Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of Tempering Temperature on the Abrasive Wear of High-Strength, Martensitic Boron Steel Hardox Extreme

Zemlik Martyna, Konat Łukasz, Grygier Dominika

Tribologia

|

2023

|

nr 1

99--108

EN

The article discusses the microstructural and wear aspects of high-strength, martensitic boron steel Hardox Extreme. It is characterised by a hardness well in excess of 600 HBW and a static tensile strength Rm over 2000 MPa, which provides high resistance under abrasive wear conditions. However, such high mechanical properties reduce the steel's ductility parameters, including impact strength, elongation and area reduction. Examples of components exposed to abrasive wear, including ploughshares, cultivator teeth, excavator buckets or chutes, also require satisfactory resistance to impact wear. Subjecting Hardox Extreme steel to tempering treatments can enhance its performance characteristics by increasing its plastic properties while maintaining satisfactory mechanical indices. Therefore, it was decided to study the tribological properties of Hardox Extreme steel after stress-relieving and low-temperature tempering treatments. In the course of the work carried out, it was shown that with a reduction in hardness from 644 HBW to 508 HBW, it is possible to achieve satisfactory wear indices. The value of the coefficient of relative abrasion resistance kb is equal to 1.36–1.12, respectively, for the as-delivered condition and after tempering treatments at 250°C.

PL

W artykule omówione zostały aspekty mikrostrukturalne i zużyciowe wysokowytrzymałej, martenzytycznej stali z borem Hardox Extreme. Charakteryzuje się ona twardością znacznie przekraczającą wartość 600 HBW i wytrzymałością na statyczne rozciąganie Rm powyżej 2000 MPa, co zapewnia wysoką odporność w warunkach zużycia ściernego. Jednakże tak wysokie własności mechaniczne powodują obniżenie parametrów plastycznych stali, uwzgledniających udarność, wydłużenie i przewężenie. Przykładowe elementy narażone na zużycie ścierne, w tym lemiesze pługa, zęby kultywatora, łyżki koparek czy zsuwnie kosza czerpakowego wymagają także zadowalającej odporności na ścieranie udarowe. Poddanie stali Hardox Extreme zabiegom odpuszczania może wpłynąć na zwiększenie jej cech użytkowych poprzez podwyższenie właściwości plastycznych przy jednoczesnym zachowaniu zadowalających wskaźników mechanicznych. W związku z powyższym zdecydowano się zbadać własności tribologiczne stali Hardox Extreme po przeprowadzeniu za biegów odprężania i niskiego odpuszczania. W toku przeprowadzonych prac wykazano, że przy obniżeniu twardości z 644 HBW do 508 HBW możliwe jest uzyskanie zadowalającej odporności na zużycie ścierne. Wartość współczynnika względnej odporności na zużycie kb wynosi 1,36–1,12, odpowiednio dla stanu dostarczenia i po przeprowadzeniu zabiegów odpuszczania w temperaturze 250°C.

2

Analiza wybranych własności mechanicznych i tribologicznych medycznego stopu Ti24Nb4Zr8Sn

Dąbrowski Robert, Sułowski Maciej

Inżynieria Materiałowa

|

2023

|

Vol. 44, nr 5

11--15

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań twardości, odporności na pękanie oraz odporności na zużycie ścierne stopu Ti24Nb4Zr8Sn po obróbce cieplnej, tj. przesycaniu z temp. 850°C i starzeniu w 350, 450 i 600°C. Wykazano, że w stanie przesyconym, gdy w mikrostrukturze jest obecna jedynie faza β, stop charakteryzuje się najmniejszą twardością i największą odpornością na pękanie. Zastosowanie zabiegu starzenia, skutkujące wydzielaniem fazy α z przesyconej fazy β, silnie zmniejsza jego odporność na pękanie. Badany stop wykazuje istotnie różną odporność na zużycie ścierne i różny współczynnik tarcia, zależnie od mikrostruktury i twardości. Minimalną wartość współczynnika tarcia odnotowano po starzeniu w temp. 450°C, w której dochodzi do wydzielania w mikrostrukturze fazy α o dużej dyspersji, tj. przy maksymalnej twardości stopu.

