Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena dokładności geometrycznej modelu łopatki wytworzonego laserową techniką przyrostową

Zarański Z., Sulej S.

Mechanik

|

2014

|

R. 87, nr 8-9CD1

392-399

PL

W pracy przedstawiono wyniki przeprowadzonej oceny dokładności geometrycznej elementu wytworzonego za pomocą technologii laserowego formowania z proszków LENS (Laser Engineered Net Shaping). Analizie poddano łopatkę wirnika turbiny gazowej silnika SO-3, którą skanowano za pomocą skanera optycznego smartScan 3D duo firmy Breuckmann. Otrzymaną chmurę punktów obrobiono wstępnie za pomocą oprogramowania OPTOCAT 2009 i zapisano w postaci pliku STL. W celu uzupełnienia nieciągłości powierzchni łopatki skorzystano dodatkowo z programu Magics. Za pomocą programu PartPrep Slicing, łopatkę podzielono na warstwy i zapisano do pliku o rozszerzeniu .sli. Tak przygotowany model zaimportowano do oprogramowania wykonawczego systemu LENS MR-7. Dobrano parametry technologiczne i wytworzono łopatkę z proszku na osnowie fazy międzymetalicznej Fe28Al. Ocenę dokładności geometrycznej wytworzonej łopatki dokonano za pomocą pomiarów stykowych przeprowadzonych na współrzędnościowej maszynie pomiarowej typu Scope Check 3D CNC firmy Werth Messtechnik GmbH.

EN

In recent paper, results of the geometrical accuracy assessment of the element manufactured via laser engineered net shaping, employing powder technology, are presented. SO-3 engine gas turbine rotor blade was subjected to the analyses. The element was scanned with the use of smartScan 3D duo provided by Breuckmann. Obtained point cloud was initially processed with OPTOCAT 2009 software and saved as the STL file. To fill the discontinuities of the blades surface Magics software was applied. PartPrep Slicing software was applied to divide the rotor into parts and save it as the .sli file. As prepared model was imported to the executive software of LENS MR-7 system. Selected technological parameters allowed to manufacture the blade made of Fe28Al intermetallic alloy powder. The geometrical accuracy of the manufactured rotor blade was examined with the contact measurements performed with the use of coordinate measurement machine, Scope Check 3D CNC provided by Werth Messtechnik GmbH.

2

Application of 3D metallic structures for IR emitters with gradient temperature distribution

Polakowski H., Zarański Z., Piątkowski T., Sulej S., Trzaskawka P.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2014

|

Vol. 63, nr 2

125-137

PL

Badania porównawcze kamer termowizyjnych, służących do obserwacji sceny termalnej, sprowadzają się zwykle do obserwacji wzorcowych różnic temperatury lub wzorcowego kontrastu termicznego. Standardowe badania wykonuje się zwykle przy wykorzystaniu drogich wzorcowych źródeł promieniowania, które tworzą wraz z dodatkowymi elementami powszechnie stosowany test czteropaskowy. W pracy przedstawiono sposoby wykonania metodami WEDM promienników podczerwieni spełniających rolę płytek testowych, w postaci metalowej grzebieniowej struktury przestrzennej. Właściwości promienne takiego promiennika zależą od współczynnika emisyjności, charakterystycznego dla powierzchni płaskiej materiału wyjściowego oraz parametrów geometrycznych struktury grzebieniowej. Płytki tego typu promienników wymagają mniej złożonych systemów kontroli temperatury, są bardziej stabilne w czasie oraz zapewniają dodatkowe możliwości metrologiczne, niemożliwe do uzyskania innymi metodami.

