Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The effect of the amorphous content of laser cladding Ni-Nb-Zr/CaF2 on microstructure and properties

Liang X., Cheng Y., Cheng X., Jiang Y., Kulik T., Ferenc J.

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2018

|

no. 4

33--40

EN

Ni-Nb-Zr/CaF2 amorphous coating was prepared on the surface of SA283GRA steel by adopting a high-power laser cladding system. The results show that the Ni-Nb-Zr/CaF2 coating obtained by laser cladding has a good metallurgical bonding with the matrix of SA283GRA and the amorphous phase was obtained. The different amorphous content was obtained with varied laser power. With the increase of laser power, the dilution rate of the coating gradually increases, the amorphous phase content in the cladding coating decreased gradually, and crystallization near the substrate is significant in the laser coating. As the cladding coating is far from the substrate, the content of amorphous phase increases gradually, and the cladding coating has high thermal stability. The hardness of the Ni-Nb-Zr/CaF2 amorphous coating prepared by a laser power of 4 kW is up to the highest value of 890 HV, which is about 4.7 times that of the base material. The electrochemical corrosion results show that the corrosion resistance of the amorphous layer is better than that of the substrate in NaCl solution with 3.5% corrosive medium. The Ni-Nb-Zr/CaF2 laser coating has a relatively strong amorphous forming ability.

PL

Amorficzną powłokę Ni-Nb-Zr/CaF2 otrzymano na powierzchni stali SA283GrA metodą natryskiwania laserowego, z wykorzystaniem laserów dużej mocy. Uzyskane wyniki badań wykazały, że powłoka Ni-Nb-Zr/CaF2 charakteryzuje się dobrą przyczepnością do podłoża stalowego SA283GrA, a faza amorficzna jest otrzymywana w strefie przypowierzchniowej. Wykazano, że moc wyładowania laserowego istotnie wpływa na zawartość fazy amorficznej. Wraz ze wzrostem mocy lasera zawartość fazy amorficznej w strefie przypowierzchniowej zmniejsza się stopniowo, a stopień krystalizacji powłoki w pobliżu podłoża wzrasta. Zawartość fazy amorficznej zwiększa się gradientowo w funkcji odległości od podłoża. Największą twardość powłoki amorficznej Ni-Nb-Zr/CaF2 890 HV uzyskano z wykorzystaniem lasera o mocy 4kW, tj. ≈4,7 razy większą w stosunku do materiału podłoża. Wyniki badań odporności korozyjnej metodą elektrochemiczną wykazały, że w roztworze NaCl z 3,5% odporność na korozję strefy przypowierzchniowej zawierającej fazę amorficzną jest większa niż odporność korozyjna podłoża. Wykazano również, że faza amorficzna Ni-Nb-Zr/CaF2 ma stosunkowo dużą zdolność do formowania się w strefie przypowierzchniowej i charakteryzuje się dużą stabilnością temperaturową.

2

Mössbauer and magnetic studies of FeCoNiCuNbSiB nanocrystalline alloys

Grabias A., Basykh V., Ferenc J., Cieślak G., Kulik T., Kopcewicz M.

Nukleonika

|

2017

|

Vol. 62, No. 2

79--84

EN

Nanocrystalline Fe80–x–yCoxNiyCu1Nb3Si4B12 alloys were prepared by the annealing of amorphous ribbons. Primary crystallization of the alloys annealed at temperatures of between 500 and 550°C was studied by X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy. Magnetic properties of the alloys were investigated using a hysteresis loop tracer and vibrating sample magnetometer. The annealed ribbons are composed of a two-phase nanostructure consisting of bcc Fe-based grains embedded in an amorphous matrix. Conversion electron Mössbauer spectroscopy (CEMS) measurements reveal a more advanced crystallization process in the surface layers when compared with the volume of the ribbons. The degree of saturation magnetization of the nanocrystalline alloys is of about 1.5 T. The coercive fi eld varies from 1.0 to 6.5 A/m and peaks at an annealing temperature of 525°C. Magnetic softening of the nanocrystalline alloys observed after annealing at 550°C is correlated with a volume fraction of the nanocrystalline bcc phase.

3

Isothermal Stability and Selected Mechanical Properties of Zr48Cu36Al8Ag8 Bulk Metallic Glass

Błyskun P., Latuch J., Kulik T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 3

1749--1753

EN

The aim of this work was to investigate the influence of isothermal annealing on the amorphous structure stability of the Zr48 Cu36 Al8 Ag8 alloy. A series of continuous heating examinations was performed on the differential scanning calorimeter in order to determine the temperature limits for isothermal annealing series where the time to crystallization was measured. The obtained results were calculated and a time-temperature-transformation diagram was created and discussed. Static compression test as well as microhardness measurements of the as-quenched samples gave a mechanical properties results supplement. The measured properties (σc = 1800 MPa and 614 HV0.05) are comparable to the literature results for this alloy. Fractographic observations with the scanning electron microscope were also performed in order to prove some plasticity observed during the strength tests.

4

Zastosowanie symulatorów lotniczych jako obiektów ruchomych w lotnictwie wojskowym sił zbrojnych RP

Kulik T., Bogusz D.

