Explosive welding of copper C10200 to aluminium alloy AW 5083 was performed. C10200 was proposed as a flyer plate due to its suitable plastic properties. A parallel layout of welded metals was selected to attain a more stable welding process. Welding parameters and conditions were determined. The surfaces of both materials were mechanically machined and degreased prior to welding which was performed using Semtex S30. The bimetals were characterized by a regular wavy interface. The aim of the research was to establish the influence of heat treatment on both the structure and microhardness at the interface of the explosively welded bimetal Al-Cu. Heat treatment was performed at 250, 300 and 350 °C over 2, 3 and 4 h. After heat treatment, an increase in Inter Metallic Compounds (IMC) was observed, proportional to the increasing temperature. An analysis of chemical composition carried out by EPMA (Electron Probe Micro Analysis) confirmed the presence of Inter Metallic Phases (IMP) such as θ (Al2Cu), η2 (Al2Cu), ξ2 (Al3Cu4), δ (Al2Cu3), γ1 (A14Cu9). The microhardness decreased after the heat treatment in the bimetal but significantly increased at the interface as a consequence of IMC formation.
PL
Wykonano zgrzewanie wybuchowe stopu aluminium miedź C10200 i AW 5083. C10200 został zaproponowany jako płyta napędzana ze względu na jego odpowiednie właściwości plastyczne. Wybrano równoległy układ zgrzewanych metali, aby uzyskać bardziej stabilny proces łączenia. Określono parametry i warunki łączenia. Powierzchnie obu materiałów zostały poddane obróbce mechanicznej i odtłuszczeniu przed zgrzewaniem wykonanym przy użyciu Semtex S30. Bimetale charakteryzowały się regularną falistą powierzchnią styku. Celem badań było określenie wpływu obróbki cieplnej zarówno na strukturę, jak i mikrotwardość na granicy faz bimetalu Al-Cu zgrzewanego wybuchowo. Obróbkę cieplną przeprowadzono w 250, 300 i 350 °C przez 2, 3 i 4 godziny. Po obróbce cieplnej zaobserwowano wzrost związków międzymetalicznych (IMC), który był proporcjonalny do wzrostu temperatury. Analiza składu chemicznego przeprowadzona przez EPMA (Electron Probe Micro Analysis) potwierdziła obecność IMP takich jak θ (Al2Cu), η2 (AlCu), ξ2 (Al3Cu4), δ (Al2Cu3), γ1 (Al4Cu9). Mikrotwardość zmniejszyła się po obróbce cieplnej w bimetalu, ale znacznie wzrosła na granicy faz w wyniku tworzenia IMC.
Opisano metodę pomiaru ogromnej magnetostrykcji związków międzymetalicznych typu ciężka ziemia rzadka - żelazo przy użyciu tensometrów jako mierników odkształcenia. Przedstawiono układ pomiarowy oraz przebieg pomiaru. Podano wyniki pomiarów ogromnej magnetostrykcji otrzymane dla związków typu ciężka ziemia rzadka - żelazo posiadających strukturę krystaliczną typu MgCu2.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Capacity fade and exchange current density of H2O/H2 system have been compared in conditions of long-standing cycling for powder composite electrodes based on (i) Sm0.4Zn0.6Fe2O4 ferrite spinel and (ii) LaNi4.5Co0.5 intermetallic compound. Changes of both quantities have been presented versus electrodes exposure time in strong alkaline solutions, at room temperature. Corrosion rate of semiconducting ferrite spinel is about 2.5 times lower than that of the intermetallic material. Consequently, capacity half-time is distinctly longer for the ferrite electrode. On the other hand, exchange current density of H2O/H2 system for ferrite spinel is extraordinarily low, on the level of 7 – 8 mA/g. It is suggested surface modification of the ferrite spinel material to improve its catalytic properties towards H2O/H2 redox system.