EN

Comparative evaluation of thermal camera relies mainly on the measurements of standard temperature difference or thermal contrast. The tests are usually performed using expensive IR sources and standard four-bar pattern, which cannot reproduce stepped or gradient temperature distribution required across camera’s field of view [1]. The paper presents IR emitters capable of creating such temperature distribution patterns. The emitters are 3D comb-like patterns, manufactured using WEDM (wire electrical discharge machining) method. Radiative properties of such structures depend on the emissivity of base material and geometry of manufactured structure. Presented emitters require less sophisticated temperature control solutions and yet they exhibit better temperature stability. Additionally, they provide metrological features that cannot be achieved using standard test procedures [2].

3

Konstytuowanie warstwy wierzchniej spieków FeAl+Al2O3 mikroobróbką elektroerozyjną

Durejko T., Zarański Z., Sulej S.

Kompozyty

|

2008

|

R. 8, nr 2

190-194

PL

Kompozyty na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl umacniane cząstkami Al2O3 są postrzegane jako zamienniki dla obecnie stosowanych stopów żaroodpornych i żarowytrzymałych. Wytwarzanie tego typu materiałów tradycyjnymi metodami topienia i odlewania wiąże się ze stosowaniem dodatkowej, skomplikowanej obróbki cieplno-plastycznej, co znacznie wydłuża i podraża proces technologiczny. Prowadzone badania technologiczne kompozytów FeAl+Al2O3 wskazują na przydatność podczas ich wytwarzania technik z obszaru metalurgii proszków. Powoduje to jednak znaczne ograniczenia, jeśli chodzi o obróbkę końcową spieku. W tym przypadku jedną z metod kształtowania struktury warstwy wierzchniej może być obróbka elektroerozyjna. W badaniach prezentowanych w niniejszej pracy jako materiał badawczy wykorzystano kompozyty FeAl+Al2O3 otrzymane metodą dwuetapowego spiekania mieszaniny czystych technicznie proszków żelaza i aluminium. Właściwości warstwy wierzchniej kształtowano za pomocą zgrubnej i wykańczającej obróbki elektroerozyjnej drutem o średnicy 0,1 i 0,25 mm (WEDM). Przeanalizowano wpływ wariantów obróbki elektroerozyjnej na strukturę geometryczną warstwy wierzchniej. Na podstawie krzywej nośności wyznaczono parametry charakteryzujące badane spieki pod względem odporności na zużycie ścierne. Dodatkowo określono zmiany mikrostruktury w warstwie wierzchniej spieków.

EN

The iron aluminides FeAl have been among the most widely investigated intermetallics. For example, they have relatively low density, high stiffness, and excellent resistance to oxidation and corrosion at elevated temperature. Their major disadvantages is the susceptibility to environmental embrittlement at room temperature, very poor strength and creep resistance above 600° C. This problem can be partially solved by microalloying and oxide dispersion strengthening (ODS). The cost of manufacturing process is essential part of all costs, especially for new materials, so there are many trials to introduce unconventional solutions of processing or to modificate well known technologies, such powder metallurgy (PM). We proposed a PM process termed sintering at cyclic loading, as an alternative fabrication method, by which dense FeAl intermetallics were produced successfully from elemental powder mixtures with addition nanosize Al2O3. The FeAl+Al2O3 composite was obtained by two-stage sintering of elemental iron and aluminium powders with a 1% volumetric addition of nano-Al2O3. In the first stage of a processing, a powder charge was compacted/sintered under cyclically pressure. Structurally inhomogeneous powder compacts were then loosely sintered in argon atmosphere. The obtained sinters with composite structures were treated via two-variant (different wire diameter - 0.1 and 0.25 mm) roughing and finishing wire electrical discharge machining (WEDM). Sinters microstructure and surface texture (ST) after WEDM process were analyzed. On the base of measured roughness profiles a load capacity curve and quantitative parameters determining abrasive wear resistance of investigated sinters were found. Additionally, a 3D spatial roughness profile was registered for each sample. It was found that height of roughness after 0.25 mm wire finishing EDM is about one and a half time and three times lower than sinter roughness after 0.1 mm wire roughing and 0.1 mm wire finishing EDM, respectively.

