Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

An assessment of the reliability of CFRP composites used in nodes of friction after impact of UV-A impacts and thermal shocks

Krzyzak Aneta, Racinowski Damian, Szczepaniak Robert, Kosicka Ewelina

Eksploatacja i Niezawodność

|

2023

|

Vol. 25, no. 4

art. no. 174221

EN

This article describes the results of tribological research into epoxy-based composites reinforced with carbon fiber. The composites were subjected to accelerated tests simulating asemi-annual influence of environmental conditions of an elevated temperature, precipitation in combination with an influence of UV-A radiation of 0.83 W/m2 as well as cyclic thermal shocks causing a leap temperature difference of 116.5°C. The process of friction was conducted in conditions of dry friction and wet friction in the presence of water. The authors found apositive influence of a two-month impact of environmental conditions upon increasing wear resistance. They found a reduction in weight in conditions of friction with water. At the same time, a reliability analysis for the same boundary conditions showed an increased risk of critical composite damage. The article indicates areas of safe exploitation of composites and areas of the necessity of withdrawing composites from further exploitation under the assumed environmental and tribological loads.

2

Effect of heating and cooling of aluminium-based fibre-metal laminates on their tensile strength

Boczar Kamil, Wasłowicz Karol, Kubit Andrzej, Chodorowska Dorota, Fejkiel Romuald

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

149-157

EN

The widespread use of composite materials in the construction of machines encourages to better understand their properties and the impact of various external factors on these properties. Fibre metal laminates (FMLs) consist of alternating layers of metal and a polymer matrix laminate reinforced with continuous fibres. The aim of this work was to investigate the effect of cyclical temperature changes and thermal shocks (heating the sample to a high temperature in a short time) on the strength properties of FMLs from AW-1050A aluminium sheet, glass fibre fabric and carbon fibre fabric. The research concerns the determination of how cyclical temperature changes affect the tensile strengths properties of FMLs. The results indicate a small effect of the cycles on the tensile strength of the composites. The composites with glass fibre reinforced laminate also showed high resistance to delamination, moreover, the samples did not delaminate even after they were broken. The carbon fibre reinforced laminate composites showed a tendency to delaminate after heat treatment.

PL

Coraz powszechniejsze zastosowanie materiałów kompozytowych w konstrukcji maszyn skłania do podejmowania działań mających na celu lepsze poznanie ich właściwości, oraz wpływu różnych czynników zewnętrznych na te właściwości. Kompozyty metalowo-włókniste (ang. Fibre Metal Laminates) składają się z naprzemiennie ułożonych warstw metalu oraz laminatu o osnowie polimerowej wzmacnianego włóknami ciągłymi. Celem pracy było zbadanie wpływu cyklicznych zmian temperatury oraz szoków termicznych (nagrzanie próbki do wysokiej temperatury w krótkim czasie) na właściwości wytrzymałościowe laminatów metalowo-włóknistych wykonanych na bazie blachy aluminiowej AW-1050A pokrytej jednostronnie laminatem wzmocnionym włóknemszklanym lub włóknem węglowym. Badania dotyczyły ustalenia jak zmiany temperatury, w tym przede wszystkim zmiany cykliczne, wpływają na właściwości wytrzymałościowe laminatów. Wyniki wykazały mały wpływ liczby cykli obciążeń cieplnych na wytrzymałość kompozytów na rozciąganie. Laminaty wzmocnione włóknem węglowym wykazywały tendencję do rozwarstwienia.

3

Test system to verify thermal shock resistance

Samborski Tomasz, Zbrowski Andrzej, Kozioł Stanisław

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2022

|

nr 2

24--31

EN

The article presents the method and the prototype system to verify the resistance of technological objects to environmental impacts in the form of increased or decreased temperatures or sudden temperature changes (i.e. thermal shocks), developed in accordance with the following PN-EN 60068 standard requirements as regards environmental testing: PN-EN 60068-2-1:2009 - Test A: Cold [7]; PN-EN 60068-2-2:2009 - Test B: Dry heat [8]; and PN-EN 60068-2-14:2009 - Test N: Change of temperature [9]. The developed solution is also aligned with the testing procedure requirements applicable to military equipment tests [12]. The system is mainly designed for testing prototype technological devices subject to significant changes in the temperature of the environment in which they operate, including thermal shocks; it also enables periodic quality checks of manufactured goods [1, 2]. With the developed system the following may be tested: the operation of individual mechanisms; the shape stability and resistance [10]; the resistance to damage; as well as the operability of electronic systems [3]. The flexible method of programming tests used in the system enables the performance of both normative and non-standard tests, depending on the requirements of the research to be carried out. The article describes the system design process, its architecture, structure, and operation, as well as the prototype verification test results. The validated prototype test system was incorporated into the structure of the laboratory for the identification and verification of technical safety of industrial and special-purpose applications under environmental conditions established at the Łukasiewicz Research Network - Institute for Sustainable Technologies (Łukasiewicz-ITEE).

