Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 44

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  rapid solidification
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
EN
The article presents research aimed at determining the effect of adding rare earth elements to near-eutectic Al-Si and Al-Si-Ni alloys on the microstructure and mechanical properties of the obtained products. Material for the research was prepared using a melt spinner - a device used for rapid crystallization, casting thin ribbons, which were then subjected in subsequent stages to fragmentation, consolidation and plastic working. The ribbons and extruded rods cast were described in terms of their structure and their strength properties were determined at different measurement temperatures. It was shown that the lightweight materials produced from aluminium alloys using the rapid solidification process have an ultra-fine structure and good strength properties. Analysis under a microscope confirmed that the addition of rare earth alloys Al-Si and Al-Si-Ni causes fragmentation of the microstructure in the tapes produced. The presence of rare earth elements in the alloys tested has an impact on the type and the morphology of the particles of the microstructure’s individual components. In addition to the change in particle morphology, the phenomenon of the separation of numerous nanometric particles of intermetallic phases containing rare earth elements was also observed. The change in microstructure caused by the addition of rare earth elements in the form of a mischmetal increases the mechanical properties.
EN
This research describes effects of Si addition on microstructure and mechanical properties of the Al-Cr based alloys prepared manufactured using gas atomization and SPS (Spark Plasma Sintering) processes. The Al-Cr-Si bulks with high Cr and Si content were produced successfully using SPS sintering process without crack and obtained fully dense specimens close to nearly 100% T. D. (Theoretical Density). Microstructure of the as-atomized Al-Cr-Si alloys with high contents of Cr and Si was composed multi-phases with hard and thermally stable such as Al13Cr4Si4, AlCrSi, Al8Cr5 and Cr3Si intermetallic compounds. The average hardness values were 703 Hv for S5, 698 Hv for S10 and 824 Hv for S20 alloy. Enhancement of hardness value was resulted from the formation of the multi-intermetallic compound with hard and thermally stable and fine microstructure by the addition of high Cr and Si using rapid solidification and SPS process.
EN
The microstructure, elemental and phase composition of rapidly solidified foils of Al-In alloys were investigated using SEM with EDX, XRD and RBS. It was found that thin surface layers of foils are enriched with indium that results in hydrophilization of alloys. Wetting transition from the homogeneous Wenzel state to the heterogeneous Cassie-Baxter state observed when indium content increases at the foil surface of hydrophilic Al- In alloys is discussed in terms of the penetration of water into the micro/nanostructures of foil surfaces.
PL
Na podstawie pomiarów SEM z EDX, XRD i RBS przeprowadzono badania składu pierwiastkowego, fazy i mikrostruktury szybko zestalonych powłok stopów Al-In. Stwierdzono, że cienkie warstwy powierzchniowe powłok wzbogacają się w ind, co powoduje hydrofilizację stopów. Przejście zawilgocenia z jednolitego stanu Wenzel do heterogenicznego stanu Cassie-Baxter, obserwowanego gdy następuje wzrost zawartości indu na powierzchni powłoki hydrofilowych stopów Al-In, zostało przeanalizowane pod kątem wnikania wody do powierzchniowych mikro i nano struktur powłoki.
PL
W przeglądowej formie przedstawiono wyniki dotychczasowych badań szybkokrystalizowanych stopów aluminium, które wykonano w latach 1999–2016 w ramach współpracy naukowo-badawczej Wydziału Metali Nieżelaznych AGH i Nihon University w Tokio. Zastosowanie rozpylania ciekłego stopu na powierzchnię intensywnie chłodzonego walca miedzianego pozwoliło uzyskać cienkie płatki metaliczne, które następnie konsolidowano mechanicznie w procesie prasowania, odgazowania próżniowego i wyciskania. Badano materiały zawierające dodatki stopowe takie, jak Si, Mn, Fe, Ni, Co oraz typowy skład dla wybranych stopów serii 7000 (Mezo10 i Mezo20). Wyróżniono trzy grupy materiałów różniących się trwałością efektu rozdrobnienia składników strukturalnych po szybkiej rekrystalizacji. W warunkach wyżarzania w podwyższonej temperaturze najbardziej stabilne wydzielenia (Si) stwierdzono w stopach RS Al-Si. Stopy RS zawierające metale przejściowe takie, jak Fe, Ni, Mn, Co charakteryzują się umiarkowanie stabilną morfologią wydzieleń, które ulegają bardzo powolnej koagulacji w wysokiej temperaturze, lecz nie osiągają rozmiarów typowych dla materiałów wytwarzanych w technologiach przemysłowych. Stwierdzono, że szybka krystalizacja wymienionych stopów znacząco zwiększa nie tylko własności wytrzymałościowe, ale również plastyczność powyższych stopów. Do trzeciej grupy szybko-krystalizowanych materiałów należą wyroby ze stopów serii 2000, 6000, 7000, które w technologiach przemysłowych poddaje się umocnieniu w procesie starzenia. Pokazano przy-kłady badań strukturalnych i mechanicznych stopów Mezo10 i Mezo20 (seria 7000). Materiały RS wykonane z tych stopów charakteryzują się obecnością wydzieleń o wymiarach 0,5–1,5 µm zawierających podstawowe dodatki stopowe Zn, Mg, Mn. Obecność tych wydzieleń wynika z procesu szybkiej krystalizacji, który nadaje cechy struktury odmienne od przewidywanych zgodnie z wykresem równowagi termodynamicznej.
