Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Review on properties of aluminium metal matrix composites

Subramaniam Balasubramani, Purusothaman Vijay Rengaraj, Karuppusamy Sibi Mayuran, Ganesh Shree Hari, Markandan Raj Kumar

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2020

|

Vol. 4, No 1

57--66

EN

Nowadays, the global industries producing mechanical components are moving towards the usage of composites to reduce weight at the same time without compromising with characteristics of the material being used. This new combination of material provides specific desired properties when combined with various reinforcement materials like SiC, B4C, Al2O3, MgO etc., It is widely used in various industries like aerospace, automobile and marine industries. This property specific tailorable metal matrix composite with Al7075 as the base material can be fabricated using various techniques such as stir casting, high end ball milling, ultrasonic assisted casting, powder metallurgy, squeeze casting friction stir casting etc., out of which stir casting method is preferred by many researchers as stir casting method is seen to provide better distribution of reinforcement particles throughout the metal matrix. It is evident from the research of various authors that when the base material Al7075 is reinforced with the above-mentioned ceramic, it is found that there is a decrease in density and increase in hardness, compressive strength and wear resistance. Here, both physical and mechanical behaviour of aluminium reinforced composites with the effect of the particle size changes, effects after reinforcement and other processing and fabrication methods have been discussed.

2

The microstructure and properties of titanium carbide reinforced stainless steel matrix composites prepared by powder metallurgy

Szewczyk-Nykiel A.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 7

191--206

EN

TiC particle-reinforced AISI 316L stainless-steel matrix composites were prepared using conventional powder metallurgy technology. The effect of TiC content on the microstructure and properties of these composites has been investigated with a particular emphasis upon hardness, wear resistance and corrosion resistance in sea water environments. The results showed that TiC particle reinforcement improved the hardness, wear resistance and corrosion resistance of AISI 316L stainless steel. The higher TiC content in the studied composites resulted in a higher hardness of the wear surface and a lower wear rate. The best corrosion resistance in sea water was achieved for sintered AISI 316L – 5% TiC composite.

PL

Konwencjonalną technologią metalurgii proszków wytworzono umacniane cząstkami TiC kompozyty o osnowie austenitycznej stali AISI 316L. Dokonano oceny wpływu udziału cząstek TiC na mikrostrukturę i właściwości tych kompozytów, w szczególności twardość, odporność na zużycie ścierne i odporność na korozję w środowisku wody morskiej. Stwierdzono, że umocnienie cząstkami TiC doprowadziło do poprawy twardości, odporności na zużycie ścierne i odporności na korozję stali AISI 316L. Wraz ze wzrostem udziału TiC w badanych kompozytach wzrastała twardość powierzchni zużycia, a malała jej szybkość. Natomiast najlepszą odporność na korozję w wodzie morskiej wykazał spiekany kompozyt AISI 316L – 5% TiC.

3

Microstructure and properties of sintered metal matrix composites reinforced with SiC particles

Szewczyk-Nykiel A.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 6(114)

179--190

EN

Based on the prealloyed and diffusion bonded powders (Distaloy SA and Distaloy SE) different metal matrix composites reinforced with SiC particles were produced by the conventional powder metallurgy technology and the effect of varied amounts of SiC particles on microstructure evaluation and selected properties were investigated. It was stated that the mass fraction of SiC has a great effect on the density, porosity, shrinkage, hardness and wear resistance of studied composites. In the case of both Distaloy SA and Distaloy SE matrix materials, the optimum SiC content is 4 wt. % due to the highest wear resistance and hardness of sintered composite.

PL

Konwencjonalną technologią metalurgii proszków otrzymano z proszków stopowanych i wyżarzanych dyfuzyjnie kompozyty o osnowie metalowej umacniane cząstkami SiC. Dokonano oceny wpływu udziału cząstek SiC na ich mikrostrukturę i wybrane właściwości. Udział masowy cząstek SiC wywiera znaczny wpływ na gęstość, skurcz, twardość, odporność na zużycie ścierne badanych kompozytów. W spiekanych kompozytach o osnowie Distaloy SA, jak i Distaloy SE optymalna zawartość SiC wynosi 4 % wag. ze względu na najwyższą odporność na zużycie ścieranie i twardość.

