Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Tailoring the mechanical properties of hypereutectic in situ Al–Mg2Si composites via hybrid TiB2 reinforcement and hot extrusion

Moazami Mohammad Rasool, Razaghian Ahmad, Mirzadeh Hamed, Emamy Massoud

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 2

art. no. e87, 1--9

EN

Microstructure and mechanical properties of Al-15Mg 2 Si-xTiB 2 hybrid composites in the as-cast and wrought conditions were studied. TiB 2 addition led to a significant refinement and modification of primary Mg2Si particles (up to 3 wt% TiB 2 addition) via the heterogeneous nucleation mechanism, which improved the as-cast tensile properties. Further additions led to the appearance of coarse needle-shaped Al 3Ti particles with the consequent deterioration of tensile properties. Hot deformation by extrusion process and elevated-temperature exposure resulted in the fragmentation, dispersion, and spheroidization of pseudo-eutectic Mg 2 Si constituents, which led to a significant enhancement of tensile properties. The ultimate tensile strength of the extruded Al-15Mg 2 Si-3TiB 2 composite was 285 MPa with the total elongation of ~ 8%, which revealed a good strength-ductility balance. The corresponding value for the as-cast Al-15Mg 2 Si composite was only 198 MPa%. Accordingly, this study revealed that the presence of optimum amount of TiB 2 combined with high-temperature thermo-mechanical processing could remarkably improve the mechanical properties of the hypereutectic Al-Mg-Si composites in terms of strength-ductility balance, quality index, and tensile toughness.

2

Impact of heat treatment on the mechanical performance of hot extruded Al6061-BN reinforced metal matrix composites

Mukesh Y. B., Naik Prem Kumar, R Raghavendra Rao, Vishwanatha N. R., Prema N. S., Girish H. N., Laxmana Naik L., Madhusudan Puttaswamy

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 3

art. no. e137014

EN

Boron nitride (BN) reinforced Al6061 aluminum-based composites are synthesized by conventional stir casting method followed by exposure to hot extrusion. The optical images confirmed the distribution of BN nanoparticles in the aluminum alloy matrix. The concentration of BN is varied from (0.5, 1.5, 3, 4.5, 6, 7.5, and 9 wt%) in the composites and its effect on the tensile strength was investigated. The results revealed that both extruded and heat-treated composites specimens showed enhanced toughness and tensile strength by increasing BN nanoparticle concentration. The heat-treated composite samples showed lower flexibility of up to 40%, and further, it exhibited 37% greater hardness and 32% enhancement in tensile strength over the extruded sample. The tensile properties of Al6061-BN composites were evaluated by temperature-dependent internal friction (TDIF) analysis and the results showed that the as-prepared composite's strength increased with temperature.

3

Synergistic effects of alloying, homogenization, and hot extrusion on the mechanical properties of as-cast Mg–Al–Ca magnesium alloys

Nasiri Zahra, Mirzadeh Hamed, Khorrami Mahmoud Sarkari, Emamy Massoud

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 3

691--698

EN

Synergistic effects of partial replacement of Al with Ca, homogenization heat treatment, and hot extrusion on the microstructure and mechanical properties of Mg–(7-x)Al–xCa magnesium alloys were studied. The Mg17Al12 compound in Mg–7Al alloy, Mg17Al12 and Al2Ca compounds in AX52 alloy, Al2Ca and Mg–Al–Ca compounds in AX43 alloy, and Mg–Al–Ca compound in AX25 were characterized. The as-cast alloys were quite brittle with low strength values due to the deleterious effects of the continuous intergranular brittle constituents that completely masked the alloying effect. Homogenization resulted in the spheroidization of the eutectic constituents and gave the alloys some tensile ductility, which was remarkable for the AX43 alloy due to its fine grain size. Hot extrusion resulted in the fragmentation and dispersion of particles as well as formation of equiaxed, fine microstructures by the recrystallization processes, which led to the profound enhancements of the tensile properties in terms of both strength and elongation to failure. The product of strength and ductility of ~ 5500 MPa.% for the extruded AX43 alloy was far better than the value of ~ 314 MPa.% for the as-cast counterpart.