PL
Porównano spadki pojemności właściwej i gęstości prądu wymiany układu H2O/H2 spowodowane długotrwałym cyklowaniem dwu typów proszkowych elektrod kompozytowych: (a) spinelu ferrytowego Sm0.4Zn0.6Fe2O4 i (b) związku międzymetalicznego LaNi4.5Co0.5. Zmiany obydwu wielkości przedstawiono w funkcji czasu ekspozycji elektrod w silnie alkalicznych roztworach, przy temperaturze pokojowej. Szybkość korozji materiału półprzewodnikowego, jakim jest spinel ferrytowy okazała się ok. 2,5 razy mniejsza niż związku międzymetalicznego. W konsekwencji, czas połówkowego obniżenia pojemności jest wyraźnie dłuższy dla elektrody ferrytowej. Z drugiej jednak strony, gęstość prądu wymiany układu H2O/H2 dla elektrody ferrytowej jest wyjątkowo mała, na poziomie 7 – 8 mA/g. Zasugerowano modyfikację elektrody ferrytowej dla poprawy jej właściwości katalitycznych w odniesieniu do układu redoks H2O/H2.
The Al/Fe material was prepared by the powder metallurgy route with an additional intermediate stage which was a centrifuge of powder mixture. The application of the centrifuge stage was applied to obtain circular phase distribution of Al-rich phases in a sintered material. Iron powder with a particle size under 100 μm and aluminum powder with a particle size of about 25 μm, were used as starting materials. To determine the effect of centrifuging time on the distribution of Fe-Al particles, scanning electron microscopy (SEM, EDS) and XRD techniques were used. Microstructure observations show the influence of the centrifuging time on the distribution of Fe particles. It was observed that a longer centrifuging time caused changes in the ratio concentration of elements and allowed the growth of the intermetallic phase at the interface between solid Al and Fe particles.
PL
Spiekane materiały Al/Fe wytwarzano metodą metalurgii proszków z wprowadzeniem etapu pośredniego w postaci odwirowania mieszaniny proszku. Etap wirowania miał na celu uzyskanie kulistego rozkładu faz bogatych w Al w spiekanym materiale. Proszek żelaza o wielkości cząstek poniżej 100 μm i proszek aluminium o wielkości cząstek około 25 μm zastosowano jako materiały wyjściowe. W celu określenia wpływu czasu wirowania mieszanki na rozkład faz w wytworzonym materiale zastosowano techniki skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM, EDS) i dyfraktometrii rentgenowskiej (XRD). Obserwacje mikrostruktury wykazały istotny wpływ czasu wirowania na mikrostrukturę uzyskanych spieków. Zaobserwowano, że dłuższy czas wirowania spowodował zmianę stosunku stężenia pierwiastków i pozwolił na wzrost fazy międzymetalicznej na granicy faz między stałymi cząstkami Al i Fe. Badania mikrotwardości obszarów spiekanego materiału świadczą o zwiększeniu twardości w obszarach nowo utworzonych faz międzymetalicznych.
The gas porosity is one of the most serious problems in the casting of aluminum. There are several degassing methods that have been studied. During smelting of aluminum, the intermetallic compound (IMC) may be formed at the interface between molten aluminum and solid steel of crucible furnace lining. In this study, the effect of degassing treatment on the formations of IMC has been investigated. The rectangular substrate specimens were immersed in a molten aluminum bath. The holding times of the substrate immersions were in the range from 300 s to 1500 s. Two degassing treatments, argon degassing and hexachloroethane tablet degassing, were conducted to investigate their effect on the IMC formation. The IMC was examined under scanning electron microscope with EDX attachment. The thickness of the IMC layer increased with increasing immersion time for all treatments. Due to the high content of hydrogen, substrate specimens immersed in molten aluminum without degasser had IMC layer which was thicker than others. Argon degassing treatment was more effective than tablet degassing to reduce the IMC growth. Furthermore, the hard and brittle phase of IMC, FeAl3, was formed dominantly in specimens immersed for 900 s without degasser while in argon and tablet degasser specimens, it was formed partially.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose:Purpose alloys on intermetallic phase matrix of iron and aluminium are considered the future materials for high-temperature applications as they are highly resistant to oxidation. Oxidized intermetallic alloy FeAl forms a protective alumina layer. The paper presents results of tests concerning kinetics of corrosion processes of alloy on intermetallic phase matrix FeAl of the composition Fe40Al5CrTiB after casting and plastic treatment with the use of co-extrusion method. The aim of this paper was to determine the resistance to high-temperature corrosion in atmosphere of air for alloy Fe40Al5Cr0.2TiB. Design/methodology/approach: Corrosion tests were conducted in temperatures 900, 950 and 1000°C in time 8 hours, kinetics of corrosion appointed on the thermogravimetry method. The condition of the surface of samples after tests was characterized with the use of electron scanning microscope and also the chemical composition of corrosion products was determined. Findings: Conducted tests have shown a high corrosion resistant alloy Fe40Al5CrTiB in comparison. The resulting graphs show the kinetics of corrosion processes on the parabolic character of the process of creating high-temperature corrosion products. Practical implications: The Al alloy have a high corrosion resistant with resistant conventional materials predestined to do work in high temperature in corrosion environment. Originality/value: The aim of this paper was to determine the resistance to high-temperature corrosion in atmosphere of air for alloy Fe40Al5Cr0.2TiB.
