Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Thermal Expansion of ZrO2-20 mol% Gd2O3

100%

Kang K. , Hong S.-M. , Lee C. , Cho Y.

|

tom Vol. 67, iss. 3

909--912

EN

The thermal expansion of a ZrO2-20 mol% Gd2O3 pellet has been systematically investigated using a thermo-mechanical analyzer in the temperature range of 293-1773 K. Variations in the thermal expansion coefficient and density upon temperature change were calculated using the thermal expansion data. The average linear thermal expansion coefficient of theZrO2-20 mol% Gd2O3 pellet was found to be 9.522 × 10-6 K-1 in the range of 298-1073 K. This value is smaller than that of ZrO2 and larger than that of Gd2O3. Further, with an increase in temperature to 1773 K, the density of ZrO2-20 mol% Gd2O3 pellet was found to decrease to 94.98 % of the initial density at 293 K.

2

Mechanical strength indicators of polyurethane adhesive in lightweight floor systems

72%

Karpiesiuk J.

|

tom Vol. 117, iss. 1

art. no. e2020024

EN

The article describes the basic features of the lightweight floor system with heat-dissipating lamellas (LFS-L) that do not require screeds and are used in the design of radiant heating. It was assumed that reactive polyurethane adhesive constitute the connection layer between the ceramic tile floor and the thermal insulation substrate, which is covered with aluminium foil. This type of construction has not been fully tested for mechanical strength. To define it, for example, using the finite element method, strength indicators of the tested adhesives which were not used in any of the previous studies discussed in this paper should be determined, such as Young's modulus E, Poisson's ratio ν and linear thermal expansion coefficient α. This article presents research methods by which these data were determined. Module E and the ν ratio were determined in the compression strength test of cylindrical samples of polyurethane adhesive. Coefficient α was determined by using digital image correlation in the Aramis system, placing the prepared adhesive samples in a thermal chamber.

3

Dylatometryczna metoda detekcji efektów termomechanicznych w powłokach gradientowych CrCN/CrN

72%

Myśliński P. , Szparaga Ł. , Gilewicz A. , Olik R. , Ratajski J.

|

tom Vol. 34, nr 6

773--776

PL

W pracy rozwinięte zostały zagadnienia dotyczące wykorzystania metod termodylatometrycznych do celów projektowania i diagnostyki wielowarstwowych gradientowych powłok przeciwzużyciowych. Obiektem prowadzonych badań były powłoki gradientowe CrCN/CrN osadzone na podłożu ze stali szybkotnącej SW7M techniką PVD – metodą katodowego odparowania łukowego. Zakres badań obejmował analizę wpływu pobudzeń termicznych w systemach podłoże/powłoka gradientowa, prowadzonych na podstawie utworzonych termogramów diagnostycznych. W szczególności określony został związek pomiędzy zmianami wartości wprowadzonego ekwiwalentnego współczynnika rozszerzalności cieplnej po zadanych cyklach pobudzeń termicznych dla badanego systemu podłoże/powłoka gradientowa a poszczególnymi etapami wyżarzania. Ponadto określono wartości przemieszczeń liniowych podłoża wraz z osadzoną powłoką, będących wynikiem zadanych cyklów pobudzeń termicznych. Przeprowadzone badania wskazują na silny związek pomiędzy typem warstwy przejściowej a stanami naprężeń wewnętrznych w badanych systemach oraz stanowią informację o stanie przylegania powłoki do podłoża. Opracowana technika badań stanowi efektywną metodę diagnostyczną umożliwiającą ocenę stabilności termicznej w systemach podłoże/powłoka.

EN

The theme of paper are the issues concerning the use of thermodilatometric methods for the design and diagnostics of gradient multilayer antiwear coatings. The object of research were gradient coatings CrCN/CrN deposited by PVD technique on a high-speed steel HSS using cathodic arc evaporation method. Range of investigation included analysis of the influence of thermal loads on substrate/gradient coating systems, carried out under the created diagnostic thermograms. In particular, the dependence of changes of system’s relative equivalent thermal expansion coefficient as a function of annealing stages using created thermogram (graph of temperature changes) was determinated. In addition, the relationship between changes in the value of system’s substrate elongation as a function of annealing stages was also obtained. Research has indicated a strong correlation between the type of the transition layer, and the states of internal stress in the studied systems, and provide information about the state of adhesion of the coating to the substrate. The developed method is an effective diagnostic method that allows assessment of the thermal stability of the substrate/coating system.