4

Optimization of the wear resistance of AA2024 matrix composites fabricated with hot pressing

Ovali I., Karakoç H., Çinici H.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2016

|

Vol. 79, nr 1

19--23

EN

Purpose: In the present study, the effects of B4C reinforcement volume fraction (% 5-15-20) on the abrasive wear properties of AA2024 matrix composites produced with hot pressing methods were investigated. Design/methodology/approach: As-received samples were also used for comparison. AA 2024 powder was mixed with B4C-SiC-Al2O3 particles by a three dimensional mechanic mixer for 30 minutes. Mixed powder was pressed under 60 MPa at room temperature in the steel mold by unidirectional. Steel mold kept in the furnace at 550ºC after the pre-pressing for 30 minutes. Samples were pressed in heated mold under 100 Pa. The wear tests were carried out using a pin-on-disk wear tester by sliding at sliding speeds of 1.2 m/s against silicon carbide paper. Normal loads of 10, 20 and 30 N at constant sliding speed at room temperature. Findings: The experimental result showed that B4C volume fraction significantly influence the wear behavior of AA2024 matrix composites produced with hot pressing methods. Originality/value: It was also found that the wear resistance of AA2024 matrix composites produced with hot pressing methods increases with increasing B4C volume fraction. The highest weight loss was obtained in the unreinforced matrix material.

5

Effect Of Milling Time On Microstructure Of AA6061 Composites Fabricated Via Mechanical Alloying

Tomiczek B., Pawlyta M., Adamiak M., Dobrzański L. A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

789--793

EN

The aim of this work is to determine the effect of manufacturing conditions, especially milling time, on the microstructure and crystallite size of a newly developed nanostructural composite material with the aluminium alloy matrix reinforced with halloysite nanotubes. Halloysite, being a clayey mineral of volcanic origin, is characterized by high porosity and large specific surface area. Thus it can be used as an alternative reinforcement in metal matrix composite materials. In order to obtain this goal, composite powders with fine microstructures were fabricated using high-energy mechanical alloying, cold compacting and hot extrusion techniques. The obtained composite powders of aluminium alloy reinforced with 5, 10 and 15 wt% of halloysite nanotubes were characterized with SEM, TEM and XRD analysis. It has been proven that the use of mechanical alloying leads to a high degree of deformation, which, coupled with a decreased grain size below 100 nm and the dispersion of the refined reinforcing particles–reinforces the material very well.

PL

Celem niniejszej pracy było określenie wpływu warunków wytwarzania, w szczególności czasu mielenia, na strukturę i wielkość krystalitów nowo opracowanych nanostrukturalnych materiałów kompozytowych o osnowie stopów aluminium wzmacnianych nanorurkami haloizytowymi. Haloizyt, będący minerałem ilastym pochodzenia wulkanicznego, charakteryzuje się dużą porowatością, dużą powierzchnią właściwą, i może stanowić alternatywne wzmocnienie metalowych materiałów kompozytowych. W tym celu przy użyciu wysokoenergetycznego mechanicznego stopowania w młynie kulowym wytworzono rozdrobnione i trwale połączone proszki kompozytowe, które następnie poddano zagęszczaniu na zimno i wyciskaniu na gorąco. Tak opracowane materiały kompozytowe o udziale masowym haloizytowego wzmocnienia 5, 10, 15% zbadano metodami skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej oraz rentgenowskiej analizy fazowej. Stwierdzono, że wywołane mechanicznym stopowaniem silne odkształcenie plastyczne i zmniejszenie rozmiaru ziarna poniżej 100 nm oraz dyspersja haloizytowych cząstek wzmacniających wpłynęła na znaczne umocnienie materiałów kompozytowych.