The structure and magnetic properties of ternary R-Ge-Sn systems are discussed in this article. Results obtained for these compounds should help to determine the role of p-electron atoms in the magnetic ordering.
PL
W artykule omówiono szczegółowo budowę i właściwości magnetyczne trójskładnikowych układów R-Ge-Sn. Wyniki uzyskane dla tych związków powinny pomóc określić rolę atomów p-elektronowych w oddziaływaniu magnetycznym.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The aim of the present research is to describe the chemical composition and microstructure of the surface layer of Ti-46Al-7Nb-0.7Cr-0,1Si-0.2Ni alloy after the test of isothermal oxidation in 9%O2+0.2%HCl+0.08%SO2+N2 during 250 h. Design/methodology/approach: The objectives were achieved using several techniques including conventional metallography, SEM, BSE, EDX. The oxides scales and their effects were investigated at temperatures 750ºC. Findings: This investigation confirms that the better protection of the substrate was determined using AlCrN coating. Research limitations/implications: The basic limitations concern alloys in a higher temperature and establish the oxidation kinetics of the analysed alloy as a function of time and temperature. Practical implications: One of practical outcomes is to select the coatings which guarantee the reduction of oxidation behavior. It is recommended to use alloys with AlCrN coating. Originality/value: Original value of the paper is assessing of the oxidation resistance of Ti-46Al-7Nb-0.7Cr-0.1Si–0.2Ni-based intermetallic alloy at the conditions combining high temperature and sulphur and chlorine compounds-containing atmosphere. The novelty of this research deals with the mechanism of oxidation at such boundary conditions. This knowledge can support the design of parts made of the intermetallic alloy. The problem considered is currently important for aeroplane and automotive industry, especially for gas turbine manufacturers.
The goal of this work is to determine the effect of niobium on the kinetics and mechanism of Ti-Al oxidation in air. In order to compare the oxidation kinetics of Ti-Al and Ti-Al with the addition of niobium, isothermal oxidation was performed on Ti-48Al and Ti-46Al-8Nb (in at.%) alloys at 1073 K in synthetic air. Cyclic oxidation of Ti-46Al and Ti-46Al-8Nb alloys was carried out in laboratory air for 42 cycles (1 cycle, 24 hrs). The morphology, as well as chemical and phase composition of the oxidation products were investigated using X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy combined with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS). From these investigations it can be concluded that niobium addition increases the corrosion resistance of TiAl and, furthermore, improves the adherence between the metallic substrate and the oxide scale. The oxidation mechanism of Ti-46Al-8Nb was studied via secondary neutral mass spectroscopy (SNMS) after two-stage isothermal oxidation (24 hrs in 16O2 followed by 24 hrs in 18O2) at 1073 K. From this analysis it can be assumed that the oxidation mechanism of Ti-46Al-8Nb alloy consists of simultaneous outward titanium and aluminum diffusion and inward oxygen transport.
