Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Synteza spaleniowa związków międzymetalicznych Al-Ti

100%

Naplocha K. , Granat K.

|

tom R. 9, nr 4

337-341

PL

Przedstawiono badania porowatych materiałów Al-Ti wytworzonych na drodze syntezy spaleniowej. Niektóre z wytworzonych struktur można nasycać ciekłym stopem aluminium, umacniając w ten sposób strefowo odlewy. Analizowano przebieg syntezy, sposób powstawania struktury, jej skład fazowy, stopień jednorodności oraz rodzaj porowatości. Przygotowywano cylindryczne wypraski z proszków Al oraz Ti w różnym stosunku stechiometrycznym. Syntezę prowadzono w specjalnie zbudowanym reaktorze mikrofalowym, umieszczając prasówkę w falowodzie w silnie skoncentrowanym polu. Zarejestrowane pirometrem temperatury pokazały, że przyspieszenie propagacji syntezy następowało w momencie tworzenia się związku Al3Ti. Najwyższą temperaturę syntezy osiągały próbki zawierające 50-67% at. Al. Obserwacje mikroskopowe ujawniły zaokrąglone ziarna z rdzeniem z roztworu stałego Ti(Al). Zasadnicza część ziarna składała się ze związku AlTi3, który przy brzegu przechodził w AlTi. Niemal we wszystkich rodzajach próbek, w szczególności z większym udziałem Al, budowa ziaren była podobna. Wokół nich formowały się otoczki ze związków AlTi i Al2Ti. Skład chemiczny osnowy odpowiadał w przybliżeniu stosunkowi stechiometrycznemu wyjściowej mieszaniny proszków. Badania XRD potwierdziły wielofazową budowę otrzymanych struktur i niewielki wpływ ziarnistości proszku Ti. Część próbek charakteryzowała się regularną budową i otwartą porowatością. Materiały te zawierające 75, 67 i 55% at. Al zostały użyte do wytworzenia kompozytów na osnowie stopu aluminium.

EN

Investigations of porous Al-Ti materials produced by combustion synthesis were presented. Some of produced structures can be infiltrated with liquid aluminum alloy reinforcing castings. Synthesis and structure formation route, phase composition, degree of homogeneity and porosity sort were analyzed. Cylindrical green compacts from Al and Ti powder in Al:Ti = 75:25, 70:30, 67:33, 60:40, 55:45, 50:50, 45:55, 28:72 stoichiometric ratio were prepared. Granularity of Al powder amounts -325, Ti powder -325 and -200. In order to prepare cylindrical specimens 23 mm in diameter and 4.5 mm high, the powder mixture was cold pressured at 484 MPa. Synthesis was conducted in special constructed microwave reactor with a quartz tube filled with argon atmosphere. Compact was ignited in waveguide under strongly focused field. Temperature were controlled using continuous regulated power supply with pyrometer Raytek, model Marathon MM. Diameter of the measuring spot was ca. 0.6 mm. The structures were examined with X-ray diffraction (XRD) and a scanning microscope JEOL JSM-5800LV with an attachment for chemical analysis EDS. Recorded temperature shows that acceleration of synthesis propagation followed after Al3Ti compound formation. Samples containing 45-55 at. % Al reached the highest synthesis temperature. During microscope investigation rounded grains with core from (Ti) solid solution were observed. These grains mainly contain AlTi3 compound, which pass into AlTi at the external edge. Almost for all kind of samples, especially with higher Al content, composition of grains was similar. Around them envelopes of AlTi and Al2Ti were formed. Chemical composition of matrix was adequate to stoichiometric ratio of initial powder mixture. XRD investigation confirmed multiphase structure and little influence on it of Ti powder granularity. Part of samples with regular structure and open porosity, containing 75, 67 and 55 at. % Al were used for production of composites with aluminium alloy matrix. Porous materials (preform) were infiltrated under 40 MPa pressure to locally reinforce casting.

2

Wysokotemperaturowa synteza kształtek Al-Cr w polu mikrofalowym

80%

Naplocha K. , Granat K.

Kompozyty

|

2008

|

tom R. 8, nr 3

236-241

PL

Opracowano metodę wytwarzania materiałów kompozytowych umacnianych porowatymi kształtkami ze związków międzymetalicznych Al-Cr. Sprasowaną na zimno mieszaninę proszków Al i Cr w stosunku stechiometrycznym od 7:1 do 1:1 w formie cylindrycznych próbek nagrzewano w komorze mikrofalowej. Energia z magnetronu było przesyłana falowodem i za pomocą stroika skupiana na próbce w osłonie argonowej. Po zainicjowaniu samorozwijającej wysokotemperaturowej syntezy (SHS) pole mikrofalowe wyłączano, a reakcja obejmowała całą próbkę. Analiza przebiegu syntezy na podstawie krzywych temperatury pokazała, że ze wzrostem zawartości Cr reakcja osiągała wyższą temperaturę, w krótszym czasie uwalniała się większość energii, występował wyraźny skok temperatury. Przy niesprzyjających warunkach syntezy, odbiegających od warunków przemiany adiabatycznej, w próbce pozostała część nieprzereagowanego proszku Cr. Wokół tych cząstek tworzyła się wyraźna otoczka z około 50% wag. zawartością Cr. Z postępem reakcji czysty chrom powoli przechodził w otoczkę, która ostatecznie zanikała. Wytworzone kształtki zbudowane były ze związków Al-Cr, na powierzchni których występowały drobne wydzielenia. Jednorodna struktura z dostateczną porowatością otwartą nadawała się do nasycenia ciekłym stopem aluminium. Pomimo spotykanej w niektórych przypadkach porowatości w strukturze kompozytów wstępne próby przyniosły zadowalające rezultaty i potwierdziły możliwość umacniania odlewów związkami międzymetalicznymi.