EN

The article presents the results of hardness, fracture toughness and abrasive wear resistance tests of the Ti24Nb4Zr8Sn alloy. These results were obtained after its heat treatment, i.e. solution from 850°C and aging at 350, 450 and 600°C. It has been shown that in the supersaturated state, when only the β phase is present in the microstructure, the alloy is characterized by the lowest hardness and the highest fracture toughness. The application of the aging treatment, resulting in the separation of the α phase from the supersaturated β phase, strongly reduces its fracture toughness. The tested alloy shows significantly different resistance to abrasive wear and a different friction coefficient, depending on the microstructure and hardness. The minimum value of the friction coefficient was noted after aging at 450°C, at which the α phase with high dispersion was precipitated in the microstructure, i.e. at the maximum hardness of the alloy.

3

Changes in the Microstructure and Abrasion Resistance of Tool Cast Steel after the Formation of Titanium Carbides in the Alloy Matrix

Tęcza Grzegorz

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 4

173--180

EN

Cast martensitic alloy steel is used for the production of parts and components of machines operating under conditions of abrasive wear. One of the most popular grades is cast steel GX70CrMnSiNiMo2 steel, which is used in many industries, but primarily in the mining and material processing sectors for rings and balls operating in the grinding sets of coal mills. To improve the abrasion resistance of cast alloy tool steel, primary titanium carbides were produced in the metallurgical process by increasing the carbon content to 1.78 wt.% and adding 5.00 wt.% of titanium to test castings. After alloy solidification, the result was the formation of a microstructure consisting of a martensitic matrix with areas of residual austenite and primary titanium carbides evenly distributed in this matrix. The measured as-cast hardness of the samples was 660HV and it increased to as much as 800HV after heat treatment. The abrasion resistance of the sample hardened in a 15% polymer solution increased at least three times compared to the reference sample after quenching and tempering.

4

The structure and properties of sprayed and deposited layers obtained using powders containing ceramic particles

Sowa Mateusz

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2022

|

Vol. 66, No. 5

47--59

EN

Powdered filler materials are increasingly commonly used in surfacing and spraying processes involving the use of concentrated energy (e.g. plasma arc or the laser beam). The article presents industrial applications of processes tasked with the protection of surfaces against abrasive and cavitation wear. Some of the methods enabling the obtainment of protective layers include plasma powder transferred arc surfacing or gas-powder spraying. Technological tests revealed the usability of both these technologies in relation to duplex steels and led to the obtainment of higher protection against and resistance to abrasive and cavitation wear when using NiBSi powders than those obtained by elements made of steel alone. Tests concerning resistance to abrasive and cavitation wear followed a six-month long period of operation. Test specimens were subjected to visual tests, macroscopic metallographic tests, microscopic measurements of sprayed layers and the analysis of the coating microstructure. The tests revealed the obtainment of high protective properties of coatings made using gas-powder spraying involving the post-spray remelting process.

PL

Materiały dodatkowe w postaci proszku znajdują coraz szersze zastosowanie w technologiach napawania i natryskiwania wiązkami skoncentrowanej energii, takimi jak napawanie plazmowe oraz napawanie laserowe. W artykule przedstawiono aplikacje przemysłowe procesów zabezpieczania powierzchni przed zużyciem metodami napawania plazmowego proszkowego oraz natryskiwania gazowo-proszkowego. Próby technologiczne wykazały możliwość zastosowania obu tych technologii na stalach typu duplex, uzyskując wyższą skuteczność w zabezpieczaniu elementów przed zużyciem ściernym i kawitacyjnym w przypadku zastosowania proszków typu NiBSi i wyższą odporność niż elementy wykonane z tej stali. Przeprowadzono badania powłok po 6-miesięcznym okresie eksploatacji. Próbki poddano badaniom wizualnym i metalograficznym makroskopowym, przeprowadzono także pomiary warstwy natryskiwanej metodą mikroskopową i analizę mikrostruktury powłoki. Wykazano wysokie właściwości ochronne powłok uzyskiwanych metodami natryskiwania gazowo-proszkowego z przetapianiem po natryskiwaniu.

5

Narzędzia metaliczno-diamentowe o podwyższonej odporności na zużycie ścierne do szlifowania przemysłowych systemów podłogowych

Cygan-Bączek Elżbieta, Wyżga Piotr

Mechanik

|

2021

|

R. 94, nr 3

12--16

EN

This paper presents results of research on the physical, mechanical, and tribological properties of materials constituting the matrix in sintered metallic-diamond tools. The ground powders based on the Fe-Mn-Cu-Sn-C system were modified with particles of the ceramic phase: SiC, Al2O3 and consolidated using the SPS (spark plasma sintering) method to a relative density of over 98% at 850÷950°C, at a pressure of 35 MPa and time 10 min. In order to assess the performance of the test materials, the metallic-diamond segments were made. The segments were tested for resistance to abrasive wear in the process of grinding concrete surfaces. It has been shown that it is possible to obtain materials with enhanced mechanical and tribological properties for sintered metallic-diamond tools intended for grinding industrial floor systems.