PL
Celem pracy jest określenie wpływu dodatku niobu na kinetykę i mechanizm utleniania stopu TiAl w powietrzu. Dla porównania kinetyk utleniania stopu Ti-Al oraz stopu z dodatkiem niobu zostały przeprowadzone badania izotermicznego utleniania stopów o składach Ti-48Al i Ti-46Al-8Nb (w at.%) w powietrzu syntetycznym w 1073 K. Stopy Ti-48Al i Ti-46Al-8Nb poddano cyklicznemu utlenianiu w powietrzu laboratoryjnym w 1073 K obejmującym 42 cykle 24-godzinne. Morfologie oraz skład fazowy i chemiczny produktów utleniania badanych próbek przeprowadzono metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD) oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) w połączeniu z metodą dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (EDS). Na podstawie tych badań stwierdzono, że dodatek niobu w stopie TiAl podwyzsza jego odporność korozyjną a ponadto polepszą przyczepność zgorzeliny do rdzenia metalicznego. Mechanizm utleniania stopu Ti-46Al-8Nb badano metodą spektrometrii masowej rozpylonych cząstek neutralnych (SNMS) po dwuetapowym izotermicznym utlenianiu (pierwszy etap w 16O2 przez 24 godz., kolejny w 18O2 przez 24 godz.) w 1073 K. Na podstawie tej analizy postuluje się, że mechanizm utleniania stopu Ti-46Al-8Nb odbywa się w wyniku równoczesnej odrdzeniowej dyfuzji tytanu i glinu oraz dordzeniowego transportu tlenu.
Theoretical investigations were performed to study on alloying stability, and electronic structure of (AlCu3, AlCu2Zr and AlZr3). The results show that the lattice parameters obtained after full relaxation of crystalline cells are consistent with experimental data, and these intermetallics have a strong alloying ability and structural stability due to the negative formation energies and the cohesive energies. The further analysis find out that single-crystal elastic constants at zero-pressure satisfy the requirement of mechanical stability for cubic crystals. The calculations on Poisson’s ratio show that AlCu3 is much more anisotropic than the other two intermetallics. In addition, calculations on densities of states indicates that the valence bonds of these intermetallics are attributed to the valence electrons of Cu 3d states for AlCu3, Cu 3d and Zr 4d states for AlCu2Zr, and Al 3s, Zr 5s and 4d states for AlZr3, respectively; in particular, the electronic structure of the AlZr3 shows the strongest hybridization.
PL
Przeprowadzono teoretyczne badania stabilności stopów i struktury elektronowej AlCu3. AlCu2Zr i AlZr3). Obliczania wskazują, że parametry sieci uzyskane po pełnej relaksacji komórek krystalicznych są zgodne z danymi eksperymentalnymi. Związki międzymetaliczne wykazują silną zdolność tworzenia stopów i stabilność strukturalną z powodu ujemnej energii tworzenia i energii spójności. Dalsze analizy wykazały, że stałe elastyczności pojedynczych kryształów przy zerowym ciśnieniu spełniają wymóg stabilności mechanicznej kryształów regularnych. Obliczenia współczynnika Poissona pokazują, że A1Cu3 posiada znacznie bardziej anizotropowe własności niż dwie pozostałe fazy międzymetaliczne. Ponadto, obliczenia gęstości stanów wskazują, że w tworzeniu faz międzymetalicznych biorą udział elektrony walencyjne odpowiednio: Cu na powłoce 3d dla A1Cu3. Cu na 3d i Zr na 4d dla AlCu2Zr. oraz Al na 3s, Zr na 5s i 4d dla AIZr3), w szczególności struktura elektronowa AlZr3) wykazuje najsilniejszą hybrydyzację.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań selektywności i stabilności katalizatorów bimetalicznych o składzie 5%Pd-(0,1–8)%Te/Al₂O₃ w reakcji utleniania glukozy w fazie ciekłej w temp. 60°C. Nośnikowe katalizatory bimetaliczne zawierające 5% mas. Pd i do 5% mas. Te wykazują wyższą aktywność i selektywność do kwasu glukonowego w porównaniu z monometalicznym układem 5%Pd/Al₂O₃. Ponadto, katalizatory Pd-Te/Al₂O₃ charakteryzują się wysoką stabilnością w reakcji utleniania glukozy w fazie ciekłej. Badania XRD i ToF-SIMS wykazały obecność związków międzymetalicznych typu PdTe i PdTe₂ w katalizatorach bimetalicznych, które prawdopodobnie wpływają na ich właściwości katalityczne.