EN
This review presents the results of studies on rapidly-solidified (RS) aluminum alloys that have been performed during the years 1999-2016 as part of scientific and research cooperation program between the Faculty of Non-ferrous Metals at AGH and Nihon University in Tokyo. The application of liquid alloy spraying onto the intensively cooled and rotating copper cylinder made it possible to obtain thin metallic flakes, which were then consolidated mechanically in the process of pressing, vacuum degasification and extrusion. Materials containing alloying elements such as Si, Mn, Fe, Ni, Co, and selected AA7000series alloys (Mezo10 and Mezo20) were studied. Three groups of materials were distinguished, differing in the persistence of the refinement effect on structural components following rapid recrystallization. Under annealing conditions at elevated temperature, the most stable precipitates (Si) were observed in RS Al-Si alloys. RS alloys containing transitional metals such as Fe, Ni, Mn and Co are characterized by a moderately stable morphology of precipitates, which undergo very slow coarsening at high temperature but do not reach the sizes typical for materials manufactured by industrial technologies. It was found that rapid crystallization of the aforementioned alloys significantly in-creases not only their strength properties but also their plasticity. The third group of rapidly-solidified materials include products made of 2000-, 6000- and 7000-series alloys, which are usually hardened by means of aging process in industrial technologies. Examples of structural and mechanical tests conducted on the Mezo10 and Mezo20 (7000-serie alloys) are shown. RS materials made from these alloys are characterized by the presence of precipitates with sizes of 0.5-1.5 µm, containing basic alloying elements, i.e. Zn, Mg, Mn. The presence of these precipitates arises from the rapid crystallization process, which bestows structural features different from those expected according to the thermo-dynamic equilibrium (phase) diagram.
EN
In this study, metal matrix composite materials containing melt-spun Al-20Si-5Fe alloys and boron carbide was produced by high energy ball milling and then hot pressing at 200 MPa pressure and 450°C. Mechanical and microstructural characterizations were performed by using an optical microscopy, X-Ray diffractometer, and dynamic microhardness tester. It was observed that boron carbide particles were homogenously distributed in the microstructure and values of microhardness and elastic modules were averagely 830 MPa and 42 GPa, respectively.
EN
The detonation gas spraying method is used to study solidification of the Fe-40Al particles after the D-gun spraying and settled on the water surface. The solidification is divided into two stages. First, the particle solid shell forms during the particle contact with the surrounding air / gas. Usually, the remaining liquid particle core is dispersed into many droplets of different diameter. A single Fe-Al particle is described as a body subjected to a rotation and finally to a centrifugal force leading to segregation of iron and aluminum. The mentioned liquid droplets are treated as some spheres rotated freely / chaotically inside the solid shell of the particle and also are subjected to the centrifugal force. The centrifugal force, and first of all, the impact of the particles onto the water surface promote a tendency for making punctures in the particles shell. The droplets try to desert / abandon the mother-particles through these punctures. Some experimental evidences for this phenomenon are delivered. It is concluded that the intensity of the mentioned phenomenon depends on a given droplet momentum. The droplets solidify rapidly during their settlement onto the water surface at the second stage of the process under consideration. A model for the solidification mechanism is delivered.
