Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The FeAl coatings deposited by Laser Engineered Net Shaping

Durejko T., Łazińska M., Senderowski C., Napadłek W.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 3

125--130

EN

The process of manufacturing FeAl coatings by LENS method was presented in this work. The spherical alloy powder of Fe40Al0.05Zr–50 ppm B (at. %) was used as a row material for deposition protective coating on turbine blades. The layered coatings with Ni or 316L zone were also considered. Samples were prepared using LENS 850R system with 1000 W fiber laser and two independently controlled powder feeders. The microscopic examination showed that each technological variants have porosity inherited of porosity of powder particle. A scanning with 700 W of laser beam of deposition area enables substantial elimination of this discontinuities type. The positive effect of this technological solution was also noted for microhardness distribution of samples. The deposited coatings is characterized by 600 HV of microhardness with smooth transition zone between coating/substrate. The strength test (three-point bending) showed the mechanical properties of FeAl samples prepared with LENS are lower by about thirty percent (bending strength, ductility) than the substrate.

PL

Materiały na osnowie fazy FeAl stanowią trudną technologicznie grupę „intermetalików”, będącą atrakcyjną alternatywą dla drogich stopów żarowytrzymałych. Obecnie poszukuje się nowych metod przetwarzania tego typu tworzyw, ze szczególnym uwzględnieniem technik przyrostowych. Celem pracy było wielowariantowe wytwarzanie napoin FeAl techniką laserowego kształtowania przyrostowego LENS połączone z oceną ich jakości metalurgicznej i wybranych właściwości użytkowych.

2

The Effect of Nanometric α-Al2O3 Addition on Structure and Mechanical Properties of Feal Alloys Fabricated by LENS Technique

Łazińska M., Durejko T., Polkowski W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 3

1703--1712

EN

Results of the first principle study on a fabrication of FeAl intermetallic based alloy with an addition of nanometric αAl2O3 (n-Al2O3) particles by the LENS method and a subsequent characterization of the as received materials’ structure and properties, are shown in the present work. A series of samples were manufactured using LENS technique while a control of temperature and the size of melted metal pool. The presence of ceramics nanoparticles was not directly confirmed by microscopy observations. Neither aluminum nor oxygen content was not elevated in the material with n-Al2O3 content. Although, indirect methods revealed influence of n-Al2O3 addition on the manufactured elements structure. Analyses of porosity has shown that addition of 2% vol. n-Al2O3 significantly decreases this feature (~1%), as compared to the reference material made of pure FeAl intermetallic alloy (~5%). The addition of n-Al2O3 causes an increase of grain size in Fe40Al intermetallic alloy. An oxidation resistance has been also improved what was associated to the n-Al2O3 addition. Four times lower increase of samples mass was noticed for sample with the n-Al2O3 addition as compared to the pure Fe40Al intermetallic alloy.

3

Lens Method : Innovative Technique of Rapid Manufacturing

Durejko T., Łazińska M., Ziętala M.

Machine Dynamics Research

|

2015

|

Vol. 39, No. 1

115-123

EN

Laser Engineered Net Shaping method is now dynamically developed innovative fabrication methods of fully functional components. In this work, our recent achievements in the field of production of components of complex shape and thin-wall made of different materials (e.g. FeAl, Fe3Al intermetallic based alloys and H13 steel), have been shown. It was found that each material requires individual technological parameters which allow to obtain parts of specific shape and predetermined thickness of the wall.

4

Wire Electrical Discharge Machining Of Feal Intermetallic Sinters Without And With Addition Of Nano-Al2O3 Oxide Ceramic

Ziętala M., Durejko T., Łazińska M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2447--2456

EN

The influence of the parameters of wire electrical discharge machining (WEDM) on the surface layer of FeAl based sinters with and without Al2O3 nanoceramic addition has been studied in this paper. The properties of the sinters surface layer were controlled by WEDM parameters, including time of interval (tp) and amplitude of current (IA). The WEDM roughing and finishing treatments were carried out for selected technological parameters of process. The surface texture (ST) of the sinters after WEDM was analyzed by profilometer method. Theoretical parameters describing abrasive wear resistance of investigated sinters were estimated on the basis on the load capacity curve. On the basis on obtained results it can be stated that there is possibility of shaping geometry of nano- Al2O3 doped and undoped FeAl sinters by WEDM. Reduction of the time of interval (t p) and increase of current amplitude (IA) during WEDM deteriorate surface properties. Addition of nano- Al2O3 improve the quality of the obtained surface. Applied parameters of WEDM improve theoretical abrasive wear resistance and lubricant maintenance of the nanoceramic doped material in comparison with undoped sinter.

