Wyniki 1-7 spośród 7 dla zapytania: authorDesc:"Paweł Figiel "

Nanokompozyty stal 1.4404/nc-TiC wytwarzane metodą SLS/M

Czytaj za darmo! »

Kompozyty w osnowie metalowej (MMCs) są przedmiotem badań z powodu znacznego zainteresowania wielu gałęzi przemysłowych na świecie, czyli wszędzie tam, gdzie wymagana jest większa wytrzymałość, termiczna stabilność, odporność na zużycie, moduły sprężystości i odporność na czynniki środowiskowe [1÷4]. Jednym ze sposobów otrzymywania funkcjonalnych nanokompozytów jest technologia bazująca na selektywnym laserowym spiekaniu lub stapianiu proszków. Ta metoda należy do obiecujących procesów szybkiego prototypowania (Rapid Prototyping) z powodu możliwości wytwarzania elementów trójwymiarowych (3D) bezpośrednio zgodnie z modelem CAD [5, 6]. Dodatkowo opracowano model FEM dla projektowanego nanokompozytu. W artykule zaprezentowano wyniki badań nanokompozytów stal /nc-TiC otrzymanych metodą SLS/M. CZęść ekspery mentalna Proszki zawierające nc-TiC otrzymano niehydrolityczną metodą zol-żel [7, 8]. Po oczyszczeniu z nadmiaru wolnego węgla z powierzchni cząstek w mieszaninie z mikrokrystalicznym proszkiem stali 1.4404 spiekano techniką SLS/M, stosując urządzenie MCP HEK Realizer II. Warunki prowadzenia procesu dobrano eksperymentalnie. Otrzymane trójwymiarowe próbki nanokompozytu stal/nc-TiC w formie walca poddano badaniom w celu oszacowania parametrów mechanicznych. Wybrane próbki o największej twardości poddano obserwacjom, stosując mikroskop skaningowy. Dodatkowo w tych samych warunkach procesu SLS/M przygotowano próbki w formie kulek o średnicy 3 mm, które poddano analizie procesu nieizotermicznego utleniania w suchym powietrzu. Dla porównania badaniom poddano [...]

Analiza procesu wytwarzania proszków SiC metodą zol-żel

Czytaj za darmo! »

Węglik krzemu, obok TiC, ZrC i innych, należy do grupy materiałów charakteryzujących się wysoką temperaturą topnienia, dużą twardością i odpornością na zużycie, małą rozszerzalnością cieplną oraz dobrym przewodnictwem cieplnym i elektrycznym [1]. Właściwości te wyznaczają szeroki zakres zastosowań węglików w wielu gałęziach przemysłu, w tym narzędziowym, maszynowym, motoryzacyjnym, chemicznym i elektronicznym. Proces badania karbotermicznej redukcji tlenków do odpowiednich węglików sięga XIX wieku i jest nadal przedmiotem zainteresowania wielu ośrodków badawczych [1÷10]. Opracowane na skalę przemysłową metody wytwarzania węglików metali przejściowych należą do technologii wysokotemperaturowych i energochłonnych. Na podstawie obliczeń termodynamicznych ustalono, że temperatura początkowa karbotermicznej redukcji SiO2 wynosi 1470 K [5]. Ostatnio dużym zainteresowaniem cieszą się procesy wytwarzania węglików, azotków i borków metodą zol-żel. Wyniki badań dotyczące syntezy SiC metodą redukcji karbotermicznej można znaleźć w publikacjach [11, 12]. Istotne znaczenie do oceny przebiegu procesu redukcji karbotermicznej i jakości otrzymywanych węglików ma zawartość w materiale po syntezie tlenu i wolnego węgla. Dla technologii ich otrzymywania ważne znaczenie ma wyznaczenie składu początkowego mieszaniny, określanego proporcją C/MeO2, temperatury i czasu wygrzewania oraz udziałów CO i CO2, powstających podczas redukcji karbotermicznej [9, 10]. Część eksperyment alna Jako prekursor stosowano Si(OC2H5)4 - TEOS. Czynnikiem redukującym był węgiel aktywny (Carbo Activ firmy Aflorafm Fabryka Leków Sp.z o.o.). TEOS mieszano z alkoholem etylowym. Zawarty w tym roztworze TEOS adsorbowano na węglu aktywnym. W etapie tym cząsteczki TEOS zostały równomiernie rozmieszczone w porowatej strukturze węgla. Zapewniało to lepszy kontakt reagentów i ograniczało, przez rozmieszczenie TEOS w kapilarach, rozrost powstających podczas karbonizacji cząstek Si[...]