7
Content available remote Effect of topography on wettability of rapidly solidified Al-In alloys
EN
The wettability of rapidly solidified foils of Al-In alloys containing up to 4.7 at.% of In was investigated by means of sessile-drop method and atomic force microscopy. It was found that In significantly changes wetting properties of pure Al from a hydrophobic behaviour to a hydrophilic one. The effect of topography on the wetting properties of nano-rough foils demonstrates that an increase in In content up to 0.7 at.% resulted in a transition from a homogeneous to a heterogeneous wetting behaviour when decreasing the roughness of the surface makes it more hydrophilic.
PL
Zwilżalność szybko skrystalizowanych foli stopu Al-In zawierających In do 4,7 at.% została zbadana za pomocą metody „siedzącej kropli” oraz mikroskopii sił atomowych. Określono, że dodatek In znacząco zmienia właściwości zwilżające czystego Al z hydrofobowych na hydrofilowe. Wpływ topografii na właściwości zwilżające nano-chropowatych folii przedstawia, że wzrost zawartości In do 0,7 at.% skutkuje w zmianie właściwości zwilżających z homogenicznych na heterogeniczne oraz zwiększająca się chropowatość powierzchni powoduje, że stają się one hydrofilowe.
EN
Rapid solidification is a relatively new and effective way of producing ultrafine-grained UFG aluminum alloys with enhanced mechanical properties. Due to a significant cooling rate close to nearly 106 K/s, it is possible to obtain a material with grain size far below 100 nm. In the present study, RS aluminum alloys with an Si content in a range of 5–10 wt% were produced during melt spinning. As a result, materials in the form of ribbons were produced. The as-received flakes were subjected to cold pressing into cylindrical billets with a diameter of 40 mm. Hot extrusion of pre-compacted material was subsequently performed at a temperature of 450°C with a press ram speed of 3 mm/s and extrusion ratio of λ = 25. In this work, the influence of brittle phases on the mechanical properties of as-extruded rods will be examined. Both tensile and microhardness tests were performed in order to determine the mechanical properties of the obtained profiles. It has been shown that brittle-phase refinement during melt spinning significantly influences the mechanical properties of the tested materials.
PL
W wyniku szybkiej krystalizacji możliwe jest otrzymanie struktury drobnoziarnistej stopów aluminium o podwyższonych własnościach mechanicznych. Znaczna szybkość chłodzenia na poziomie 106 K/s umożliwia otrzymanie wielkości ziarna na poziomie 100 nm. W prezentowanych w pracy badaniach szybkiej krystalizacji poddano stopy aluminium o zawartości 5 oraz 10% wagowych Si. Otrzymane taśmy poddano wstępnemu prasowaniu na zimno do form brykietów o średnicy 40 mm. Proces wyciskania przeprowadzono w temperaturze 450°C z prędkością tłoka równą 3 mm/s. Stopień przerobu wynosił λ = 25. W niniejszym opracowaniu badano wpływ kruchych faz na własności mechaniczne wyciskanych prętów. W tym celu wykonano próbę jednoosiowego rozciągania oraz pomiary mikrotwardości otrzymanych profili. Wykazano znaczny wpływ rozdrobnienia kruchych faz podczas szybkiej krystalizacji na własności mechaniczne badanych materiałów.
EN
The aim of the present work was to plan and carry out an experiment consisting of amorphization of industrial magnesium alloy WE 43 (Mg - 4 Y - 3 RE - 0.5 Zr) modified by the copper addition. Investigated alloy modified with 20% of copper was rapidly quenched with the use of melt spinning technique. The effects of cooling rate on the structure and properties of the obtained material were extensively analyzed. The structure and phase analysis of samples were examined using X-ray diffraction method (XRD) while the thermal stability of the samples was determined by differential scanning calorimetry (DSC). Microstructure observations were also conducted. The microhardness tests (HV0.02) and corrosion resistance tests were carried out to investigate the properties of the material. Corrosion resistance measurements were held using a typical three-electrode system. As the result of the research, the effect of cooling rate on microstructure and properties of investigated alloy was determined.
EN
Paper present a thermal analysis of laser heating and remelting of EN AC-48000 (EN AC-AlSi12CuNiMg) cast alloy used mainly for casting pistons of internal combustion engines. Laser optics were arranged such that the impingement spot size on the material was a circular with beam radius rb changes from 7 to 1500 μm. The laser surface remelting was performed under argon flow. The resulting temperature distribution, cooling rate distribution, temperature gradients and the depth of remelting are related to the laser power density and scanning velocity. The formation of microstructure during solidification after laser surface remelting of tested alloy was explained. Laser treatment of alloy tests were perform by changing the three parameters: the power of the laser beam, radius and crystallization rate. The laser surface remelting needs the selection such selection of the parameters, which leads to a significant disintegration of the structure. This method is able to increase surface hardness, for example in layered castings used for pistons in automotive engines.