PL

W artykule przedstawiono metodę i prototypowy system do badania odporności obiektów technicznych na narażenia środowiskowe w postaci znacznie obniżonej lub podwyższonej temperatury otoczenia oraz szybkich zmian temperatury - szoków termicznych. System opracowano na podstawie wymagań następujących norm dotyczących badań środowiskowych: PN-EN 60068-2-1 - "próba A - zimno" [7], PN-EN 60068-2-2 - "próba B - suche gorąco" [8] i PN-EN 60068-2-14 "próba N - zmiany temperatury" [9]. Opracowane rozwiązanie przystosowano również do wymagań procedur testowych stosowanych w badaniach sprzętu wojskowego [12]. System jest przeznaczony przede wszystkim do testowania prototypowych rozwiązań technicznych, które podczas eksploatacji są narażone na znaczne różnice temperatury środowiska pracy, w tym na szybkie zmiany temperatury (szoki termiczne) oraz do okresowej kontroli jakości produkowanych wyrobów [1, 2]. Testowaniu podlegają między innymi: działanie mechanizmów, stabilność kształtu i wytrzymałość [10], odporność na uszkodzenia i sprawność układów elektronicznych [3]. Zastosowany w systemie elastyczny sposób programowania przebiegów testu umożliwia nie tylko realizację badań normatywnych, ale również niestandardowych procedur wynikających ze szczególnych wymagań realizowanych prac badawczych. W pracy opisano proces projektowania systemu, jego strukturę, budowę, zasadę działania oraz wyniki badań weryfikacyjnych prototypu. Zweryfikowany, prototypowy system testowy został włączony w strukturę utworzonego w Łukasiewicz ITEE laboratorium identyfikacji i weryfikacji bezpieczeństwa technicznego aplikacji gospodarczych i specjalnych w warunkach środowiskowych.

4

The influence of thermal shock on the load capacity of cylindrical adhesive joints made of EN AC-AlSi7-Mg0.3 aluminum alloy and glass-epoxy composite EP405-GE

Zielecki Władysław, Bielenda Przemysław, Ozga Ewelina

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2021

|

nr 4

34--42

PL

Celem pracy była ocena wpływu szoków termicznych na nośność połączeń klejowych czopowych walcowych. Złącza klejowe wykonano ze stopu aluminium ENAC-AlSi7Mg0,3 (tuleja) oraz kompozytu szkło-epoksydowego EP405-GE (czop). Elementy połączono ze sobą za pomocą kompozycji klejowej Araldite 2014. Grubości utworzonych spoin klejowych wynosiły 0,025 mm, 0,075 mm i 0,125 mm. Połączenia klejowe poddano 0, 50, 100 lub 150 cyklom zmian temperatury. Temperatura maksymalna wynosiła 60 ̊C, a minimalna -20 ̊C. Wyniki badań wytrzymałościowych wskazują, że w przyjętym zakresie zmienności czynników wejściowych, poddawanie złączy szokom termicznym miało pozytywny wpływ na ich nośność. Najwyższe wartości nośności zaobserwowano w przypadku złączy ze spoiną o grubości 0,125 mm i 0,075 mm, które poddano 150 cyklom zmian temperatury. Zgodnie z wynikami analizy regresji i korelacji, w przyjętym zakresie zmienności czynników wejściowych, liczba cykli zmian temperatury ma istotny statystycznie wpływ na nośność połączeń. Wykazano, że nośność złączy klejowych rośnie wraz ze wzrostem liczby cykli zmian temperatury. Test t-Studenta wskazuje, że istotne statystycznie różnice w nośności połączeń poddawanych różnej liczbie cykli zmian temperatury występują w przypadku wariantów: G075L0 (grubość spoiny 0,075 mm, liczba cykli 0) i G075L150 (grubość spoiny 0,075 mm, liczba cykli 150) oraz wariantów: G125L0 (grubość spoiny 0,125 mm, liczba cykli 0) i G125L150 (grubość spoiny 0,125 mm, liczba cykli 150).