The properties of AISI 316L stainless steel reinforced with TiB2 ceramics sintered by the HT-HP process

Czytaj za darmo! »

Austenitic steel is a material characterized by high and stable mechanical properties at high temperature as well as high resistance to the aggressive environments. However, TiB2 ceramics is characterized by a unique combination of the properties (high melting point 3127°C, high hardness 33 GPa, high modulus 570 GPa and low density 4.451 g/cm3), which provide opportunities to apply it in a high temperature and corrosive environment. The TiB2 ceramics has a very good resistance to the oxidation, chemical and structural stability at high temperatures, resistance to the thermal shocks and abrasion resistance [1÷5]. Therefore, titanium diboride is the good reinforcing material for composites than for example carbides, which are less stable at high temperature. For several years research on a group of iron-base oxide dispersion strengthened (ODS) alloys were conducted. ODS alloys have been considered as the material of choice for many high temperature applications for a long time, because of their attractive mechanical properties such as outstanding creep and fatigue strengths at temperatures exciding 1000°C. The oxide dispersoids such as Al2O3 i Y2O3 are much more stable even up to temperature of 1200°C than precipitates such as carbides or intermetallic phases [5÷9]. However, Vardavoulias et al. [10] were studied the influence of Al2O3 and Y2O3 (5 wt. %) ceramics and two different sintering activators BN and B2Cr (1 or 2 wt. %) on the tribological properties the AISI 304L and ALSI 316L stainless steel. The materials were received by the free sintering process in vacuum at temperature of 1250°C, where the duration of the process was 30 min. Wear tests were carried out using pin-on-disc apparatus. The application of Y2O3 ceramic and B2Cr sintering activator gave the highest density of the composites. However, the presence of ceramic particles (Al2O3 and Y2O3) and sintering activators improved significantly t[...]

Nanokompozyty wytwarzane metodą selektywnego stapiania/spiekania umocnione nanokrystalicznymi proszkami w układzie Fe-Ti-B-C

Czytaj za darmo! »

Obecnie ważną i dynamicznie rozwijaną grupą materiałów stanowią kompozyty o osnowie metalicznej (MMC - metal matrix composites) ze względu na termiczną i chemiczną stabilność, wysoką wytrzymałość, mniejszy od osnowy współczynnik rozszerzalności cieplnej, dobrą odporność na zużycie [1÷6]. Materiały te wykorzystuje się przede wszystkim w lotnictwie, motoryzacji oraz technologiach obronnych, czyli wszędzie tam, gdzie głównym kryterium doboru materiałów jest wytrzymałość i żywotność. Najszerzej stosowanymi w MMC materiałami na osnowy są stale nierdzewne, stopy aluminium, magnezu, miedzi oraz tytanu [7]. Jako fazy umacniające stosowane są głównie węgliki (SiC, TiC, WC), azotki (TaN, TiN), borki (TiB, TiB2, WB) oraz tlenki metali (Al2O3), a także włókna węglowe [7÷11]. W zależności od zastosowania kompozytu faza umacniająca może być w postaci zdyspergowanych cząstek, płatków oraz krótkich lub długich włókien. Możliwe jest również stosowanie różnorodnych form fazy umacniającej w jednym kompozycie. Wytwarzanie MMC odbywa się głównie za pomocą jednej z trzech technologii: wysokociśnieniowego dyfuzyjnego spajania, odlewania oraz metalurgii proszków [7, 12÷14]. W artykule zaprezentowano wyniki badań nanokompozytów: stal/nc-TiC oraz stal/nc-Ti-B-C otrzymanych metodą SLS/M (Selective Laser Sintering/Melting). W procesie wytwarzania zastosowano komercyjny proszek stali nierdzewnej oraz nanokrystaliczne proszki TiC i Ti-B-C otrzymane metodą zol-żel. Morfologiczne, strukturalne i mechaniczne właściwości badano, stosując mikroskopię elektronową skaningową (SEM), transmisyjną (TEM) i dyfrakcję [...]