PL

W niniejszej pracy analizowano wpływ parametrów cięcia elektroerozyjnego (ang. WEDM – wire electrical discharge machining) na warstwę wierzchnią spieków na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl bez i z dodatkiem nanoceremiki Al2O3. Poprzez zmianę parametrów obróbki elektroerozyjnej, tj. czas przerwy (tp) i natężenie prądu (IA), sterowano właściwościami warstwy wierzchniej obrabianych spieków. Dla wybranych parametrów technologicznych procesu przeprowadzono obróbkę zgrubną i wykańczającą. Strukturę geometryczną powierzchni (SGP) spieków po obróbce elektroerozyjnej analizowano za pomocą metody profilometrycznej. Parametry charakteryzujące teoretyczną odporność na zużycie ścierne zostały oszacowane na podstawie krzywych nośności Abbotta-Firestone’a. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że istnieje możliwość kształtowania geometrii spieków FeAl bez i z dodatkiem nanoceramiki Al2O3 za pomocą obróbki elektroerozyjnej WEDM. Wraz ze skróceniem czasu przerwy i wzrostem natężenia prądu podczas obróbki wzrasta chropowatość obrabianych powierzchni, natomiast dodatek nanoceramiki poprawia jakość otrzymanych powierzchni. Zastosowane parametry obróbki WEDM poprawiły teoretyczną odporność na zużycie ścierne i zdolność do przechowywania środka smarnego powierzchni spieków domieszkowanych nanoceramiką, w porównaniu do materiału niedomieszkowanego.

5

Analiza możliwości dwustanowiskowego systemu LENS

Durejko T., Ziętala M., Łazińska M.

Mechanik

|

2014

|

R. 87, nr 12CD

28--33

PL

Laserowe techniki przyrostowe to obecnie dynamicznie rozwijające się innowacyjne metody kształtowania w pełni funkcjonalnych elementów. W celu stworzenia Laboratorium Projektowania Materiałów i Szybkiego Wytwarzania zespół KZMiT WAT zakupił dwustanowiskowy system LENS. W pracy zaprezentowano osiągnięcia zespołu KZMiT w zakresie wytwarzania modelowych elementów zróżnicowanych materiałowo (Fe3Al, Ti6Al4V, H13), strukturalnie (jednorodne objętościowo, gradientowe typu 316/Fe3Al) i geometrycznie (proste i złożone kształty) za pomocą techniki przyrostowej LENS.

EN

Laser assisted additive manufacturing methods are now dynamically developed innovative fabrication methods of fully functional components. In order to create Laboratory of Materials Design and Rapid Manufacturing (LAPROMAW), a scientific team of Department of Advanced Materials and Technologies (KZMiT WAT) bought a two stand Laser Engineering Net Shaping (LENS) system. In this work, our recent achievements in the field of production of model components made of different materials, have been shown. The LENS manufactured components are characterized by a various structural and geometric (simple or complex shapes) features.

6

Wytwarzanie materiałów na osnowie fazy Fe3Al techniką LENS

Durejko T., Łazińska M., Przetakiewicz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

353--357

PL

Szeroka komercjalizacja i wdrożenie stopów na osnowie Fe 3Al do praktyki przemysłowej są istotnie ograniczone, głównie przez ich małą odporność na pełzanie powyżej 600°C. Poprawę tej właściwości można uzyskać między innymi przez umocnienie wydzieleniowe, tj. domieszkowanie Zr, Ta, Nb. Na szczególną uwagę w tym obszarze zasługuje materiał Fe-Al-Zr (Fe-30% Al-0,35% Zr-0,1% B). Niewielka ilość dodatku cyrkonu umożliwia tworzenie się dyspersyjnych cząstek (o wielkości ~100÷150 nm), w tym faz Lavesa Zr(Fe, Al)2, zwiększających istotnie odporność na pełzanie Fe3Al, która jest w tym przypadku zbliżona do żarowytrzymałego stopu IN-787. W prezentowanej pracy technikę LENS wykorzystano do kształtowania mikrostruktury (w tym morfologii wydzieleń cyrkonowych) stopu na osnowie fazy Fe3Al domieszkowanego cyrkonem i borem (Fe-30% Al-0,35% Zr-0,1% B), stosując w tym celu różne parametry technologiczne procesu nanoszenia. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że zaproponowana metoda wytwarzania umożliwia szybkie kształtowanie prostej lub złożonej geometrii wyrobu, zapewniając równocześnie szeroką kontrolę i możliwość precyzyjnego sterowania morfologią składników strukturalnych, w tym wydzieleń zwiększających odporność na pełzanie w podwyższonej temperaturze. Dla szybkości przemieszczania stołu roboczego powyżej 10 mm/s otrzymano próbki charakteryzujące się średnią wielkością ziaren Fe 3Al na poziomie 65 μm (tab. 2, rys. 8) oraz sferycznymi równomiernie rozmieszczonymi w objętości i na ich granicach wydzieleniami cyrkonowymi (w tym fazy Lavesa) o średnicy równoważnej rzędu 300 nm (tab. 3, rys. 9).