PL
Stopy aluminium należą do podstawowych materiałów konstrukcyjnych, szczególnie w przemyśle samochodowym i lotniczym. Ze względu na charakter obciążeń, wytrzymałość zmęczeniowa stanowi istotne kryterium determinujące zakres potencjalnych zastosowań materiałów konstrukcyjnych w tym obszarze. Zmniejszenie rozmiaru ziaren do zakresu submikro lub nanometrycznego realizowane m.in. metodami przeróbki plastycznej z zastosowaniem bardzo dużych odkształceń lub metodą konsolidacji plastycznej rozdrobnionych form materiału o strukturze w pełni lub częściowo amorficznej umożliwia uzyskanie bardzo dużych właściwości wytrzymałościowych w warunkach obciążeń statycznych. Wyniki badań potwierdzają możliwość zwiększenia w ten sposób również wytrzymałości zmęczeniowej, chociaż stwierdzono również przypadki pogorszenia właściwości zmęczeniowych stopu. Efekt rozdrobnienia ziaren silnie zależy od składu fazowego i mikrostruktury stopu, jak również od geometrii próbek i warunków obciążenia oraz liczby cykli do zniszczenia (wytrzymałość nisko- i wysokocyklowa). W pracy badano wysokocyklową trwałość zmęczeniową (w warunkach zginania) ultradrobnoziarnistych, konsolidowanych plastycznie stopów aluminium RS442 oraz RS5083, stosując próbki o przekroju prostokątnym z karbem. Poddano analizie zmianę ich właściwości zmęczeniowych i charakteru pękania w porównaniu z odpowiadającymi im materiałami otrzymywanymi metodami konwencjonalnymi. Stwierdzono dominujący udział pękania międzykrystalicznego w stopach konsolidowanych plastycznie, niezależnie od schematu zastosowanej po konsolidacji obróbki cieplnej lub przeróbki plastycznej. Skutkiem osłabienia „nowych” granic ziaren powstałych podczas konsolidacji plastycznej jest mniejsza trwałość zmęczeniowa stopów ultradrobnoziarnistych. Wprowadzenie grafitu do stopu RS442 powoduje zwiększenie trwałości zmęczeniowej stopu w zakresie dużych wartości amplitudy naprężenia na skutek zwiększenie nieregularności ścieżki pęknięcia i zjawisko przesłaniania wierzchołka pęknięcia.
EN
Aluminium alloys are the basic structural materials, especially in automotive and aircraft industry. Fatigue strength is an important criterion determining the range of potential applications of structural materials in that area. Grain refinement down to submicro or nanometric level, that can be realized using severe plastic deformation methods or rapid solidification and plastic consolidation of partially or fully amorphous forms of material, enables significant improvement of strength properties of the alloys under static loads. Results of the studies indicate the possibility of increasing also fatigue strength using this method but inverse effects were also reported. The influence of grain refinement on fatigue behaviour depends on many factors like phase composition and microstructure of the alloy, but also specimen geometry, loading conditions and form of fatigue process (low or high cycle fatigue). In the paper high-cycle fatigue life of plastically consolidated RS442 and RS5083 aluminium alloys was examined in bending test using notched specimens with rectangular cross-section. The fatigue behaviour and fracture mechanisms of these alloys were compared to materials produced using conventional methods. Regardless of following heat treatment or plastic working conditions in all plastically consolidated variants of the alloys intergranular cracking prevailed. Relative weakening of the ‘new’ grain boundaries formed during plastic consolidation resulted in lower fatigue life of ultrafine-grained alloys. Addition of graphite to RS442 alloy led to increase of fatigue life for higher stress range due to increased crack path tortuosity and crack tip shielding phenomenon.
EN
Aluminium-magnesium 5083 alloy was rapidly solidified by means of melt spinning technique and plastically consolidated during subsequent hot extrusion process. As a result, rods 8 mm in diameter were obtained. Structure of as-extruded material is characterized by ultra-fined grains, which influences on increasement of mechanical properties of the material. The strengthening effect was further enhanced by application of thermo-mechanical treatment consist of cold rolling combined with isothermal annealing. As a result, reduction of grain size from ∼710 nm to ∼270 nm as well as enhancement of yield stress (330 MPa to 420 MPa) and ultimate tensile strength (410 MPa to 460 MPa) were achieved. Based on received results Hall-Petch coefficients (σ0, k) for 5083 RS material were determined.
