Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Numerical model of solidification of cast composite with particles

100%

Ciesielski M. , Domański Z. , Mochnacki B.

|

tom No. 5

123-132

EN

In the paper the numerical model of heat transfer in non-homogeneous domain (cast composite) is considered. The composite is formed by the spherical particles (Pb) and the metal matrix (Al). Initial temperatures of components correspond to solid state (particle) and liquid one (matrix). The heat is transferred from the aluminum matrix and absorbed by the lead particle. The 3D problem, i.e. the cubic control volume with single spherical particle located at the center part of the cube, is considered. A numerical algorithm corresponding to the discussed mathematical model of the boundary-initial problem is constructed on the basis of control volume method and some examples of numerical results are shown.

PL

Praca dotyczy wymiany ciepła pomiędzy osnową i cząstkami tworzącymi materiał kompozytowy. W szczególności rozpatrywana jest objętość kontrolna (Al) w kształcie sześcianu, w którego środku umieszczona zostaje cząstka (Pb). Wymiary rozpatrywanej objętości kontrolnej zależą od gęstości cząstek wprowadzonych do osnowy. Założono, że objętość kontrolna umieszczona jest w centralnej części odlewanego kompozytu oraz, że warunki brzegowe zadane na powierzchni odlewu i formy nie wpływają na procesy cieplne w tej objętości. Oznacza to, że warunki przyjęte na powierzchniach granicznych sześcianu to warunki adiabatyczne. Równania różniczkowe i warunki brzegowe zapisano w konwencji entalpowej zakładając, że krzepnięcie osnowy i topnienie cząstek zachodzą w stałej temperaturze. Rozpatrywaną objętość kontrolną dzielono na 503 sześcianów. Do obliczeń numerycznych wykorzystano metodę bilansów elementarnych, przyjmując że pola temperatur w ciekłej osnowie i cząstce ołowianej są znane w chwili początkowej oraz, że kontakt między podobszarami układu jest idealny. W trakcie procesu obserwowano topnienie cząstki ołowianej i stygnięcie osnowy. W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznych w postaci krzywych nagrzewania i stygnięcia w wybranych punktach obszarów, jak również przebieg izoterm w przekroju kompozytu dla kilku wybranych czasów. Ponadto zbadano wpływ zmian udziału objętościowego cząstki w osnowie na przebieg procesu wymiany ciepła.

2

Numerical analysis of thermal processes in domain of cast composite with spherical particles

100%

Ciesielski M. , Mochnacki B.

|

tom Vol. 10, iss. 4

23--28

EN

Heat transfer proceeding in domain of cast composite with particles is considered. In particular the thermal processes in a sub-domain being the composition of single spherical particle (Pb) and adjoining metal matrix (Al) are analyzed. Initial temperatures of components correspond to solid state (particle) and liquid one (matrix). Numerical algorithm corresponding to a mathematical model of the boundary initial problem discussed is constructed on the basis of control volume method. In the final part of the paper the examples of computations are shown.

3

Anisotropic in Situ Metal Matrix Composite Reinforced with VC Carbide Fibres

84%

Kawalec M. , Górny M. , Sikora G.

|

tom Vol. 15, iss. 1

21--24

EN

A eutectic reaction is a basic liquid-solid transformation, which can be used in the fabrication of high-strength in situ composites. In this study an attempt was made to ensure directional solidification of Fe-C-V alloy with hypereutectic microstructure. In this alloy, the crystallisation of regular fibrous eutectic and primary carbides with the shape of non-faceted dendrites takes place. According to the data given in technical literature, this type of eutectic is suitable for the fabrication of in-situ composites, owing to the fact that a flat solidification front is formed accompanied by the presence of two phases, where one of the phases can crystallise in the form of elongated fibres. In the present study an attempt was also made to produce directionally solidifying vanadium eutectic using an apparatus with a very high temperature gradient amounting to 380 W/cm at a rate of 3 mm/h. Alloy microstructure was examined in both the initial state and after directional solidification. It was demonstrated that the resulting microstructure is of a non-homogeneous character, and the process of directional solidification leads to an oriented arrangement of both the eutectic fibres and primary carbides.