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości fizycznych, mechanicznych i tribologicznych materiałów stanowiących osnowę w spiekanych narzędziach metaliczno-diamentowych. Mielone proszki na bazie mieszanki Fe-Mn-Cu-Sn-C modyfikowano cząstkami fazy ceramicznej: SiC, Al2O3 i konsolidowano metodą SPS (spark plasma sintering) do gęstości względnej powyżej 98% w temperaturze 850÷950°C, pod ciśnieniem 35 MPa i w czasie 10 min. W celu oceny właściwości użytkowych badanych materiałów wykonano segmenty metaliczno-diamentowe, które poddano badaniom odporności na zużycie ścierne w procesie szlifowania powierzchni betonowych. Wykazano, że możliwe jest otrzymanie materiałów o podwyższonych właściwościach mechanicznych i tribologicznych nadających się na spiekane narzędzia metaliczno-diamentowe przeznaczone do szlifowania przemysłowych systemów podłogowych.

6

Properties of flame spraying coatings reinforced with particles of carbon nanotubes

Czupryński A., Mele C.

Advances in Materials Science

|

2021

|

Vol. 21, nr 1(67)

57--76

EN

The article presents the results of the preliminary research of tribological properties of flame sprayed nickel and aluminum coatings reinforced with carbon nanotubes made on the structural steel S235J0 substrate. The carbon material – carbon nanotubes Nanocyl NC 7000 (0.5 wt.% and 1 wt.%) was used for structural reinforcement. The properties evaluation was made by the use of optical microscopy, scanning electron microscopy, Raman spectroscopy, microhardness measurements, and by means of abrasion and erosion resistance laboratory tests. The obtained results were compared with pure nickel powder coatings 2N5 (Ni 99.5%) and with pure aluminum powder coatings (EN AW 1000 series). It was proved that the flame spraying of nickel and aluminum coatings reinforced with particles carbonaceous material can be an effective alternative for other more advanced surfacing technology. The preliminary test results will be successively extended by further experiments to contribute in the near future to develop innovative technologies, that can be implemented in the aviation industry and the automotive. The presented research is a continuation of the work previously published.

7

Tribological Properties of Al2O3 + TiO2 Coatings Manufactured by Plasma Spraying

Łatka Leszek, Niemiec Aneta, Michalak Monika, Sokołowski Paweł

Tribologia

|

2019

|

nr 1

19--24

EN

In the paper the results of tribological, microscopic, and mechanical research of Al2O3 + TiO2 coatings manufactured by plasma spraying are presented. The feeding material was a powder Al2O3 + 13 wt.% TiO2 (Metco 6221, OerlikonMetco) with grain size – 45 ± 15 μm. The cylinder substrates made from stainless steel (X5CrNi18-10) had a diameter equal to 25 mm and 2 mm of thickness. The variable spray parameters were plasma torch velocity in terms of substrate and spray distance. The morphology of obtained coatings was tested by scanning electron microscope (SEM), and the microstructure was investigated by light optical microscopy (LOM) and SEM. The results of mechanical properties examinations revealed the dependence of the microhardness and fracture toughness on the spray parameters. Tribological examinations were made in the ball-on-disc mode in technical dry friction conditions. Two loads were used, 5 N and 10 N. Based on the carried out tests, it could be concluded that a shorter spray distance and a reduction of the torch velocity allows one to achieve a more compact structure, which is characterized by good adhesion at the coating-substrate interface (in range from 11 to 14 MPa) and good wear resistance.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych, mikroskopowych oraz mechanicznych powłok Al2O3 + TiO2 natryskanych cieplnie metodą plazmową. Materiałem na powłoki był proszek Al2O3 + 13% wag. TiO2 (Metco 6221, OerlikonMetco) o rozkładzie wielkości cząstek -45 ±15 μm. Jako podłoże zostały użyte krążki ze stali austenitycznej X5CrNi18-10. Zmiennymi parametrami procesu była prędkość przesuwania palnika plazmowego względem podłoża oraz odległość palnika od natryskiwanej powierzchni. Morfologię otrzymanych powłok badano przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), natomiast badania mikrostruktury przeprowadzono przy użyciu mikroskopu świetlnego oraz SEM. Badania właściwości mechanicznych wykazały zależność twardości oraz odporności na kruche pękanie (KC) od zastosowanych parametrów natryskiwania. Badania tribologiczne wykonano w styku kula–tarcza w warunkach tarcia suchego (technicznie). Zastosowano obciążenie 5 N oraz 10 N. Na podstawie przeprowadzonych badań można wnioskować, że skrócenie odległości natryskiwania oraz zmniejszenie prędkości przesuwu palnika względem podłoża pozwala uzyskać zwartą strukturę, która charakteryzuje się dobrą przyczepnością na styku powłoka–podłoże (w zakresie od 11 do 14 MPa) oraz dobrą odpornością na zużycie ścierne.

