Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Wpływ wyżarzania na strukturę i własności kompozytu Al(Mg)-B2O3 wytworzonego metodą mechanicznej syntezy

100%

Zygmunt-Kiper M. , Błaż L. , Sugamata M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

tom R. 57, nr 2

76-83

PL

W artykule opisano cechy strukturalne i własności kompozytu na osnowie stopu aluminium-magnez umocnionego dodatkiem tlenku boru, wytworzonego metodą mechanicznej syntezy składników. Badania strukturalne wykazały niewielką porowatość wyciskanego "na gorąco" materiału kompozytowego oraz silne rozdrobnienie składników strukturalnych. Nanometryczne cechy struktury przyczyniły się do uzyskania wysokiej twardości i wysokich własności mechanicznych materiału kompozytowego. Ze względu na chemiczną reaktywność składników kompozytu stwierdzono, że wyżarzanie w temperaturze 550 [stopni] C/168 godz. prowadzi lokalnie do reakcji chemicznej i tworzenia się silnie dyspersyjnych wydzieleń nowych faz, takich jak tlenki magnezu, węgliko-borki aluminium. Pomimo długotrwałego wyżarzania w wysokiej temperaturze i reakcji chemicznej między składnikami, mikrotwardość kompozytu nie uległa istotnej zmianie, utrzymując się w zakresie wartości 123-140 HV. Testy wysokotemperaturowego ściskania kompozytu Al(Mg)-B2O3 wykazały wysokie wartości naprężenia uplastyczniającego, znacznie przekraczające porównywalne wielkości dla przykładowych innych wysoko wytrzymałych materiałów na osnowie aluminium. Wadą kompozytu Al(Mg)-B2O3 jest skłonność do rozdzielania się skonsolidowanych ziaren proszku kompozytowego (pękania) podczas próby spęczania w temperaturze 20-300 [stopni]C w zastosowanym zakresie odkształcenia do [epsilon]t - 0,4. W warunkach podwyższonej temperatury odkształcania materiał wykazuje znacznie większe możliwości odkształcenia plastycznego bez zniszczenia próbki, co wskazuje na potencjalne możliwości przeróbki plastycznej kompozytu w podwyższonej temperaturze. Stwierdzone doświadczalnie utrzymanie silnie dyspersyjnej struktury kompozytu w warunkach działania wysokiej temperatury gwarantuje utrzymanie wysokich własności mechanicznych kształtowanego wyrobu.

EN

Mechanical alloying and powder metallurgy procedures were used for manufacturing Al(Mg)-B2O3 composite. An aluminum powder and the addition of 7.66 wt % Mg and 5.46 wt % B2O3 powders were milled in argon atmosphere for 30 h using Attritor mill. A few percentage addition of methanol was used to protect the sintering of milled powders. Received composite powders were compressed in AA6065 can under 100 ton press. As compressed powders were vacuum degassed at 400 [degrees]C and extruded by means of KOBO method. Rods of 7 mm in diameter were extruded without preheating of the charge using extrusion ratio [lambda] = 19. Transmission electron microscopy (TEM) observations revealed a very fine grained structure of the composite. Distribution of alloying elements was practically uniform, however, the analysis of boron was unattainable at used energy dispersive X-ray analysis method (EDS). A low porosity and a heavy refined structure of the material was found to result in high hardness of the composite. The material hardness was remained within 123-140 HV in spite of the longterm annealing at 500-550 [degrees]C. TEM analyses revealed the effect of the chemical reaction between basic components of the composite, which resulted in the development of new structural components such as MgO and Al3BC fine particles. Hot compression tests at 20-500 [degrees]C were performed using constant true strain rate 5-10-3 s-1. Samples deformed at 20-300 [degrees]C were fractured because of the splitting of the composite powder granules. However, the samples deformed at higher temperature range were deformed up to et - 0.4 without the material fracture. The last statement provides promising expectation for a successful processing of the material at high enough temperature to receive desired shape of the product. Moreover, remaining of nano-sized structure of the hot deformed and/or annealed material guarantees very high mechanical properties of the product.

2

The influence of SiC particle size on mechanical properties of aluminium matrix composites

80%

Wąsik A. , Leszczyńska-Madej B. , Madej M.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2017

|

tom Vol. 43, no. 1

41--49

EN

The main aim of this study was to determine the influence of SiC particle size on the mechanical properties of aluminum matrix composites. The reinforcing phase was introduced into the aluminum matrix in two different particle sizes: a coarse fraction with particle size ranging from 40 to 60 μm, and a fine fraction with particle size of less than 2 μm. The SiC particles were added in various quantities equal to 2.5, 5, 7.5, and 10 wt% in order to determine the influence of different contents of the reinforcing phase on the density, hardness, and compressive strength of the obtained composite materials. By using scanning electron microscopy (SEM), the microstructure observations were performed and allowed for defining the influence of matrix/reinforcement particle size ratio (PSR) on the distribution of reinforcement particles in the matrix. The Al-SiC composites were prepared through the conventional powder metallurgy technique, including compaction under a pressure of 300 MPa and a sintering process in a nitrogen atmosphere at 600°C. Applying the reinforcing phase with the particle size (40–60 μm) similar to matrix (<63 μm) allowed us to obtain a more-uniform distribution of SiC particles in the matrix than after introducing the fine fraction of reinforcement (2 μm). The mechanical properties of the Al-SiC composites increased with increases in the weight fraction of the reinforcing phase, wherein this effect is more visible for composites reinforced with SiC particles of finer gradation.