PL
Stop aluminium 5083 został poddany szybkiej krystalizacji z następującą po niej plastyczną konsolidacją w procesie wyciskania na gorąco. Otrzymane pręty o średnicy 8mm posiadały strukturę sub-mikronową dającą w efekcie podniesione własności mechaniczne: granicę plastyczności 330 MPa i wytrzymałość na rozciąganie 410 MPa. Tak otrzymany materiał poddano dodatkowej obróbce cieplno-mechanicznej. W wyniku otrzymano znaczne podniesienie właściwości mechanicznych. W najlepszym przypadku dla ziarna o średniej średnicy 270 nm otrzymano materiał o granicy plastyczności 420 MPa oraz wytrzymałości 460 MPa. Parametry mechaniczne otrzymane dla różnych średnic ziaren pozwoliły na określenie parametrów równania Hall’-Petch'a.
13
EN
The aim of the studies described in this article was to present the effect of rare earth elements on aluminium alloys produced by an unconventional casting technique. The article gives characteristics of the thin strip of Al-Si-RE alloy produced by Rapid Solidification (RS). The effect of rare earth elements on structure refinement, i.e. on the size of near-eutectic crystallites in an aluminium–silicon alloy, was discussed. To determine the size of crystallites, the Scherrer X-ray diffraction method was used. The results presented capture relationships showing the effect of variable casting parameters and chemical composition on microstructure of the examined alloys. Rapid Solidification applied to Al-Si alloys with the addition of mischmetal (Ce, La, Ne, Pr) refines their structure.
PL
Celem badań opisanych w artykule było przedstawienie wpływu pierwiastków metali ziem rzadkich na stopy aluminium otrzymywane niekonwencjonalną metodą odlewniczą. W artykule scharakteryzowano cienką taśmę ze stopu Al-Si-RE wytworzoną metodą szybkiej krystalizacji (Rapid Solidification). Przedstawiono wpływ pierwiastków metali ziem rzadkich na rozdrobnienie struktury - wielkość krystalitów okołoeutektycznego stopu aluminium - krzem. Do oznaczenia wielkości krystalitów wykorzystano rentgenowską dyfrakcyjną metodę Scherrera. Zaprezentowane wyniki ujmują zależności zmiennych parametrów odlewania i składu chemicznego na mikrostrukturę badanych stopów. Zastosowanie szybkiej krystalizacji dla stopów Al-Si z dodatkiem miszmetalu (Ce, La, Ne, Pr) powoduje rozdrobnienie ich struktury.
EN
The paper presents the technological aspect of the process of casting, crushing and plastic consolidation of semi-finished products from magnesium alloy. The aim of this study was to produce by the rapid solidification process a magnesium alloy from the MgAl9Zn1 family in the form of ribbons with ultrafine grain structure. The material cast in the melt spinning device was next crushed and subjected to the operation of cold consolidation and hot extrusion. The paper presents different stages of the process, including initial characterisation of the obtained material.
PL
W artykule przedstawiono aspekt technologiczny procesu odlewania, rozdrabniania i konsolidacji plastycznej otrzymywa- nych półwyrobów ze stopu magnezu. Celem pracy było wytworzenie metodą szybkiej krystalizacji stopu magnezu z układu MgAlOZn1, o ultradrobnoziarnistej strukturze w postaci taśmy. Materiał odlany na stanowisku melt spinning w kolejnym etapie został rozdrobniony i poddany procesowi konsolidacji na zimno i wyciskaniu na gorąco. W artykule zostały przedstawione poszczególne etapy procesu wraz z wstępną charakteryzacją otrzymywanego materiału.
15
Content available D-gun Sprayed Fe-Al Single Particle Solidification
EN
Some Fe-Al particles less than 50 μm in diameter were deposited onto the steel substrate by means of the D-gun spraying. A solidification mechanism of an individual particle is described. The particle subjected to the description contained nominally 63 at.% Al. The description was preceded by the TEM / SAED analysis of both the Fe-Al coating and Ni-20Cr interlayer. The whole number of the analyzed particles was partially melted during the deposition. The solidification products like: amorphous phase sub-layer, oscillatory sub-layer which contains two types lamellae distributed alternately and typically non-equilibrium phase sub-layer were revealed. In the micro scale, solidification was considered as a process which occurred in two directions: towards the substrate and towards the non-melted particle part. Both solidification processes underwent the positive thermal gradients. The boron addition was localized within the eutectic precipitates pushed and then rejected by the solid/liquid interface of the solidifying non-equilibrium phase. The proposed model is a general one and therefore can be applied to other systems ;description.