4

Microstructure studies of nickel-carbon nanotubes nanocomposite coatings formed by electrodeposition

Popławski K., Kucharska B., Jezierska E., Sobiecki J. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 1

16--22

EN

Many researchers nowadays concentrate on nanocrystalline metal-matrix composites, as well as on composites reinforced by nanoparticles, to find more suited materials to be used in aviation, nuclear power plants or as a hydrogen storage for fuel cells. The aim of this paper was to investigate the possibility of producing nanocrystalline nickel-based composite coatings reinforced by carbon nanotubes (Ni–CNT). The goal was to obtain well immersed carbon nanotubes fully dispersed in nanocrystalline nickel matrix by using standard electrochemical deposition equipment and modify the process by changing parameters like bath composition, additives, nanotubes content or stirring method. The effect of optimization of these parameters on composite’s microstructure, surface topography and nanohardness was investigated. Also, usefulness of different approach, so called “stirring electrode” was examined. Scanning electron microscopy, transmission electron microscopy with electron diffraction, X-ray diffraction and Raman spectroscopy were used to determine the microstructure of obtained coatings.

PL

Celem tej pracy była ocena możliwości wytworzenia powłoki kompozytowej na osnowie nanokrystalicznego niklu z dodatkiem nanorurek węglowych (Ni–CNT), ze spełnieniem warunku otrzymania materiału z dobrze zdyspergowanymi i połączonymi z nanokrystaliczną osnową nanorurkami, za pomocą typowej metody osadzania elektrochemicznego i standardowego w tej metodzie sprzętu, modyfikując jedynie parametry procesu osadzania takie, jak: skład kąpieli, dodatek substancji modyfikujących czy powierzchniowo czynnych, zawartość nanorurek w kąpieli oraz metoda mieszania.

5

Rozwój obróbki skrawaniem. Cz. 9, Obrabialność kompozytów o osnowie metalowej

Czechowski K., Stós J., Wronska I.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2015

|

nr 11-12

39--42

PL

W cyklu artykułów omawiane są zagadnienia obróbki skrawaniem i praktyczne wskazówki pomocne przy projektowaniu procesów tej obróbki. W części IX omówione zostaną niektóre aspekty skrawalności kompozytów metalowych.

6

Nagniatanie dynamiczne kompozytów o osnowie metalowej

Bławucki S., Zaleski K.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 3

163--167

PL

Przedstawiono metody obróbki nagniataniem dynamicznym. Opisano nagniatanie dynamiczne stopów lekkich niezbrojonych oraz wybranych stopów lekkich zbrojonych cząstkami ceramicznymi. Zaprezentowano stan obecny i perspektywy rozwoju nagniatania dynamicznego kompozytów o osnowie metalowej.

EN

The article presents shot peening (or dynamic burnishing) process methods. Described are the shot peening operations applied to plain light metal alloys and to the light metal alloys reinforced with ceramic particles (whiskers). Also presented is the current state of the art and development prospects for application of the shot peening process on metal-matrix composites.

7

Microstructure and mechanical properties of AA7475/AlN compacts with varied reinforcing particles size

Gajewska M., Dutkiewicz J., Morgiel J.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 3

177-181

EN

The microstructure and properties of 7475 aluminium alloy matrix composites - with additions of 10 wt. % of AlN powders of different particle size: < 40 µ m, ∼ 1 µm and < 1 µm were investigated. The composites were produced by means of powder-metallurgy. Pre-alloyed 7475 aluminium powders were milled with ceramic particles in a high energy planetary Fritsch ball mill for up to 40 hours and subsequently vacuum hot pressed at 380°C and 600 MPa. The microstructure of the obtained composites was studied using a metallographic microscope and scanning electron microscope (SEM). The performed investigations indicated good dispersion of ceramic phases. However, in the composite with the submicron AlN addition, a small tendency for agglomeration occurred. All of the composites were characterized by high density of intermetallic, Zn, Cu, Mg or Fe rich phases. Recrystallized Al grains were observed in the composite with the submicron AlN addition, indicating that the fine particles did not retard grain boundaries movement. The hardness of the consolidated samples was highest for the ∼ 1 µm ceramic powder addition - nearly 320 HV in comparison to 250 HV for the finer powder addition. The compression tests showed 830 MPa of ultimate compression strength of the samples with the ∼ 1 µm AlN particles, which was slightly higher than that with the submicron particles addition. The higher strength of the composites reinforced with the micro- rather than with submicro-particles suggests that the size of the ceramic phase addition can be considered as only one of the factors influencing the composite strength.

