Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badanie wybranych właściwości wolframowego stopu ciężkiego 98W-1,4Ni-0,6Fe

Skoczylas Paweł

Inżynieria Powierzchni

|

2020

|

nr 3-4

22--30

PL

Celem pracy było określenie gęstości spiekanego pręta mierzonej wzdłuż jego osi oraz określenie zależności pomiędzy gęstością próbek pobranych z pręta a ich wytrzymałością na rozciąganie Rm. Pręt do badań o składzie 98W-1,4Ni-0,6Fe wytworzono metodą metalurgii proszków i spiekania z udziałem fazy ciekłej. Przeprowadzone pomiary wykazały, iż gęstość próbek jest zależna od miejsca pobrania próbki z pręta oraz ilości usuniętej warstwy zewnętrznej poprzez toczenie. Gęstości próbek pobranych z końców pręta są wyższe niż ze środka pręta. Najniższą gęstość uzyskano dla gotowych próbek wytrzymałościowych. Przeprowadzone pomiary wykazały, że dla kilku próbek wyniki gęstości i wytrzymałość Rm są ze sobą skorelowane. Stopniowo obniżająca się gęstość próbek przekłada się na spadek ich wytrzymałości na rozciąganie. Niższa gęstość próbek z obszaru środkowej części pręta może być związana zarówno ze skurczem liniowym występującym w trakcie procesu, jak również z nierównomiernym rozkładem temperatury w przestrzeni pieca do spiekania.

EN

The aim of the work was to determine the density and tensile strength Rm of the sintered rod measured in selected places along its axis. The test rod with the composition of 98W-1.4Ni-0.6Fe was produced by powder metallurgy and sintering with the participation of the liquid phase. The performed measurements showed that the density of the samples depends on the place where the sample was taken from the bar and the amount of the outer layer removed by rolling. The densities of samples taken from the ends of the bar are higher than those taken from the center of the bar. The lowest density was obtained for ready-made strength samples. The performed measurements showed that for several samples the results of density and strength Rm are correlated. Gradually decreasing sample density translates into a decrease in their tensile strength. The lower density of samples from the central part of the bar can be related both to the linear shrinkage occurring during the process, as well as to the non-uniform temperature distribution in the sintering furnace space.

2

Dynamiczne badania wytrzymałościowe materiałów z wolframowych stopów ciężkich przeznaczonych na rdzenie pocisków typu APFSDS-T

Cybula Leszek

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2019

|

R. 48, z. 150

71--94

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wytrzymałościowych, materiałów z wolframowych stopów ciężkich /WHA/ przeznaczonych, na rdzenie pocisków podkalibrowych typu APFSDS–T. Badania wytrzymałościowe materiałów, WHA prowadzono w warunkach silnych obciążeń dynamicznych, tj. za pomocą strzelania. W pracy podano teoretyczny sposób wyznaczenia naprężeń w krytycznych przekrojach pocisku badawczego, opisano specjalnie zbudowane do badań stanowisko badawcze z 30 mm lufą balistyczną o gładkim przewodzie oraz opisano metodykę i wyniki badań. Szczególnie interesujące, były badania, w których materiał poddawany, był różnorodnym obciążeniom dynamicznym, pochodzącym zarówno od sił ciśnienia gazów, jak i sił poprzecznych występujących podczas ruchu pocisku w lufie.

EN

The paper presents results of strength tests for tungsten heavy alloys (WHA) designated for the rods of APFSDS–T kinetic projectiles. The strength tests of WHA materials were carried out in conditions of heavy dynamical loads i.e. by the firing. The paper gives a theoretical concept for the identification of stresses within the critical cross-sections of the investigated projectile, and a description of a testing stand which was specially prepared and equipped with 30 mm smooth bore ballistic barrel, and description of methodology and test results. It was especially interesting to test the material against various dynamical loads originating both from the forces of gas pressure and the crosswise forces occurring at the projectile’s move in the barrel.