EN
Five bimetallic 5%Pd-X%Te/Al₂O₃ (X = 0.1–8% by mass Te) catalysts were prepd. and used for liq.-phase oxidn. of glucose at 60°C. The catalysts contg. up to 5% of Te showed high stability and higher catalytic activity and selectivity to gluconic acid than the monometallic 5%Pd/Al₂O₃ catalyst. The presence of PdTe and PdTe₂ intermetallic compds. in the catalysts studied was evidenced.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The RTxX2 (x ≤ 1) type metallic compounds where R is a rare-earth element, T is a d-electron element and X is a p-electron element (X = Si, Ge, Sn) crystallize in different orthorhombic crystal structures but most of them crystallize in orthorhombic CeNiSi2 - type (space group Cmcm). The silicides form stoichiometric compounds while the majority of germanides and stannides non stoichiometric ones. The systems exhibit complex magnetic behaviour. The heavy rare-earth compounds (R=Tb, Dy, Ho, Er) are antiferromagnets at low temperatures. The magnetic moment is localized only on the rare-earth atoms. Their magnetism arises from the interaction of the magnetic moments localized on the rare-earth ions. This work is a summary of long-term research of magnetic properties of these compounds. The obtained results were compared in purpose to determine the influence of other elements (T, X) on the magnetic ordering in the rare-earth sublattices.
PL
Związki międzymetaliczne typu RTxX2 (x ≤ 1), gdzie R - ziemia rzadka, T - metal d-elektronowy, X - metaloid (X= Si, Ge. Sn) krystalizują w różnych typach rombowych struktur, lecz większość z nich posiada strukturę rombową typu CeNiSi2 (grupa przestrzenna Cmcm). Związki z krzemem tworzą układy stechiometryczne, natomiast większość związków z germanem i cyną - niestechiometryczne. W omawianych związkach obserwuje się różnorodność struktur magnetycznych. Związki z ciężkimi ziemiami rzadkimi (R=Tb, Dy, Ho, Er) są antyferromagnetykami w niskich temperaturach. Moment magnetyczny jest zlokalizowany tylko na atomach ziemi rzadkiej. Poniższa praca stanowi podsumowanie wieloletnich badań własności magnetycznych tego typu związków. Uzyskane wyniki zostały porównane w celu określenia wpływu pierwiastków T i X na uporządkowanie magnetyczne obserwowane w podsieci ziemi rzadkiej.
W niniejszej publikacji przedstawiono próbę wykorzystania procesu mechanochemicznej syntezy do otrzymywania kompozytów na osnowie związków międzymetalicznych Cu-Al zbrojonych homogenicznie rozmieszczoną ceramiką AI2O3. W tym celu, wykorzystano wysokoenergetyczny młyn kulowy, w którym przeprowadzono reakcję redukcji malachitu Cu2(OH)2CO3, sproszkowanym metalicznym Al[sup]0. Otrzymane w ten sposób materiały poddano badaniom przy pomocy dyfrakcji rentgenowskiej XRD oraz mikroskopii SEM. Wykazano, że możliwe jest otrzymywanie kompozytu opartego na osnowie związku międzymetalicznego Cu9AI4 zbrojonego AI2O3, w skutek szeregu reakcji chemicznych indukowanych bodźcami mechanicznymi.
EN
The study describes the attempts to use a mechanochemical synthesis in the fabrication of composites based on Cu-Al intermetallic compounds reinforced with homogeneously distributed ceramic AI2O3 phase. For this purpose, a high-energy ball mill was used to obtain the reaction of malachite reduction Cu2(OH)2CO3 with powdered aluminium Al[sup]0. The aim was to produce, besides the (AI2O3) ceramic phase, intermetallic CuxAly phases. Thus obtained materials were subjected to examinations by X-ray diffraction technique (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). It has been proved that it is possible to fabricate a composite based on the intermetallic Cu9AI4 compound reinforced with AI2O3, as a result of numerous chemical reactions induced by various stimuli of strictly mechanical nature.
The concept of new tool materials, based on Ni alloys strengthened by intermetallic compounds, intended for operations in high temperatures is presented in the hereby paper. The proposed chemical composition and the results of microstructure investigations as well as hardness testing in as-cast condition - are given. The chemical composition of this new material was designed in such a way as to obtain the matrix strengthening by means of the precipitation of intermetallic compounds rich in Ni and to have the carbide fraction of 8÷12%. Carbides should remain stable in the microstructure - regardless of the heat treatment - since they favourably influence an abrasion resistance. The type of phases appearing in the microstructure was determined and their morphology described.
