Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Ball milling of Al-based alloys to obtain amorphous-nanocrystalline structure

100%

Kukuła A. , Lityńska-Dobrzyńska L. , Góral A. , Dutkiewicz J.

|

tom Vol. 32, nr 2

77-81

EN

Mechanical alloying (MA) process was applied to four Al-based alloys in order to obtain amorphous-nanocrystalline structure. Elemental powders of: Al85Fe15, Al75Fe15Zr10, Al65Ni20Zr15 and Al70Ni10Ti10Zr10 compositions (at. %) were ball milled in a planetary high energy mill using bearing steel balls with the ball to powder weight ratio of 10:1. Powders were milled under inert gas atmosphere (Ar) for 60 hours with 4% addition of toluene as the process controlling agent. The aim of the present investigation was to study the effect of high-energy milling on microstructure and mechanical properties of Al-based alloys modified by MA methods. From the four alloys the one with the highest amount of amorphous phase was chosen (Al70Ni10Ti10Zr10) and examined more thoroughly (Fig. 1). The mean size of the powder particles decreased during milling and after 60 hours of milling it was estimated below 10 ?m (Fig. 4). X-ray diffraction performed after various milling times showed progress of amorphization with a milling time and formation of intermetallic phases. The mean value of microhardness of the milled material amounts to 384 HV (0,1 N) and is significantly higher (about 6 times) as compared to mean microhardness of initial powders (Fig. 2). The process of milling Al70Ni10Ti10Zr10 alloy resulted in formation of predominantly amorphous structure as confirmed by DSC studies (Fig. 10) where a crystallization peak was observed with some nanocrystalline phase identified as Al3Ni, Al4Ni3, AlTi3 (Fig. 3), AlZr3 or Al3Zr4 phases using TEM and XRD methods.

PL

W celu otrzymania struktury amorficznej czterech stopów na bazie aluminium o składzie Al85Fe15, Al75Fe15Zr10, Al65Ni20Zr15 oraz Al- 70Ni10Ti10Zr10 (% at.) zastosowano proces mechanicznej syntezy (MS). Proszki czystych metali zostały poddane procesowi mielenia w wysokoenergetycznym młynie planetarnym z użyciem kul ze stali łożyskowej. Stosunek masowy kul do proszku wynosił 10:1. Mielenie prowadzono w atmosferze ochronnej argonu przez 60 godzin, a 4% dodatek toluenu stanowił substancję przeciwdziałającą aglomeracji oraz osadzaniu się proszku na ściankach naczynia. Celem przedstawionych badań była analiza wpływu czasu mielenia na mikrostrukturę oraz własności mechaniczne stopów na bazie Al. Spośród czterech stopów w największym stopniu amorfizacji uległ stop Al70Ni10Ti10Zr10. Średnia wielkość cząstek proszku tego stopu po 60 godzinach mielenia wynosiła poniżej 10 ?m. Badania rentgenowskie prowadzone po różnych czasach mielenia wskazują na postępowanie procesu amorfizacji wraz z czasem mielenia oraz tworzenie się faz międzymetalicznych. Średnia wartość mikrotwardości mielonego proszku wyniosła 384 HV (0,1 N) i jest znacząco wyższa (blisko 6-krotnie) w porównaniu ze średnią mikrotwardością proszków w stanie wyjściowym. Proces mielenia stopu Al70Ni10Ti10Zr10 wpłynął na wytworzenie struktury głównie amorficznej, z dodatkiem faz nanokrystalicznych zidentyfikowanych podczas badań TEM oraz XRD jako fazy Al3Ni, Al4Ni3, AlTi3, AlZr3 lub Al3Zr4.