3

Research into the Production of Tungsten Heavy Alloys with Specific Mechanical Properties

Skoczylas Paweł, Gulbinowicz Zbigniew, Goroch Olgierd, Barcz Katarzyna, Kaczorowski Mieczysław

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2019

|

Vol. 10, Nr 4 (38)

23--36

EN

The subject of the work discussed herein and carried out as a part of the Polish National Centre of Research and Development project titled ”Development and implementation of critical technology demonstrators for the new generation of 120 mm tank artillery ammunition” are the results of a research into the influence of LPS (Liquid Phase Sintering) parameters and heat treatment on the mechanical properties of W91Ni6Co3 and W91Ni6Co2.25Fe0.75 alloys, designated PR200 and PR201, respectively. The alloys, as LPS-processed and heat treated, were tested on a strength testing machine to determine their tensile strength (Rm), proof stress (Rp0.2) and elongation (A5). The analysis of the test results resulted in a proposal of manufacturing process parameters to have the alloys tested develop specified mechanical properties. It was found the ternary alloy with chemical composition W91Ni6Co3 and designated PR200 was more promising in the feasibility of producing specified mechanical properties. The alloy, once sintered and heat treated in two stages, could facilitate production of a material with a tensile strength Rm>1400 MPa, a yield strength Rp0.2 > 1350 MPa, a minimum elongation of 11%, and an impact strength > 115 J/cm2.

PL

Przedmiotem niniejszego pracy, zrealizowanej w ramach projektu NCBiR i zatytułowanego "Opracowanie i wykonanie demonstratorów technologii krytycznych elementów do nowej generacji amunicji czołgowej 120mm" są wyniki badań wpływu parametrów spiekania z udziałem fazy ciekłej - LPS (ang. Liquid Phase Sintering) oraz obróbki cieplnej na właściwości mechaniczne stopów W91Ni6Co3 oraz W91Ni6Co2,25Fe0,75 oznaczonych odpowiednio symbolami PR200 oraz PR201. Wytypowane stopy, po spiekaniu oraz obróbce cieplnej, były badane na maszynie wytrzymałościowej celem wyznaczenia wytrzymałości na rozciąganie (Rm), umownej granicy plastyczności (Rp0,2) oraz wydłużenia (A5). Na podstawie analizy wyników badań zaproponowano parametry procesu wytwarzania umożliwiające uzyskanie przez badane stopy wymaganych właściwości mechanicznych. Stwierdzono, iż z punktu widzenia tych właściwości, bardziej perspektywiczny jest trójskładnikowy stop o składzie chemicznym W91Ni6Co3 oznaczony symbolem PR200. Stop ten, po spiekaniu i dwustopniowej obrce cieplnej umożliwia uzyskanie materiału o wytrzymałości na rozciąganie Rm>1400 MPa, umownej granicy plastyczności Rp0,2 powyżej 1350 MPa, wydłużeniu minimum 11% oraz udarności KC>115 J/cm2

4

A study of molybdenum addition on W-Ni-Fe based heavy alloys sintered with spark plasma sintering

Prasad B. S. L., Annamalai R.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2019

|

Vol. 67, nr 2

167--172

EN

Tungsten heavy alloys comprising tungsten, nickel and ferrous were modified, where molybdenum was added in varying weight proportions keeping the ratio of Ni: Fe (8:2) constant. The powders were mixed in a high-energy ball mill and were further fabricated using the spark plasma sintering (SPS) method at a peak temperature of 1000°C with heating rate of 100°C/min. The details of the microstructure and mechanical properties of these various alloy compositions were studied. With the increasing weight composition of the Mo in the alloy, the relative density of the alloy increased with a significant improvement in all the mechanical properties. The yield strength (YS), ultimate tensile strength (UTS) and hardness improved significantly with increase in the proportion of Mo; however, a reduction in elongation percentage was observed. The maximum strength of 1250 MPa UTS was observed in the alloy with a Mo proportion of 24%. The heavy alloy unmixed with Mo has shown distinct white and grey regions, where white (W) grain is due to tungsten and grey region is a combinatorial effect of Ni and Fe. Upon addition of Mo, the white and gray phase differences started to minimize resulting in deep gray and black ‘C’-phase structures because of homogenization of the alloy. The main fracture mode found during this investigation in the alloys was inter-granular mode.

5

Badanie procesu formowania materiału wolframowego stopu ciężkiego przeznaczonego na kształtki rdzeni pocisków podkalibrowych

Goroch O., Gulbinowicz Z.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

nr 1

25--33

PL

Przedmiotem pracy są wyniki badań procesu przygotowania granulatu wykonanego z wolframowego stopu ciężkiego. Omówio¬ne różne sposoby granulacji pokazują wyraźnie jak bardzo odmienne są mechanizmy i zjawiska fizykochemiczne, które występują w poszczególnych przypadkach. Świadczy to o obszerności pola badawczego ogólnie rozumianej granulacji. Ojej znaczeniu i ważno-ści świadczą cechy wyróżniające formę granulowaną surowców i produktów w porównaniu z formą proszkową (pylistą).