EN

The wide commercialization process of Fe3Al alloys is not completely possible because their creep properties above 600°C are not optimal for structural application. Current research is focused on improvement of high temperature mechanical properties of Fe 3Al with different methods. One of them is strengthening by incoherent precipitates which may be either formed due to addition of Zr, Ta or Nb. In this case special attention should be taken with regard to the Fe 3Al intermetallic alloy with Zr and B addition Fe-30% Al-0.35% Zr-0.1% B. Small amount of Zr leads to the formation of Fe-Zr precipitations which improves creep resistance at high temperature (comparable to creep resistance of IN-787 alloy). In this work the LENS method was applied to Fe-30% Al-0.35% Zr-0.1% B alloy microstructure shaping, especially precipitations morphology. During the deposition process different technological parameters were used. Finally, it was stated that proposed manufacturing method simultaneously makes possible shaping of simple or complex product geometry and accurate control morphology of structural components, especially Zr precipitations improved creep resistance of Fe3Al alloys. For travel speed greater than 10 mm/s obtained samples had an average grains size about 65 μm (Tab. 1, Fig. 8). The spherical precipitations were uniformly distributed into Fe 3Al intermetallics grains and along their boundaries at average size about 300 nm (Tab. 3, Fig. 9).

7

Application of LENS method in Fe40Al + n-Al2O3 composite materials fabrication

Durejko T., Żuchowska E., Łazińska M.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 2

81-85

EN

The present study examines the impast of nanoceramics on the structure and selected mechanical properties of intermetallic alloys. In order to determine the grain size in the different variants of materials, with LENS fabricated Fe40Al, an equivalent mean diameter was determined. Resistance against oxidation of the material with and without the addition of nanoceramics was also determined. Observations of the microstructure and phasal analysis did not reveal the presence of nanoceramics in the bulk of the material. However, it was found that the addition of nano-oxide ceramics, increases the grain size and a 4-fold increased heat resistance compared to the reference material. For the alloy without the addition of the oxide nanoceramics, a relative deformation of 2% at a lower yield than the 2% composite Fe40Al vol. n-Al2O3 was reported. An attempt to explain the situation it was based on research using the Thermal Imager, which is equipped with a LENS MR-7. It allowed permanent registration of the temperature distribution and weld puddle determining a number of thermodynamic dependences. It additionally drew attention to the fact that during the manufacturing process, differences between the width of the liquid metal mesh for the alloys with and without nanoceramics was observed. It indirectly proves the existence of ceramics on the surface of powder particles at the time of melting the base material, and probably there where an increase in the width of the weld puddle was observed.

PL

W opracowaniu przeanalizowano wpływ nanoceramiki na strukturę i wybrane właściwości mechaniczne stopów na osnowie intermetalicznej fazy Fe40Al wytworzonych techniką LENS. W celu określenia wielkości ziarna w poszczególnych wariantach materiałowych wyznaczono średnią średnicę ekwiwalentną. Określono odporność na utlenianie materiału bez i z dodatkiem nanoceramiki. Obserwacje mikrostruktury oraz analiza fazowa nie ujawniły występowania nanoceramiki w objętości materiału. Stwierdzono jednak, że dodatek nanometrycznej ceramiki tlenkowej wpływa na wzrost wielkości ziaren oraz 4-krotnie podwyższa żaroodporność w stosunku do materiału odniesienia. Dla stopu bez dodatku nanoceramiki tlenkowej odnotowano odkształcenie względne na poziomie 2% przy niższej granicy plastyczności niż kompozyt Fe40Al+2%obj.n-Al2O3. Próbę wyjaśnienia zaistniałej sytuacji podjęto w oparciu o badania z wykorzystaniem Thermal Imagera, w który wyposażony jest LENS MR-7. Umożliwia on permanentną rejestrację rozkładu temperatury jeziorka ciekłego metalu i wyznaczania szeregu zależności termodynamicznych. Uwagę zwrócił fakt, że w trakcie procesu wytwarzania zauważono różnice pomiędzy szerokością oczka ciekłego metalu dla stopów z nanoceramiką i bez. Świadczy on pośrednio o istnieniu ceramiki na powierzchni cząstek proszku w momencie przetapiania materiału bazowego i prawdopodobnie tam, gdzie się ona znajduje, obserwuje się wzrost szerokości jeziorka ciekłego metalu.