6

Resistance of Bacillus Amyloliquefaciens Spores to Melt Extrusion Process Conditions

Ciera L, Beladjal L, Almeras X, Gheysens T, Nierstrasz V, Van Langenhove L, Mertens J

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 2 (104)

102--107

EN

With the increasing demand for functionalised textile materials, industry is focusing on research that will add novel properties to textiles. Bioactive compounds and their benefits have been and are still considered as a possible source of unique functionalities to be explored. However, incorporating bioactive compounds into textiles and their resistance to textile process parameters has not yet been studied. In this study, we developed a system to study the resistance of Bacillus amyloliquefaciens spores against melt extrusion process parameters, like temperature (21, 200, 250, 300 °C), pressure (0.1, 0.6 and 1.0 MPa) and residence time (0, 1 and 10 minutes). The spores were successfully embedded in PET (polyethylene terephthalate) films and fibres through melt extrusion. Afterwards the survival rate of the spores was determined after extrusion and the data was used to develop a quadratic equation that relates the survival rate to the spore concentration.

PL

Wraz ze wzrostem zainteresowania funkcjonalizacją tekstyliów, przemysł skupia swoją uwagę na badaniach, dzięki którym można nadać nowe właściwości tekstyliom. Bioaktywności produktów jest jednym z czynników, które mają bardzo duże znaczenie. Jednakże możliwości wprowadzania substancji bioaktywnych do stosowanych materiałów włókienniczych nie są dostatecznie poznane. W pracy przedstawiono badania pozwalające na określenie odporności zarodników Bacillus amyloliquefaciens na warunki procesu wytłaczania stopów polimerów. Badania prowadzono przy temperaturach 21, 200, 250, 300 °C, ciśnieniach 0.1, 0.6 and 1.0 MPa oraz czasie oddziaływania 1 i 10 minut. Zarodniki wprowadzono do stopu PET i wytłaczano w postaci folii i włókien. Określono zależności przeżycia zarodników w zależności od ich stężenia w stopie polimerów.

7

Producing Ultrafine Grain Structure in AZ91 Magnesium Alloy Cast by Rapid Solidification

Szymanek M., Augustyn B., Kapinos D., Boczkal S., Nowak J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

317--321

EN

The paper presents the technological aspect of the process of casting, crushing and plastic consolidation of semi-finished products from magnesium alloy. The aim of this study was to produce by the rapid solidification process a magnesium alloy from the MgAl9Zn1 family in the form of ribbons with ultrafine grain structure. The material cast in the melt spinning device was next crushed and subjected to the operation of cold consolidation and hot extrusion. The paper presents different stages of the process, including initial characterisation of the obtained material.

PL

W artykule przedstawiono aspekt technologiczny procesu odlewania, rozdrabniania i konsolidacji plastycznej otrzymywa- nych półwyrobów ze stopu magnezu. Celem pracy było wytworzenie metodą szybkiej krystalizacji stopu magnezu z układu MgAlOZn1, o ultradrobnoziarnistej strukturze w postaci taśmy. Materiał odlany na stanowisku melt spinning w kolejnym etapie został rozdrobniony i poddany procesowi konsolidacji na zimno i wyciskaniu na gorąco. W artykule zostały przedstawione poszczególne etapy procesu wraz z wstępną charakteryzacją otrzymywanego materiału.

8

Próby wytwarzania soczewek Fresnela metodą wytłaczania na gorąco w szkłach tlenkowych dedykowanych na zakres od 400 do 8000 nm

Kujawa I., Kasztelanic R., Waluk P., Stępień R., Haraśny K., Pysz D., Buczyński R.

Materiały Elektroniczne

|

2012

|

T. 40, nr 4

10-18

PL

Głównym celem pracy było zbadanie możliwości wykonywania szklanych, niedrogich w produkcji elementów mikrooptycznych do pracy w zakresie bliskiej i średniej podczerwieni. Masowa produkcja takich elementów odbywa się przy wykorzystaniu metody wytłaczania na gorąco (hot embossing) dotyczy jednak głównie elementów polimerowych. Te z kolei jako materiały organiczne nie mogą być wykorzystywane we wszystkich zastosowaniach. W artykule przedstawiono wyniki prac zrealizowanych dla szeregu szkieł tlenkowych charakteryzujących się wysoką transmitancją w zakresie od światła widzialnego do średniej podczerwieni. Jako stempla użyto płytkę ze szkła kwarcowego o reliefie wykonanym standardowymi metodami trawienia jonowego. Do odwzorowywania zastosowano statyczny proces wytłaczania z zastosowaniem niewielkich sił nacisku. Jakość uzyskanych elementów zbadano przy pomocy interferometru światła białego oraz pomiarów ogniskowania.