EN

The aim of the work was to investigate the effect of thermal shocks on the load capacity of cylindrical adhesive joints. The adhesive joints are made of ENAC-AlSi7Mg0.3 aluminum alloy (sleeve) and glass-epoxy compositeEP405-GE (pivot). The elements were joined together with the Araldite 2014 adhesive composition. The thicknesses of the adhesive layer were 0.025 mm, 0.075 mm or 0.125 mm. The adhesive joints were subjected to 0, 50, 100 or 150 cycles of temperature changes. The maximum temperature was 60 ̊C and the minimum temperature was -20 ̊C. The results of the strength tests show that in the accepted range of variability of input factors, subjecting the joints to thermal shocks had a positive effect on their load capacity. The highest values of load capacity were observed for joints with 0.125 mm or 0.075 mm thick adhesive layer, which were subjected to 150 cycles of temperature changes. According to the results of the regression and correlation analysis, within the adopted range of input factors variability, the number of cycles of temperature changes has a statistically significant influence on the load capacity. It has been shown that the load capacity of adhesive joints increases with an increase in the number of cycles of temperature changes. Student's t-test shows that statistically significant differences in the load capacity of adhesive joints subjected to a different number of thermal shocks cycles occur in the case of variants: G075L0 (adhesive layer thickness 0.075 mm, number of cycles 0) and G075L150 (adhesive layer thickness 0.075 mm, number of cycles 150) and variants: G125L0 adhesive layer thickness 0.125 mm, number of cycles 0) and G125L150 (adhesive layer thickness 0.125 mm, number of cycles 150).

5

Corrosion and thermal shock resistance of metal (Cu, Al) matrix composites reinforced by SiC particles

Strojny-Nędza A., Egizabal P., Pietrzak K., Zieliński R., Kaszyca K., Piątkowska A., Chmielewski M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 5

1227--1236

EN

This paper presents the results of studies concerning the production and characterization of Al-SiC/W and Cu-SiC/W composite materials with a 30% volume fraction of reinforcing phase particles as well as the influence of corrosion and thermal shocks on the properties of selected metal matrix composites. Spark plasma sintering method (SPS) was applied for the purpose of producing these materials. In order to avoid the decomposition of SiC surface, SiC powder was coated with a thin tungsten layer using plasma vapour deposition (PVD) method. The obtained results were analysed by the effect of the corrosion and thermal shocks on materials density, hardness, bending strength, tribological and thermal properties. Qualitative X-ray analysis and observation of microstructure of sample surfaces after corrosion tests and thermal shocks were also conducted. The use of PVD technique allows us to obtain an evenly distributed layer of titanium with a constant thickness of 1.5 µm. It was found that adverse environmental conditions and increased temperature result in a change in the material behaviour in wear tests.

6

Contribution to the Assessment of Thermal Shock Resistance of Metals

Jakubus A., Soiński M. S.

Archives of Foundry Engineering

|

2020

|

Vol. 20, iss. 4

97--100

EN

The study presents a concept of generation of micro-cracks (or cracks) in metal specimens in order to assess their material with respect to the thermal shock resistance. Both the method of conducting the experiment and the criteria of the assessment of the material resistance to the rapid temperature changes are discussed. The schematic diagram of the research stand used for repeated heating and rapid cooling of specimens, constructed in the Foundry Institute of the Częstochowa University of Technology, is presented. The proposed solution enables to maintain constant conditions of the experiment. The tests were held for flat specimens 70 mm long, 20 mm wide, and 5 mm thick, tapered over a distance of 15 mm towards both ends. The specimens were induction heated up to the specified temperature and then, in response to the signal produced by a pyrometer, dipped in the tank containing the cooling medium. The thermal shock resistance of the material can be assessed on the basis of either the total length of the micro-cracks arisen at the tapered parts of a specimen after a specified number of heating-and-cooling cycles, or the number of such cycles prior to the total damage of a specimen, or else the number of thermal cycles prior to generation of the first crack. The study includes an exemplary view of the metal specimen after the thermal shock resistance tests, as well as the illustrative microstructure of the vermicular cast iron which reveals a crack propagating from the edge towards the core of the material.