4

Zależność pomiędzy współczynnikiem rozszerzalności cieplnej a zużywaniem się elementów konstrukcji i narzędzi

58%

Krawczyk J.

|

tom nr 2

339-352

PL

Celem niniejszej pracy było wyznaczenie współczynników rozszerzalności cieplnej tworzyw na osnowie żelaza, stosowanych na narzędzia i elementy konstrukcji oraz porównanie uzyskanych wyników z opisanymi we wcześniejszych pracach mechanizmami ich zużywania się. Przedmiotem badań były dwie stale stosowane na rolki COS i materiał napawany na rolkach COS oraz pięć stali i sześć staliw stosowanych na walce hutnicze. Badania dylatometryczne wykonano na dylatometrze optycznym LS4. Pomiarów liniowego współczynnika rozszerzalności cieplnej badanych materiałów dokonano w dwóch zakresach temperatur: poniżej i powyżej przemiany austenitycznej. Porównanie przedstawionych w niniejszej pracy wyników pomiarów współczynnika rozszerzalności cieplnej 14 materiałów z wynikami badań mechanizmów zużywania się wykonanych z nich rolek COS oraz walców hutniczych prezentowanych we wcześniejszych publikacjach pozwala na zaobserwowanie korelacji między współczynnikiem rozszerzalności cieplnej i mikrostrukturą a skłonnością do rozwoju pęknięć ogniowych. Związki te można sformułować w postaci następujących wniosków: - Struktura austenityczna sprzyja zmęczeniu cieplnemu ze względu na duży współczynnik rozszerzalności cieplnej. - Istotnym czynnikiem wpływającym na wielkość pęknięć ogniowych w stalowych walcach hutniczych jest wielkość współczynnika rozszerzalności cieplnej, zwłaszcza w zakresie temperatur pomiędzy 600-700°C. - Im większy współczynnik rozszerzalności cieplnej w zakresie 600-700°C, tym skłonność do pęknięć zmęczeniowo-cieplnych stalowych walców hutniczych jest większa. - W walcach hutniczych głębokie pęknięcia zmęczeniowo-cieplne rozwijają się z płytkich pęknięć powstałych w wyniku korozji naprężeniowej, dopiero dalszy rozwój takich pęknięć zależy od współczynnika liniowej rozszerzalności cieplnej. - Stale nadeutektoidalne mogą wykazywać bardzo dużą skłonność do rozwoju bardzo głębokich pęknięć ogniowych wynikających z dużego współczynnika linowej rozszerzalności cieplnej przy temperaturach niewiele niższych od temperatury przemiany eutektoidalnej. Jeżeli w wyniku zintensyfikowania zużycia ściernego (dzięki występowaniu węglików drugorzędowych w ich mikrostrukturze, które działają jak ścierniwo) powierzchni walców wykonanych z takich stali, głębokość pęknięć powstających w wyniku korozji naprężeniowej nie będzie zachowana poniżej wielkości krytycznej, to będzie następował rozwój głębokich pęknięć ogniowych. - Rozszerzalność cieplna w zakresie temperatury 800-1000°C (w zakresie występowania w mikrostrukturze austenitu) najprawdopodobniej nie ma wpływu na rozwój pęknięć zmęczeniowo-cieplnych w głąb stalowych walców hutniczych, może natomiast ułatwić zarodkowanie takich pęknięć, zwłaszcza w przypadku braku płytkich pęknięć powstałych w wyniku korozji naprężeniowej. - Wzrost współczynnika rozszerzalności cieplnej w zakresie występowania austenitu zwiększa skłonność do tworzenia się pęknięć ogniowych w staliwnych walcach hutniczych. - Występowanie w mikrostrukturze staliw ledeburytu przemienionego ogranicza skłonność do pęknięć zmęczeniowo-cieplnych, - Występowanie w mikrostrukturze grafitu redukuje niekorzystny wpływ dużego współczynnika rozszerzalności cieplnej w zakresie austenitu na skłonność do tworzenia się pęknięć zmęczeniowo--cieplnych, - Należy dobierać materiał na walce hutnicze do pracy na gorąco tak, aby intensywność jego zużycia ściernego zapewniała zachowanie pęknięć powstałych w wyniku korozji naprężeniowej oraz w wyniku tworzenia się białej warstwy na poziomie poniżej wielkości krytycznej.