EN

The results of studies concerning study of the process of preparation of granules made of tungsten heavy alloy. Discussed different ways of granulation clearly show mechanisms and physico-chemical phenomena that occur in individual cases are much different. This demonstrates the voluminous research field in generalny understood granulation. Its importance and validity of evidence distinguishing features of a granular form of raw materials and products in comparison with the form of powder (dusty).

6

Badania eksperymentalne tarciowego zgrzewania wolframowego stopu ciężkiego ze stopem aluminium wraz z modelowaniem rozkładu temperatury

Goroch O., Zimmerman J.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

nr 3

3--9

PL

Praca dotyczy obrotowego tarciowego zgrzewania wolframowego stopu ciężkiego ze stopem aluminium, które zostało przeprowadzone dla wytypowanych kombinacji parametrów procesu zgrzewania. Badania zostały uzupełnione o symulację rozkładu temperatury na powierzchni próbki wykonaną metodą elementów skończonych w programie ADINA.

EN

The work concerns the rotary friction welding of tungsten heavy alloy with aluminum alloy, which has been carried out for the selected combinations of welding process parameters. The study was supplemented with a simulation of the temperature distribution on the surface of the sample made by means of the finite element method in ADINA program.

7

Kształtowanie struktury i właściwości wolframowych stopów ciężkich o przeznaczeniu specjalnym

Kaczorowski M., Skoczylas P.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2015

|

Vol. 6, Nr 1 (19)

27-40

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań doświadczalnych, których celem było opracowanie metody wytwarzania wolframowych stopów ciężkich (WSC), przeznaczonych na rdzenie pocisków podkalibrowych stabilizowanych brzechwowo typu APFSDS (ang. Armor Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot). Stwierdzono, że najbardziej skuteczną metodą zwiększania właściwości wytrzymałościowych WSC jest obróbka plastyczna na zimno, prowadząca do umocnienia odkształceniowego zarówno ziaren wolframu, jak i osnowy na bazie Ni. Obróbka ta powinna być jednak prowadzona w sposób kontrolowany, ponieważ nadmierny zgniot, powodujący bardzo duże zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie i twardości, dokonuje się kosztem znaczącego zmniejszenia wydłużenia, w szczególności odporności na obciążenia udarowe. Obróbka cieplna obejmująca wyżarzanie pod obniżonym ciśnieniem oraz szybkie chłodzenie (przesycanie) połączone z późniejszym wyżarzaniem w temperaturze w zakresie 500-800°C umożliwia dalsze zwiększenie wytrzymałości WSC, lecz efekt obróbki cieplnej jest znacznie mniej efektywny niż obróbki plastycznej na zimno.

EN

The paper presents the results of experimental studies aimed at elaboration of the manufacturing technology of tungsten heavy alloys (WSC) with high mechanical properties, dedicated for kinetic energy penetrators of armour piercing fin stabilized discarding sabot (APFSDS) ammunition. Especially, the results of mechanical properties’ investigations and structure observations of the materials strengthened by cold work and heat treatment involving supersaturation and aging are described. It was concluded that the best method of WSC strengthening is cold working, involving strain hardening both tungsten grain and Ni-based matrix. The cold working should be carried out under control because it excesses deformation causing very high strength and hardness increase is accomplished by the cost of substantial ductility, especially impact strength decrease. The solution heat treatment in vacuum furnace followed by water quenching and then isothermal aging at temperature range of 500-800°C enable further strength and hardness increase of WSC but its effectiveness is substantially less than cold work strengthening.

8

Badania balistyczne wolframowych stopów ciężkich skłonnych do fragmentacji wykonanych z różnie przygotowanych mieszanek

Konieczny M., Kaczorowski M., Cybula L.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2015

|

Vol. 6, Nr 2 (20)

55-70

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań balistycznych wolframowych stopów ciężkich (WSC) skłonnych do fragmentacji. Materiałem badawczym były próbki w formie zmodyfikowanych pocisków naboi kal. 7,62 × 54 mm do karabinu „Mosin” wykonane ze stopów ciężkich otrzymanych z mieszanek proszków W, Ni, Fe, Co z dodatkiem ceramiki. WSC uzyskano z wyprasek spiekanych z udziałem fazy ciekłej lub w fazie stałej, w atmosferze wodorowej. Testy z zakresu balistyki końcowej przeprowadzono zgodnie z procedurą badawczą PBO-50. Otrzymane rezultaty umożliwiają przedstawienie skłonności WSC do fragmentacji w postaci graficznej. W pracy zaproponowano ilościowe kryterium oceny podatności WSC na fragmentację materiałów.