Zeszyty Naukowe / Wyższa Szkoła Oficerska Sił Powietrznych

|

2015

|

Nr 1

103--112

PL

W artykule przedstawiono genezę powstania symulatorów lotniczych jako urządzeń ruchomych. Dokonano podziału symulatorów, jako narzędzi do szkolenia personelu lotniczego oraz przedstawiono ich budowę i zastosowanie. Opisano i scharakteryzowano symulatory lotnicze wykorzystywane w lotnictwie wojskowym Sił Zbrojnych RP.

EN

The article presents the origin of flight simulators used as movable objects. The simulators were divided into categories and described as tools for training personnel. Their structure and applications were also presented. Moreover, the simulators used in military aviation of the Republic of Poland were characterized.

5

Naziemne stacje kontroli lotów bezzałogowych aparatów latających

Ogonowski K., Kulik T.

Zeszyty Naukowe / Wyższa Szkoła Oficerska Sił Powietrznych

|

2015

|

Nr 1

93--101

PL

W artykule przedstawiono wymagania stawiane Naziemnym Stacjom Kontroli Lotów do Bezzałogowych Aparatów Latających, a także ich wyposażenie. Dodatkowo poddano szczegółowej analizie ich działanie w czasie projektowania i wykonywania misji przez bezpilotowiec, a także podano kilka przykładów stacji wykorzystywanych przez Siły Zbrojne różnych państw.

EN

In the article there have been presented the requirements set on ground flight control stations for unmanned aerial vehicles as well as their equipment. Additionally, their performance was thoroughly analyzed during the design phase as well as during the implementation phase. Moreover, some examples of ground control stations used by Armed Forces of different countries have been given.

6

Influence of silver on glass forming ability and mechanical properties of Zr–Cu–Al alloys

Błyskun P., Cieślak G., Kowalczyk M., Latuch J., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 4

154--159

EN

The work focuses on studying the influence of silver content on the glass forming ability and the mechanical properties of the Zr48Cu36Al16 – xAgx alloys (x = 0, 2, 4, ..., 16 at. %). Rods with a diameter of 3 mm were manufactured by the copper mould casting. X-ray diffraction studies (Fig. 1) revealed that samples with 6÷14 at. % of silver content were fully amorphous. Differential scanning calorimetry (Fig. 3) allowed selecting the alloy that possessed the best glass forming ability on the basis of the supercooled liquid region width (ΔTx). The Zr48Cu36Al6Ag10 alloy exhibited ΔTx = 91 K. Mechanical properties of the alloys were characterized by means of Vickers microhardness (Fig. 5) and room temperature compression tests (Fig. 6). The highest value of microhardness was detected for the partially crystalline Zr48Cu36Al16 alloy (791 HV). However, the highest compression strength was measured for the Zr48Cu36Al12Ag6 alloy (σc = 1881 MPa). It should be noticed that a plastic strain was observed in the fully amorphous alloys. On the other hand, partially crystalline samples cracked catastrophically without any observable plastic strain. These studies revealed that the silver content increase resulted in the microhardness and the compression strength decrease. Good mechanical performance and satisfying glass forming ability of the fully amorphous alloys examined at this work seems to be promising set of properties for structural applications. However, the Zr48Cu36Al4Ag12 is the most promising one.

PL

Praca dotyczy określenia wpływu dodatku srebra na zdolność do zeszklenia i właściwości mechaniczne stopów Zr48Cu36Al16 – xAgx (x = 0, 2, 4, ..., 16% at.). Pręty o średnicy 3 mm odlewano do formy miedzianej. Badania dyfrakcyjne promieni rentgenowskich wykazały, że próbki o zawartości srebra 6÷14% at. są w pełni amorficzne. Pozostałe stopy miały zbyt małą zdolność do zeszklenia, aby ulec pełnej amorfizacji w formie o średnicy 3 mm. Różnicowa kalorymetria skaningowa pozwoliła wskazać stopy o największej zdolności do zeszklenia wyznaczanej na podstawie szerokości zakresu cieczy przechłodzonej (ΔTx). Stop Zr48Cu36Al6Ag10 cechował się największą zdolnością do zeszklenia ΔTx = 91 K. Właściwości mechaniczne stopów scharakteryzowano za pomocą pomiarów mikrotwardości i statycznej próby ściskania w temperaturze pokojowej. Największszą mikrotwardość zmierzono dla próbki częściowo krystalicznej Zr48Cu36Al16 (791 HV). Jednak największą wytrzymałość na ściskanie uzyskano dla próbki w pełni amorficznej Zr48Cu36Al12Ag6 (σc = 1881 MPa). Należy podkreślić, że dla wszystkich próbek amorficznych odnotowano pewien zakres odkształcenia plastycznego. Natomiast wszystkie próbki częściowo krystaliczne pękały katastroficznie bez odkształcenia plastycznego. Badania wykazały, że wzrost zawartości srebra powoduje zmniejszenie zarówno mikrotwardości, jak i wytrzymałości na ściskanie, ale w pewnym zakresie (6÷15% at.) wyraźnie poprawia zdolność do zeszklenia. Dobre właściwości mechaniczne i zadowalająca zdolność do zeszklenia stopów w pełni amorficznych, badanych w tej pracy, wydają się obiecującym zestawieniem właściwości w przypadku przyszłych zastosowań konstrukcyjnych. Stop o składzie Zr48Cu36Al4Ag12 okazał się optymalnym kandydatem.