PL

Kompozyty o osnowie ze stopów aluminium zbrojone dyspersyjnie cząstkami ceramicznymi są grupą materiałów charakteryzującą się kombinacją dobrej plastyczności, niskiej gęstości, wysokiej wytrzymałości właściwej oraz odporności na kruche pękanie, która sprawia, że są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym. Mimo wieloletniego już zainteresowania tego typu kompozytami, wciąż podejmowane są próby poprawy właściwości istniejących kompozytów oraz projektowania nowych w celu osiągnięcia konkretnych pożądanych własności. Jedną z możliwych dróg poprawy własności kompozytów jest zmniejszenie wielkości zarówno ziaren osnowy, jak również fazy zbrojącej. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki obserwacji mikrostruktury i pomiarów wytrzymałości nanokompozytów o osnowie ze stopu aluminium 7475, tj. z dodatkiem 10% wagowych AlN o trzech różnych wielkościach cząstek: <40 µm, ∼ 1 µm i <1 µm. Kompozyty wytworzono metodą metalurgii proszków. Proszek stopu AA7475 zmieszano z cząstkami ceramicznymi w ilości 10% wagowych, a następnie poddano mieleniu w wysokoenergetycznym młynku kulowym marki Fritsch przez okres 40 godzin. Zastosowano prędkość obrotów 200 obr/min i stosunek wagowy kul stalowych do proszku 10:1. Następnie proszki sprasowano pod ciśnieniem 600 MPa w umieszczonej w próżni 10-2 bar matrycy podgrzewanej za pomocą generatora wysokiej częstotliwości do 380°C. Mikrostruktura kompozytów została zbadana za pomocą mikroskopu metalograficznego oraz skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Wytworzone kompozyty poddane zostały badaniu twardości metodą Vickersa oraz próbie ściskania. Przeprowadzone obserwacje mikrostruktury sprasowanych kompozytów wykazały równomierny rozkład cząstek ceramicznych dla dodatków < 40 µm oraz ∼ 1 µm AlN. Natomiast w przypadku submikronowego dodatku AlN zaobserwowano tendencję cząstek do tworzenia aglomeratów. Osnowa wszystkich wytworzonych kompozytów bogata była w międzymetaliczne wytrącenia zawierające m.in. żelazo, miedź, cynk. Pustki na styku metalowa osnowa/cząstka ceramiczna były również obserwowane, jednakże całkowita porowatość wynosiła < 1%. W kompozycie zbrojonym submikronowymi cząstkami AlN widoczne były również obszary o zrekrystalizowanych ziarnach osnowy, pozbawione fazy międzymetalicznej. Pomiary twardości kompozytów wykazały najwyższą twardość kompozytu z dodatkiem ∼ 1 µm AlN - 320 HV - w porównaniu z twardością 250 HV w przypadku dodatku < 1 µm AlN. Najwyższa wytrzymałość na ściskanie została również zarejestrowana dla kompozytu o zbrojeniu ∼ 1 µm, jednakże była tylko nieznacznie większa od kompozytu z dodatkiem submikronowego AlN.

8

Austenitic stainless steel- TiB2 composites obtained by HP-HT method

Sulima I., Figiel P., Kurtyka P.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 4

245-250

EN

Titanium diboride has many advantages such as a high melting point, high Young's modulus, low density, good thermal conductivity and high Vickers hardness. Therefore, the addition of TiB2 to metal matrices has also been observed to greatly increase stiffness, hardness and wear resistance. The aim of the studies was to determine the influence of different contents of TiB2 ceramics on selected properties of AISI 316L austenitic stainless steel. Metal matrix composites containing TiB2 as a particulate phase were produced by high pressure-high temperature (HP-HT) sintering. Next, the apparent density (ρo) was measured using the hydrostatic method. The hardness was determined by the Vickers method. Young's modulus measurements of the sintered composites were also taken using the ultrasonic method of measuring the transition speed of transverse and longitudinal waves. This paper also presents the microstructure analysis of composites with different contents of TiB2 particles. The composite was analyzed by observations with an optical microscope, scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS). It was shown that the properties of the composites significantly depend on the sintering conditions. Generally, the application of a larger participation of strengthening phase improves the properties of the sintered composite materials. The microstructure of the composites with different contents of TiB2 consisted of a fine and uniform TiB2 particle distribution along the grain boundaries.