EN

The paper describes the results of ballistic tests of tungsten heavy alloys (WSC) susceptible to fragmentation. The materials being studied were the samples in the form of cal. 7.62 × 54 mm „Mosin” of heavy alloys projectiles prepared from the mixtures of powders W, Ni, Fe, and Co with the addition of ceramics. WSC’s were obtained from the compacts which were liquid phase or solid sintered in the hydrogen atmosphere. Final ballistics tests were conducted in accordance with the research procedure PBO-50. The results obtained allow for the graphic evaluation of WSC susceptibility to fragmentation. On the basis of analysis of the results obtained during ballistic experiment, the qualitative criterion of frangible WSC to fragmentation was proposed.

9

The Mechanism of Solid State Joining THA with AlMg3Mn Alloy

Kaczorowski M., Goroch O., Krzyńska A.

Archives of Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 14, iss. 2

37--42

EN

The results of experimental study of solid state joining of tungsten heavy alloy (THA) with AlMg3Mn alloy are presented. The aim of these investigations was to study the mechanism of joining two extremely different materials used for military applications. The continuous rotary friction welding method was used in the experiment. The parameters of friction welding process i.e. friction load and friction time in whole studies were changed in the range 10 to 30kN and 0,5 to 10s respectively while forging load and time were constant and equals 50kN and 5s. The results presented here concerns only a small part whole studies which were described elsewhere. These are focused on the mechanism of joining which can be adhesive or diffusion controlled. The experiment included macro- and microstructure observations which were supplemented with SEM investigations. The goal of the last one was to reveal the character of fracture surface after tensile test and to looking for anticipated diffusion of aluminum into THA matrix. The results showed that joining of THA with AlMg2Mn alloy has mainly adhesive character, although the diffusion cannot be excluded.

10

Badania właściwości fizycznych i mechanicznych wolframowych stopów ciężkich skłonnych do fragmentacji wykonanych z różnie przygotowanych mieszanek

Konieczny M., Kaczorowski M., Nowak W.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 7

469-472

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań wolframowych stopów ciężkich (WSC) skłonnych do fragmentacji, otrzymanych z mieszanek proszków W, Ni, Fe, Co z dodatkiem ceramiki Al203 lub W03. Wolframowe stopy ciężkie uzyskano z wyprasek spiekanych wstanie stałym i z udziałem fazy stałej oraz ciekłej w atmosferze wodorowej. Otrzymane wyniki sq cennym źródłem wiedzy na temat własności fizycznych i mechanicznych tych unikatowych stopów ciężkich.

EN

The paper presents results of examination of the physical and mechanical properties of tungsten heavy alloys (WSC) prone to fragmentation prepared from the mixtures of the W, Ni, Fe, Co with the addition ofAl203 ceramics or W03. The tungsten heavy alloys were obtained from the compacts solid or liquid phase sintered in hydrogen atmosphere. The results obtained are a valuable source of knowledge about the physical and mechanical properties of these unique heavy alloys.

11

Badania strukturalne wolframowych stopów ciężkich skłonnych do fragmentacji wykonanych z różnie przygotowanych mieszanek

Konieczny M., Kaczorowski M., Nowak W.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 8

544-548

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań wolframowych stopów ciężkich skłonnych do fragmentacji, otrzymanych z mieszanek proszków W, Ni, Fe, Co z dodatkiem ceramiki Al203 lub W03. Wolframowe stopy ciężkie uzyskano z wyprasek spiekanych z udziałem fazy stałej oraz ciekłej.

EN

The paper presents the results of structural examination of tungsten heavy alloys susceptible to fragmentation prepared from the mixtures of the W, Ni, Fe, Co with the addition of Al203 ceramics or W03. Tungsten heavy alloys were obtained from the compacts liquid or solid phase sintered.