4

Analiza struktury geometrycznej powierzchni spieków ODS FeAl+Al2O3

Durejko T., Zarański Z., Sulej S.

Kompozyty

|

2007

|

R. 7, nr 1

41-45

PL

Spieki ODS otrzymano, spiekając dwuetapowo mieszaninę czystych technicznie proszków żelaza i aluminium z jednoprocentowym objętościowo dodatkiem nanometrycznego [alfa]-Al2O3. W pierwszym etapie przygotowany wsad proszkowy prasowano/spiekano w dwóch wariantach technologicznych, różniących się rodzajem ciśnienia prasowania (statyczne i cyklicznie zmienne). Niejednorodne strukturalnie wypraski spiekano następnie swobodnie w osłonie argonu. Otrzymane spieki, o strukturze kompozytowej, scharakteryzowano, wyznaczając ich gęstość oraz strukturę geometryczną powierzchni (SGP) bezpośrednio po procesie technologicznym. Na podstawie uzyskanych profili chropowatości 2D opracowano krzywą nośności i określono parametry ilościowe pozwalające między innymi na wnioskowanie o odporności na zużycie ścierne badanych spieków. Dodatkowo dla każdej z próbek zarejestrowano przestrzenny profil chropowatości 3D. Weryfikację uzyskanych wyników parametrów krzywej nośności przeprowadzono na podstawie rezultatów testu odporności na zużycie ścierne metodą pin-on-disc. Dla każdego z badanych spieków określono stopień zużycia liniowego oraz ubytek masowy. Stwierdzono, że gęstość spieków zależy od zastosowanego rodzaju obciążenia podczas spiekania wstępnego. Otrzymano gęstość rzędu 91 i 94% gęstości teoretycznej, odpowiednio dla wypraski spiekanej statycznie (ODS 0 Hz) i pod obciążeniem cyklicznie zmiennym (ODS 40 Hz). Badania struktury geometrycznej powierzchni wyprasek wykazały mniejszą chropowatość i większą odporność na zużycie ścierne dla próbek po spiekaniu wstępnym z udziałem obciążenia o częstotliwości 40 Hz. Uzyskane wyniki potwierdziła próba zużyciowa, na podstawie której zarejestrowano ponad 2-krotnie mniejszy ubytek masy i zużycia liniowego dla materiałów dogęszczanych (spiekanych) podczas prasowania jednoosiowego w podwyższonej temperaturze z wymuszeniem mechanicznym w postaci obciążenia cyklicznie zmiennego.

EN

The oxide dispersion-strengthened (ODS) sinters were obtained via two-stage sintering of technically pure iron and aluminum powders with a 1% volumetric addition of nanometric [alpha]-Al2O3. In the first stage of a processing, a powder charge was compacted/sintered in two technological variants differing in compacting pressure (static or cyclically variable one). Structurally inhomogeneous powder compacts were then loosely sintered in argon envelope. The obtained sinters with composite structures were characterized through their density and surface texture (ST) immediately after technological process. On the base of measured roughness profiles a load capacity curve and quantitative parameters determining abrasive wear resistance of investigated sinters were found. Additionally, a 3D spatial roughness profile was registered for each sample. Experimental verification of the results obtained from load capacity curves was carried out in abrasive wear resistance tests using pin-on-disc method. A linear wear degree and a mass decrement were determined for each sinter. It was found that sinter density depends on a load type applied during initial sintering. Densities in the order of 91 and 94% of the theoretical value were obtained for statically sintered compact and for that under cyclically variable load, respectively. Tests of compacts' surface texture showed lower roughness and higher abrasive wear resistance for samples after initial sintering with 40 Hz load. The obtained results were confirmed by a wear test in which more than twice as low drop of mass decrement and linear wear were measured for sintered materials during uniaxial compaction in elevated temperature with mechanical force of the cyclically variable load type.