PL

Dwuborek tytanu charakteryzuje wysoka temperatura topnienia, wysoki moduł Younga, stosunkowo niewielka gęstość, dobra przewodność cieplna oraz wysoka twardość. Czyni to z ceramiki TiB2 materiał nadający się na umocnienie kompozytu o osnowie metalowej, ponieważ wpływa on na podwyższenie m.in. sztywności, twardości oraz odporności na ścieranie. Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu różnej zawartości dwuborku tytanu na wybrane właściwości stali austenitycznej AISI316L. Kompozyty metalowe zawierające cząstki TiB2 otrzymano, stosując metodę wysokociśnieniowego- -wysokotemperaturowego (HP-HT) spiekania. Po procesie spiekaniu określono gęstość pozorną (ρo) poszczególnych kompozytów, twardość Vickersa przy obciążeniu 2,942 N oraz wartość modułu Younga, stosując metodę ultradźwiękową pomiaru prędkości przechodzenia fali poprzecznej i podłużnej. W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostrukturalnych kompozytów z różną zawartością cząstek TiB2. Analiza mikrostruktury obejmowała badania przy zastosowaniu mikroskopu optycznego oraz skaningowego mikroskopu elektronowego wraz z analizą składu chemicznego (EDS). Wykazano, że właściwości kompozytów istotnie zależą od warunków spiekania. Generalnie, zastosowanie większego udziału fazy umacniającej wpływa na poprawę właściwości spiekanych materiałów kompozytowych. Badania mikrostruktury wykazały jednorodne rozmieszczenie cząstek TiB2 wzdłuż granic ziaren osnowy.

9

Microstructure and properties of 7475 aluminium alloy matrix nano-composites with 10-20% Al2O3 or AIN additions

Gajewska M., Dutkiewicz J., Lityńska-Dobrzyńska L., Morgiel J.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 2

142-146

EN

The microstructure and properties of two types of 7475 aluminium alloy matrix composites - with additions of 10÷20 wt.% of nano-Al2O3 or AlN (<40 žm) were investigated. The composites were produced through powder-metallurgy processing. Pre-alloyed 7475 aluminium powders were mixed with ceramic particles and milled in a high energy planetary Fritsch ball mill for up to 40 hours. Next, they were compacted at 380°C and 600 MPa. The microstructure of the obtained composites was studied using scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The performed investigations proved that both types of composites show a good dispersion of ceramic phases. The composite matrix was characterized by a fine grain size, i.e. less than 100 nm and contained a high density of intermetallic, Zn, Cu or Fe rich phases. The EDX chemical analysis indicated the local presence of an MgO phase at the metal/Al2O3 and metal/AlN interfaces. The microhardness of the compacts were in the range of 315÷355 HV and 250÷280 HV range for composites with micro-AlN or nano-Al2O3, respectively. It indicates that the size of the nano-crystalline matrix and intermetalic precipitates play a more important role than that of the reinforcing ceramic particles.