7

Odporność na szoki cieplne żeliwa sferoidalnego utwardzonego roztworowo z dodatkami wybranych pierwiastków stopowych

Kuder M., Jaśkowiec K.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2017

|

Vol. 57, no. 3

169--179

PL

W ramach realizacji pracy wykonano siedem wytopów żeliwa sferoidalnego, umocnionego roztworowo podwyższoną zawartością krzemu, w tym z dodatkami Cu, Mo i Ni. Wykonano analizy termiczne wytapianego żeliwa i określono parametry charakterystycznych punktów krzywych krystalizacji. Badania laboratoryjne przeprowadzono na próbkach wyciętych z wlewków próbnych oddzielnie odlewanych bez dodatkowej obróbki cieplnej. Wykonano ocenę struktury – grafitu i osnowy żeliwa, właściwości wytrzymałościowych, twardości oraz odporności na wstrząsy cieplne. Uzyskano znacząco lepsze właściwości żeliwa z wytopów doświadczalnych w porównaniu z niestopowym żeliwem wermikularnym, podstawowym tworzywem stosowanym na elementy pracujące w warunkach udarów cieplnych. Stwierdzono szczególnie korzystne działanie molibdenu oraz niklu (1,4% i 1,8%) na odporność żeliwa na wstrząsy cieplne.

EN

The study involved the preparation of seven melts of spheroidal cast iron solution reinforced by means of an elevated content of silicon, including Cu, Mo and Ni additions. Thermal analyses of the melted cast iron were made and the parameters of the characteristic points on the crystallization curves were determined. The laboratory tests were performed on samples cut out of separately cast test ingots, without additional thermal treatment. An evaluation was performed of the graphite and cast iron matrix structure, as well as strength properties, hardness and thermal shock resistance. Significantly better properties of the cast iron in the case of the experimental melts was established as compared to the non-alloy vermicular cast iron, which is the basic material used for elements working under conditions of thermal shocks. An especially advantageous operation of molybdenum and nickel (1.4% and 1.8%) on the thermal shock resistance of the cast iron was stated.

8

Oxidation kinetics of steels utilized for production of exhaust tips for vehicle mufflers under thermal shock conditions

Drożdż M., Grzesik Z., Jurasz Z., Krasowski J.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 11

416--417

EN

The corrosion of four steels (X5CrNi18-10, X2CrTi12, X3CrTi17, X2CrTiNb18) in air atmosphere has been studied under thermal shock conditions. It has been found that all studied steels degraded in comparable degree and scales formed on their surfaces have very good adherence.

PL

Zbadano przebieg korozji czterech gatunków stali (X5CrNi18-10, X2CrTi12, X3CrTi17, X2CrTiNb18) w atmosferze powietrza, w warunkach wstrząsów cieplnych. Wykazano, że szybkość procesu korozji wszystkich badanych materiałów jest porównywalna, a powstające na ich powierzchniach zgorzeliny odznaczają się bardzo dobrą przyczepnością do podłoża.

9

High-temperature resistance of the austenitic stainless steels used for exhaust systems in cars with combustion engines

Smoła G., Majewska Z., Grzesik Z.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 11

429--431

EN

The studies were carried out on two types of austenitic stainless steels, type 1.4404 and 1.4301 respectively. These two types of steels are applied in production of exhaust systems installed in cars with combustion engines. Investigations of these steels consisted in determining their resistance to high-temperature oxidation under thermal shock conditions. It has been shown that steels under discussion have good resistance against oxidation at high temperatures. It was found that scales formed during oxidation contain iron as well as chromium oxides and have a layered structure.

XX

Przeprowadzone zostały badania właściwości żaroodpornych dwóch typów austenitycznych stali nierdzewnych, 1.4404 i 1.4301, przeznaczonych do produkcji elementów układów wydechowych montowanych w samochodach z napędem spalinowym. Badania polegały na wyznaczeniu odporności stali w warunkach wstrząsów cieplnych. Wykazano, że będące przedmiotem badań stale charakteryzują się wysoką żaroodpornością. Stwierdzono, że powstające zgorzeliny zawierające tlenki żelaza i chromu mają budowę warstwową.