8

A Comparison of Tribological Performances of Al2O3 and Al2O3 + 40 WT. % Tio2 Coatings Manufactured by Atmospheric Plasma Spraying

Niemiec Aneta, Michalak Monika, Łatka Leszek, Sokołowski Paweł

Tribologia

|

2019

|

nr 4

63--71

EN

In this paper, the results of tribological, microscopic and mechanical research of Al2O3 and Al2O3 + 40 wt.% TiO2 coatings manufactured by atmospheric plasma spraying (APS) were presented. The feedstock materials were Al2O3 (Metco 6103, Oerlikon Metco) and Al2O3 + 40 wt.% TiO2 (Metco 131VF, Oerlikon Metco) powders with the average grain size of 30 μm. The stainless steel (X5CrNi18-10) coupons had a diameter equal to 25 mm and 2 mm of thickness. The morphology and microstructure of obtained coatings were tested by scanning electron microscope (SEM). Then adhesion tests and tribological examinations by ball-on-disc (BoD) mode in technical dry friction conditions were carried out. During BoD testing, the load of 5 N was used. It was concluded that the Al2O3 coating was characterized by higher wear resistance and microhardness, but, at the same time, it was of lower fracture toughness than the Al2O3 + 40 wt.% TiO2 coating.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych, mikroskopowych oraz mechanicznych powłok Al2O3 oraz Al2O3 + 40% wag. TiO2, natryskanych metodą atmosferycznego natryskiwania cieplnego (APS). Materiałem na powłoki były proszki Al2O3 (Metco 6103, Oerlikon Metco) oraz Al2O3 + 40% wag. TiO2 (Metco 131VF, Oerlikon Metco) o średniej wielkości cząstek wynoszącej 30 μm. Jako podłoże zostały użyte krążki ze stali austenitycznej X5CrNi18-10 o średnicy 25 mm i grubości 2 mm. Morfologię i mikrostrukturę uzyskanych powłok oceniono przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Po określeniu przyczepności powłok wykonano badania tribologiczne w styku kula–tarcza w warunkach tarcia technicznie suchego. Zastosowano obciążenie 5 N. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że powłoki na bazie Al2O3 wykazują większą odporność na zużycie ścierne oraz wyższą mikrotwardość, ale jednocześnie mniejszą odporność na kruche pękanie (KIC) w porównaniu z powłokami na bazie Al2O3 + 40% wag. TiO2.

9

The Effect of the Addition of Zeolite Particles on the Performance Characteristics of Sintered Copper Matrix Composites

Kargul M., Borowiecka-Jamrozek J., Konieczny M.