PL

Kompozyty o osnowie ze stopów aluminium są grupą materiałów, które łączą w sobie charakterystyczną dla metali dobrą plastyczność z dużą wytrzymałością i wysokim modułem sprężystości ceramiki. Wśród tych materiałów szczególnie ciekawe wydają się być kompozyty o nanokrystalicznej osnowie, dającej możliwość dodatkowej poprawy własności mechanicznych. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki obserwacji mikrostruktury i pomiarów twardości dwóch typów nanokompozytów o osnowie ze stopu aluminium 7475, tj. z dodatkiem 10÷20% wagowych nano-Al2O3 lub mikro-AlN. Kompozyty wytworzono metodą metalurgii proszków. Proszek stopu AA7475 zmieszano z cząstkami ceramicznymi w ilościach 10 i 20% wagowych, a następnie poddano mieleniu w wysokoenergetycznym młynku kulowym marki Fritsch przez okres 40 godzin. Zastosowano prędkość obrotów 200 obr/min i stosunek wagowy kul stalowych do proszku 10:1. Następnie, proszki sprasowano pod ciśnieniem 600 MPa w umieszczonej w próżni 10ں bar matrycy podgrzewanej za pomocą generatora wysokiej częstotliwości do 380°C. Mikrostruktura kompozytów została zbadana za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM). Wykonane zostały również badania mikrotwardości Vickersa wytworzonych kompozytów. Przeprowadzone obserwacje mikrostruktury sprasowanych kompozytów wykazały równomierny rozkład cząstek ceramicznych zarówno dla dodatku AlN, jak i Al2O3. W skład osnowy kompozytów wchodziły nanokrystaliczne ziarna (˜ 100 nm) oraz międzymetaliczne wytrącenia bogate m.in. w żelazo, miedź, cynk. Lokalnie, widoczne były również obszary o ziarnach osnowy dochodzących do 500 nm, pozbawionych nanokrystalicznej fazy międzymetalicznej. Pustki na styku metalowa osnowa/cząstka ceramiczna były również obserwowane, jednakże całkowita porowatość wynosiła <1%. Pomiary składu chemicznego techniką EDX wskazały na lokalną obecność tlenku magnezu w granicy osnowa/AlN lub Al2O3. Pomiary mikrotwardości kompozytów wykazały natomiast, że wzrost frakcji fazy wzmacniającej z 10 do 20% wpływa na wzrost twardości kompozytu z 250 do 280 HV w przypadku Al2O3 oraz z 315 HV do 355 HV w przypadku AlN.

10

Production and wear properties of copper based MMC strengthened with δ-alumina fibres

Granat K., Pietrzak K., Grodzka E., Naplocha K., Kaczmar J. W.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 2 spec.

71--74

EN

The investigation was carried out on the production by pressure infiltration (squeeze casting) of metal matrix composite materials based on pure Cu-ETP copper containing δ-alumina SAFFIL fibres The microstructure of composite specimens and morphology was examined using SEM and optical microscopy. Physical properties: Brinell hardness HBW and density were characterized. Preforms with 10, 15 and 20 vol. % of fibres were preheated and infiltrated applying the infiltration pressure of 100 MPa. The strengthening of matrix with SAFFIL fibres resulted in significant increase of hardness. Metallographic examinations showed, that SAFFIL fibres are not destroyed in course of the infiltration process and are uniformly distributed in copper matrix. SEM observations confirm the poor wettability of fibres by liquid Cu-ETP. The wear of manufactured MMCs during dry sliding against cast iron applying a pin-on-disc tester were recorded after 1, 3.5 and 8.5 km of friction distance. Increasing content of SAFFIL fibres in the copper matrix results in the significant decreasing of wear.

PL

Przeprowadzono obserwacje mikroskopowe, badania twardości tribologicznej materiałów kompozytowych na osnowie miedzi M1E umocnionej włóknami δ-Al2O3 SAFFIL. Porowate kształtki z włókien ceramicznych nasycano miedzią metodą infiltracji ciśnieniowej (squeeze casting) pod ciśnieniem 100 MPa. Przeprowadzone badania z wykorzystaniem mikroskopu skaningowego oraz optycznego wykazały równomierne rozmieszczenie włókien, jednakże z licznymi defektami i słabą zwilżalnością umocnienia przez ciekłą miedź. Zbadano twardość Brinella HBW oraz gęstość materiałów kompozytowych zawierających 10, 15 i 20 obj. % włókien Al2O3. Stosując urządzenie do badania zużycia typu „pin-on-disc” przeprowadzono badania odporności na zużycie ścierne w warunkach tarcia suchego i stwierdzono, że wraz ze wzrostem zawartości włókien zwiększa się twardość i odporność na zużycie ścierne. W stosunku do nieumocnionej osnowy odporność materiałów kompozytowych zawierających 20% włókien zwiększa się około 10-krotnie. W mniejszym stopniu ulega zmianie współczynnik tarcia, który przy tarciu w parze z materiałami kompozytowymi jest o około 10-20% mniejszy niż przy ścieraniu z nieumocnioną miedzią.