EN

The aim of this work was to examine the possibility of manufacturing low-cost glass diffractive optical elements that work in near and mid-infrared. The paper focuses on the results of the fabrication of Fresnel lenses from multi-component glasses in a hot embossing process. In the experiment lead-bismuth-gallium oxide and tellurite glasses characterized by high transmittance in the range of visible light spectrum to mid-infrared were applied. A fused silica element obtained by standard ion etching was used as the mold. The presented elements were fabricated in a static process with the use of low pressure. The quality of the outcome elements was examined employing white light interferometry as well as performing focusing measurements.

9

Zminiaturyzowany ekstensometr siatkowy

Krężel J., Kujawińska M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 10

65-68

PL

W artykule przedstawiono koncepcję, modelowanie, wstępne badania oraz konstrukcję niskonakładowego zminiaturyzowanego ekstensometru siatkowego. Urządzenie przeznaczone jest do pomiaru mikropól przemieszczeń i odkształceń w dużych konstrukcjach inżynierskich. Czujnik bazuje na interferometrii siatkowej wg koncepcji R. Czarnka, w przypadku której wymagana jest integracja siatki dyfrakcyjnej na powierzchni badanego elementu. Uzyskanie niskonakładowego urządzenia możliwe jest dzięki replikacji głowicy pomiarowej, będącej monolitycznym blokiem generującym i prowadzącym wiązki oświetlające obiekt.

EN

In the paper, the concept, numerical modeling, preliminary experimental data and the construction of low-cost miniaturized grating extensometer are presented. The device is designed to measure small fields of displacements and strains in large civil structures. The sensor is based on grating interferometry according to R. Czarnek's concept, in case of which the integration of diffraction grating on examined surface is required.

10

Effects of B4C addition on the microstructural and thermal properties of hot pressed SiC ceramic matrix composites

Keçeli Z., Ögünç H., Boyraz T., Gökçe H., Addemir O., Lütfi Öveçođlu M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 37, nr 2

428-433

EN

Purpose: The purpose of paper is to evaluate effects of B4C addition on the microstructural and thermal properties of hot pressed SiC ceramic matrix composites. Design/methodology/approach: The effect of B4C addition on microstructural and thermal properties of the SiC-B4C powder composites were investigated after high energy milling and hot pressing. SiC powders containing 5wt%, 10wt%, 15wt% B4C were mechanically alloyed in a high energy ball mill for 8 h. Findings: Microstructural characterisation investigations (SEM, XRD) were carried out on mechanically alloyed SiC powder composites containing 5 wt %, 10 wt %, 15 wt % B4C powders and on these powder composites sintered in vacuum at 50 MPa at 2100şC. The thermal properties were characterised using DTA, TGA and dilatometer. The results were evaluated. Research limitations/implications: In this study, the effect of B4C addition on microstructural and mechanical properties of the SiC-B4C powder composites was investigated after high energy milling and hot pressing. Originality/value: Ceramic matrix composite (CMC) material systems are stimulating a lot of interest to be used and provide unique properties for aircraft and land-based turbine engines, defence applications, rocket motors, aerospace hot structures and industrial applications. Boron carbide (B4C)-silicon carbide (SiC) ceramic composites are very promising armour materials because they are intrinsically very hard. Advanced SiC-based armour is desired so that the projectile is completely defeated without penetrating the ceramic armour.

11

Zastosowanie mechanicznego mielenia do wytwarzania materiałów kompozytowych

Adamiak M.