10

Właściwości żaroodporne stali zaworowych poddanych procesowi azotowania

Smoła G., Drożdż M., Kyzioł K., Kluska S., Grzesik Z.

Ochrona przed Korozją

|

2013

|

nr 11

549--551

PL

Zbadano przebieg utleniania w warunkach wstrząsów cieplnych trzech gatunków stali zaworowych (X33CrNiMn23-8, X50CrMn-NiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8) poddanych procesowi powierzchniowego azotowania. Wykazano, że proces azotowania stali o największej zawartości chromu (X33CrNiMn23-8) nie wpływa praktycznie na przebieg korozji. W przypadku pozostałych stali o niższej zawartości chromu, proces azotowania nieznacznie obniża przyczepność zgorzelin do podłoża.

EN

The oxidation behavior under thermal shock conditions of three valve steels (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMn- NiN20-8) subjected to nitriding process has been studied. It has been found that nitrided steel, containing highest chromium concentration (X33CrNiMn23-8), has virtually no influence on its corrosion behavior. In the case of remaining steels, with lower chromium concentration, the nitriding process decreases slightly scale adherence to substrate.

11

Korozja stali zaworowych w atmosferze spalin gazu LPG

Grzesik Z., Mrowiec S., Adamaszek K., Jurasz Z.

Ochrona przed Korozją

|

2013

|

nr 11

546--548

PL

Zbadano przebieg korozji czterech gatunków stali zaworowych (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8 i X55CrMnNiN20-8) w atmosferze spalin gazu LPG, w warunkach wstrząsów cieplnych. Wykazano, że proces korozji przebiega najwolniej w przypadku stali o największej zawartości chromu (X33CrNiMn23-8). Szybkość korozji wszystkich badanych stali w atmosferze spalin gazu LPG jest porównywalna do tej obserwowanej w przypadku atmosfer gazów spalinowych etyliny z 5% zawartością etanolu.

EN

The corrosion of four valve steels (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8 and X55CrMnNiN20-8) in combustion gases of LPG has been studied under thermal shock conditions. It has been found that X33CrNiMn23-8 steel, containing highest chromium concentration, shows best resistance to corrosion attack in comparison to other steels under investigation. The corrosion resistance of all studied steels in combustion gases of LPG is comparable with that observed in the case of combustion gases of petrol containing 5 wt. % of ethanol.

12

Korozja stali zaworowych w atmosferze spalin oleju napędowego zwierającego 10% biokomponentów

Grzesik Z., Kaczmarska A., Poczekajło A., Mrowec S., Adamaszek K., Jurasz Z.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

nr 6

343-345

PL

Zbadano przebieg korozji czterech gatunków stali (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8 i X55CrMnNiN20-8) w atmosferze spalin oleju napędowego zawierającego 10% wag. biokomponentu. Stale te stosowane są do wyrobu zaworów w silnikach diesla. Badania te przeprowadzone zostały w warunkach wstrząsów cieplnych, symulujących pracę silnika samochodowego. Wykazano, że najlepszą odporność na agresywne działanie tych spalin wykazuje stal X33CrNiMn23-8, mająca największą zawartość chromu. Jest to wynikiem powstawania na powierzchni tej stali ochronnej warstwy tlenku chromu Cr2O3, silnie związanej z podłożem. Na stalach o niższej zawartości chromu, natomiast, powstaje zgorzelina heterofazowa o znacznie gorszych własnościach ochronnych.

EN

The corrosion of four different steels (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8 and X55CrMnNiN20-8) in combustion gases of diesel oil containing 10 wt. % of bio-components has been studied under thermal shock conditions. These steels are utilized in the production of valves in diesel engines. It has been found that X33CrNiMn23-8 steel, containing highest concentration of chromium, shows best resistance to corrosion attack in comparison to other steels under investigation. Good corrosion resistance of X33CrNiMn23-8 steel results from the formation on the surface of this material highly protective chromia scale, showing excellent adherence to the steel surface. In the case of remaining three other steels, with lower chromium concentration, the scale is heterogeneous showing worse protective properties.