7

Fractographic discoveries: investigation of bulk metallic glasses fracture surfaces after static compression test

Błyskun P., Cieślak G., Kowalczyk M., Latuch J., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 2

54--59

EN

The aim of these studies was to broaden the knowledge of bulk metallic glasses failure mechanisms. Two glass forming systems: Zr48Cu36Al16 – xAgx (x = 0, 6, 12, 16 at. %) and Cu48Zr36Ag16 – yTiy (y = 3, 5, 8 at. %) were selected for the studies. Rod shape samples with a diameter of 3 mm were produced from pure elements by the copper mould casting. X-ray diffraction allowed to determine the crystalline phase presence within the samples (Fig. 1). Both partially crystalline and fully amorphous samples were subjected to the static compression tests. The fractography of the resultant scraps was performed by the scanning electron microscopy. The studies reveal several new issues and confirm a few already known related to deformation and fracture mechanisms of metallic glasses. Authors carefully observed and insightfully discussed issues like: main fracture surface exclusiveness for vein-like patterns (Fig. 2), plastic strain implementation by the slip bands proliferation (Fig. 3), vein-like pattern development degree dependence on the fracture stress (Fig. 4), temperature rise relics presence on the main fracture surface (Fig. 5) or determining the origin of a crystalline phase just by the fracture surface observations (Fig. 6, 7). The results presented in this manuscript might be useful for future materials expertise that would potentially be done on metallic glass scraps from failed constructions.

PL

Celem pracy było poszerzenie wiedzy o mechanizmach zniszczenia masywnych szkieł metalicznych. Do badań wybrano dwa układy szkłotwórcze: Zr48Cu36Al16 – xAgx (x = 0, 6, 12, 16 at. %) i Cu48Zr36Ag16 – yTiy (y = 3, 5, 8 at. %). Z czystych pierwiastków wytworzono pręty o średnicy 3 mm metodą odlewania do formy miedzianej. Badania dyfrakcji promieni rentgenowskich pozwoliły ustalić obecność fazy krystalicznej w próbkach. Zarówno próbki częściowo krystaliczne, jak i w pełni amorficzne zostały poddane statycznej próbie ściskania w temperaturze pokojowej. Za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej przeprowadzono obserwacje fraktograficzne otrzymanych przełomów. Badania te umożliwiły potwierdzenie kilku znanych zagadnień oraz odkrycie nowych zjawisk związanych z odkształcaniem i pękaniem szkieł metalicznych. Autorzy dokonali obserwacji oraz omówienia takich kwestii, jak: wyłączność głównej powierzchni pęknięcia na obecność struktury żyłowej, realizowanie odkształcenia plastycznego przez mnożenie pasm poślizgu, zależność stopnia rozwinięcia struktury żyłowej od naprężenia pękania, obecność pozostałości po wzroście temperatury na głównej powierzchni pęknięcia czy określanie pochodzenia fazy krystalicznej na podstawie obserwacji powierzchni pęknięcia. Wyniki przedstawione w pracy mogą być przydatne w przypadku przyszłych ekspertyz materiałowych wykonywanych na złomach elementów konstrukcyjnych ze szkła metalicznego.

8

Szkolenie lotnicze kandydatów na pilotów wojskowych w Akademickim Ośrodku Szkolenia Lotniczego WSOSP

Bogusz D., Kulik T.

Zeszyty Naukowe AON

|

2014

|

nr 3(96)

136-163

PL

W artykule scharakteryzowano nowy proces szkolenia kandydatów na pilotów wojskowych realizowany w Wyższej Szkoły Oficerskiej Sił Powietrznych. Wyodrębniono w nim etapy oraz przedstawiono jego specyfikę organizacji w zależności od specjalności: pilot samolotu odrzutowego, pilot samolotu transportowego oraz pilot śmigłowca. Dodatkowo opisano szkolenie podchorążych w specjalnościach „pilotaż”, w pięcioletnim cyklu kształcenia. Zwrócono również uwagę na szczególną rolę Akademickiego Ośrodka Szkolenia Lotniczego w szkoleniu ucznia-pilota, jako instytucji określającej przydatność kandydata do zawodu pilota wojskowego oraz przygotowującej do uzyskania licencji zgodnie z zasadami lotnictwa cywilnego.

EN

The article describes the new training process of candidates for military pilots provided at the Air Force Academy. It highlights stages and reveals its organisational specificity depending on the speciality of the jet pilot, transport aeroplane pilot and helicopter pilot. Additionally, the article describes cadet training in the “pilotage” speciality in a fiveyear education cycle. It also draws attention to the special role of the Academic Centre for Aviation Training in student pilot training as an institution determining a candidate’s suitability for the military pilot profession and preparing to obtain a license in accordance with civil aviation rules.

9

Nanocrystallization of metallic glasses

Kulik T.

Zeszyty Historyczne Politechniki Warszawskiej

|

2014

|

z. 16

23--39

EN

The paper summarizes briefly the current status of research in the field of nanocrystallization of metallic glasses especially highlighting the influence of glass composition and conditions of devitrification process on size, morphology and composition of crystallization products. Conventional crystallization creates a nanocrystalline structure only in glasses with particular compositions. Any metallic glass ,decomposing in a primary crystallization process, can be converted into partially nanocrystalline material using non-conventional methods of heat treatment, e.g. high-temperature or low-temperature nanocrystallization. Temperature of devitrification process influences sizes and compositions of crystallization products for any volume fraction of crystalline phase. The change of crystallites sizes can change their morphologies. The change of a crystallite composition usually affects the lattice parameter but also can result in a change of crystallographic structure of the same phase or in formation of another phase. Composition of primary crystallites is dependent on temperature as well as on time of devitrification process. The lower the annealing temperature and the shorter the annealing time (smaller crystallites) the more the crystallites composition differs from the equilibrium state.

