zakresie temperatury, a zakresy stężeń zależały od charakteru badanego układu. Dla stopów dwuskładnikowych badania prowadzono w całym zakresie stężeń, a w przypadku układów trójskładnikowych pomiary ograniczono do stopów zawierających niewielkie ilości cytowanych wcześniej dodatków metali do eutektyki dwuskładnikowej Ag-Sn. Celem tych badań było potwierdzenie zmian napięcia powierzchniowego w stosunku do eutektyki podwójnej Sn-Ag i skorelowanie go z temperaturą topnienia otrzymaną z odrębnych informacji pochodzących z wykresów fazowych. Dotychczas zostały zakończone badania dla dwóch trójskładnikowych stopów: Ag-Sn-In oraz Ag-Sn-Bi, w których przeanalizowano zmiany napięcia powierzchniowego związane z dodatkami indu lub bizmutu do dwuskładnikowej eutektyki Ag-Sn, a prezentowanymi w literaturze wynikami badań nad zwilżalnością.

15

Badania frontu krystalizacji dwuskładnikowych stopów Al - Si w kanałach metalowych form odlewniczych

Mutwil J., Janowski R., Michalski M.

Archiwum Odlewnictwa

|

2002

|

R. 2, nr 6

141-148

PL

Dla aluminium i jego stopów z krzemem przedstawiono skaningowe obrazy frontu krystalizacji strugi krzepnącej w kanale formy metalowej.

EN

For aluminum and aluminum-silicon alloys flowing and solidifying in metal mould channel the SEM-micrographs of crystallization interface have been presented.

16

Selective oxidation of Fe-Ni-Cr alloys.

Danielewski M., Filipek R., Milewska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 4

278-280

PL

W oparciu o model utleniania stopów dwuskładnikowych typu Ni-Pt, Wagnera oraz uogólnioną metodę dyfuzji wzajemnej Darkena (GDM) przeprowadziliśmy symulacje selektywnego utleniania stopów wieloskładnikowych. Uzyskane rozwiązanie pozwala badać ewolucje rozkładów koncentracji składników w układach zamkniętych i otwartych dla dowolnych warunków początkowych i brzegowych. Wykazaliśmy przydatność prezentowanej metody w obliczaniu zmian koncentracji składników przy powierzchni stopIzgorzelina (które są efektem reakcji na powierzchni stopu). Wykonane symulacje dyfuzji wzajemnej w selektywnie utlenianym stopie (Fe-48 Cr) i selektywnie siarkowanym stopie trójskładnikowym (Fe-18Cr-9Ni w % wag.) wykazują zadowalającą ilościową zgodność z wynikami eksperymentalnymi.

EN

The Wagner model of oxidation of binary Ni-Pt type alloys and the Generalized Darken Method of Interdiffusion (GDM) are combined to describe the selective oxidation of multicomponent alloys. The solution of the GDM enables one to obtain an exact expression for the evolution of component distributions in closed and open systems, for arbitrary initial distributions and time dependent boundary conditions. We show the usefulness of the presented method in estimating the changes of density of elements at the alloyIscale interface (a result of reaction at the interface). The simulations of the interdiffusion in selectively oxidized binary (Fe-48Cr) and selectively sulphidized ternary (Fe-18Cr-9Ni in wt.%) alloys show the qualitative agreement with the experimental results.

17

Portevin-Le Chatelier effect in rolled Al-Li based alloys.

Mizera J., Kurzydłowski K.J.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 3

125-129

EN

Studies were carried out on the Portevin-Le Chatelier (PLC) effect in binary, ternary and quarternary Al-Li alloys and in the commercial 8090 alloy. The correlation between the serration characteristic, the rolling degree and the straining orientation has been analysed. The fact that the presence of the Cu-containing precipitates intensifies the PLC effects suggests, that these are primarily related to the interactions between the dislocations and the semi-coherent T1(Al2CuLi) precipitates. The analysis of the PLC effect in AlLi alloys shows that the serrations in the stress-strain curve exhibit a profund degree of anisotropy. Most pronounced PLC effects are observed along the rolling and transverse directions.