13

Badania zjawiska niesprężystości zasadowych materiałów ogniotrwałych

Podwórny J., Wojsa J.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 3

590-594

PL

Zaprezentowano wyniki badań własności sprężystych w funkcji czasu wybranych odmian zasadowych materiałów ogniotrwałych. W trakcie przeprowadzonych badań stwierdzono znaczące zmiany, sięgające w skrajnym przypadku 4 GPa, modułu sprężystości podłużnej (E) i poprzecznej (G) zachodzące w czasie kilkudziesięciu godzin. Zjawisku temu towarzyszyły zmiany tarcia wewnętrznego (Q-1), będącego miarą rozpraszania energii mechanicznej podczas ruchu drgającego badanego materiału, wywołane zachodzącymi w materiale zmianami strukturalnymi. Badaniami objęto również zmiany modułu E materiałów zasadowych po wstrząsach cieplnych w funkcji czasu. Na podstawie uzyskanych wyników, dla materiału magnezjowo-chromitowego, określono przybliżony czas relaksacji naprężeń po wstrząsach cieplnych. Uzyskane wyniki omówiono w oparciu o teorię niesprężystości materiałów i teorię tarcia wewnętrznego.

EN

The study presents the results of investigations into inelastic properties of basic refractories versus time. The investigations revealed considerable changes of shear modulus (G) and Young’s modulus (E) over a period of several hours, which in extreme cases reached 4 GPa. This phenomenon was accompanied by changes in internal friction (Q-1), being a measure of mechanical energy dissipation during oscillation of the examined material, which occurred due to structural changes in the material. Investigations were also conducted into the changes of E and G modulus of basic refractories after thermal shocks versus time. On the basis of the results obtained, approximate stress relaxation times after thermal shocks were determined for the magnesia-chrome material,. The discussion of the results has been based on the theory of inelastic material behaviour and the theory of internal friction.

14

Wysokotemperaturowa korozja stali zaworowych w warunkach szoków termicznych

Grzesik Z., Mrowiec S., Jurasz Z., Adamaszek K.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 3

106-109

PL

Odporność metali na korozję wysokotemperaturową zależy w pierwszym rzędzie od własności ochronnych zgorzeliny oraz od jej przyczepności do podłoża. Przyczepność ta odgrywa szczególnie doniosłą rolę w warunkach wstrząsów cieplnych, podczas których w układzie zgorzelina-metal powstają naprężenia sprzyjające odpadaniu (odpryskiwaniu) warstwy zgorzeliny od podłoża. W związku z tym, podstawowym problemem w przypadku materiałów przeznaczonych do pracy w warunkach wstrząsów cieplnych jest zapewnienie możliwie dobrej przyczepności zgorzeliny do podłoża. Szczególnie drastyczne warunki występują podczas pracy zaworów wylotowych w silnikach spalinowych Diesla. Wśród materiałów stosowanych do wyrobu wspomnianych zaworów stosowane są tzw. stale zaworowe X33CrNiMn23-8 i X50CrMnNiNbN21-9. Stwierdza się jednak, że materiały te ulegają korozji, ograniczającej ich długotrwałe użytkowanie. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań utleniania tych materiałów w warunkach wstrząsów cieplnych i wykazano, że o odporności na korozję wysokotemperaturową decyduje w pierwszym rzędzie zawartość chromu w badanych stalach. Mianowicie, stal X33CrNiMn23-8 o większej zawartości chromu, wykazuje znacznie lepszą odporność dzięki powstawaniu ochronnej warstwy tlenku chromu, Cr2O3, silnie związanej z podłożem. Na stali o niższej zawartości chromu natomiast, X50CrMnNiNbN21-9, powstaje zgorzelina heterofazowa o znacznie gorszej przyczepności. Wykazano również, że obie stale pokryte ochronną powłoką hybrydową wykazują doskonałą odporność w warunkach wstrząsów cieplnych.

EN

Most frequently utilized materials for the production of valves in Diesel engines are X33CrNiMn23-8 and X50CrMnNiNbN21-9 steels with different chromium concentration. These materials are working in very severe conditions, due to rather high temperatures [1173 K] and in particular due to sudden temperature changes, described in the literature as thermal shocks. The resistance of any material against high temperature corrosion results from the formation on its surface of the layer of corrosion products called scale. The scale protects effectively the material in that case only when it is compact and strongly adherent to the substrate. Under such conditions, namely, high thermal stresses are developed in the scale-substrate system due to different thermal expansion coefficients of both materials and consequently, during heating and cooling, cracking and spalling of the scale is observed. In the present paper the results of the oxidation kinetics of discussed valve materials, obtained under thermal shock conditions, are described. It has been shown that the corrosion resistance of both materials under investigation depends first of all on chromium concentration. The X33CrNiMn23-8 steel with higher chromium concentration shows, namely, much better corrosion resistance due to the formation of protective Cr2O3 scale with very good adherence. In the case of the second, X50CrMnNiNbN21-9 steel with lower chromium concentration, the scale is heterogeneous, showing much worse adherence to the substrate. It has been shown finally, that both steels covered with protective hybrid coating show excellent corrosion resistance under thermal shock conditions.