PL
W pracy przedstawiono koncepcję nowych materiałów narzędziowych na osnowie niklu, umacnianych związkami faz międzymetalicznych, przewidywanych do pracy w wysokiej temperaturze. Zamieszczono projekt ich składu chemicznego i wyniki badań mikrostruktury oraz twardości w stanie lanym. Skład chemiczny nowego materiału zaprojektowano tak, aby umocnienie osnowy uzyskać w wyniku wydzielania związków metalicznych bogatych w Ni, a udział węglików wynosił 8÷12%. Węgliki powinny pozostać stabilne w mikrostrukturze niezależnie od obróbki cieplnej, wpływając korzystnie na odporność na ścieranie. Określono rodzaj faz występujących w mikrostrukturze oraz opisano ich morfologię.
Stosownie metalicznych powłok ochronnych na polach lutowniczych prowadzi do powstawania związków międzymetalicznych (IMC) na granicy faz materiał podłoża (miedź) - materiał powłoki (Ni, Ag, Sn). Grubość warstw IMC wzrasta w funkcji czasu osadzania metalicznej powłoki ochronnej oraz w czasie przechowywania płytek w zależności od czasu i warunków przechowywania. W procesie lutowania zachodzą dalsze zmiany związków międzymetalicznych związane z rozpuszczaniem się w sobie metali oraz z oddziaływaniem już istniejących IMC z materiałami lutowniczymi czy powłoką ochronną wyprowadzeń podzespołów. W pracy przedstawiono rezultaty badań formowania związków międzymetalicznych w połączeniach sferycznych podzespołów BGA po procesie bezołowiowego lutowania rozpływowego na płytkach drukowanych z powłokami ochronnymi: cyny immersyjnej (Sn), nikiel chemiczny/złoto immersyjne (ENIG), srebra immersyjnego (Ag) i organicznej powłoce ochronnej (OSP). Formowanie związków IMC badano bezpośrednio po lutowaniu oraz po procesach starzeniowych - teście klimatycznym w temperaturze 55°C w warunkach wilgotności powietrza 85% RH oraz cyklach narażeń cieplnych (temperatury -40…125°C). Badania warstw związków międzymetalicznych wykonano z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego z mikroanalizatorem rentgenowskim EDS. Określono zawartość pierwiastków w warstwach IMC, zmiany zawartości wybranych metali wzdłuż linii skanowania miedź płytki-IMC-lut oraz zmierzono grubości poszczególnych warstw.
EN
The use of metallic protective surface finish on the soldering pads leads to formation of intermetallic compounds in the line surface metal (copper) - material of surface finish (Ni, Ag, Sn). The thickness of IMC increases in time of deposition metallic coating as well as with time of boards storage. During reflow process intermetallic compounds undergo change. That is concerned in melt of metals and interacts of IMC and soldering materials as well as surface finish on components. In this paper intermetallic compound formation in solder joints of BGA components after reflow process was investigated. Solder joints were formed on the surface finishes: immersion tin (Sn), chemical nickel/immersion gold (ENIG), immersion silver (Ag) and organic solderability preservatives (OSP). The IMC were investigated as received and after ageing in the climatic chamber (55°C, 85% relative humidity) as well as thermal shock (-40...125°C). The scanning electron microscope with microanalyses (SEM-EDS) was used to investigations of intermetallic compounds. The elements concentrations in IMC and change in concentration of chosen atoms along line of scan solder-IMC-Cu were determined as well as thickness of IMC layers were measured.
The concept of new tool materials, based on Ni alloys strengthened by intermetallic compounds, intended for applications at high temperatures is presented in the paper. The chemical composition of this new material was designed in such a way as to obtain the matrix strengthening by means of the precipitation of intermetallic compounds rich in Ni and to have the carbide fraction above 25%. Carbides should remain stable in the microstructure, regardless of the heat treatment, since they favourably influence an abrasion resistance. The results of microstructure investigations in the as-cast condition, are given. The type of phases appearing in the microstructure was determined and their morphology described. The main microstructure components of the investigated Ni-based alloy with high carbon and chromium content are: the γ phase, which constitutes a matrix, the γ' phase, which occurs as fine globular precipitates and the primary Ta and Cr carbides (of MC and M7C3 type - respectively).