11

Influence of the chemical composition and particle size of the metal matrix, on TiCN-reinforced Fe-based composites

Gómez B., Gordo E., Ruiz-Navas E. M., Torralba J. M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 17, nr 1-2

57-60

EN

Purpose: The objective of this work is to study the influence of different parameters as the chemical composition and particle size of the metal matrix, on TiCN-reinforced Fe-based composites. Design/methodology/approach: In order to obtain the composite powder two different types of blending were used, conventional blending and high energy milling (HEM). The HEM was carried out in a planetary ball mill during 12 hours, with a rotating speed of 400 rpm, and a ratio ball:powder of 10:1 (in mass). The atmosphere was Argon to prevent the oxidation. After the preparation of powders, compacts were produced by uniaxial pressing at 700 MPa and sintering under vacuum. The sintering temperatures varied between 1350oC and 1450oC, for 60 min. Sintered samples were characterised by determination of density, dimensional change, Vickers hardness (HV30), bending strength, and C, N contents (by LECO). The microstructural study was carried out by scanning electron microscopy (SEM). Findings: As a result of the study it is clear that the presence of carbides in the metal matrix allows the increasing of mechanical properties of sintered composites, and these properties are related with the microstructure and C/N ratio. Practical implications: In this research 50 % vol of hard phase is introduced, following a simpler and lowercost route, as pressing and sintering. It is true that high-energy milling raises the cost of the processing. This is why conventional blending of small size powder particle has also been done in this work. The latter route has shown to give quite promising results, reaching hardness values about 2000 HV30. Originality/value: In this work, composite materials with high hardness have been obtained following a simple and low-cost route.

12

Thermal behaviour of AlSi12CuMgNi piston alloy with and without short fiber reinforcement

Huang Y., Hort N., Kainer K.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 7

279-284

EN

Mismatch in thermal expansion coefficients could introduce large thermal stress and correspondingly increase the dislocation density in metal matrix composite. The aging behavior could therefore be modified. The CTE mismatch also affects the dimensional stability of metal matrix composites during their service because any fluctuation in environmental temperature could introduce internal thermal stress. The paper presents an overview on our investigations on the thermal behavior of AISi12CuMgNi piston alloy with and without short fiber reinforcement, including aging, thermal expansion and thermal cycling behaviors. Major experimental results obtained up to now are shown and related physical phenomena are discussed.

PL

Niedopasowanie współczynników rozszerzalności termicznej (CTE) może powodować duże naprężenia termiczne i w rezultacie zwiększyć gęstość dyslokacji w kompozycie o osnowie metalowej. Dlatego jego zachowanie może zmieniać się przy starzeniu. Niedopasowanie CTE wpływa także na stabilność wymiarową kompozytów metalowych w trakcie ich użytkowania, ponieważ każda zmiana temperatury otoczenia może wywołać wewnętrzne naprężenia termiczne. Niniejszy artykuł przedstawia przegląd badań nad zachowaniem się niezbrojonego i zbrojonego krótkimi włóknami stopu przeznaczonego na tłoki silnikowe pod wpływem temperatury przy starzeniu, rozszerzaniu cieplnym i pod działaniem cyklicznego obciążenia termicznego. Przedstawiono najważniejsze wyniki dotychczasowych badań i omówiono związane z tym zjawiska fizyczne.

13

Evaluation of residual stresses induced by fatigue cycling in AA359+20% SiCp brake drums using neutron diffraction

Albertini G., Fiori F., Giuliani A., Rustichelli F.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 7

260-264

EN

Neutron diffraction experiments for the evaluation of residual stresses induced by fatigue cycling in metal-matrix composite (MMC) automotive components are presented. The studied components are three brake drums, manufactured by Teksid a/Centro Ricerche FIAT. One of them was used to study the residual stress state in the as-cast condition. The other two brake drums were submitted to fatigue cycling (,,bench tests"), respectively not-leading and leading to failure. The macro- and micro-stress components are evaluated and compared for the three studied components.