PL
Cząstki proszku Fe-Al niniejsze niż 50 μm w średnicy zostały osadzone detonacyjnie na podłożu stalowym. Opisuje się mechanizm krystalizacji pojedynczej cząstki. Cząstki poddane opisowi zawierały nominalnie 63 aL% Al. Opis poprzedzono badaniami struktury metodą TEM / SAED dotyczącymi zarówno powłoki Fe-Al jak i między warstwy Ni-20Cr. Wszystkie analizowane cząstki były częściowo nadtopione podczas osadzania. Zidentyfikowano produkty krystalizacji takie jak: podwarstwę amorficzną, podwarstwę oscylacyjną zawierającą periodycznie ułożone pły tki dwu faz oraz podwarstwę zawierającą fazę typowo nierównowagową. W mikroskali proces wzrostu faz jest analizowany jako zachodzący w dwu kierunkach: w stronę podłoża i w stronę niestopionej części cząstki. Obydwa procesy wzrostu zachodziły w obecności dodatniego gradientu temperatury. Bor dodany do powłoki został zlokalizowany w eutektyce odepchniętej przez front krystalizacji fazy typowo nierównowagowej. Proponowany model ma charakter ogólny i może być zastosowany do opisu innych systemów.
PL
Niski ciężar właściwy, dobre przewodnictwo elektryczne oraz dobra odporność na korozję to cechy którymi charakteryzują się stopy aluminium z magnezem i krzemem (seria 6000). Na takie materiały jest zapotrzebowanie w przemyśle samochodowym, w budownictwie, w energetyce oraz wszędzie tam, gdzie od materiału wymaga się wysokiej wytrzymałości właściwej. Warto zaakcentować, że w celu maksymalizacji własności mechanicznych oraz plastyczności konieczne jest dążenie do uzyskania ziarna o rozmiarach submikronowych. W celu zbadania wpływu szybkiej krystalizacji na własności stopu 6060 materiał przetopiono i odlano do metalowej kokili. Odlany materiał podzielono na dwie części. Pierwszą część od razu wyciśnięto w temperaturze 350 [stopni]C. Drugą część poddano procesowi szybkiej krystalizacji (RS) metodą melt spinning. Otrzymane taśmy wstępnie zagęszczono do formy cylindrów i wyciśnięto w temperaturze 350 [stopni]C. Na tak uzyskanym materiale przeprowadzono badania strukturalne obejmujące mikroskopię świetlną i elektronową oraz badania mechaniczne.
EN
The aluminium alloys from the series, named 6XXX are known for their low density, good electrical conduction and high corrosion resistivity. There is a massive demand on such materials for the automotive industry, building engineering, power industry and in all other appliances, that need materials of high strength, compared to its weight. It is worth emphasizing, that maximizing mechanical properties of metallic materials requires inventing methods of production materials with submicron grain size. The investigated material was of aluminium alloy 6060. Alloy was melted and subsequently casted into a metal mould. The as-cast material was divided into two parts: the first one was extruded in 350 [degrees]C. The other one was melted again and rapidly solidified (melt-spin method). Obtained strips were condensed into cylindrical form and afterwards extruded in the same conditions, as the first part of the material. There were structural(LM and SEM) and mechanical tests, carried out on both parts of extruded material.
17
Content available remote Hydrogen profiling in rapidly solidified Al-Fe alloy foils
EN
Elemental composition of rapidly solidified Al-0.2 at.% Fe alloy has been examined using elastic recoil detection technique and Rutherford backscattering spectroscopy to investigate the changes in hydrogen depth distribution under heat treatment. It was found that hydrogen was limited to near-surface region (400 nm) of as-cast foils. Most detected hydrogen was localized in the subsurface regions and estimated to be 3.6 at.%. Strong hydrogen segregation on air-side surface was observed in alloy annealed at 500°C and showed increase in its content up to 9.6 at.%.