Tribologia

|

2018

|

nr 6

51--62

EN

The paper presents the results of research on the possibilities of producing and using copper–zeolite composites obtained by powder metallurgy. The zeolite powder (0.0–0.2 mm fraction) used in the experiments was ground tuff rock extracted from the Kucin Quarry (VSK PRO-ZEO s.r.o.) in Slovakia. The as-delivered material was imaged and analysed using the SEM/EDS and XRD techniques. Before the sintering process, one-sided pressing was applied to the hydraulic press at a pressure of 620 MPa. The sintering process was carried out in a laboratory tube furnace at 900°C in an atmosphere of dissociated ammonia. The sintering time was 60 minutes. The resulting agglomerates were subjected to the following tests: measurements of density, hardness, electrical conductivity, and abrasion resistance. Observations of the microstructure on metallographic specimens made from the sintered samples were also performed using a scanning electron microscope (SEM). Zeolite was introduced into the copper matrix in the amounts of 2.5, 5, 7.5, and 10% by weight. The introduction of zeolite particles into the matrix as the strengthening phase caused an increase in the hardness of sinters while lowering a density and electrical conductivity. The introduction of zeolite particles caused a decrease in abrasion resistance for a composite containing up to 7.5% zeolite. The increase in abrasion resistance was observed for the composite containing 10% zeolite particles.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad możliwościami wytwarzania i zastosowania kompozytu miedź– –zeolit otrzymanego za pomocą technologii metalurgii proszków. Proszek zeolitu (frakcja 0.0–0.2 mm) wykorzystany do badań pozyskano ze skały zwanej tufem zeolitowym, wydobywanej w kopalni Kucice, (VSK PRO-ZEO s.r.o.), Słowacja. Proszek zeolitu został poddany obserwacjom SEM/EDS oraz rentgenowskiej analizie fazowej XRD. Przed procesem spiekania zastosowano jednostronne prasowanie na prasie hydraulicznej przy ciśnieniu prasowania 620 MPa. Proces spiekania przeprowadzono w laboratoryjnym piecu rurowym w temp 900°C w atmosferze zdysocjowanego amoniaku. Czas spiekania wynosił 60 minut. Wytworzone spieki poddano następującym badaniom: pomiarowi gęstości, twardości, przewodności elektrycznej oraz odporności na zużycie ścierne. Przeprowadzono również obserwacje mikroskopowe zgładów metalograficznych wykonanych z badanych spieków z użyciem skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Zeolit wprowadzono do miedzianej osnowy w ilościach 2,5, 5, 7,5, 10% wagowych. Wprowadzenie do osnowy cząstek zeolitu jako fazy umacniającej spowodowało podwyższenie twardości spieków, natomiast obniżenie gęstości i przewodności elektrycznej. Wprowadzenie cząstek zeolitu w ilości do 7,5% spowodowało obniżenie odporności na zużycie ścierne. Wzrost odporności na zużycie ścierne zaobserwowano dla kompozytu zawierającego 10% zeolitu.

10

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.

11

Właściwości fizyczne, mechaniczne i tribologiczne osnowy w spiekanych narzędziach metaliczno-diamentowych otrzymanych metodami HP i SPS

Bączek E.

Mechanik

|

2018

|

R. 91, nr 10

846--849

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości fizycznych, mechanicznych i tribologicznych materiałów, stanowiących osnowę w spiekanych narzędziach metaliczno-diamentowych otrzymanych metodami SPS (spark plasma sintering) i HP (hot pressing). Mielone proszki na bazie żelaza skonsolidowano do gęstości względnej powyżej 97% w temperaturze 900°C, pod ciśnieniem 35 MPa i w czasie 3 min. Otrzymane spieki badano również pod kątem odporności na zużycie ścierne w obecności trzech i dwóch ciał. Wykazano, że materiały otrzymane metodą HP charakteryzują się wyższą gęstością, twardością oraz odpornością na zużycie ścierne w porównaniu z materiałami otrzymanymi metodą SPS.

EN

Metal matrix composites were prepared by hot pressing (HP) and spark plasma sintering (SPS) techniques. Ball-milled ironbase powders were consolidated to near full density by these methods at 900°C. The physical and mechanical properties of the resulting composites were investigated. The specimens were tested for resistance to both 3-body and 2-body abrasion. The composites obtained by HP method (at 900°C/35 MPa) had higher density, hardness and resistance to abrasion than those obtained by SPS method.

12

Stosowalność kwasu borowego do wytwarzania nanokompozytów TiB2/TiC/ZrO2 r.s. metodą in situ