PL

Analizie poddano zjawisko Portevin-Le-Chatelier (PLC) w modelowych (dwu-, trój- i czteroskładnikowym) oraz przemysłowym (8090) stopie na osnowie Al-Li. Badano zależność pomiędzy charakterem oscylacji a stopniem zgniotu i anizotropią blach. Obecność w mikrostrukturze badanych stopów wydzieleń zawierających Cu wzmacniających zjawisko PLC sugeruje, że jest ono głównie związane z oddziaływaniem pomiędzy dyslokacjami a półkoherentnymi wydzieleniami T1(Al2CuLi). Analiza zjawiska PLC w stopach na osnowie Al-Li wykazała, że oscylacje na krzywej rozciągania charakteryzują się dużym stopniem niejednorodności. Najintensywniejsze efekty PLC zaobserwowano w próbkach wyciętych wzdłuż kierunku walcowania i kierunku poprzecznego blachy.

18

Mechaniczna synteza i prasowanie na gorąco stopów na osnowie gama-TiAl.

Dutkiewicz J., Maziarz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 1

32-37

PL

Stop podwójny na osnowie fazy gama-TiAl o składzie chemicznym Ti-48Al oraz potrójne Ti-48,4Al-4,1Mn i Ti45,4Al-10Mn (liczby przed symbolem pierwiastka oznaczają % at.) poddano mechanicznej syntezie (MS) w wysokoenergetycznym młynie planetarnym typu Fritsch Pulverisette P5/4. MS przez okres 40 godzin spowodowała rozdrobnienie wyjściowych cząstek proszków do wielkości średniej około 8 mm oraz ujednorodnienie ich kształtu. Mechanizm rozdrabniania wieloskładnikowych cząstek oparty był na pracy utwardzenia oraz pękaniu w miejscach wzbogaconych w tytan. Dodatek manganu tylko w pierwszych etapach procesu wpływał na strukturę cząstek, powiększając ich wielkość poprzez lokowanie się w plastycznej osnowie aluminiowej. Badania przy użyciu dyfrakcji promieni rentgenowskich wykazały, że we wszystkich stopach nastąpiło utworzenie struktury amorficznej oraz roztworu stałego typu alfa-Ti(Al) oraz obserwowano tylko częściową rozpuszczalność manganu. Stosując metodę dopasowania stwierdzono, że względny udział fazy amorficznej po 40 godzianch mielenia w stopie Ti48Al wynosił 70%, podczas gdy w stopach Ti-48,4Al-4,1Mn i Ti-45,4Al-10Mn odpowiednio 72 i 78%. Prasowanie na gorąco proszków po procesie MS w temperaturze 1000 stopni Celsjusza pod ciśnieniem 35 MPa prowadziło do uzyskania materiałów litych o gęstości od 95-98% gęstości teoretycznej. Mikrostruktura próbek składała się z trzech oddzielnych stref różniących się morfologią i składem chemicznym, spowodowane to było dyfuzją węgla od grafitowej matrycy do próbki i tworzeniu TiC na jej powierzchni zewnętrznej. Strefy różniły się również porowatością, która malała w kierunku osi próbki. Wyżarzanie w próżni sprasowanych oraz dodatkowo obrobionych mechanicznie w celu zlikwidowania budowy strefowej w temperaturze 1300 stopni Celsjusza (stop podwójny) oraz 1250 stopni Celsjusza (stopy potrójne) spowodowało powstawanie struktur wielofazowych o średniej wielkości ziaren około 10 mm. W stopie podwójnym Ti-48Al występuje płytkowa dwufazowa struktura alfa2+gama(Ti3Al+TiAl) oraz drobne wydzielenia roztworu stałego alfa-Ti(Al). W stopach z dodatkiem manganu również przeważającą jest faza gama-TiAl, a dodatkowo występowały fazy alfa2-Ti3Al, Ti9Al23 oraz faza typu Lavesa Al17Mn50Ti33.