PL
W pracy przedstawiono koncepcję nowych materiałów narzędziowych na osnowie niklu umacnianych związkami faz międzymetalicznych, przewidywanych do pracy w wysokich temperaturach. Skład chemiczny nowego materiału zaprojektowano tak, aby umocnienie osnowy uzyskać w wyniku wydzielania związków metalicznych bogatych Ni, a udział węglików wynosił ponad 25%. Węgliki powinny pozostać stabilne w mikrostrukturze niezależnie od obróbki cieplnej, wpływając korzystnie na odporność na ścieranie. Zamieszczono badania mikrostruktury stopu wstanie lanym. Określono rodzaj faz występujących w mikrostrukturze oraz opisano ich morfologię. Głównymi składnikami mikrostruktury badanego stopu na osnowie Ni, o dużej zawartości węgla i chromu są: faza γ, która stanowi osnowę, faza γ', która występuje w postaci drobnych kulistych wydzieleń oraz pierwotne węgliki Ta (typu MC) i Cr (M7C3).
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
High- and low-temperature Cp measurements were carried out for binary: AlNi3, FeTi and Ni3Ti intermetallic compounds employing various DSC methods and equipment; two different sample preparation techniques were used as well. Low temperature interval ranged from 103 to 623 K, and high temperature range was spread from 313 to 873 K. Results were then fitted to Kelley equation: Cp = a + bźT + cźT-0.5 + dźT-1 + eźT-3 + fźT-2 and Cp vs T curves were presented as graphs.
PL
Przeprowadzono nisko- i wysokotemperaturowe pomiary ciepła właściwego dwuskładnikowych związków międzymetalicznych: AlNi3, FeTi oraz Ni3Ti za pomocą różnych metod i sprzętu różnicowej kalorymetrii skaningowej; zastosowano również dwie różne metody przy-gotowania próbek do badań. Pomiary niskotemperaturowe przeprowadzono w zakresie 103 do 623 K, natomiast zakres pomiarów wysokotemperaturowych leżał w granicach: 313 do 873 K. Wyniki badań opisano równaniem Kelley’a: Cp = a + bźT + cźT-0.5 + dźT-1 + eźT-3 + fźT-2 a krzywe Cp w funkcji temperatury przedstawiono na wykresach.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A growing interest in modern engineering materials characterised by increasingly better operational parameters combined with a necessity to obtain joints of such materials representing good operation properties create important research and technological problems of today. These issues include also titanium joints or joints of titanium alloys based on intermetallic compounds. Brazing is one of the basic and sometimes even the only available welding method used for joining the aforesaid materials in production of various systems, heat exchangers and, in case of titanium alloys based on intermetallic compounds, turbine elements and space shuttle plating etc. This article presents the basic physical and chemical properties as well as the brazability of alloys based on intermetallic compounds. The work also describes the principle and mechanisms of diffusion-brazed joint formation as well as reveals the results of metallographic and strength tests involving diffusion-welded joints of TiAl48Cr3Nb2 casting alloy based on TiAl (γ) phase with the use of sandwich-type layers of silver-based parent metal (grade B- Ag72Cu-780 (AG 401)) and copper (grade CF032A). Structural examination was performed by means of light microscopy, scanning electron microscope (SEM) and energy dispersion spectrometer (EDS). Furthermore, the article reveals the results of shear strength tests involving the aforementioned joints.