12

Magnetic properties of tungsten composites

Bucki J. J., Fortuna-Zaleśna E., Kowalczyk M., Ludyński Z.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 3

268-272

EN

The magnetic properties of three grades of tungsten composites (heavy alloys): W90.3Ni7Fe1.7Co1, W90Ni4Fe2Mo4 and W93Ni5Cu2 were examined. The dependence between the magnetic field and magnetic induction (hysteresis loop) was measured at room temperature. To determine the Curie temperature, the measurements of magnetic induction versus temperature were carried out (in temperature range 180÷700 K). In order to completely describe the materials, microstructural characterization of the composites was performed in terms of the size and volume fraction of tungsten particles and the chemical composition of the matrix. In the case of the W-Ni-Cu composite no hysteresis loop was registered. The dependency between the magnetic field and magnetization was linear. Moreover the measured (mass)magnetizations was at a constant, extremely low level of 0.0006 emu/g in the examined range of temperatures (180÷700 K). The results obtained for this grade confirmed that the material in the whole temperature range was in a paramagnetic state. The results obtained for two other grades: W90.3Ni7Fe1.7Co1 and W90Ni4Fe2Mo4 showed that they were slightly magnetic. In the case of these materials, the magnetization measured for the field 27000 A/m was at the relatively low level of 700 Gs. Both materials were difficult to saturate. The character of the hysteresis loops prove that at room temperature, the materials are close to ferro/paramagnetic transition. The Curie temperature is approached from the ferromagnetic side, which is confirmed by the plots of magnetization versus temperature. The Curie temperatures for these grades were estimated as 320 and 460 K, respectively. The results confirmed that the composite with a copper addition is a paramagnetic material whereas the two other grades are partially magnetic.

PL

W pracy badano właściwości magnetyczne kompozytów wolframowych (stopów ciężkich) o trzech składach: W90.3Ni7Fe1.7Co1, W90Ni4Fe2Mo4 i W93Ni5Cu2. W temperaturze pokojowej badano zależność pomiędzy natężeniem pola magnetycznego a indukcją magnetyczną (pętle histerezy). W celu wyznaczenia temperatury Curie mierzono zmiany indukcji magnetycznej w funkcji temperatury (w zakresie 180÷700K). W celu pełnego opisu materiałów scharakteryzowano strukturę badanych kompozytów. Wyznaczono średnią średnicę cząstek wolframowych, udział objętościowy fazy cząstek wolframowych, a także zmierzono skład chemiczny fazy wiążącej. Ilościowa analiza mikrostruktury wykazała, że wielkość cząstek wolframowych w badanych materiałach znacznie się różni. Najmniejsze cząstki występowały w kompozycie z dodatkiem molibdenu [E(d) 11 μm], największą wielkość cząstek zmierzono w kompozycie z dodatkiem miedzi [E(d) 25 μm]. Udział objętościowy fazy cząstek wolframowych zależy od zawartości wolframu oraz rodzaju użytych dodatków stopowych. Jak oczekiwano, najwyższy udział fazy cząstek wolframowych (0,87) uzyskano dla kompozytu o najwyższej zawartości wolframu - W93Ni5Cu2. Najniższa zawartość cząstek wolframowych (0,78) występowała w kompozycie o zawartości wolframu 90,3%. W przypadku kompozytu z najmniejszą zawartością wolframu (90%) udział objętościowy fazy cząstek wolframowych był stosunkowo wysoki - 0,86. Pomiary składu chemicznego cząstek wolframowych i osnowy wykazały, że w materiale tym większość molibdenu, dodanego jako dodatek stopowy, rozpuściła się w cząstkach wolframowych, zmniejszając w ten sposób udział fazy wiążącej. W kompozycie W-Ni-Cu nie udało się zarejestrować pętli histerezy. Zależność pomiędzy polem magnetycznym a magnetyzacją była liniowa, co jest typowe dla stanu paramagnetycznego. Również zmierzone wartości indukcji magnetycznej były na stałym, niskim poziomie - 0,0006 emu/g, w całym zakresie temperatur. Uzyskane wyniki pozwalają na stwierdzenie, że w zakresie temperatur 180÷700 K badany materiał jest paramagnetyczny. Wyniki uzyskane dla dwóch pozostałych kompozytów: W90.3Ni7Fe1.7Co1 i W90Ni4Fe2Mo4 potwierdziły, że materiały te są nieznacznie magnetyczne. W przypadku obu kompozytów indukcja magnetyczna zmierzona dla natężenia pola magnetycznego 27000 A/m była na relatywnie niskim poziomie 700 Gs. Oba materiały również trudno się nasycały. Charakter uzyskanych pętli histerezy dowodzi, że materiały te w temperaturze pokojowej znajdują się blisko przemiany ferro/paramagnetyk. Temperatura Curie dla tych kompozytów wynosiła odpowiednio około 320 i 460 K. Krzywe zależności magnetyzacji od temperatury zarejestrowane dla tych kompozytów miały szeroki charakter, co świadczy, że przemiana ferro/paramagnetyk zachodzi w sposób stopniowy (nieostry).