8

Analysis of surface layer of Fe40Al sintered with addition of nano- Al2O3 oxide ceramics after electrical discharge machining

Durejko T., Ziętala M., Łazińska M.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 3

258-263

EN

The influence of the parameters of wire electrical discharge machining on the surface layer of Fe40Al based sinters with Al2O3 nanoceramics has been studied. The properties of the sinters surface layer were controlled by electric discharge machining roughing and finishing with 0.25 mm wire, where the operating conditions were: time of interval (tp) and amplitude of current (IA). On the basis of the load capacity curve, parameters describing the investigated sinters against abrasive wear were estimated. Changes in the materials microstructure in the sinters surface layer were also defined. Analysis of the sinters surface texture (ST) exhibited a slight influence of the kind of treatment (roughing, finishing). The smallest values of roughness were obtained for a current value of IA = 40 A for 100 μs long intervals, after finishing treatment (Ra = 1.46 μm) and roughing treatment (Ra = 1.68 μm). The treatment parameters influence the condition of the treated surface. The parameters of the load capacity curve are also influenced by the discharge machining technological parameters. Final treatment improves theoretical abrasive wear (Rpk). The Rpk parameter values decrease with an IA current decrease. The best resistance to abrasive wear (Rpk = 2.4 μm) was found for sinters after finishing treatment with a 100 μs long interval (tp) and current of IA = 40 A. The sinters microstructure after discharge machining does not exhibit significant changes. The width of the layer exhibiting changes is just a few micrometers and is independent of the operating parameters.

PL

W pracy przeanalizowano wpływ parametrów obróbki elektroerozyjnej na stan warstwy wierzchniej spieków na osnowie fazy Fe40Al domieszkowanych nanoceramiką Al.2O3. Strukturę geometryczną powierzchni (SGP) uzyskanych spieków kształtowano za pomocą zgrubnej i wykańczającej obróbki elektroerozyjnej drutem o średnicy 0,25 mm, sterując czasem przerwy tp oraz amplitudą natężenia prądu IA. Na podstawie krzywej nośności wyznaczono parametry charakteryzujące badane spieki pod względem odporności na zużycie ścierne. W celu określenia zmian strukturalnych warstwy wierzchniej po cięciu elektroerozyjnym przeprowadzono badania mikroskopowe przygotowanych zgładów metalograficznych. Analiza SGP spieków wykazała nieznaczny wpływ rodzaju zastosowanej obróbki (zgrubna, wykańczająca). Najmniejszą wartość chropowatości powierzchni po obróbce wykańczającej (Ra = 1,46 μm) w porównaniu do powierzchni po obróbce zgrubnej (Ra = 1,68 μm) uzyskano dla natężenia prądu IA = 40 A z czasem trwania przerwy między impulsami tp równym 100 μs. Wraz ze wzrostem natężenia prądu IA odnotowano wzrost chropowatość powierzchni. Zredukowane parametry nośności zmieniają się w zależności od przyjętych parametrów obróbki elektroerozyjnej. Przeprowadzenie obróbki wykańczającej poprawia odporność powierzchni na zużycie ścierne (Rpk). Wartość parametru Rpk maleje wraz ze zmniejszeniem natężenia prądu IA. Największą odporność powierzchni na zużycie ścierne (Rpk = 2,4 μm) odnotowano dla spieku po obróbce wykańczającej z czasem przerwy tp = 100 μs i natężeniem prądu IA = 40 A. Mikrostruktura spieków po obróbce elektroerozyjnej nie wykazuje znaczących zmian. Niezależnie od parametrów obróbki szerokość zmienionej warstwy wynosi kilka mikrometrów.