15

Research of engine pistons form point of view of thermal shocks

Sieminska B., Slawinski Z.

Journal of KONES

|

2010

|

Vol. 17, No. 1

411-420

EN

Experimental test results of thermal shocks for heavy duty pistons of combustion engines are presented in the paper. The range and the level of thermal loads were diverse and dependent from working engine conditions as well as the temperature ranges were adapted for real conditions in which pistons of the combustion engine work. temperature measurement results on crown and skirt of a piston during an engine operating under different conditions are presented in the paper. Measured temperature differences during engine operating were greatest in areas, where appeared greatest piston temperatures. Researches of thermal shocks were realized on the special testing device. The device this is automatic, controlled a computer, makes possible the realization of the cycle of research of thermal shocks in the necessary range of the temperature. Test results showed that in following cycles of thermal shocks took place stable changes ofdimensions ofthe piston too. Mainfactors effecting on the resistance of piston materials on thermal shocks are presented in the paper, at this essential parameters influent on the resistance of materials on thermal shocks are coefficients of thermal expansion and Young's modules. In particular thermal shock resistance of the different piston alloys, dependence of dimensional thermal tensions versus the undimensional heat flux, Basic parameters of the composite material AK12 +20%Al2O3 and standard, values of heat conductivity coefficient the and temperature on the composite piston surface, values of stresses due with the temperature field in piston, values strains in the composite piston due the temperature field, the example of the influence of the number of thermal shocks on the deformation of the piston sample are presented in the paper.

16

Factors affected the performance of fire clay refractory bricks

Elngar M. A. G., Mohamed F. M., El-Bohy S. A. H., Sharaby C. M., Shalabi M. E. H.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2009

|

R. 33, z. 4

49-61

EN

In this investigation some factors affected the performance of the fire clay refractory bricks such as size of grog, percentage of water added to the raw material, percentage of grog and temperature of firing were studied. The results showed that if the percentage of grog increased the shrinkage of bricks decreased, as well as density of bricks was increasing the porosity and water absorption also increased. Furthermore, with increasing of the added water to the raw material the porosity of the bricks increased and if water absorption increased, density decreased. The characteristics of raw material by such methods as x-ray and chemical analysis were also examined.

PL

W pracy zbadano niektóre czynniki wpływające na wytrzymałość cegieł z gliny ogniotrwałej, tj. rozmiar kruszywa szamotowego, procent dodanej wody, zawartość procentowa kruszywa szamotowego, czy temperatura wypalania. Wyniki wskazały, że gdy zawartość procentowa kruszywa szamotowego zwiększyła się to kurczliwość cegieł malała. Analogicznie, gdy gęstość cegieł rosła, porowatość i absorpcja wody również rosła. Zwiększając ilość wody dodawanej do surowca, wywoływało się zwiększenie porowatości cegieł, zaś gdy absorpcja wody zwiększała się - gęstość materiału malała. Charakterystyka materiału za pomocą promieni X oraz analizy chemicznej została również przedstawiona.

17

Stanowisko do przyspieszonych badań zmęczeniowych materiałów stomatologicznych

Kordos P., Hunicz J., Niewczas A.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2009

|

nr 1

63-69

PL

W artykule zaprezentowano budowę i zasadę działania stanowiska badawczego do symulowania obciążeń mechanicznych i cieplnych jakie występują w jamie ustnej podczas procesu żucia. Przedstawione urządzenie pozwala na przyspieszone badania materiałów wykorzystywanych do wypełnień stomatologicznych. W pracy zamieszczono także przykładowe wyniki badań uszkodzeń zębów podczas symulowanej eksploatacji.