PL

Przedstawiono próby wykorzystania dyfrakcji neutronowej do oszacowania naprężeń wewnętrznych wywołanych cyklicznym obciążeniem zmęczeniowym w elementach dla przemysłu motoryzacyjnego wykonanych z kompozytu o osnowie metalowej (MMC). Badanymi elementami są trzy bębny hamulcowe, wyprodukowane przez Teksid/Centro Ricerche FIAT. Jeden z nich był wykorzystany do zbadania stanu naprężeń wewnętrznych w stanie lanym. Pozostałe dwa bębny hamulcowe zostały poddane laboratoryjnej próbie zmęczeniowej pod cyklicznym obciążeniem, w jednym przypadku prowadzącym, a w drugim nieprowadzącym do zniszczenia. Oszacowano i porównano składowe makro- i mikronapreżeń dla tych trzech badanych elementów.

14

Compression creep of short fibre reinforced magnesium alloy AE42

Dieringa H., Hort N., Kainer K.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 7

275-278

EN

Magnesium alloys are gaining increasing interest for automotive applications. Due to their low density and good specific strength cast parts are already in use, such as steering columns, steering wheels or fuel tank covers. Low creep properties at elevated temperatures are limiting applications at temperatures higher than 130°C. Magnesium based mmc's show clearly decreasing creep rates compared to its matrix alloys. In the present paper a 20 vol.-% SaffilŽ short fibre reinforced AE42 magnesium alloy is investigated. Compression creep tests at 200°C with a load of 100 MPa were performed. Creep curves and microstructural changes in the matrix alloy as well as in the mmc are discussed.

PL

Stopy magnezu cieszą się rosnącym zainteresowaniem w motoryzacji. Ze względu na mały ciężar właściwy i dobrą wytrzymałość części odlewane są już stosowane jako kolumny kierownic, koła kierownic czy pokrywy do zbiorników paliwa. Niska odporność na pełzanie w podwyższonych temperaturach ogranicza ich zastosowania w temperaturach wyższych niż 130°C. Tymczasem kompozyty o osnowie metalowej na bazie magnezu wykazują wyraźnie zmniejszone prędkości pełzania w porównaniu ze stopem osnowy. Niniejszy artykuł omawia badania stopu magnezu AE42 zbrojonego krótkimi włóknami SaffilŽ w ilości 20% obj. Przeprowadzono badania pełzania przy ściskaniu w temperaturze 200°C pod obciążeniem 100 MPa. Omówiono krzywe pełzania i zmiany mikrostrukturalne w osnowie oraz w kompozycie.

15

Sintered high speed steel-base composites for wear and sliding applications

Leżański J., Konstanty J., Kazior J.

Kompozyty

|

2001

|

R. 1, nr 1

32-34

EN

PM route has been chosen to fabricate M3/2 HSS-base wear resistant composite materials with WC and Cu additions of 0:30 wt.-% and 7.5:45 wt.-% respectively. The effects of the mixed powder composition on its cold compressibility and sintering behaviour have been investigated. The kinetics of sintering was monitored by means of dilatometry. The as-sintered specimens were subjected to density measurements, hardness and wear resistance tests, micro-structural examinations as well as X-ray diffraction analysis. It has been found that WC reinforced material shows superior resistance to wear while higher Cu content markedly improves sliding properties thus creating prospects of new applications.

PL

Wykorzystując klasyczną metodę metalurgii proszków, wyprodukowano partie odpornych na ścieranie, kompozytowych spieków na osnowie stali szybkotnącej z gatunku M3/2, z dodatkiem do 30% węglika wolframu oraz od 7,5 do 45% miedzi. Badano wpływ wyjściowego składu mieszanek proszków na ich zgeszczalność oraz, stosując metodę dylatometryczną (rys. 1), na kinetykę procesu spiekania. Ponadto, spieki poddano pomiarom gęstości (rys. 2), twardości (rys. 3), odporności na zużycie ślizgowe (rys. 4), jakościowej analizie rentgenowskiej (rys. 5) oraz obserwacji struktury z użyciem mikroskopu skaningowego (rys. 6). W wyniku badań stwierdzono, że odporność spieków na zużycie ślizgowe rośnie wraz ze wzrostem zawartości węglika wolframu, podczas gdy zwiększanie zawartości miedzi do 45% wyraźnie poprawia własności ślizgowe materiału, co stwarza nowe możliwości zastosowania badanych materiałów w węzłach tarcia.