5

Struktura spieków o osnowie Fe40Al zbrojonych nanocząstkami Al2O3

Durejko T., Sulej S., Zarański Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 3

588-590

PL

Stopy ODS (oxide dipspersion-strengthened) są perspektywiczną grupą materiałów, które mogą sprostać wymaganiom nowoczesnej, stale rozwijającej się techniki. W związku z tym, prowadzone są intensywne badania nad technologią otrzymywania tych materiałów, ze szczególnym poświeceniem uwagi równomiernemu rozmieszczeniu cząstek fazy zbrojącej (głównie nanocząstki tlenków Al2O3 i Y2O3) w drobnoziarnistej osnowie. Przedmiotem badań prowadzonych w ramach niniejszej pracy są materiały na osnowie fazy międzymetalicznej z układu Fe-Al, wzmacniane nanocząstkami Al2O3. Próbki stopów ODS wytworzono metodą metalurgii proszków, wykorzystując do konsolidacji materiałów wejściowych technikę polegającą na jednoosiowym prasowaniu (z obciążeniem cyklicznie zmiennym) w podwyższonej temperaturze. Do badania struktury zastosowano szereg metodyk badawczych, miedzy innymi skaningową mikroskopię elektronową i rentgenowską analizę fazową. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że zaproponowany proces technologiczny pozwala uzyskać jednorodne fazowo spieki na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl o średniej wielkości ziarna 10 um, z względnie równomiernie rozmieszczonymi cząstkami mikro- (ok. 4 um) i nanotlenków ( 80 nm) Al2O3 na jej granicach.

EN

The iron aluminides FeAl have been among the most widely investigated intermetallics. For example, they have relatively low density, high stiffness, and excellent resistance to oxidation and corrosion at elevated temperature. Their major disadvantages is the susceptibility to environmental embrittlement at room temperature, very poor strength and creep resistance above 600oC. This problem can be partially solved by microalloying and oxide dispersion strengthening (ODS). Oxide dispersion strengthening (ODS) iron aluminides alloys based on Fe40Al have been formed by two stages sintering process. The initial stage of manufacturing was mechanical forming of iron and aluminium elemental powders (60/40 at. %) with addition of nanometer size Al2O3 (1 wt %) by pressing at elevated temperature. One value of cyclic pressure frequency was used - 40Hz. Second stage of manufacturing led to change of chemically and structurally heterogeneous pre-sintered materials into homogeneous Fe40Al -based intermetallics. Changes in microstructure of sintered materials were studied. The grain size of intermetallic sinters after pre- and main sintering process were calculated on the base of SEM microscopy investigations Produced ODS material possess matrix grain size approximately 10š6 um and two differential dimensionally Al2O3 oxide phases - approximately 4 um and 80 nm.

6

Próba oceny skrawalności stopów z układu Fe-Al podczas toczenia wzdłużnego

Zarański Z., Łosik I., Sulej S., Durejko T.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2006

|

Vol. 55, nr 3

243-256

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań skrawalności stopów na osnowie fazy międzymetalicznej z układu Fe-Al. Skrawalność oceniano na podstawie wybranych wskaźników, między innymi wyznaczając siłę skrawania oraz analizując zużycie ostrzy skrawających i chropowatość powierzchni. Z przeprowadzonych badań wynika, że intermetale Fe-Al są materiałami trudno obrabialnymi i ich skrawanie z parametrami podobnymi do innych materiałów konstrukcyjnych jest niemożliwe.

EN

The paper presents machinability results of the materials based on Fe-Al phases. The machinabilit was estimated on the basic of the chosen indexes. It was possible thanks to force determination and analysis of edges wear and surface roughness for different technological parameters. It was found that Fe-Al materials are very difficult to machining. Machining of these materials can be performed by modern tools and correctly chosen turning parameters.