10

Konkurs o Nagrodę im. Prof. Jana Czochralskiego

Królikowski A., Kulik T.

Zeszyty Historyczne Politechniki Warszawskiej

|

2014

|

z. 16

69--71

11

Wykorzystanie śmigłowców w kierowaniu morskimi operacjami poszukiwawczo-ratowniczymi

Kulik T., Ogonowski K., Adamski M., Cwojdziński L.

Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej

|

2013

|

R. 54 nr 4 (195)

73--85

PL

W artykule przedstawione są zasadnicze zadania związane z wykorzystaniem śmigłowców w czasie prowadzenia operacji poszukiwawczo-ratowniczych oraz sposób prowadzenia operacji SAR przez wydzielony środek powietrzny marynarki wojennej.

EN

This paper presents the main missions carried out by helicopters in Search and Rescue operations and the way an SAR mission is conducted (Search and Rescue) by a dedicated navy aircraft.

12

Influence of silver on the glass forming ability and mechanical properties in Cu-Zr-Ti-Ag bulk metallic glasses

Latuch J., Błyskun P., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

573--575

EN

In this work the influence of silver content on both thermal and mechanical properties in Cu-Zr-Ti-Ag alloys was investigated. Bulk metallic glasses (BMGs) of general composition Cu-Zr-Ti show good glass forming ability (GFA) compared to other Cu-based systems. The addition of silver as fourth element was expected to enhance the GFA even further and improve the mechanical properties. Quaternary Cu48Zr36Ti16 – xAgx (x = 8, 11, 13 at. %) alloys were produced by copper mould casting, manufacturing rod shape samples with the diameter of 3 mm. All manufactured samples were fully amorphous proving the good GFA. The GFA of studied alloys has been investigated on the basis of temperature interval of supercooled liquid region and thermal stability parameters (such as activation energy of crystallization and the crystallization onset temperature). Thermal properties were measured by the differential scanning calorimetry. Mechanical properties of the investigated alloys were determined by means of Vickers microhardness and room temperature compression test. The supercooled liquid region exceeds 40 K for the Cu48Zr36Ti5Ag11 alloy. Vickers microhardess depends on silver content and varies about the value of 550 HV0,05. Compressive strength exceeds 1700 MPa and is slightly lower than that of comparable Cu-based alloys. After static compression tests the fracture surfaces were observed by the scanning electron microscopy. Proofs of significant temperature rises during samples deformation and fracture were found.

PL

Wpływ srebra na zdolność do zeszklenia i właściwości mechaniczne masywnych szkieł metalicznych typu Cu-Zr-Ti-Ag W ramach pracy przeprowadzono badanie wpływu ilości srebra w stopach Cu-Zr-Ti-Ag na właściwości cieplne oraz mechaniczne. Masywne szkła metaliczne (MSM) o ogólnym wzorze Cu-Zr-Ti wykazują dobrą zdolność do zeszklenia w porównaniu z innymi stopami na osnowie miedzi. Dodatek srebra jako czwartego składnika miał za zadanie jeszcze bardziej poprawić zdolność do zeszklenia i poprawić właściwości mechaniczne. Czteroskładnikowe stopy o wzorze Cu48Zr36Ti16 – xAgx (x = 8, 11, 13% at.) wytworzono metodą odlewania pod ciśnieniem do formy miedzianej, uzyskując próbki w kształcie prętów o średnicy 3 mm. Wszystkie wytworzone próbki miały strukturę amorficzną, dowodząc tym samym dobrą zdolność do zeszklenia. Zdolność ta została określona dokładniej na podstawie szerokości temperaturowego zakresu cieczy przechłodzonej oraz parametrów stabilności cieplnej (takie jak energia aktywacji krystalizacji oraz temperatura początku krystalizacji). Właściwości cieplne zmierzono za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej. Właściwości mechaniczne badanych stopów określono, mierząc mikrotwardość sposobem Vickersa oraz za pomocą statycznej próby ściskania w temperaturze pokojowej. Zakres cieczy przechłodzonej wykazał szerokość przekraczającą 40 K dla stopu Cu48Zr36Ti5Ag11. Mikrotwardość Vickersa zależy od zawartości srebra i waha się wokół wartości 550 HV0,05. Wytrzymałość na ściskanie przekroczyła nieznacznie 1700 MPa, co jest wartością niewiele mniejszą niż otrzymywana dla porównywalnych stopów na osnowie miedzi. Po statycznych próbach ściskania dokonano obserwacji powierzchni pęknięć za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Odnaleziono dowody na znaczny wzrost temperatury podczas odkształcenia i pękania próbek.

