Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mikrostruktura i właściwości wysokoaluminiowych stopów Fe-C-Al z dodatkami tytanu, niobu, chromu i boru

Fraś E., Kopyciński D.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 5

835-839

PL

W pracy wykazano możliwość eliminacji niepożądanego węglika A14C3 ze struktury wysokoaluminiowych stopów Fe-C-Al. W tym celu przegrzano żeliwo wysokoaluminiowe do temperatury powyżej temperatury likwidus dla A14C3 i otrzymano roztwór ciekły żelaza, aluminium i węgla. Wprowadzenie dodatków tytanu do tego roztworu zainicjowało reakcję (3) powstawania węglika tytanu. Utworzenie TiC w roztworze ciekłym jest wynikiem odpowiedniego dodatku tytanu do kąpieli i może spowodować całkowite usunięcie węgla z roztworu ciekłego. Wykazano również, że każda nadwyżka węgla w roztworze ciekłym prowadzi do utworzenia niepożądanego A14C3, według reakcji (7). Głównym składnikiem strukturalnym w żeliwie wysokoaluminiowym jest eutektyczny i nadeutektyczny węglik A14C3 (rys. 2a). Dodatek 1,3 % Ti powoduje zanik nadeutek-tycznych wydzieleń węglika A14C3 i wpływa na powstanie węglika tytanu (rys. 2b). Zwiększanie zawartości Ti w roztworze prowadzi do ciągłego zmniejszania się udziału A14C3 w strukturze (rys. 2c). Przy zawartości tytanu 5,4 %, węglik A14C3 jest zastąpiony węglikiem tytanu (rys. 2d). W pracy przeprowadzono szczegółową analizę teoretyczną (popartą doświadczalnie) wpływu zawartości tytanu na udział objętościowy węglików: A14C3 i TiC (rys. 4). Dodatkowe wprowadzenie boru wyraźnie rozdrabnia strukturę wysokoaluminiowych stopów Fe-C-Al (rys. 6). Opracowany stop [16] posiada strukturę składającą się z osnowy fazy międzymetalicznej umocnionej węglikami tytanu (rys. 3a) lub -jeżeli do roztworu ciekłego wprowadzimy inny pierwiastek węglikotwórczy np.: niob - węglikami niobu (rys. 3b). Taką strukturę cechuje wysoka odporność na utlenianie otrzymanych materiałów, przewyższająca właściwości żeliwa i staliwa wy-sokochromowego [15] (rys. 10). Dodatkowo otrzymany stop Fe-C-Al z domieszką chromu i boru posiada dobre właściwości plastyczne. Dodatki boru zwiększają wartość odkształcenia podczas płynięcia plastycznego do 5,3 %, a boru i chromu nawet do 15,5 %, co pokazano na rys. 7-9.

EN

In this work, a method was investigated to eliminate the presence of undesirable A14C3 phases in a high-aluminium alloys, and thus improve the production process. The melting conditions employed in this work enabled the formation of a Fe-Al-C liquid solution. Moreover, titanium additions into the liquid allowed the precipitation of TiC through the reaction (3). According to this reaction, the extent of carbon removal from the melt is strongly influenced by the amount of Ti additions. Hence, proper titanium levels can result in total removal of carbon from the liquid. Any remaining carbon can lead to the formation of undesirable A14C3 through the reaction (7). Figure 2 shows the resultant micro-structures as a function of the Ti content in the Fe-Al-C solidified alloy. From this Figure, it is apparent that in the Ti-free alloy, primary and eutectic A14C3 phases are present (Fig. 2a). Ti additions of 1.3 % promote the formation of TiC as the primary phase, but the eutectic constituent is still A14C3. Further Ti additions lead to total replacement of the eutectic A14C3 by TiC (Figs. 2c-d). In this case, at Ti mass fractions 5.4 %, A14C3 is totally replaced by TiC (Fig. 2d). Considering the stoichiometry of reactions (3) and (4), and from Equations 5 and 6, the estimated volume fractions of precipitated carbides are plotted in Fig. 4. Notice from this figure that Ti additions above 4.5 %, totally eliminate the undesirable A14C3 precipitates. As it is shown in Fig. 6 making Cr, Ti, B additions reduces size of FeAl alloys grains. Thus, the resultant composite [16] can be considered an intermetallic Fe matrix strengthened by TiC (Fig. 3a) and NbC (Fig. 3b) reinforcements. In addition, preliminary work indicates that the Fe-C-Al alloy posses high oxidation resistance (just as in high-aluminum cast iron), exceeding that of high-chromium cast iron and chromium cast steels [15] (Fig. 10). Finally, the alloy ductility can be enhanced by additions of dopants such as B and Cr. Hence, additions of 0.03 % B and 0.03 % B-5 % Cr combined with a heat treatment were implemented. As a result, the alloy ductility was significantly improved as shown in Figures 7^9, where the strain 8 of up to 5.3 %, (B alone) or 15 % (B-KY) were obtained.