7

Badania właściwości spieków ODS o osnowie Fe40Al

Durejko T., Zarański Z., Sulej S.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 2

39-42

PL

Materiał do badań uzyskano, wykorzystując autorski proces technologiczny, nawiązujący do metalurgii proszków. Mieszaninę proszków żelaza i aluminium z jednoprocentowym wagowo dodatkiem nanometrycznego Al2O3 prasowano/spiekano wstępnie pod obciążeniem statycznym i cyklicznie zmiennym, a następnie spiekano swobodnie w celu uzyskania jednorodnej struktury FeAl. Wsad przed spiekaniem homogenizowano w młynie kulowym. W prezentowanym opracowaniu przeanalizowano wpływ granulacji wsadu wejściowego i rodzaju obciążenia (statyczne i cyklicznie zmienne) na właściwości wytrzymałościowe spieków. Wraz ze wzrastającą szerokością przedziału wymiarowego wsadu wzrasta granica wytrzymałości na ściskanie badanych spieków. Zmiany parametru Rc wynikające ze zmiany rodzaju ciśnienia prasowania są w tym przypadku statystycznie nieistotne. Obserwuje się natomiast jego wyraźny wpływ na wartość odkształcenia względnego Ac. Odkształcenie próbek, wykonanych z proszków o tej samej granulacji, spiekanych z udziałem obciążenia statycznego jest około 10% wyższe niż dla dogęszczanych ciśnieniem cyklicznie zmiennym. Poszerzenie przedziału wymiarowego - wsad poniżej 38 žm - umożliwia odkształcanie spieków do poziomu 42% przy wartości 37% dla frakcji 40+/-38 žm. Dla próbek wykonanych z proszków z przedziału 53+/-38 žm zaobserwowano spadek plastyczności do wartości 34%. Optimum wytrzymałościowe uzyskano dla spieków wykonanych z proszków o frakcji poniżej 38 žm spiekanych z udziałem obciążenia statycznego. Dla tego przypadku zarejestrowano poziom naprężeń niszczących równy 2482 MPa przy odkształceniu względnym 42%.

EN

The iron aluminides FeAl have been among the most widely investigated intermetallics. For example, they have relatively Iow density, high stiffness, and excellent resistance to oxidation and corrosion at elevated temperature. Their major disadvantages is the susceptibility to environmental embrittlement at room temperature, very poor strength and creep resistance above 600°C. This problem can be partially solved by microalloying and oxide dispersion strengthening (ODS). Oxide dispersion strengthening (ODS) iron aluminides alloys based on FeAl have been formed by two stages sintering process. The elemental iron and aluminum powders with addition of nanometer size Al2O3 (1 wt.%) were mixed together to give a composition of Fe-40 at.% Al by ball milling. Three variants of powders mixture size: 40+/38, 53+/-38, < 38 žm were used. The initial stage of manufacturing was mechanical forming of prepared mixture by pressing at elevated temperature. Two value of cyclic pressure frcquency was used - static version (0 Hz) and 40 Hz. Second stage of manufacturing led to change of chemically and structurally heterogencous pre-sintered materials into homogeneous Fe40Al-based intermetallics. Changes in mechanical properties of sintered materials were studied. The essential strength parameters of intermetallic sinters were calculated on the base of stress-strain compression curves. Influence of mixture powders size on compression strength and equivalent strain was analysed. It was stated that size of powders influence on sinters compression strength. With increase powders dimensionally range increase value of Rc too. Samples obtained from < 38 žm powders, Consolidated by static pressure have the highest strength of the order of 2482 MPa at 42% strain. Kind of used loading has a negligible effect on sinter strength. However, cyclic loading decrease in plastic deformation. Decrcase about ten percent in equivalent strain was observed for all variants.