13

Amorphous Al-Fe and Al-Nb powders processed by mechanical alloying

Dąbrowska S., Oleszak D., Świerczyńska M. B., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

543--545

EN

The results on fabrication and characterization of Al-based amorphous alloyed powders are presented. For powders manufacturing mechanical alloying technique has been applied, starting from the mixture of powders of pure crystalline elements. Al80Fe20 and Al60Nb40 (at. %) powder mixtures have been subjected to milling in a ball mill. Phase transformations taking place during milling have been analysed by X-ray diffraction studies (Fig. 1 and 2). In both compositions an amorphous alloy was a final product of the process. The density of the obtained alloyed powders has been measured as 3,33 and 5,01 g·cm–3 for Al80Fe20 and Al60Nb40, respectively. The shape of the particles and their size have been estimated by light microscopy method (Fig. 3 and 4). The manufactured powders have revealed a globular morphology, without tendency for agglomeration. The particle size has been estimated as 10÷20 μm for Al80Fe20 alloy and below 10 μm for Nb-containing alloy. Calorimetric studies correlated with X-ray diffraction technique have allowed for thermal stability determination of the synthesized Al60Nb40 amorphous alloy (Fig. 5 and 6). This alloy has revealed high thermal stability and its crystallization temperature has been measured as 908°C (heating rate 40°C·min–1). The performed microhardness measurements have shown that Nb-containing alloy has significantly higher microhardness (1130 HV0,02) than Fe-containing one (600 HV0,02).

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wytworzenia i scharakteryzowania amorficznych proszków stopowych na osnowie aluminium. Do ich wytworzenia zastosowano metodę mechanicznej syntezy, wychodząc z mieszaniny krystalicznych proszków czystych pierwiastków. Mieleniu w młynku kulowym poddano mieszaniny o składzie Al80Fe20 i Al60Nb40 (% at.). Przemiany fazowe towarzyszące procesowi mechanicznej syntezy śledzono za pomocą dyfrakcyjnych badań rentgenowskich (rys. 1 i 2). Produktem finalnym w obu procesach był stop o strukturze amorficznej. Wytworzone proszki stopowe charakteryzowały się gęstością odpowiednio 3,33 oraz 5,01 g·cm–3. Wykorzystując technikę mikroskopii świetlnej określono kształt i oszacowano wielkość cząstek badanych proszków stopowych (rys. 3 i 4). Zsyntezowane proszki charakteryzowały się morfologią globularną i nie wykazywały tendencji do aglomeracji. Wielkość cząstek proszku Al- 80Fe20 wynosiła 10÷20 μm, natomiast dla proszku Al60Nb40 było to poniżej 10 μm. Badania kalorymetryczne w połączeniu z dyfrakcyjnymi badaniami rentgenowskimi posłużyły do określenia stabilności termicznej stopu zawierającego niob (rys. 5 i 6). Stop ten wykazywał wysoką stabilność termiczną, bowiem jego temperatura krystalizacji wynosiła 908°C (przy szybkości nagrzewania 40°C·min–1). Przeprowadzone pomiary mikrotwardości wykazały, że stop zawierający niob cechuje się większą mikrotwardością (1130 HV0,02) niż stop z żelazem (600 HV0,02).

14

Influence of Sn, Fe and Ag addition on amorphization and thermal stability of mechanically alloyed CuTiZrNi alloys

Oleszak D., Dąbrowska S., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

499-501

EN

The influence of chemical composition on the amorphization and thermal stability of mechanically alloyed CuTiZrNi elemental powder mixtures was studied. The basic Cu47Ti34Zr11Ni8 composition was modified by replacing Ni by Sn and replacing Zr by Fe or Ag. In all cases, except the last one, the alloys characterized by amorphous structure have been synthesized. When Ag replaces Zr, the formation of Cu based solid solution has been observed. For amorphous alloys, the strong influence of the added element on the crystallization temperature and activation energy of crystallization have been observed. The obtained results confirm, that the differences in atomic radii between the elements and the negative values of enthalpy of mixing for the corresponding pairs of elements, promote the amorphization of the powder mixtures subjected to mechanical alloying.

PL

Z powodzeniem przeprowadzono procesy mechanicznej syntezy wybranych stopów na osnowie miedzi, badając wpływ składu chemicznego (dodatek Sn, Fe i Ag) na ich zdolność do amorfizacji i stabilność termiczną. Zastąpienie w amorficznym stopie bazowym o składzie Cu47Ti34Zr11Ni8 niklu cyną, nie pogorszyło jego zdolności do amorfizacji, jednocześnie znacznie zwiększyło stabilność termiczną. Wprowadzenie do stopu 11% at. Fe lub Ag w miejsce cyrkonu spowodowało zróżnicowany skutek. Dodatek żelaza nie wpłynął na możliwość amorfizacji, obniżył jednak stabilność termiczną stopu (temperaturę krystalizacji i energię aktywacji procesu krystalizacji). Natomiast zastąpienie cyrkonu srebrem skutkowało uzyskaniem w procesie mechanicznej syntezy stopu o strukturze roztworu stałego na osnowie miedzi. Uzyskane wyniki potwierdziły, że zróżnicowanie wielkości promieni atomowych i ujemne wartości entalpii mieszania poszczególnych par pierwiastków, silnie wpływają na proces amorfizacji stopów.

15

Influence of casting parameters on thermal properties of bulk metallic glass Cu48 Zr 36Ag11Ti5

Błyskun P., Latuch J., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

670-672

EN

Bulk metallic glasses are sensitive for parameters related to technological process. Thermal stability of metallic glasses and their structure depends on chemical composition and manufacturing conditions. In this work the influence of copper-based bulk metallic glass casting parameters on its thermal properties is studied. A couple of rod-shaped samples were produced by casting method into a copper mold. Structures of samples as well as thermal properties were investigated. Dependence of thermal properties on casting parameters (temperature, pressure) has been determined. A short discussion about probable reason of this dependence is presented. Finally, the parameters that give the opportunity to achieve an optimal thermal properties were selected.