Moskała N., Pyda W.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 4

371--389

PL

Ocenie poddano przydatność użycia kwasu ortoborowego do wytwarzanie metodą in situ nanometrycznych wtrąceń TiB2 i TiC w tetragonalnej osnowie tlenku cyrkonu. Kwas ortoborowy, żywicę fenolowo-formaldehydowę i nanoproszek cyrkoniowy stabilizowany 2,5% mol. Y2O3 i domieszkowany 18% mol. TiO2 zastosowano do syntezy wtrąceń TiB2 i TiC w cząstkach tlenku cyrkonu, którą prowadzono w zakresie 1100-1600 °C w próżni. Tak otrzymane proszki kompozytowe zawierały nanocząstki TiB2 i TiC o rozmiarach odpowiednio 60-80 nm i 25-40 nm. Proszki kompozytowe spiekano w temperaturze 1500 °C w próżni, aby uzyskać gęste materiały kompozytowe. Szczegółowej charakterystyce poddano skład fazowy proszków i kompozytów, zmierzono rozmiar cząstek TiB2 i TiC w proszkach, określono stan zagęszczenia spieków, zbadano mikrostrukturę i wybrane właściwości kompozytów. Właściwości mechaniczne kompozytów porównano z materiałem 3Y-TZP. Zbadano wpływ temperatury syntezy in situ na skład fazowy proszków i spieków oraz na właściwości mechaniczne kompozytów, wskazując rolę jaką pełni kwas ortoborowy w kształtowaniu się tych właściwości. Otrzymano gęste kompozyty z przewagą fazy tetragonalnej w osnowie cyrkoniowej, zawierające submikronowe i w części nanometryczne wtrącenia TiB2 i TiC, które charakteryzowały się podwyższoną odpornością na zużycie ścierne.

EN

The applicability of the use of orthoboric acid to production of nanometric inclusions of TiB2 and TiC in the tetragonal zirconium oxide matrix by the in situ method was evaluated. Orthoboric acid, phenol-formaldehyde resin and zirconia nanopowder stabilized with 2.5 mol% Y2O3 and doped with 18 mol% TiO2 were used for the synthesis of TiB2 and TiC inclusions in zirconia particles, which was carried out at 1100-1600 C in vacuum. The composite powders thus obtained contained TiB2 and TiC nanoparticles with sizes of 60-80 nm and 25-40 nm, respectively. Composite powders were sintered at 1500 C under vacuum to obtain dense composite materials. The phase composition of powders and composites was characterized in detail, the particle size of TiB2 and TiC in powders was measured, the state of compacting of sinters was determined, the microstructure and selected properties of composites were examined. The mechanical properties of the composites were compared with the 3Y-TZP material. The influence of the in situ synthesis temperature on the phase composition of powders and sinters as well as the mechanical properties of composites was examined, indicating the role of orthoboric acid in the formation of these properties. Dense composites with predominance of the tetragonal phase in the zirconium matrix were obtained, containing submicron and in part nanometric inclusions of TiB2 and TiC, which were characterized by increased resistance to abrasion.

13

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.

14

Badania zużycia ściernego nanostrukturalnej stali bainitycznej

Walnik B., Marcisz J., Iwaniak A., Wieczorek J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2017

|

T. 69, nr 3

55--60

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań porównawczych odporności na zużycie ścierne nanostrukturalnej stali bainitycznej NANOS-BA® i komercyjnej stali trudnościeralnej. Opracowano metodykę przygotowania próbek z wysokowytrzymałej stali do testów w warunkach suchego tarcia posuwistego. Dla wytypowanego wariantu obróbki cieplnej stali nanostrukturalnej uzyskano istotnie wyższą odporność na zużycie ścierne w porównaniu do stali komercyjnej. Wyniki pomiarów wykazały ok. 3-krotnie wyższą odporność na zużycie ścierne stali NANOS BA® w porównaniu do stali trudnościeralnej o twardości 600 HB i ok. 15-krotnie wyższą w porównaniu do stali trudnościeralnej o twardości 500 HB.

EN

The article presents the results of a comparative examination of abrasive wear resistance of nanostructured bainitic steel (NANOS-BA®) and commercial wear resistant steel. A method of sample preparation for high-strength NANOSBA ® steel was developed for dry sliding friction tests. Examination results for the newly developed variant of heat treatment of nanostructured bainitic steel show a higher abrasive resistance than in the case of commercial wearresistant steels. Measurement results show an approx. 3 times higher resistance for the NANOS-BA® steel than the 600 HB wear-resistant steel and approx. 15 times higher than the 500 HB steel.

15

Badania odporności na zużycie ścierne segmentów metaliczno-diamentowych otrzymanych metodą SPS

Bączek E., Putyra P., Podsiadło M., Staniewicz-Brudnik B.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 8-9

793--795

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych materiałów narzędziowych w procesie szlifowania materiałów kamieniarskich. Otrzymane spieki metaliczno-diamentowe homogenizowano w Speed-Mixerze i spiekano metodą SPS (spark plasma sintering). Materiał osnowy stanowiły proszki: brąz cynowy Cu-Sn (NAM-40 80/20 z zawartością 20% mas. Sn) oraz proszek żelaza z dodatkiem 20% mas. brązu Cu-Sn. Otrzymane materiały poddano badaniom: gęstości pozornej metodą hydrostatyczną, twardości sposobem Rockwella z wykorzystaniem skali B oraz odporności na zużycie ścierne.