2

Wpływ tytanu na wytrzymałość i strukturę granicy rozdziału połączenia AlTi6/Al2O3

Sulima I., Mikułowski B.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 4

826-829

PL

Wpływ tytanu na wytrzymałość i strukturę granicy rozdziału połączenia AlTi6/Al2O3 The effect of titanium on the strength and structure of AlTi6/Al2O3 joint W pracy zbadano wpływ tytanu stosowanego jako dodatek stopowy do aluminium na wytrzymałość na ścinanie oraz strukturę granicy rozdziału połączenia AlTi6/Al2O3 Badania zwilżalności przeprowadzono metodą kropli leżącej w zakresie temperatury 1123-1323 K dla 30 minut oraz 120 minut kontaktu metalu z ceramiką. Przeprowadzono badania strukturalne granicy rozdziału AlTi6/Al203 oraz Al/Al203 przy użyciu metody skaningowej mikroskopii elektronowej. Wytrzymałość na ścinanie badanych połączeń wyznaczono stosując test ścinania metodą push-off. Otrzymane wyniki wykazały, że dodatek stopowy tytanu do aluminium obniża wytrzymałość na ścinanie połączenia AlTi6/Al203 (rys. la), w porównaniu z wytrzymałością na ścinanie połączenia A1/A1203 (rys. 2). Dla wszystkich połączeń AlTi6/Al203 obserwowano obecność pylastych wydzieleń TiAl3 skupionych wzdłuż granicy rozdziału o różnej wielkości i różnej morfologii (rys. 3). Taka struktura granicy rozdziału jest przyczyną pogorszenia wytrzymałości połączeń AlTi6/Al2O3. Przeprowadzone badania pozwoliły określić wpływ temperatury i czasu kontaktu na wytrzymałość i strukturę granicy rozdziału połączenia AlTi6/Al2O3. Wydłużenie czasu kontaktu do 120 minut nie wpływa na poprawę wytrzymałości na ścinanie połączenia AlTi6/Al2O3 (rys. Ib) w porównaniu z własnościami połączenia A1/A12O3, (rys. 2). Obserwacje strukturalne wykazały, że im wyższa temperatura i im dłuższy czas kontaktu ciekłego stopu AlTi6 z ceramiką korundową A12O3 tym więcej powstaje pylastych wydzieleń fazy TiAl3 na granicy rozdziału.

EN

The subject of this work is a study of the effect of titanium as alloying addition into the aluminium on shear strength and structure of AlTi6/ A1203 joint. Applying the sessile drop method, the wettability of corundum ceramic by molten alloy AlTi6 and by molten aluminium was investigated at temperature from 1023 K to 1323 K for 30 minutes and 120 minutes of contact. Microstructural investigations of AlTi6/Al203 interface were performed using scanning electron microscopy method. The shear strength of tested joint was determined applying the shear test of push-off type. The addition of titanium into aluminium causes the reduction of shear strength of AlTi6/Al203 (Fig. la) joints in relation to Al/Al2O3 system (Fig. 2). All AlTi6/Al203 joints were characterized by the presence of powdery TiAl3 phases concentrated along interface (Fig. 3). Observations showed various size and morphology of TiAl3 phases. This AlTi6/Al203 interface is the cause of the decrease of strength of AlTi6/Al203 joints. The investigations also allowed to determine the effect of temperature and time of contact on the strength and structure of AlTi6/Al2O3 interfaces. Application of longer contact time to 120 minutes does not contribute to increment of the shear strength of AlTi6/Al2O3 joints (Fig. lb) in comparison with A1/A1203 joints. Structural observations showed that the higher temperature and the longer time of contact the more formed powdery TiAl3 phases at the interface.

3

The effect of titanium on primary and secondary crystal structure of middle-carbon steels

Titova T., Stovpchenko A.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

2000

|

R. 2, nr 43

503--507

EN

The effect of titanium on the primary and secondary crystal structure of mild carbon steels is presented. lt was established that titanium, at optimal level, improves steel strength, plastic and, especially, toughness properties.