PL

Stosunkowo nowe materiały, jakimi są masywne szkła metaliczne, wykazują dużą czułość na parametry procesu wytwarzania. Stabilność cieplna szkieł metalicznych i ich struktury zależy nie tylko od składu chemicznego, ale także od warunków wytwarzania. W artykule zawarty jest opis wpływu parametrów procesu odlewania masywnego szkła metalicznego na osnowie miedzi na jego właściwości cieplne. Wytworzono serię próbek w zmiennej temperaturze i rożnym ciśnieniu odlewania. Przeprowadzono badania strukturalne oraz badania cieplne wytopionych próbek. Określono zależność właściwości cieplnych od parametrów procesu odlewania. Przedstawiono krotką dyskusję na temat prawdopodobnego źródła tej zależności. Ostatecznie wytypowano parametry, które pozwalają uzyskać szkło o optymalnych właściwościach cieplnych.

16

Kompozyt amorficzno-ceramiczny na osnowie stopu niklu umocniony Al2O3 wytworzony metodą syntezy mechanicznej i konsolidacji proszku

Oleszak D., Kulik T., Kolesnikov D.

Kompozyty

|

2007

|

R. 7, nr 4

195-199

PL

Podjęto próbę wytworzenia kompozytu metaliczno-ceramicznego, w którym osnową jest amorficzny stop na bazie niklu Ni59Zr20Ti16Si5, a umacniającą fazą ceramiczną - korund. Kompozyt uzyskano poprzez zagęszczanie proszków metodą prasowania izostatycznego. Stopowe proszki amorficzne na bazie niklu wytworzono metodą mechanicznej syntezy. Do tej mieszaniny dodano w końcowej fazie procesu mielenia proszku korundu (20% obj.). Wykorzystano przy tym dwa rodzaje tego proszku: standardowy mikrometryczny (50 žm) oraz nanoproszek (80 nm). Poddana mieleniu mieszanina proszków wyjściowych uległa amorfizacji. Stwierdzono, że dodatek proszku korundu obniża stabilność termiczną stopu amorficznego. Przejawia się to obniżeniem temperatury początku krystalizacji fazy amorficznej. W przypadku proszku mikrometrycznego przesunięcie to jest stosunkowo niewielkie (kilka stopni), natomiast dla nanoproszku sięga 50°C. Związane jest to prawdopodobnie z ułatwionym zarodkowaniem fazy krystalicznej na nanocząstkach korundu. Podczas procesu prasowania izostatycznego (1,5 GPa, 0,5 h, 440 i 480°C) nastąpiła częściowa krystalizacja amorficznej osnowy kompozytu, co potwierdziły badania rentgenowskie i kalorymetryczne. Na podstawie dyfrakcyjnych badań rentgenowskich można stwierdzić, że otrzymane produkty krystalizacji wykazywały nanokrystaliczny charakter, jednakże dokładna ich charakterystyka wymaga przeprowadzenia dalszych badań (TEM), a proces konsolidacji - optymalizacji.

EN

An attempt was made to obtain bulk metallic glasses composite by mechanical alloying followed by powder compaction. Ni-based amorphous matrix was fabricated by milling of a mixture of pure crystalline elements. Two types of Al2O3 powders were added (20 vol. %) as the ceramic phase: micrometer in size (50 žm) and nanopowder (80 nm). Mechanical alloying resulted in a full amorphization of the alloy. The addition of ceramic powder influenced the thermal stability of the amorphous phase. Especially in the case of nanopowders, the crystallization temperature of the first crystallization stage of amorphous phase was decreased by about 50°C. The applied parameters of isostatic pressing (1.5 GPa, 0.5 h, 440 and 480°C) resulted in partial crystallization of the alloy. It was verified by XRD and DSC studies. The quality of the compaction was checked by optical microscopy observations, revealing some micropores.

17

Thermal and magnetic properties of nanocrystalline alloys from Fe-Co-Hf-Zr-Cu-B system