EN

Production method for composite materials reinforced with Al-Cr intermetallic compounds was elaborated. At the beginning proper amount of metallic powders were mixed to make specimens with stoichiometric ratio of Al to Cr ranges from 7:1 to 1:1. Next using cold isostatically pressure (CIPed) cylindrical specimens with a diameter of 23-mm and a height of 4.5 mm were prepared. The specimens were placed in microwave chamber to carry out sef-propagating high temperature synthesis. Quartz tube with flowing argon protected specimens from atmosphere and oxidization. Microwave energy was transferred from magnetron via standard waveguide and with the help of tuner focused on the specimen. After initiating high-temperature synthesis magnetron was turned off and reaction spread through entire specimen. Alumina blanket partly insulated reacted material, which were ignited by SiC susceptor. Using one-color optical pyrometer Raytek, model Marathon MM with 0.6 mm spot in diameter, profile of temperature during synthesis were measured and recorded. Due to the low exothermic character of the reaction synthesizing Al-Cr intermetallic compounds, cylindrical specimens were preheated to about 870 K. Analyze of profile for different compositions and stoichiometric ratio revealed that with increasing of Cr powder content maximum temperature is higher and heat from exothermic reaction is liberated in a shorter time. In specimens containing smaller amount of Cr, with stoichiometric ratio 7:1, propagation front was unstable and moved with two temperature gradient stops. Microscopic observation of fracture revealed porous morphology with rounded Al-Cr compound covered by small cuboid particles. In some cases when adiabatic conditions was not reached and heat leak rate was too high, cores of Cr particles were surrounded by layer of other Al-Cr compound. This layer was enriched by ca. 50% wt. of Cr. EDS analysis confirmed original concentration of chromium in the centre, which decreased toward outer perimeter. During synthesis enriched layer consumes Cr cores and spreads over external area with smaller Cr content. In order to synthesize Cr with Al completely, material should be insulated or higher amount of chromium powder embedded in aluminum matrix. Some of the synthesized materials with regular morphology and sufficiently open porosity were infiltrated with casting aluminum alloy. Using direct squeeze casting method and typical processing parameters, casting was reinforced with intermetallic structure. It confirmed usefulness of preforms and reduces their natural brittleness.

3

Wpływ temperatury wyciskania na strukturę i własności kompozytów otrzymanych z wyprasek z proszku stopu Al8,84%Cu6,33%Si0,65%Mg i cząstek węglika krzemu

80%

Szczepanik S. , Wojtaszek M. , Krawiarz J.

Kompozyty

|

2004

|

tom R. 4, nr 12

351-358

PL

Omówiono zagadnienia związane z wpływem temperatury wyciskania wyprasek kompozytów otrzymanych z proszku stopu Al8,84%Cu6,33%SiO,65%Mg i cząstek SiC na ich strukturę i własności mechaniczne po wyciskaniu. Badania wyciskania ze współczynnikiem [lambda] = 13,32 przeprowadzono w temperaturze SIO, 520 i 530°C po wygrzewaniu wyprasek w czasie 15 lub 30 min. W wypraskach nagrzewanych w temperaturze 510°C w czasie 30 min faza ciekła występuje w ilości 11,8% obj. oraz w ilości 28,7% obj. po nagrzewaniu w temperaturze 530°C w czasie 15 min (rys. rys. 2 i 3). Tak przyjęty przedział temperatury pozwolił na określenie wpływu udziału fazy ciekłej na wielkość ł zmianę siły w czasie wyciskania (rys. 4) oraz na gęstość kompozytów po wyciskaniu (rys. 6). Zwiększenie temperatury wyciskania powoduje zmniejszenie siły potrzebnej do realizacji procesu zarówno dla wyprasek z materiału osnowy kompozytu, jak i wyprasek z kompozytów. Gęstości po wyciskaniu są zbliżone do gęstości teoretycznych, przy czym materiał kompozytowy o zawartości 5% obj. SiC ma nieznacznie mniejsze gęstości od kompozytu zawierającego 2% obj. SiC. Otrzymane materiały posiadają własności zależne od temperatury procesu wyciskania i zastosowanej obróbki cieplnej (tab. 1, rys. rys. 6 i 7). Znacznie lepsze własności wytrzymałościowe ma materiał po obróbce cieplnej. Podwyższenie temperatury wyciskania z 510 na 530°C, pomimo wzrostu udziału fazy ciekłej w odkształcanym materiale, nie spowodowało wyraźnego pogorszenia własności.

EN

The paper discusses the influence of the extrusion temperature of the preforms from Al8.84%Cu6.36%Si0.65%Mg alloy based composites reinforced with SiC particles on the structure and mechanical properties of the products. The extrusion was carried out with the ratio [lambda] = 13.32 at 510, 520, 530°C after the compacts have been heated during 15 or 30 min. In the compacts heated at 510°C during 30 min the liquid phase contents are 11.8 vol.% and 28.7 vol.% after heating at 530°C in 15 min (Figs. 2, 3). The adopted range of temperature allowed for the indirect determining of the influence of the liquid phase content on the force and its magnitude (Fig. 4) and the relative density of the products (Fig. 5). Thanks to the increase of the extrusion temperature, the force needed to the deformation is smaller for the matrix as well as for the composite. The relative densities of the extruded materials are comparable. The composite material with 5 vol.% SiC content has slightly smaller density than the material with 2 vol.% SiC. The obtained materials have their properties dependent on the extrusion temperature and the heat treatment conditions applied (Tab. 1 and Figs. 6, 7). The material after heat treatment has higher values of strength properties. The increase of the extrusion temperature from 510 to 530°C doesn't cause a significant change of these properties despite the increase of the liquid phase content.