PL
Zbadano skład pierwiastkowy szybko zestalonego stopu Al. 0.2 at.%-Fe przy użyciu metod elastycznego odrzutu (ERD) oraz rozpraszania wstecznego Rutherforda (RBS) w celu zanalizowania zmian rozkładu głębokościowego wodoru zachodzących w trakcie obróbki termicznej. Stwierdzono, że koncentracja wodoru była ograniczona do obszaru przypowierzchniowego (400nm) nowowytworzonych powłok. Większość zawartości wykrytego wodoru była umiejscowiona w obszarach podpowierzchniowych i została oszacowana na 3.6 at.%. Dla stopu wygrzewanego w temperaturze 500oC zaobserwowano silną segregację wodoru na zewnętrznej stronie powierzchni oraz wzrost jego zawartości do 9.6 at.%.
EN
The aim of this work was to investigate effect of alloying elements, silicon and copper, on structure and properties of aluminium alloys strengthened with quasicrystalline particles. Melts spun ribbons based on aluminium, manganese and iron with addition of copper and silicon were prepared by melt spinning method with linear velocity 30 m/s of copper wheel. Both structure and properties of obtained alloys were studied, including microhardness and thermal stability. The latter is especially important since quasicrystals formed during rapid solidification are metastable and undergo transformation to crystalline phases after annealing at higher temperature range causing deterioration of alloy mechanical properties. Results were compared with values obtained for ternary alloy. The microstructures obtained for both type of ribbons were inhomogeneous on their crosssection and varied depending on cooling rates within different zones of fonned ribbons. At the wheel side most frequently fine structure was observed. The studied ribbons contained mainly two phases - quasicrys- talline particles and aluminium solid solution as matrix. Quasicrystals present in both obtained ribbons had various shapes from spherical particles, through dendrites to lamellar eutectic of different size. Results of chemical analysis ofphases present in the samples indicated that introduced alloying elements were distributed in quasicrystalline phase, as well as, in the matrix. It was concluded that these additions, Si and Cu, do not show any improvement in thermal stability of investigated melt spun ribbons or microhardness values which were lower than values obtained for ternary composition. This decrease can be connected with presence of intermetallic phases which were identified in both alloys using XRD and TEM. However, presence of additions in alloys matrix can be beneficial during thermal treatment leading to the precipitation hardening.
PL
Celem pracy było zbadanie wpływu dodatków stopowych, krzemu i miedzi, na strukturę i własności stopów aluminium umacnianych cząstkami kwazikrystalicznymi. Szybkochłodzone taśmy na bazie aluminium, manganu i żelaza z dodatkiem miedzi i krzemu wytworzono za pomocą metody odlewania z fazy ciekłej na wirujący walec przy szybkości liniowej obracającego się walca 30 m/s. Zbadano strukturę i własności otrzymanych taśm, W tym mikrotwardość oraz stabilność termiczną i porównano ze stopem trójskładnikowym. Stabilność powstałych faz jest szczególnie ważna ze względu na to, że kwazikryształy otrzymane za pomocą szybkiego krzepnięcia są strukturami metastabilnymi i ulegają przemianie w fazy krystaliczne podczas wygrzewania w podwyższonej temperaturze, powodując tym samym pogorszenie własności mechanicznych stopu. Mikrostruktura obu taśm była niejednorodna na przekroju i zależała od stopnia przechłodzenia w danej strefie. Od strony walca zwykle obserwowano strukturę rozdrobnioną. Badane taśmy zawierały głównie dwie fazy - kwazikryształy oraz roztwór stały aluminium. Kwazikryształy obecne w wytworzonych taśmach w obu przypadkach występowały zarówno w postaci kulistych cząstek i dendrytów, jak również eutektyki płytkowej o różnej wielkości. Wyniki analizy składu chemicznego faz obecnych w taśmach wykazały, że wprowadzone dodatki są rozłożone zarówno w fazie kwazikrystalicznej, jak i w osnowie. Stwierdzono, że zastosowane dodatki (Si oraz Cu) nie wpłynęły korzystnie na stabilność terrniczną stopów ani na otrzymane wartości mikrotwardości, które były mniejsze od otrzymanych dla stopu trójskładnikowego. Za spadek mikrotwardości może odpowiadać pojawienie się dodatkowych faz międzymetalicznych, których obecność potwierdzono za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Obecność zastosowanych dodatków w osnowie może mieć jednak znaczenie podczas obróbki cieplnej stopów i prowadzić do ich umocnienia przez dodatkowe wydzielenia.