2

The origin of the Popiel peridotite (Western Sudetes, SW Poland) : metamorphism of the island arc tholeiitic cumulate

100%

Kukuła A. , Puziewicz J. , Ntaflos T.

|

2015

|

tom Vol. 59, No. 2

239--247

EN

A small (280 x 140 m) outcrop of peridotite occurs on Popiel Hill (Sudetes, SW Poland) within the low-grade metabasic rocks of the Rudawy Janowickie Complex, which form the eastern and north-eastern cover of the Variscan Karkonosze granite. The peridotite is situated on the Intra-Sudetic Fault, one of the major Variscan dislocations in the region. The rock consists of strongly tectonised olivine (Fo84-88) and orthopyroxene (Mg# 0.84–0.88) aggregates, overgrown by tremolite-magnesiohornblende, locally forming large crystals, embedded in serpentine. Spinel and magnetite are subordinate; ilmenite, Fe-sulfide, and apatite are accessories. The bulk-rock chemical composition suggests a lherzolitic composition and the occurrence of primary clinopyroxene, now completely replaced by tremolite and magnesiohornblende. Rare Earth Element patterns are flat, slightly enriched relatively to primitive mantle, as is typical of island arc tholeiites. Olivine, orthopyroxene, and spinel were the first to crystallize, and they represent relics of a primary igneous assemblage. They were followed by tremolite and serpentine, formed during uplift and related metamorphism. The last mineral to crystallize was magnesiohornblende, which originated due to contact metamorphism by the Karkonosze granite magma. The Popiel peridotite probably represents a small slice of lherzolitic cumulate, which originated in a tholeiitic magma chamber at the roots of a supra-subduction volcanic arc.

3

Kompozyty nanokrystaliczne na osnowie stopu aluminium 6061 z dodatkami fazy ceramicznej [alfa]-Al2O3

75%

Dutkiewicz J. , Maziarz W. , Lityńska-Dobrzyńska L. , Góral A. , Kukuła A. , Kanciruk A.

|

tom R. 10, nr 1

76-80

PL

Proszek ze stopu aluminium 6061 zmieszany z 2% Zr i 10% lub 20% nanokrystalicznego proszku Al2O3 mielono w młynku kulowym w celu rozdrobnienia ziarna roztworu stałego [alfa]-Al i dokładnego wymieszania składników kompozytu. Po 40 godzinach mielenia uzyskano zmniejszenie wielkości krystalitów roztworu stałego do zakresu około 50 nm i równomierne wmieszanie cząstek proszku Al2O3. Nie obserwowano konglomeratów cząstek proszku Al2O3. Prasowanie na gorąco w próżni w temperaturze 380°C mielonego proszku nie powoduje znacznego wzrostu średniej wielkości krystalitów; obserwuje się średnią wielkość ziaren poniżej 100 nm i jedynie pojedyncze ziarna o wielkości do 200 nm. Wzrost ten jest zahamowany poprzez dodatek 2% Zr, tworzący drobne wydzielenia Zr2Al, i obecność cyrkonu w roztworze. Ponadto uzyskane kompozyty charakteryzuje niska porowatość (poniżej 1%). Wytworzone nanokompozyty uzyskują wysoką twardość dochodzącą do 310 HV dla dodatku 20% Al2O3 oraz wysoką wytrzymałość na ściskanie wynoszącą około 770 MPa dla dodatku 10 i 20% Al2O3. Krzywe ściskania wykazywały częste uskoki wielkości naprężenia w zakresie plastycznym w związku z wystąpieniem efektu Portevin-Le Chatelier. Ponadto próbki wykazywały dobre własności plastyczne, uzyskując odkształcenie plastyczne do 15%.

EN

Mechanical alloying of 6061 aluminium alloy powder mixed with 2% of Zr and 10 or 20% of nano powder [alpha]-Al2O3 was applied in a high energy ball mill in order to refine the grain size and to mix exactly the components. A final grain size of milled powder was estimated to be below 50 nm with a uniform distribution of Al2O3 powder particles. No agglomeration of Al2O3 powder particles was observed. Hot pressing at 380°C of milled powders do not causes significant grain growth and the average size of alpha-Al solid solution was estimated at 100 nm; only a few grains approaching 200 nm were observed. The grain growth was limited due to the addition of 2% of Zr forming Zr2Al phase and dissolving in al solid solution. Obtained composites have shown a low porosity of less than 1%. The nanocomposites containing 20% of Al2O3 have shown a high hardness of 310 HV and a high compression strength near 770 MPa. The tests proved a good plasticity of samples attaining 15% of plastic compression. Compression curves have shown jumps of stress in the plastic deformation range due to Portevin-Le Chatelier effect.