13

Badania i analiza właściwości cieplno-fizycznych spieku 90W-7Ni-3Fe

Panas A. J., Terpiłowski J., Majewski T.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2010

|

Vol. 59, nr 3

307-328

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych oraz kompleksowej analizy właściwości cieplno-fizycznych (termofizycznych) spieku o składzie 90% W, 7% Ni i 3% Fe. Badany materiał, wytwarzany metodą spiekania z udziałem fazy ciekłej, ma niejednorodną strukturę kompozytu dyspersyjnego z fazą wiążącą w postaci stopu o składzie 53% Ni, 23% Fe i 24% W wypełnioną quasi-sferycznymi cząstkami wolframu. W badaniach doświadczalnych określono charakterystyki termiczne ciepła właściwego w zakresie temperatury od -15°C do 600°C, liniowej rozszerzalności cieplnej i wydłużenia względnego w zakresie od 20°C do 1120°C oraz dyfuzyjności cieplnej w zakresie od 20°C do 670°C. Doświadczenia wykonano za pomocą mikrokalorymetru skaningowego (DSC), dylatometru interferencyjnego oraz stanowiska do badań dyfuzyjności cieplnej metodą impulsowego powierzchniowego wymuszenia laserowego. W pracy przedstawiono reprezentatywne charakterystyki poszczególnych właściwości termofizycznych dla zakresu temperatury od 20°C do 600°C, który odpowiada obszarowi wspólnemu dla wszystkich wykonanych doświadczeń. Analizę uzupełniono wynikami predykcji przewodności elektrycznej, a także dodatkowymi badaniami gęstości wykonanymi metodą wypornościową.

EN

Results of experimental investigation followed by complex thermophysical property analysis of 90W-7Ni-3Fe tungsten heavy alloy (WHA) have been discussed. The alloy was manufactured by sintering in a vacuum. It shows the structure of a dispersed composite with 53Ni-23Fe-24W matrix and tungsten quasi-spherical particle filling. The experimental studies included differential scanning calorimetry (DSC), laser interferometry, and laser flash (LF) measurements of a specific heat, thermal expansivity and thermal diffusivity, respectively. The DSC measurements have been performed within the temperature range from -15°C to 600°C, the dilatometric from 20°C to 1120°C, and the LF from 20°C do 670°C. These results have been supplied by a density measurement. The experiments revealed two reversible phase transitions at about 250°C and about 700°C. The raw experimental data of all investigated thermophysical parameters have been fitted applying B-spline approximation. As a result, C1 class thermal characteristics have been obtained for the specific heat (SH), the coefficient of a linear thermal expansion (CLTE) and the thermal diffusivity (TD). Next, the thermal conductivity (TC) within the temperature interval from 20°C to 600°C has been calculated. Finally, the electrical conductivity has been predicted using the Widemann-Franz-Lorentz equation from the TC results.

14

Badania dyfuzyjności cieplnej materiału fazy wiążącej spieku 90W-7Ni-3Fe

Terpiłowski J., Panas A. J., Majewski T.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2009

|

Vol. 58, nr 2

363-375

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dyfuzyjności cieplnej stopu 53Ni-23Fe-24W, stanowiącego fazę wiążącą metalu ciężkiego (spieku ciężkiego) 90W-7Ni-3Fe. Pomiary wykonano, korzystając ze zmodyfikowanej metody impulsowej. Zakres temperatury badań obejmował przedział od temperatury pokojowej do około 1100 K. Na podstawie uzyskanych danych pomiarowych opracowano temperaturową charakterystykę dyfuzyjności cieplnej badanego spieku. Prezentowane wyniki są częścią programu badań właściwości termofizycznych spieków wolframowych i stanowią uzupełnienie do wcześniej publikowanych wyników badań rozszerzalności liniowej stopu 53Ni-23Fe-24W.

EN

The paper presents the results of thermal diffusivity investigations of 53Ni-23Fe-24W alloy. The alloy is a matrix phase of a 90W-7Ni-3Fe tungsten heavy alloy (WHA) fabricated by liquid phase sintering. A modified pulse method was used for measurement. The temperature range was between room temperature and 1100 K. The measurement data was the basis to determine the temperature characteristic of the thermal diffusivity of the investigated alloy. The presented results are part of a tungsten heavy alloys thermophysical properties research program. They complement results of previous studies of linear expansion of 53Ni-23Fe-24W alloy.