PL

Celem badań było określenie wpływu wielkości cząstek fazy umacniającej SiC na właściwości mechaniczne kompozytów na osnowie aluminium. Do aluminiowej osnowy wprowadzono fazę SiC o różnej wielkości cząstek, tworzących tzw. frakcję drobną (2 μm) oraz grubą (40–60 μm). Celem zbadania wpływu zawartości cząstek węglika krzemu w osnowie na gęstość, twardość oraz wytrzymałość na ściskanie otrzymanych kompozytów udział wagowy cząstek SiC określono odpowiednio na poziomie: 2,5; 5; 7,5 oraz 10% wag. Przeprowadzono również obserwacje mikrostrukturalne przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), które pozwoliły na określenie wpływu stosunku wielkości cząstek materiału osnowy oraz fazy umacniającej na rozkład cząstek SiC w aluminiowej osnowie. Materiał został wytworzony metodą konwencjonalnej metalurgii proszków, obejmującą proces prasowania pod ciśnieniem 300 MPa oraz spiekania w atmosferze azotu w temperaturze 600°C. Zastosowanie cząstek fazy umacniającej o wielkości (40–60 μm) zbliżonej do rozmiaru cząstek materiału osnowy (<63 μm) pozwoliło uzyskać bardziej równomierny rozkład cząstek fazy umacniającej SiC w osnowie niż w przypadku wprowadzenia cząstek SiC o drobnej frakcji (poniżej 2 μm). Właściwości mechaniczne kompozytów Al-SiC wzrosły wraz ze wzrostem udziału wagowego fazy umacniającej, przy czym efekt ten jest bardziej widoczny w przypadku umocnienia cząstkami SiC o mniejszej gradacji.

3

Przetwórstwo zaawansowanych materiałów otrzymanych z proszków na osnowie aluminium

80%

Szczepanik S.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2014

|

tom T. 25, nr 1

53--64

PL

Zastosowanie metod metalurgii proszków w połączeniu z procesami przeróbki plastycznej umożliwia wytworzenie nowych materiałów konstrukcyjnych. Materiały gradientowe i kompozytowe na osnowie aluminium stanowią unikalny typ tworzyw konstrukcyjnych. Materiały gradientowe stanowią grupę kompozytów wytworzonych z dwóch lub więcej składników, które mają zmienny skład chemiczny w określonym kierunku. Uzyskuje się w ten sposób zmianę własności mechanicznych lub fizycznych w tym kierunku oraz określone własności eksploatacyjne i użytkowe wyrobu. Daje to duże możliwości rozwiązań przy projektowaniu i wytwarzania strukturalnych wyrobów. Specjalną grupę materiałów konstrukcyjnych stanowią kompozyty na osnowie metalowej umocnione cząstkami celem poprawy sztywności, wytrzymałości i własności użytkowych, do których należy odporność na zużycie. Do kompozytów na osnowie proszku aluminium umocnionych cząstkami stosuje się wyciskanie lub prasowanie na gorąco. Przedstawiono wyniki badań wpływu przeróbki plastycznej warstwowych materiałów gradientowych na osnowie proszku aluminium, a także wyprasek z proszku aluminium i kompozytów na jego umocnionych cząstkami (Al-SiC). Proces wytwarzania obejmował mieszanie proszków, prasowanie w temperaturze otoczenia i kucie matrycowe lub wyciskanie na gorąco wyprasek w warunkach izotermicznych. Zbadano wpływ parametrów formowania na gorąco na własności mechaniczne tak wytworzonych materiałów jak również wpływ wyciskania i ciągnienia na granicę plastyczności kompozytu Al-10% SiC i materiału osnowy. W wyniku ciągnienia zwiększyła się granica plastyczności kompozytu ze 115 MPa na 138 MPa, a naprężenie płynięcia zwiększyło się ze 150 MPa na 185 MPa przy odkształceniu wynoszącym 0,75.

EN

PM processing routes for construction materials include those for gradient and composite materials based on aluminium. Gradient materials are a type of composite, formed from two or more distinct constituents, which exhibit a graded composition. Thus one material appears to transform to another, producing gradual changes in characteristics and resultant new exploitable functional properties. Accordingly these materials extend the range of structural components. PM metal matrix particulate composites are developed to improve stiffness, strength and specific properties such as wear resistance. Hot pressing (consolidation) and hot extrusion are suitable for PM Al matrix particulate composites. In the presentation the results of investigation on processing of PM aluminium alloy based gradient materials, and aluminium and Al-SiCparticle composite processed by hot forming and drawing, are discussed. Forming of materials from aluminium powder and mixtures of this powder and silicon carbide particles or Al- alloy powder and processing of two-layer products based on these materials are considered. Forming involved mixing of basic powders, pressing at room temperature and hot closed-die forging of the compacts in isothermal conditions. The influence of hot forming parameters on the mechanical properties of Al and the composite materials was evaluated. Extrusion and drawing of Al-10%SiC increased the yield stress from 115 to 138 MPa and the flow stress at 0.75 strain from 150 to 185 MPa.