EN

This paper presents the tribological properties of the diamond-impregnated specimens in the grinding process of sandstone materials. Obtained metallic-diamond composites were homogenized in Speed Mixer and sintered by SPS (spark plasma sintering). The matrix was prepared from: Cu-Sn (NAM-40 80/20 containing 20% wt. Sn) and Fe-Cu-Sn powders. After consolidation the diamond-impregnated specimens were tested for density using the hydrostatic method, Rockwell’s hardness using B scale and for wear rate on abrasive sandstone using a testing rig specially designed to simulate the tool application conditions.

16

Odporność na zużycie ścierne natapianych i natryskanych cieplnie powłok Ni-Cr-B-Si

Kondej A.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

nr 2

43--47

PL

Artykuł opisuje badania zużycia ściernego powłok Ni-Cr-B-Si otrzymanych w procesie natapiania w piecu próżniowym oraz natryskiwania cieplnego metodą HVOF. Badania wykonano na automatycznym stanowisku wykorzystującym metodę ball-on-disc. Uzyskane wyniki wskazują, że proces przetapiania po natryskiwaniu obniża odporność powłoki na zużycie ścierne. Najniższe zużycie otrzymano dla powłoki natryskanej i nieprzetapianej. Natomiast powłoki natryskane przetapiane wykazują podobną odporność na zużycie ścierne jak powłoki natapiane.

EN

This paper describes abrasive wear tests of the Ni-Cr-B-Si coatings obtained in surfacing in the vacuum furnace and HVOF thermal spraying processes. An automatic stand, using the ball-on-disc method, was used for this study. Studies show that remelting after thermal spraying lowers the abrasion resistance of the coating. The lowest abrasion was achieved for thermal sprayed, non-remelted coating. In contrast, the thermal sprayed, remelted coatings have similar abrasion resistance as surfaced coatings.

17

Hard anodic coatings on aluminum alloys

Kwolek P.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2017

|

Vol. 41, nr 3

35--46

EN

The review of the literature concerning hard anodizing of aluminium alloys was performed. The main features of the process was described as well as the influence of the anodizing parameters on the properties of hard anodic coatings. The most common industrial processes of hard anodizing applied for cast and wrought aluminium alloys were presented. The application of hard anodic coatings as well as the possibilities of improvement of their tribological properties were described.

PL

W artykule prowadzono analizę zagadnień dotychczasowych procesów wytwarzania twardych powłok anodowych o dużej odporności na zużycie ścierne. Przedstawiono charakterystykę anodowania twardego oraz wpływ parametrów tego procesu na właściwości powłok tlenkowych. Omówiono najczęściej stosowane procesy wytwarzania twardych powłok anodowych na podłożu stopów aluminium odlewniczych i do przeróbki plastycznej stosowanych m. in. w konstrukcjach lotniczych. Przedstawiono podstawowe zastosowania takich powłok tlenkowych oraz scharakteryzowano możliwości ulepszenia ich właściwości tribologicznych.

18

Wybrane właściwości natapianej powłoki Ni-Cr-B-Si

Kondej A., Babul T., Brzozowska J.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

nr 3

33--38

EN

Alloys of Ni-Cr-B-Si are commonly used as brazing for joining among others: stainless steel, alloy steel, heat-resistant nickel alloys. Another area of the application of these alloys is the preparation of coatings e.g., by thermal spraying with subsequent remelting. This paper describes the microstructure and the selected properties of the coating obtained by surfacing the alloy from the group of Ni-Cr-B-Cr, commercially available as the brazing metal BNi-2. Good properties of the surfaced coating result from its microstructure after crystallization. The shell phases of Ni3Si, Ni2B and CrB are formed in the coating. Hard phases import to the coating a high resistance to wear, while the nickel matrix gives it a good corrosion resistance.