EN

The article presents the structure and the principle of operation of the research post used for the simulation of mechanical and thermal loads which occur in the oral cavity during the process of chewing. The presented apparatus guarantees accelerated tests of the materials used in dental fi llings. The article additionally presents the examples of results of the tests the aim of which was to determine the degree of damage in the teeth during the simulated mastication.

18

Efficiency of protective coatings on high creep resistant cast steel

Kochmańska A., Kubicki J.

Archives of Foundry Engineering

|

2009

|

Vol. 9, iss. 2

129-132

EN

This paper presents results of research of multilayer aluminium-silicon coatings. Aluminium-silicon coatings were created on high-temperature creep resist cast iron using slurry method in air atmosphere. These coatings protect equipment against hot corrosion in carburizing atmosphere at thermal shocks conditions. Various technological parameters of coatings manufacturing were applied. Main technological parameters were: temperature and time of annealing and Al-Si ratio in the active mixture. The structure of obtained coatings is three-zonal. Phase composition of two external zones ensures protection against carburizing, but these zones are not resistant to cracking. The cracks form as a result of thermal shocks. The internal zone of the coatings situated next to substrate compensates for differences of thermal expansion of the coating and the substrate. The cracks are stopped in the internal zone and do not propagate into the substrate material. Protective efficiency of the coatings at carburizing conditions with thermal shocks was determined. Structure of the coatings before and after carburizing and thermal shocks is described in present paper. Thickness, chemical composition (EDS) and phase composition (XRD) of the coatings are determined. Correlation between the coatings structure and depth of carburized layer was determined.

19

Aluminide protective coatings on high-temperature creep resistant cast steel

Kubicki J., Kochmańska A.

Archives of Foundry Engineering

|

2009

|

Vol. 9, iss. 4

113-124

EN

This paper presents the results of research on aluminide protective coatings manufactured on high-temperature creep resistant cast steel. The main purpose of these coatings is protection against the high temperature corrosion, especially at high carburizing potential atmosphere. Coatings were obtained on cast steel type G-XNiCrSi36-18 with the following methods: pack cementation, paste method, cast method and slurry cementation. The phase composition, thickness and morphology of coatings were determined. Coatings capacity of carbon diffusion inhibition and thermal shocks resistance of coatings were determined with different methods. It was found, that all of the coatings reduce carbon diffusion in different degree and all coatings liable to degradation in consequence cracking and oxidation. Coating life time is mainly dependent on morphology, phase composition and service condition (thermal shocks first of all).

20

A novel design of the combustion engine for improvement of the efficiency and durability

Drew J., Jankowski A., Siemińska B., Sławinski Z.

Journal of KONES

|

2006

|

Vol. 13, No. 4

453-466

EN

For the purpose of the improvement of the efficiency of the combustion engine, the new solution which links in the advantage of the engine with the spark-ignition and the diesel engine is proposes. The creature of the solution consists in the realization the process of the combustion at the constant of the volume combustion chambers. It is realized with a piston stand during the period of combustion process. This permits on maximum pressure increasing and average indicated pressure. Advantages of this solution are self-evident. The enlargement of the efficiency is obtained, and finally - decrease of fuel consumption. Whereas at such itself average indicated pressure, the of maximum decrease of appears. This maximum pressure decrease causes decrease of mechanical loads of most essential engine parts, for which the pistons belong. The novel design of the engine is In order to reduce the thermal loads on the piston and the negative effects of thermal shocks, the novel construction based design was proposed, where during the time when the thermal loads are the most severe, the mechanical loads are isolated from the inertial loads and the inertial loads are non existent. Besides the reduction of the thermal loads additional gains in overall efficiency were obtained as the result of the combustion process with the piston stopped. That system forms the part of United States Patent No. 6,481.393 B1. Thermal shocks are reasons for high temperature gradients occurring in materials of engine components and sets, what in turn makes for high total stresses, even at lack of mechanical loads that accelerate damage of the engine components. With reference to heterogeneous elements like bimetals and from materials with covers, temperature gradients will be considerably greater and will represent what is due to different material properties. Experimental test results of thermal shocks for heavy-duty pistons of combustion engines are presented in the paper. Temperature measurement results on the crown and the skirt of the piston during the Diesel engine operating under different conditions are presented in the paper. Temperatures on the piston surface in the area of combustion chamber change in an every working cycle and these changes grow less with frequency (engine speed) increasing.