4

Struktura kompozytów Al-CF wytwarzanych metodami infiltracji

84%

Dolata-Grosz A. , Dyzia M. , Śleziona J.

|

tom Vol. 11, iss. 2 spec.

23--28

PL

W artykule przedstawiono strukturę kompozytów uzyskanych w procesie infiltracji ciekłym stopem Al tkanin węglowych typu 2D oraz 3D. W badaniach zastosowano stop aluminium z krzemem i manganem AlSi9Mn (trimal 37 -TR37). Jako zbrojenie wykorzystano tkaniny węglowe przygotowane z włókien, na których zastosowano bariery ochronne w postaci powłoki niklowej, powłoki z węglika krzemu oraz węgla pyrolitycznego. Preformy węglowe wykonano w Instytucie Konstrukcji Lekkich i Przetwórstwa Tworzyw Sztucznych (ILK TU Dresden) oraz w Instytucie Technologii i Systemów Ceramicznych (Fraunhofer - IKTS). Proces infiltracji tkanin węglowych przeprowadzono z wykorzystaniem ciśnieniowo-próżniowej infiltracji na prasie Degussa oraz gazowo-ciśnieniowej infiltracji (GPI) w autoklawie zaprojektowanym i wykonanym w Katedrze Technologii Materiałów w Politechnice Śląskiej. Wytworzone kompozyty charakteryzowały się regularnym kształtem, bez powierzchniowych wad odlewniczych. Najlepsze połączenie komponentów, uzyskano w kompozycie AlSi9Mn/Cf(Ni) otrzymanym w procesie gazowo-ciśnieniowej infiltracji (GPI). Analiza mikrostruktury oraz obserwacja przełomów, nie wykazała oddzielania włókien od osnowy i ich wyciągania. Zniszczenie kompozytu następowało poprzez włókna. Przeprowadzone badania struktury nie wykazały obecności węglika aluminium na granicy włókno-osnowa, a także w osnowie, co pozwala przypuszczać, że kompozyty będą charakteryzowały dobre właściwości mechaniczne. Wymaga to jednak dalszej weryfikacji eksperymentalnej planowanej w kolejnym etapie badań, w projekcie realizowanym w ramach programu DFG: „Kompozyty o osnowie aluminiowej ze wzmocnieniem tekstylnym typu 3-D (3D-CF/Al-MMC) dla elementów podlegających złożonym obciążeniom w przemyśle samochodowym i w budowie maszyn”.

EN

The structure of the composites obtained in infiltration processes 2D and 3D carbon preform by liquid Al alloy have been presented in this paper. An aluminum alloy with silicon and manganese AlSi9Mn (trimal 37-TR37) was applied in the researches. As the reinforcement used carbon perform prepared with various protective barriers such as the nickel coating, the coating of silicon carbide and pyrolytic carbon coating. Carbon preforms was prepared at the Institute for Lightweight Structures and Polymer Technology (ILK TU Dresden) and at the Institute of Technology and Ceramic Systems (Fraunhofer-IKTS). The process of infiltration of carbon perform by liquid aluminium alloy was carried out using a pressure-vacuum infiltration on the Degussa press and gas-pressure infiltration (GPI) in an autoclave designed and built at the Department of Materials Technology at the Silesian University of Technology. The obtained composites were characterized by a regular shape, with no surface casting defects. The best connection of components was observed in AlSi9Mn/Cf(Ni) composite, obtained by gas-pressure infiltration method (GPI). On metallographic specimens, good interface between fibres and the aluminium matrix were observed. The obtained research results justify the application of nickel coatings on the fibres. During the failure crack propagated across fiber. There was no presence of aluminum carbide on the fiber-matrix. It can be assumed that the composite will be characterized by the good mechanical properties. However, this requires further experimental verification planned in the next stage of research, in the project realized within the DFG program: "3D textile reinforced aluminium matrix composites for complex loading situations in lightweight automobile and machine parts".

5

Soldification of cast composite with spherical particles

67%

Szopa R.

|

tom z. 57

17-20