PL

Stopy Ni-Cr-B-Si są powszechnie stosowane jako luty twarde, przeznaczone do łączenia m.in. stali nierdzewnych, stali stopo-wych, żaroodpornych stopów niklu. Innym obszarem ich zastosowań jest wytwarzanie powłok, np. poprzez natryskiwanie cieplne z późniejszym przetopieniem. W pracy opisano mikrostrukturę oraz wybrane właściwości powłoki otrzymanej w procesie natapiania stopu z grupy Ni-Cr-B-Si dostępnego na tynku jako lut twardy BNi-2. Dobre właściwości natapianej powłoki wynikają z jej mikrostruktury po krystalizacji. W powłoce tworzą się fazy Ni3Si, Ni2B oraz CrB. Twarde fazy nadają powłoce wysoką odporność na zużycie ścierne, natomiast niklowa osnowa dobrą odporność na korozję.

19

Odporność na zużycie ścierne powłoki Ni-Cr-B-Si natapianej na podłoże stalowe

Kondej A., Babul T.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

nr 2

9--13

PL

Stopy Ni-Cr-B-Si ze względu na swoje właściwości znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle. Wykorzystuje się je jako spoiwo do łączenia wybranych materiałów konstrukcyjnych bądź jako materiał powłokowy modyfikujący podłoże. Dobre właściwości stopów Ni-Cr-B-Si wynikają z mikrostruktury, która jest zbudowana z osnowy niklowej i twardych wydzieleń borków. W większości stopów z tej grupy twarde fazy tworzą borki niklu i borki chromu, które umacniają plastyczną osnowę. Celem pracy było zbadanie wybranych właściwości powłoki Ni-Cr-B-Si. Wykonano badania mikrostruktury, pomiary twardości oraz badania odporności na zużycie ścierne. Wyniki wykazały wysoką twardość powłoki oraz dobrą odporność na zużycie ścierne.

EN

Due to their properties, Ni-Cr-B-Si alloys are widely used in industry. They are used as a filler metal bonding the selected constructional materials, or as a coating material modifying a substrate. Good properties of Ni-Cr-B-Si alloys are due to their microstructure consisting of a nickel matrix and hard precipitates of borides. In most alloys of this group, hard phases are made of nickel and chromium borides that reinforce a plastic matrix. The purpose of this study was to investigate the selected properties of the Ni-Cr-B-Si coating. The investigation of microstructure, the hardness measurements and the tests of resistance to abrasive wear were carried out. The investigation results demonstrated the high coating hardness and good abrasive wear resistance.

20

Polimerowe, ceramiczne i kompozytowe powłoki osadzane elektroforetycznie poprawiające wybrane właściwości materiałów metalowych

Moskalewicz T., Dubiel B., Sak A., Ratajski D., Jugowiec D., Ledwig P., Cieniek Ł., Kalemba-Rec I., Radziszewska A., Kopia A., Zimowski S., Kot M., Łukaszczyk A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 4

170--180

PL

W pracy przedstawiono przykłady wytwarzania różnych powłok polimerowych, ceramicznych i kompozytowych na modelowych materiałach metalowych metodą osadzania elektroforetycznego. W celu uzyskania dobrej jakości powłok dobrano optymalny skład chemiczny roztworów koloidalnych i zawiesin stosowanych do osadzania, wyznaczono ich pH i potencjał elektrokinetyczny dzeta. W oparciu o badania makroskopowe osadzonych powłok dobrano napięcie prądu i czas osadzania elektroforetycznego. Wykonano badania mikrostruktury powłok i ich wybranych właściwości, takich jak odporność na korozję, odporność na zużycie ścierne i wyznaczono współczynnik tarcia. Wykazano, że osadzanie elektroforetyczne jest perspektywiczną metodą wytwarzania powłok: polimerowych (chitozanu i polieteroeteroketonu (PEEK)), ceramicznych (SiO2), kompozytowych (szkło żelowe/chitozan, TiO2/chitozan, SiO2/HA i Ni/SiO2) oraz porowatych (szkło żelowe/PEEK).

EN

This work presents the examples of electrophoretic deposition of various polymer, ceramic and composite coatings on model metallic materials. To obtain good quality coatings, chemical composition of colloidal solutions and suspensions as well as their pH and Zeta potential were optimized. The voltage and deposition time were experimentally selected by macroscopic examination of as-deposited coatings. Investigation of the coatings comprised microstructural analysis as well as determination of their corrosion resistance, wear resistance and friction coefficient. It was demonstrated that electrophoretic deposition is a prospective method for obtaining various coatings: polymer chitosan and polyetheroetheroketone (PEEK), ceramic SiO2, composite gel glass/chitosan, TiO2/chitosan, SiO2/HA and Ni/SiO2 as well as porous sol-gel glass/PEEK coatings.