EN

The binary and ternary gamma-TiAl phase based alloys i.e. Ti-48Al., Ti-48.4Al-4.1Mn and Ti-45.4Al-10Mn alloys (in at. %) were mechanically alloyed (MA) in high energetic mill Fritsch Pulverisette P5/4. After 40 hours of milling the refinement of initial powder particle down to 8 micrometres and change of to close to spherical shape was observed. The refinement mechanism of multicomponent particles is based on the work hardening and fracture in places locally enriched in titanium. The addition of manganese increases the mean particle size in the first period of milling, as compare to binary Ti-48Al powder due to location of manganese particle in ductile aluminium matrix. The X-ray diffraction of these alloys showed that 40 hours of MA produces a mixture of amorphous and crystalline a-Ti(Al) solid solution phases containing manganese. The profile fitting procedure for quantitative analyse of diffraction curves showed that a fraction of the amorphous phase in powders was 70% in Ti-48Al alloy, 72% in Ti-48.4Al-4.1Mn and 78% in Ti-45.4Al-10Mn after 40 hours of milling. Hot pressing consolidation of these powders at 1000 degrees centigrade under 35MPa caused their densification up to 95-98% of theoretical density. In hot pressed samples three zones of different structure and phase composition were observed, due to the effect of carbon diffusion from the mould, causing TiC formation in the outer zone. The zones differ also in amount of pores, which decrease toward the centre of sample. The vacuum annealing at 1300 degrees centigrade (binary alloy) and at 1250 degrees centigrade (ternary alloys) of hot pressed samples with removed surface zones caused formation of multiphase structures with average grain size of about 10 mm. The binary Ti-48Al was characterized by two phase layered alpha2+gamma(Ti3Al+TiAl) structure and fine precipitates of alpha-Ti(Al) solid solution. In ternary alloys gamma-TiAl phase exists as a matrix and additional alpha2-Ti3Al, Ti9Al23 and Al17Mn50Ti33 phases were observed.

19

Pomiar zawartości lekkich pierwiastków w dwuskładnikowych stopach Al-Li w okolicy spoiny spawalniczej

Mróz W., Antonik A., Gojło D., Prokopiuk A., Czujko T., Jóźwiak S.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

2000

|

R. 2, nr 42

163--170

PL

W pracy przedstawiono na przykładzie analizy składu chemicznego dwuskładnikowego stopu Al-2.1Li możliwości pomiarowe metody laserowej spektrometrii masowej , wykorzystującej do pomiarów rodzaju jonów spektrometr masowy typu "mass-reflectron". Oprócz zawartości głównych składników badanej próbki (aluminium i litu) zmierzono poziom zanieczyszczeń lekkimi pierwiastkami: H, C i O. Wymienione pierwiastki zostały wprowadzone do badanego materiału w procesie symulującym laserowe spawanie polegającym na poprzecznym przetopieniu wiązką lasera C02 przygotowanych do analizy próbek materiałów.

20

Ocena efektu umocnienia uzyskiwanego w wyniku oddziaływania ciśnienia na krzepnący odlew

Wierzbicka B.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

2000

|

R. 2, nr 43

525--530

PL

Badania przeprowadzono dla dwuskładnikowych stopów Cu-Zn. Materiał badawczy stanowiły odlewy grawitacyjne i krzepnące pod ciśnieniem 170 MPa, zarówno surowe, jak i poddane zabiegowi wyżarzania. Celem oceny efektu umocnienia przeprowadzono badania mikrostruktury (rozdrobnienie ziarna, zawartość fazy β', mikrotwardość fazy α) oraz struktury dyslokacyjnej.