Archiwum Odlewnictwa

|

2006

|

R. 6, nr 21/2

361--368

PL

W ramach pracy wykonano badania nad możliwością wytwarzania materiałów kompozytowych o osnowie stopu aluminium EN AW6061 wzmacnianych cząstkami fazy międzymetalicznej Ti3Al w procesie mechanicznego mielenia, a następnie prasowania proszków i wyciskania na gorąco. Stwierdzono, że zmieniając czas trwania procesu mechanicznego mielenia w zasadniczy sposób oddziałuje się na morfologię materiałów proszkowych, uzyskując zmianę ich morfologii ze sferycznej charakterystycznej dla stanu wyjściowego w odkształconą plastycznie - płatkową, która następnie w powtarzających się procesach zgrzewania i pękania materiału umocnionego ponownie przyjmuje postać cząstek równoosiowych. Wytworzone materiały kompozytowe charakteryzują się równomiernym rozłożeniem rozdrobnionych cząstek wzmacniających wpływającym na podwyższenie własności mechanicznych. Mechaniczne mielenie proszków wyjściowych z utworzeniem proszków kompozytowych poprzez rozdrobnienie mikrostruktury w połączeniu z dyspersyjnym umocnieniem materiału od cząstek wzmacniających powoduje dwukrotny wzrost twardości w odniesieniu do materiału osnowy, także prowadzi do znaczącej poprawy własności mechanicznych. Materiały kompozytowe z 15% wagowym udziałem cząstek Ti3Al osiągają wytrzymałość na rozciąganie Rm ok. 400 MPa.

EN

The present work investigates the production of aluminium EN AW6061 matrix composite materials reinforced with Ti3Al particles by mechanical milling followed by powder metallurgy techniques and hot extrusion. It was find out that mechanical milling process has a big influence on the characteristics of powder materials, changing the spherical morphology of as-received powder, during milling process to flattened one due to particle deformation, followed by welding and fracturing particles of deformed and hardened enough which allows to receive equiaxial particles morphology again. The mechanically milled and extruded composites show finer and better distribution of reinforcement particles what leads to better mechanical properties of obtained products. The hardness increases twice in case of mechanically milled and hot extruded composites. The finer microstructure increase mechanical properties of composites materials. The higher reinforcement content results in higher particles dispersion hardening. Composites reinforced with 15% of Ti3Al reach about 400 MPa UTS.

12

Electrostatic powder lubrication for hot massive forming

Gulde M.

Problemy Eksploatacji

|

2005

|

nr 2

75--82

EN

Growing productivity in the forging industry leads to higher quantities of waste, like lubricant residues, scales and greases. As a consequence, the financial charging for forging companies concerning waste management grows. Investigations showed that the electrostatic powder technology has the potential to lower the amount of lubricants in the process. Today, electrostatic powder lubrication is only established for extrusion moulding of aluminium by using Boron Nitride Powder. Due to high costs of BN-powder, the bad electrostatic chargeability of graphite powder must be improved. An electrostatic powder lubrication system has to be integrated in a production line in the field of hot massive forming.

PL

Rosnąca wydajność w przemyśle kuźniczym prowadzi do zwiększenia ilości odpadów, takich jak pozostałości po smarach, zgorzeliny i tłuszcze. Rezultatem tego są rosnące opłaty za zagospodarowanie odpadów ponoszone przez firmy kuźnicze. Badania wykazały, że wykorzystanie technologii proszków elektrostatycznych może obniżyć zużycie środków smarowych w procesach obróbki na gorąco. Obecnie smarowanie proszkiem elektrostatycznym jest stosowane tylko w przypadku formowania wytłocznego aluminium przy zastosowaniu proszku azotku boru. Ze względu na jego wysoką cenę dąży się do zastąpienia go grafitem. Jednak w takim wypadku należy rozwiązać problem ładowania elektrostatycznego. Umożliwi to włączenie do linii produkcyjnej obróbki na gorąco systemu smarowania grafitowym proszkiem elektrostatycznym.

13

Structure of hot extruded aluminium powder based composite with 1.5% by mass additive of Al2O3 fibres.

Wojtaszek M., Szczepanik S., Kusiński J.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 4

758-761

EN

Presented are preliminary results of investigations of the structure of hot extruded aluminium powder based composites reinforced with 1.5% by mass additive of Al2O3 fibres. Highly densified composite with advantageous structure has been obtained.