Kowalczyk M., Ferenc J., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

283-286

EN

One of the most rapidly developing groups of magnetically soft materials are the nanocrystalline, iron-based alloys. Special interest concerns the materials obtained by partial crystallization of metallic glasses, with better magnetic properties than those found for the amorphous counterparts. Nanocrystalline magnetically soft materials are divided into three main groups: Finemets, Nanoperms and Hitperms. The first two groups of materials exhibit very soft magnetic behavior, however, their application is limited to relatively low temperatures, due to low situated Curie point of their amorphous matrix. The useful method of increasing the Curie temperature of both phases of the alloys is the addition of cobalt. A partial replacement of Fe by Co results in an extension of application temperature to 500-600°C. The modification with Co is most effective for NANOPERM, and hence these Co-modified alloys bear the name of HITPERM. The disadvantage of this modification is that the excellent magnetically soft properties of Nanoperm's alloys are slightly deteriorated. Magnetically soft nanomaterials for high-temperature applications have to fulfill two basic requirements: (i) very soft magnetic behavior at elevated temperatures, and (ii) stable performance at elevated temperatures for the time of application. This paper describes the results of the study of (Fe0,5Coo,5)93-x(Hfi.vZrv)x Cti|B6 alloys, where x = 5, 6, 7 and 9 (at. %) and v = 0, 0.5 and 1. The influence of Hf and Zr on the crystallization process and magnetic properties was investigated. Differential thermal analysis (DTA), X-ray diffraction |XRD) and quasistatic hysteresis loop tracing were used. Isothermal annealing at various temperatures for 1 h was carried out and magnetic properties of the alloys after such heat treatment were studied. Partial replacement of Hf by Zr reduces the temperature of 2nd crystallization stage, reducing the thermal stability of nanocrystalline alloys. All the alloys, if annealed between 450 and 600°C for 1 h exhibit the desired two-phase structure, and if the annealing temperature exceeds 600°C, other phases appear and magnetically soft properties are lost. The lowest coercive field, W,. of 23 A/m, was obtained for the nanocrystalline alloy containing 7% of Hf. An increase of the Hf or Zr total content increases the coercive field, //"of the nanocrystalline alloys. Zr used instead of Hf also increases Hc of the studied materials. However, the content of Zr or Hf does not have a significant influence on the annealing temperature that enables obtaining the lowest coercive field. Such common optimum annealing temperature is 550°C.

PL

Materiały nanokrystaliczne na bazie żelaza są jedną z nowocześniejszych grup materiałów magnetycznie miękkich. Dużym zainteresowaniem cieszą się materiały uzyskiwane na drodze częściowej nanokrystalizacji szkieł metalicznych. Metoda ta pozwala na wytworzenie materiałów posiadających lepsze właściwości magnetycznie miękkie niż materiał amorficzny. Nanokrystaliczne materiały magnetycznie miękkie dzieli się na trzy grupy: FINEMAT, NANOPERM oraz HITPERM. Materiały należące do pierwszych dwóch grup posiadają bardzo wysokie właściwości magnetycznie miękkie, jednakże ich zastosowanie w podwyższonych temperaturach jest mocno ograniczone. Jest to związane z niską wartością temperatury Curie Tc fazy amorficznej. Jednym ze sposobów ominięcia tego problemu jest dodanie do stopu kobaltu. Częściowa zamiana żelaza kobaltem pozwala na wytworzenie materiału, który może być stosowany w temperaturach z zakresu 500-600°C. Zjawisko to najsilniej jest obserwowane w przypadku materiałów z grupy NANOPERM. Materiały takie nazywamy HITPERM. Wadą tej modyfikacji jest pewna utrata miękkich właściwości magnetycznych typowych dla materiałów z grupy NANOPERM. Nanomateriały o właściwościach typowych dla miękkich materiałów magnetycznych do zastosowań w podwyższonych temperaturach winny spełniać dwa podstawowe kryteria: (i) być "miękkie" magnetycznie w podwyższonych temperaturach oraz (ii) ich struktura powinna być stabilna przez cały okres zastosowania. Artykuł ten opisuje wyniki badań dotyczące stopów opisanych wzorem rekurencyjnym (Fe0,5Coo,s)93-x(Hfi.vZrv)xCuiB6, gdzie x = 7, 9 (at. %) oraz v = 0, 0.5, 1. Badany był wpływ zawartości hafnu oraz cyrkonu w stopach na procesy krystalizacji oraz właściwości magnetyczne. Podczas badań zastosowano różnicową analizę termiczną (DTA), dyfraktometrię rentgenowską (XRD) oraz quasistatyczny pomiar pętli histerezy. Izotermiczne wygrzewanie, trwające jedną godzinę, przeprowadzono w różnych temperaturach, a następnie zmierzono właściwości magnetyczne w ten sposób uzyskanych nanokrystalicznych materiałów. Częściowa zamiana hafnu cyrkonem powoduje przesunięcie do niższych temperatur drugiego etapu krystalizacji, co w sposób bezpośredni obniża stabilność termiczną nanokrystalicznego materiału. Wszystkie stopy wygrzewane w temperaturach z zakresu 450 - 600°C w czasie jednej godziny posiadają strukturę dwufazową, a w przypadku wygrzewania w temperaturach powyżej 600°C pojawiają się inne fazy powodujące utratę miękkich właściwości magnetycznych. Najniższa wartość pola koercji Hc, wyniosła 23 A/m, a została otrzymana dla stopu zawierającego 7% at. hafnu. Wzrost zawartości pierwiastków wysokotopliwych w stopie powoduje wzrost wartości pola koercji Hc. Zmiana zawartości hafnu jak i cyrkonu nie wpływa w sposób znaczący na zmianę temperatury procesu nanokrystalizacji. Stwierdzono, że temperatura wynosząca 550°C jest optymalną temperaturą nanokrysta/izacji badanych stopów.

18

Nanocrystalline Ni3Al-based alloys produced from aluminium scrap by mechanical alloying and subsequent heating

Antolak-Dudka A., Krasnowski M., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

504-507

EN

As it is known, the reduction of grain size to the nanometer scale can improve the mechanical properties of materials. In this work, the nanocrystalline powders containing 75at.% of Ni and 25at.% of Al and other alloying elements were produced by ball milling of powdered aluminium scrap (silumins) with addition of Ni powder. The powders were investigated by X-ray diffraction after different stages of milling. The thermal stability of the milled powders was studied using differential scanning calorimetry. The results obtained show that at the first stage of milling small zones of supersaturated Ni(Al,Si...) solid solution were formed. At the end of milling the supersaturated Ni(Al,Si...) solid solution was the milling product. Upon heating of the powders in the calorimeter the Ni(Al,Si...) solid solution became ordered and transformed into the Ni3Al intermetallic based phase.