15

Badania rozszerzalności liniowej materiału fazy wiążącej spieku 90W-7Ni-3Fe

Panas A. J., Terpiłowski J., Majewski T.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2008

|

Vol. 57, nr 3

361-380

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań liniowej rozszerzalności cieplnej stopu 53Ni-23Fe-24W, stanowiącego fazę wiążącą metalu ciężkiego (spieku ciężkiego) 90W-7Ni-3Fe. Obejmowały one swoim zakresem pomiary dylatometryczne, numeryczne opracowanie charakterystyk termicznych i analizy porównawcze. Pomiary rozszerzalności liniowej i wydłużenia względnego wykonano dylatometrem interferencyjnym o dużej rozdzielczości metodą kolejno powtarzanych cykli. Zakres temperatury badań obejmował przedział od temperatury pokojowej do 1140°C. Na podstawie uzyskanych danych pomiarowych, przy wykorzystaniu technik aproksymacji funkcjami sklejanymi, opracowano charakterystyki rozszerzalności liniowej i wydłużenia względnego. Stwierdzono stabilność właściwości dylatometrycznych stopu w badanym przedziale temperatury. Prezentowane analizy, jako część programu badań właściwości termofizycznych spieków wolframowych, stanowią niezbędne uzupełnienie pomiarów ciepła właściwego i dyfuzyjności cieplnej.

EN

Thermal expansion properties of 53Ni-23Fe-24W alloy have been discussed. The studies include experimental measurements, numerical processing of the obtained data and comparative analyses. The investigated material is a matrix phase of a 90W-7Ni-3Fe tungsten heavy alloy (WHA) fabricated by liquid phase sintering. The coefficient of thermal linear expansion (CLTE) and the linear expansivity (LE) have been measured by laser interferometry preserving high thermal resolution on a thermal cycling. During the experiments, a maximum temperature of 1140°C was reached starting from a room temperature. The measurements revealed global thermal stability of the studied material. The experimental data has been fitted applying spline functions - the approximates for typical CLTE and LE thermal characteristics have been derived. The obtained results complement the results of thermal diffusivity and specific heat measurements that have been conducted within the same research project.

16

Wybrane aspekty uwarunkowań właściwości mechanicznych spieku 90W-7Ni-3Fe

Majewski T., Przetakiewicz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

336-338

PL

W pracy przedstawiono dwie metody otrzymywania spieku 90W-7Ni-3Fe: konwencjonalną (poprzez spiekanie w piecu) oraz rezystancyjną, która polega na wytworzeniu spieku w wyniku przepływu przez proszek prądu elektrycznego. Dokonano pomiarów niektórych właściwości mechanicznych spieków. Badania mikrotwardości wykazały, że dla materiałów spiekanych rezystancyjnie jest ona większa niż w przypadku próbek wytworzonych tradycyjnie. Statyczne próby ściskania pozwoliły stwierdzić, że spieki wykonane metodą rezystancyjną mają wytrzymałość na ściskanie oraz skrócenie względne zbliżone do tychże właściwości materiałów spiekanych konwencjonalnie, natomiast wyższą granicę plastyczności i maksymalne naprężenie rzeczywiste. Ocena obu rodzajów spieków wykonana w warunkach odkształcenia dynamicznego potwierdziła porównywalność ich jakości. Zmiana właściwości spieków wytworzonych metodą rezystancyjną przy zwiększaniu szybkości odkształcenia ma podobny charakter, jak w przypadku zastosowania spieków konwencjonalnych.

EN

Tungsten heavy alloys, i.e. tungsten based metal-matrix composites are characterized by unique properties, because except their high hardness, strength and density, they also possess excellent ductility, impact strength, machinability and corrosion resistance. There are shown results of mechanical properties investigations 90W-7Ni-3Fe composites, obtained by traditional and resistance method. The samples were produced by three variants of production process. It was found that microhardness of matrix, yield strength and maximum true stress of sinters made by resistance method is higher then conventional sinters, but their properties are similar at the condition of high strain rate.

17

The effect of plastic deformation and heat treatment on mechanical properties of tungsten heavy alloys.