8

Siły skrawania podczas toczenia wzdłużnego stopów na osnowie faz międzymetalicznych z układu Fe-Al

Łosik J., Zarański Z., Sulej S., Senderowski C.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 6

855-858

PL

Badania sił skrawania podczas toczenia wzdłużnego obejmowały analizę sił obwodowych skrawania (F(c)) stopów na osnowie faz międzymetalicznych z układu Fe-Al, różniących się między sobą zawartością aluminium. Wartości siły skrawania podano w funkcji prędkości skrawania v(c) oraz w zależności od wartości głębokości skrawania a(p) i stanu materiału wyjściowego: lanego lub homogenizowanego. Opór właściwy skrawania k(c) określano w funkcji przekroju warstwy skrawanej A. Przedstawione charakterystyczne dla oceny skrawalności zestawienia sił obwodowych skrawania F(c) i wartości zużycia ostrzy nowoczesnych płytek skrawających świadczą, ze względu na duże wartości sił i znaczne zużycie ostrzy, o trudnoobrabialności intermetali z analizowanego układu.

EN

Cutting forces during longitudinal turning of Fe-Al intermetallics with different Al content were studied using circumferential force analysis (Table 1). Values of cutting forces have been shown as a function of cutting speed v(c) (Fig. 1-6) and depth of cutting a(p) (Fig. 2) as well as stage of the material, i.e. as-cast or homogenized (Fig. 5). Specific cutting pressure factor k(c) has been determined as a function of the nominal cross-section area of the cut A (Fig. 7). The obtained characteristics for machinability of Fe-Al intermetallics show that, because of high cutting forces and high intensity of edge wear of modern inserts, those materials are difficult-to-machine.

9

Wear of cutting edges during Fe-Al intermetals turning

Łosik I., Zarański Z., Sulej S., Durejko T.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2004

|

Vol. 9, no spec.

59-64

EN

Investigations of insert cutting edges during longitudinal turning included total cutting forces analysis as well as intensity and type of edge wear. Cutting pressure was found via measurements of total circumferential force while intensity of edge wear was calculated from VBmax wear value and real machining time of the edge. Qualitative assessment of a kind of edge wear was made with use of scanning microscope. Values of total circumferential cutting force Fc have been shown as a function of cutting speed vc while intensity of edge wear dVB/dt - as dependent on both cutting speed vc and feed value f. The intensity of edge wear versus feed value f was found for various cutting tool materials and edge geometries. The presented characteristics for Fe-Al intermetals machinability show that, because of high total cutting forces and high intensity of edge wear of modern inserts, those materials are difficult-to-machine.

10

Przemieszczenia i przyśpieszenia iglic rozjazdu kolejowego

Szafrański W., Telega J., Sulej S., Kulec P.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2001

|

Vol. 50, nr 9

55-71

PL

Praca zawiera metodę i zakres pomiarów poprzecznych przemieszczeń i przyśpieszeń ruchomych części rozjazdu. Drgania poprzeczne mogą mieć związek z bezpieczeństwem ruchu ruchu. Drgania te powstają wskutek wymuszeń przejeżdżającymi pojazdami szynowymi. Pomiary wykonano w wybranych punktach iglic rozjazdu. Za obiekt badań przyjęto dwa rozjazdy o tym samym promieniu aktualnie eksploatowane. Jeden z nich jest nowej generacji, a drugi jest konstrukcji klasycznej. Praca kończy się wnioskami, które ujmują związek między prędkością wymuszeń i wartościami parametrów drgań oraz pozwalają na uzasadnienie bogatszego uzbrojenia rozjazdu nowej generacji.

EN

A method and a measuring range of displacements and accelerations, transversal moving parts of railway turnouts are presented in this paper. Transversal vibrations are in exact relation with safety railway traffic. These vibrations are getting up from excitations of moving track vehicles. The measurements were made in specially selected points of needle turnout. For investigation object two presently used turnouts vere accepted of the same turning radius. One of them is a new generation but second one has classical construction. In finally conclusion is drawing the relation between velocity of excitation and the values of vibration parameters moreover explain the use of more complicated construction in turnouts of new generation.