PL

Jak wiadomo, zmniejszenie wielkości ziarna do skali nano poprawia własności mechaniczne metali. W niniejszej pracy nanokrystaliczne proszki o składzie 75at.% Ni oraz 25at.% Al wraz z pierwiastakami stopowymi wytworzono metodą syntezy mechanicznej z wykorzystaniem sproszkowanego złomu aluminiowego z dodatkiem odpowiedniej ilości niklu. Proszki badano w różnych stadiach mielenia przy użyciu rentgenowskich badań dyfrakcyjnych. Efekty cieplne towarzyszące nagrzewaniu proszków były obserwowane za pomocą skaningowej kalorymetrii różnicowej. Stwierdzono, że w początkowym stadium mielenia tworzą się obszary przesyconego roztworu stałego Ni(Al,Si...), który jest produktem końcowym mechanicznej syntezy. Podczas nagrzewania proszków w kalorymetrze roztwór stały Ni(Al,Si...) ulega przemianie w uporządkowany stop na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al.

19

Nanocrystalline Al-30%Fe alloy obtained by mechanical alloying and hot-pressing

Krasnowski M., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

411-414

EN

In the present study, mechanical alloying followed by hot-pressing consolidation has been used to obtain bulk nanocrystalline Al-30%Fe alloy. Nanocrystalline two-phase Fe(Al)+Al5Fe2 alloy was the product of mechanical alloying of Al-30%Fe powder mixture. The milling product was hot-pressed at 1000 °C for 180 s under a pressure of 7.7 GPa. Structural investigations of the consolidated material revealed that ordering of the Fe(Al) and its transformation into FeAl intermetallic had occurred during sintering and that the mean crystallite size of the FeAl and Al5Fe2 intermetallics were 33 nm and 26 nm respectively. Hence, nanoscale grain size was retained after applied consolidation process. The average microhardness of produced material is 986 HV0.2. The density of compacted materials is 4.38 g/cm3 and its open porosity is 0%. The results obtained show that the quality of compaction with preserving nanometric grain size of the material is satisfactory and its microhardness is relatively high.

PL

W pracy wytworzono lity nanokrystaliczny stop Al-30%Fe wykorzystując syntezę mechaniczną i konsolidację poprzez prasowanie na gorąco. Produktem syntezy mechanicznej mieszaniny proszków Al-30%Fe był nanokrystaliczny stop dwufazowy Fe(Al)+Al5Fe2. Produkt mielenia poddano prasowaniu na gorąco w temperaturze 1000 °C przez 180 s pod ciśnieniem 7,7 GPa. Badania strukturalne skonsolidowanego materiału wykazały, że podczas prasowania nastąpiło uporządkowanie roztworu stałego Fe(Al) i jego przemiana w fazę międzymetaliczną FeAl oraz że średnia wielkość ziaren faz międzymetalicznych FeAl i Al5Fe2 jest równa odpowiednio 33 i 26 nm. Średnia mikrotwardość wytworzonego materiału wynosi 986 HV0,2. Gęstość skonsolidowanego materiału wynosi 4,38 g/cm3, a jego porowatość otwarta - 0%. Uzyskane wyniki pokazały, że jakość konsolidacji z zachowaniem nanometrycznej wielkości ziaren w materiale jest zadowalająca, a jego mikrotwardość - relatywnie wysoka.

20

Influence of silicon content on the microhardness of Al9i_xSixNi7Mm2 rapidly solidified ribbons

Cieślak G., Latuch J., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

375-376

EN

Rapid soldification is well known method to obtain alloys with nanometer grain size. The nanometer grains provide an increase of mechanical properties of the alloys. In the present work Al-Si-Ni-Mm (mischmetal) alloys were produced by melt spinning technique to obtain nanoscale grains embeded in amorphous matrix. The melt spun ribbons were invastigated by X-Ray difraction (XRD) and differential scanning calorimetry (DSC). The mechanical properties of the ribbons were examined by the microhadness measurements. The microhardness of the alloys increase from 650HV0.02 to 990HV0.02 with decrising Si content.

PL

Jak wiadomo, ultraszybkie chłodzenie jest bardzo dobrą metodą do otrzymywania materiałów o nanometrycznej wielkości ziarna. Takie nanokrystaliczne materiały wykazują znaczną oprawę właściwości mechanicznych w porównaniu ich z materiałami otrzymywanymi metodami tradycyjnymi. W niniejszej pracy opisano wytworzenie metodą odlewania strugi ciekłego stopu na szybkoobracający bęben metalowy nanokrystalicznych stopów z układu Al-Si-Ni-Mm (miszmetal).Mikrostrukturę otrzymanych taśm zbadano metodą dyfrakcji promieni rentgenowskich oraz metodą skaningowej kalorymetrii różnicowej. Właściwości mechaniczne tak otrzymanych stopów zbadane zostały za pomocą pomiaru mikrotwardości. Zauważono, że wraz ze zmniejszeniem zawartości krzemu wartość mikrotwardości rośnie od 650HV0.02 do 990HV 0.02.