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Well-bonded and almost fully dense laminated composites have been fabricated successfully by reactive sintering in vacuum using Ti and Cu foils. Since the copper layers were completely consumed by forming phases, the final microstructure consisted of alternating layers of intermetallic phases and unreacted titanium. Effects of treating time at 900 °C and the microstructural changes were studied by interrupting in steps the reaction progressing after 0.5, 1, 2, 3, 4 and 5 hours. With the liquid phase appearance a fast growing of the layers containing intermetallic phases was observed. Because the structure resulting from solidification of locally melted reaction zone contained phases rich in copper (especially TiCu4), melting consumed more copper than titanium. For this reason, the boundary between the intermetallic layers and copper migrated toward the copper side. Microstructural investigations by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectro scopy (EDX) showed that after 0.5 hour of heat treatment at 900° C intermetallic compounds: Ti2Cu, TiCu, Ti3Cu4, Ti2Cu3, TiCu4 and solid solution Ti were formed. After the completely consumption of Cu, the intermetallics layer consisted of thin layers of Ti2Cu (adjacent to eutectioid layer and titanium), thick layers of TiCu and the reaction zone consisting of TiCu4 particles in Ti3Cu4+Ti2Cu3 matrix. The particles were probably produced by stresses resulting from the growth of the intermetallic layer. Since titanium could diffuse through the Ti2Cu and TiCu layers to the reaction zone, it leaded to the growth of TiCu at the expense of TiCu4, Ti3Cu4 and Ti2Cu3. As a result, the TiCu compound became dominant phase if the treating time was longer than 1 hour. After 5 hours of treating the intermetallic layer was transformed almost wholly into TiCu, but with a thick Ti2Cu interphase layer. The formation of the TiCu phase is thermodynamically favoured over the formation of the other phases and can be understood from the steps occurred through a series of solid-liquid and solid state reactions involving TiCu4 as one of the starting phases.
PL
Używając folii tytanowej i miedzianej, wytworzono kompozyt tytan-fazy międzymetaliczne, charakteryzujący się dobrym połączeniem warstw i bardzo nieznaczną porowatością. W wyniku reakcji syntezy warstwy miedzi kompletnie przereagowały z częścią tytanu i utworzyły fazy międzymetaliczne. Badano wpływ czasu wygrzewania kompozytu w temperaturze 900° C na jego strukturę. Reakcje syntezy faz przerywano po 0,5, 1, 2, 3, 4 i 5 godzinach. Wraz z pojawieniem się fazy ciekłej zaobserwowano szybki wzrost grubości warstw faz międzymetalicznych. Ponieważ powstałe fazy były bogate w miedź (zwłaszcza faza TiCu4), reakcja pochłaniała więcej miedzi niż tytanu. Z tej przyczyny granice pomiędzy warstwami faz międzymetalicznych i miedzią migrowały w głąb warstw miedzi. Badania z użyciem mikroskopu skaningowego i mikroanalizatora rentgenowskiego wykazały, że w kompozycie wygrzewanym przez 30 minut i następnie chłodzonym razem z piecem (prędkość chłodzenia 0,16° C/s) występowały fazy: Ti2Cu, TiCu, Ti3Cu4, Ti2Cu3,TiCu4 oraz roztwór stały miedzi w tytanie [alfa]. Po całkowitym przereagowaniu miedzi warstwy faz międzymetalicznych składały się z cienkich warstw fazy Ti2Cu (przyległych do warstw eutektoidu (Ti2Cu+ ) i nieprzereagowanego tytanu), grubych warstw fazy TiCu i obszarów zawierających cząstki fazy TiCu4 w osnowie z mieszaniny faz Ti3Cu4+Ti2Cu3. Cząstki fazy TiCu4 powstały prawdopodobnie na skutek naprężeń występujących podczas wzrostu warstwy faz międzymetalicznych. Ponieważ tytan mógł dyfundować przez warstwy faz Ti2Cu oraz TiCu, powodowało to wzrost ilości fazy TiCu kosztem faz TiCu4, Ti3Cu4 oraz Ti2Cu3. W rezultacie tego TiCu stała się dominującą fazą, gdy czas wygrzewania kompozytu w temperaturze 900° C był dłuższy niż 1 godzina. Po pięciu godzinach wygrzewania warstwy faz międzymetalicznych składały się prawie wyłącznie z fazy TiCu i cienkich warstw fazy Ti2Cu (przyległych do warstw eutektoidu). Formowanie fazy TiCu jako dominującego produktu podczas reakcji pomiędzy tytanem i miedzią jest uzasadnione termodynamicznie i przebiega na drodze kolejnych etapów przemian z udziałem fazy ciekłej i w stanie stałym, a jedną z pierwszych powstających faz jest TiCu4.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.