Fortuna E., Ludyński Z., Sikorski K., Kurzydłowski K.J.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 4

319-322

EN

Tungsten heavy alloys (WHA) are particularly interesting family of two phase, brittle-ductile metal composites. The W/Ni/Fe type of WHA usually contains between 90-97% of tungsten. As engineering material they exhibit attractive combination of high density, high strength and relatively high ductility. The mechanical properties of WHA can be improved by plastic deformation and subsequent heat treatment. This paper presents results of room temperature tensile tests performed on the series of tungsten heavy alloy specimens representative of "as sintered state", after cold working (10-40%) and additional annealing (500-750 degrees centigrade). The results of microstructural, microhardness and hardness measurements and fractography analysis are also given.

PL

Wolframowe stopy ciężkie (WSC) stanowią szczególnie interesującą grupę dwufazowych, krucho-plastycznych kompozytów. Typowe stopy W/Ni/Fe mają zawartość wolframu w granicach 90-97%. Materiały te stanowią ważną grupę materiałów ze względu na połączenie wysokiej gęstości, wysokiej wytrzymałości i względnie wysokiej plastyczności, w zależności od zawartości wolframu. Własności mechaniczne WSC można podwyższyć poprzez odkształcenie plastyczne i następującą po nim obróbkę cieplną. Niniejszy artykuł przedstawia wyniki prób rozciągania wykonanych w temperaturze pokojowej na serii próbek WSC po spiekaniu, po przeróbce plastycznej (10-40%) i po wyżarzaniu (500-750 stopni Celsjusza). Badania mechaniczne uzupełniono badaniami mikrostruktury, twardości, mikrotwardości i analizą fraktograficzną.

18

Wpływ składu chemicznego i parametrów procesu wytwarzania spieków W-Ni-Fe na ich strukturę i właściwości.

Majewski T., Przetakiewicz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 2

56-62

PL

Artykuł ma charakter przeglądowy. Przedstawiono w nim, w jaki sposób dobór składu chemicznego mieszanki proszków pozwala kształtować strukturę i właściwości mechaniczne spieków W-Ni-Fe. Wzrost zawartości wolframu, a także stosunku udziałów procentowych Ni/Fe powoduje zmniejszenie plastyczności spieków oraz zwiększenie szybkości wzrostu cząstek wolframu. Stwierdzono natomiast, że przy zawartości ok. 93% W uzyskuje się maksymalną wytrzymałość na rozciąganie spieków ciężkich. Określono także zależność tych właściwości od takich parametrów procesu wytwarzania, jak: skład atmosfery ochronnej, czas i temperatura spiekania, warunki obróbki cieplnej i/lub plastycznej. Zastosowanie jako atmosfery ochronnej wodoru o wysokiej temperaturze punktu rosy powoduje wzrost gęstości oraz właściwości mechanicznych badanych materiałów. Natomiast podwyższenie temperatury spiekania powyżej 1500 stopni Celsjusza wywołuje obniżenie wartości tych parametrów. Również wydłużenie czasu spiekania powyżej 1h powoduje początkowo znaczny spadek zarówno gęstości, jak i właściwości mechanicznych. Ze względu na zastosowanie spieków ciężkich również do produkcji rdzeni pocisków przeciwpancernych dokonano porównania właściwości tych materiałów dla różnych szybkości odkształcania. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem szybkości odkształcania rosną właściwości wytrzymałościowe, a maleje plastyczność badanych spieków. Podane informacje mogą ułatwić optymalizację procesu wytwarzania tego rodzaju spieków.

EN

In this article dependence of chemical composition of mixtures of powders on structure and mechanical properties W-Ni-Fe alloys was determined. It was found that increase of tungsten contents and Ni/Fe ratio causes reduction of ductility and increase of growth rate of tungsten particle. There is the maximum of ultimate tensile strength of W-Ni-Fe alloys with content of tungsten 93%. The study also presents relationship between these properties and succeeding parameters of process of production: composition of sintering atmosphere, time and temperature, following heat treatment and plastic working. Using a wet hydrogen atmosphere (with high dew point) causes reduction of porosity and improvement of mechanical properties. With sintering temperature above 1500 degrees centigrade these parameters decrease. If the sintering time is elongated above 1 h also density and mechanical properties of heavy alloys decrease. Tungsten heavy alloys are also used for production of kinetic energy penetrators and so properties for different range of strain rates were compared. It was found that yield and failure strengths increase with increasing strain rate, failure strain decreases with increasing strain rate. This information can help in optimization the production process of such composites.