EN

The aim of this work was to determine thermal expansion coefficients of Fe-based alloys used for tools and structural components and to compare obtained results with the wear mechanisms of these materials described in previous works. Two steels used for CCS rolls and material welded on the CCS rolls surface as well as five steel grades and six cast steel grades used for mill rolls were used in this research. Dilatometric investigations were performed using optical dilatometer LS4. Thermal expansion coefficients of investigated materials were measured in the temperature ranges below and above the austenite transformation temperature. Comparison of the obtained in this work measurements of thermal expansion coefficient of 14 materials tested with the results of the research concerning the wear mechanisms in CCS rolls made of these materials as well as mill rolls investigated in previous works, allows to observe the correlation between thermal expansion coefficient and microstructure with susceptibility to thermal cracks. The following conclusions can be drawn from this research: - Austenitic structure is conducive to thermal fatigue because of high thermal expansion coefficient. - Important factor influencing the size of annealing cracks in steel rolls is value of thermal expansion coefficient, especially in the temperature range of 600-700°C. - The greater value of thermal expansion coefficient in the temperature range of 600-700°C, the greater susceptibility of steel rolls to thermal fatigue cracking. - In mill rolls, deep thermal fatigue cracks develop from shallow cracks, that were formed from in the result of stress corrosion. Further development of such cracks depends on linear expansion coefficient. - Hypereutectoid steels can exhibit substantial susceptibility to develop very deep thermal cracks resulting from high linear expansion coefficient at the temperatures not much lower than eutectoid reaction temperature. If in the result of intensification of wear of the surface of rolls made of such steels (due to existence of secondary carbides in their microstructure, acting as abradant), a depth of the cracks formed due to stress corrosion will not be kept below the critical value, then a development of deep annealing cracks will occur. - Thermal expansion in the temperature range of 800-1000°C (where the austenite occurs in the structure) most probably does not influence the development of thermal fatigue cracking to the inside of mill rolls. However, it can facilitate the nucleation of such cracking, especially in the case of a lack of shallow cracks formed due to stress corrosion. - An increase of thermal expansion coefficient in the austenite temperature range increases the susceptibility to form annealing cracks in cast steel rolls. - An occurrence of the transformed ledeburite in cast steel structure restricts susceptibility to thermal fatigue cracks. - Presence of graphite in the structure reduces disadvantageous influence of high thermal expansion coefficient in the austenite range on susceptibility to thermal fatigue cracking. - While selecting the material for mill rolls working at high temperatures we should guarantee such intensity of wear that would keep the number of cracks formed due to stress corrosion or/and white layer formation below the critical value.

5

Influence of carbon and oxygen on properties of Cu-C-O composites

58%

Strąk C. , Olesińska W. , Siedlec R.

|

tom T. 44, nr 1

7--19

EN

The basis od this project was to produce volumetric composites using copper, copper oxide as well as commercial graphene powders and thermally reduced graphene oxide, on which copper oxide (CuO) was deposited by electrochemical bath. The graphene powders were annealed in an oxygen-free atmosphere and underwent Spark Plasma Sintering. The outcome composites were first copper-plated and then using silver solders (AG-Sn) welded to corundum ceramics. We examined the microstructure, physical and thermal properties of the composite itself and also the microstructure and flexural strength of the obtained joints. These studies helped us indicate the effect of carbon and oxygen on the changes of the thermal expansion coefficient in Cu-C-O composites.

PL

Kompozyty objętościowe wykonano stosując proszki miedzi, tlenku miedzi oraz handlowego grafenu i zredukowanego termicznie tlenku grafenu, na których osadzano tlenek miedzi metodą strącania z kąpieli elektrochemicznej. Proszki grafenu poddano obróbce termicznej w atmosferze beztlenowej, a następnie spieczono z nich kształtki stosując technikę SPS (Spark Plasma Sintering). Uzyskane kompozyty spajano z ceramiką korundową za pomocą lutów srebrowych (Ag-Sn). Przed procesem spajania kompozyty poddano procesowi galwanizacji miedzią. Zbadano mikrostrukturę, właściwości fizyczne i cieplne samego kompozytu oraz mikrostrukturę i wytrzymałość uzyskanych złączy. Na podstawie przeprowadzonych badań określono wpływ węgla i tlenu na zmiany współczynnika rozszerzalności cieplnej kompozytów Cu-C-O.

6

Naprężenia w warstwowej konstrukcji zespolonej z materiałów o różnej rozszerzalności termicznej

58%

Marcinkowski J.

|

tom nr 4

107--109

PL

W warstwowych konstrukcjach zespolonych mogą pojawić się duże naprężenia wywołane zmianą temperatury nie tylko wtedy, gdy konstruktorzy nie zadbali o swobodę deformacji całej konstrukcji czy jej fragmentu. Bardzo duże naprężenia mogą wystąpić także wtedy, gdy poszczególne elementy konstrukcji lub ich części zostały wykonane z materiałów o różnym współczynniku liniowej rozszerzalności termicznej. Taki przypadek został zaprezentowany w artykule. Wyprowadzono wzory analityczne na naprężenia i przemieszczenia wywołane zmianą temperatury w dwuwarstwowym pręcie zespolonym wykonanym z materiałów o różnym współczynniku liniowej rozszerzalności termicznej. Poprawność wyprowadzonych wzorów analitycznych zweryfikowano na wybranych przykładach za pomocą symulacji numerycznych. Wykazano, że zmiana temperatury może doprowadzić do znacznego zwiększenia naprężeń w obu warstwach elementu zespolonego.

EN

Significant stresses evoked by the temperature change can appear in layered, composite constructional members not only in cases when the designers have forgotten to ensure the freedom of deformations of the whole structure or its segment. Comparatively large stresses can appear also when particular structural members or their parts were fabricated from materials of different coefficients of thermal expansion. Such a case is presented in this paper. Analytical formulae on stresses and displacements evoked by the temperature change in two layered, composite rod fabricated from materials of different coefficients of thermal expansion is presented. Correctness of the derived formulae has been verified on the chosen examples by means of numerical simulations. It has been revealed that in some circumstances a temperature change can lead to the significant increase of stresses in both layers of the composite, structural member.