EN
Tested Al-5Co and Al-5Mg-5Co materials were manufactured using a common ingot metallurgy (IM) and rapid solidification (RS) methods combined with mechanical consolidation of RS-powders and hot extrusion procedures. Mechanical properties of as-extruded IM and RS alloys were tested by compression at temperature range 293-773 K. Received true stress vs. true strain curves were typical for aluminum alloys that undergo dynamic recovery at high deformation temperature. It was found that the maximum flow stress value for Al-5Mg-5Co alloy was much higher than that for Al-5Co, both for IM and RS materials tested at low and intermediate deformation temperatures. The last effect results from the solid solution strengthening due to magnesium addition. However, the addition of 5% Mg results also in the reduction of melting temperature. Therefore, the flow stress for Al-5Mg-5Co alloy was relatively low at high deformation temperatures. Light microscopy observations revealed highly refined structure of RS materials. Analytical transmission electron microscopy analyses confirmed Al9Co2 particles development for all tested samples. Fine acicular particles in RS materials, ∽1μm in size, were found to grow during annealing at 823K for 168h. As result, the hardness of RS materials was reduced. It was found that severe plastic deformation due to extrusion and additional compression did not result in the fracture of fine particles in RS materials. On the other hand, large particles observed in IM materials (20μm) were not practically coarsened during annealing and related hardness of annealed samples remained practically unchanged. However, processing of IM materials was found to promote the fracture of coarse particles that is not acceptable at industrial processing technologies.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań stopów Al-5Co i Al-5Co-5Mg, które zostały przygotowane metodą metalurgii konwencjonalnej (IM), oraz metodą szybkiej krystalizacji (RS) połączonej z mechaniczną konsolidacją szybko-krystalizowanych proszków i wyciskaniem na gorąco. Ocenę własności mechanicznych wyciskanych stopów IM oraz RS wykonano za pomocą prób ściskania w zakresie temperatury 293-773K. Przebieg krzywych σt -εt dla badanych materiałów jest typowy dla stopów aluminium ulegającym zdrowieniu dynamicznemu. Naprężenie maksymalne stopów Al-5Mg-5Co jest znacznie wyższe niż w stopach Al-5Co zarówno wykonanych metodą IM jak i RS. Wraz ze wzrostem temperatury ściskania maleje wpływ umocnienia roztworowego magnezu na własności badanych stopów. Podczas odkształcania w 623K-773K naprężenie uplastyczniające dla stopu Al-5Co jest większe niż dla Al-5Co-5Mg. Wskazano, że przyczyną może być obniżanie się temperatury topnienia pod wpływem dodatku magnezu (zwiększenie temperatury homologicznej w próbach odkształcania). Obserwacje strukturalne materiałów po szybkiej krystalizacji wykonane z użyciem mikroskopii optycznej wykazały występowanie drobnoziarnistej struktury. Badania wykonane z użyciem transmisyjnej mikroskopii elektronowej potwierdziły występowanie we wszystkich badanych próbkach wydzieleń typu Al9Co2. Drobne wydzielenia w stopach RS o początkowej wielkości poniżej 1μm ulegają rozrostowi w czasie wyżarzania przez 168h w 823K, co powoduje zmniejszenie twardości szybko-krystalizowanych materiałów. Korzystna cecha tych materiałów jest m.in. ich zwiększona podatność na odkształcenie, która przejawia się brakiem pękania wydzieleń wskutek dużych odkształceń plastycznych wskutek wyciskania i późniejszego ściskania próbek. W materiałach IM, w których wielkość cząstek przekraczała 20μm, podczas wyżarzania nie obserwowano zauważalnego efektu rozrostu wydzieleń, co się wiąże z brakiem istotnych zmian twardości stopu podczas wyżarzania. Jednakże występowanie tak dużych cząstek po procesie IM jest nie do zaakceptowania w przemysłowych procesach przetwórstwa metali ze względu na pękanie wydzieleń podczas przeróbki, co na ogół prowadzi do makroskopowego pękania wyrobów.
EN
In the paper, results of stress-rupture test applied to MAR-M-509 cobalt alloy specimens, in as-cast condition and with microstructure shaped under rapid solidification conditions are presented. The material for the study were castings of MAR-M509 alloy obtained by means of the investment casting method. The rapid solidification conditions were obtained by means of remelting process carried out with the use of GTAW method. The effect of rapid solidification following the remelting process is a refinement of microstructure in castings of MAR-M509 alloy and significant extension of the time to rupture in stress-rupture test.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.