Analiza procesów syntezy ceramiki w układach zawierających molibden, krzem i węgiel

Czytaj za darmo! »

Syntezę ceramiki w układach zawierających molibden, krzem i węgiel opisano w pracach [1÷11]. Jako substraty stosowano Mo, MoO3, SiO2 i węgiel aktywny. Podczas opracowania metod otrzymywania ceramik i analizie wyników pomiarów istotne znaczenie mają diagramy fazowe. Diagramy fazowe badanych układów zamieszczono w pracach [1÷5]. W pracy [1] opisano również pseudodwuskładnikowy układ MoO3-C, a w pracy [11] pseudodwuskładnikowy układ Mo2C-Si. W układzie Mo-C mogą występować: stabilny węglik molibdenu o składzie Mo2C oraz MoC. W układzie Mo-Si mogą powstawać Mo3Si, Mo5Si3 i MoSi2, a w układzie Mo-Si-C także faza trójskładnikowa Mo≤5Si3C≤1 (faza Nowotnego) [1]. W tej pracy jako prekursory stosowano (NH4)6Mo7O24·4H2O i Si(OC2H5)4. Czynnikiem redukującym był węgiel aktywny. Celem badań było określenie sposobu przebiegu procesów zachodzących przy wymieszaniu reagentów na poziomie molekularnym. W roztworze alkoholowym (NH4)6Mo7O24·4H2O zostaje rozmieszczony w kapilarach węgla aktywnego. W procesie zol-żel Si(OC2H5)4 zostaje przekształcony w nanometryczny SiO2 [12÷14]. Materiały nanometryczne zwykle są bardziej aktywne chemicznie niż materiały o mikrometrycznej wielkości cząstek [15÷19]. Syntezy ceramik z udziałem nanocząstek przebiegają w niższej temperaturze. Metody syntezy z udziałem fazy ciekłej są prostsze w realizacji i tańsze od tradycyjnie stosowanych metod metalurgicznych [20]. Zgodnie z danymi zamieszczonymi w pracy [11] w wyniku termicznego rozkładu (NH4)6Mo7O24·4H2O w temperaturze poniżej 400°C otrzymuje się MoO3. W zakresie temperatury 673÷690°C następuje redukcja MoO3 do MoO2 [11]. Synteza Mo2C przebiega w temperaturze rzędu 1000°C [21, 22]. Zgodnie z danymi zawartymi w pracy [23] karbotermiczna redukcja mikrometrycznego SiO2 zachodzi w temperaturze 1550°C. Prowadząc syntezy ceramik w układzie MoO3-SiO2-węgiel aktywny, proces zachodzi w wielu etapach. W zakresie niższej temperatury otrzymuje się[...]

Ocena wpływu przygotowania powierzchni na właściwości korozyjne kompozytów cermetalicznych w osnowie stali AISI 316L DOI:10.15199/28.2015.6.33


  Assessment of the influence of the surface preparation on the corrosion properties of metal matrix composites in a AISI 316L matrix Metal matrix composites reinforced ceramic particles, are widely used in industry, wherever high resistance to abrasive wear, erosion and corrosion is necessary. Cermets, in which titanium carbide (TiC) is used as reinforcing phase, are particularly interesting for improving the strength, stiffness and wear resistance, especially at elevated temperature. The paper presents the results of corrosion tests of 316L stainless steel composite reinforced nc-TiC particles, at different stages of surface preparation: grinding, polishing, electropolishing and oxidation in the furnance. Measurement of potentiodynamic polarization curves in 3% NaCl solution were performed. The results have showed the negative impact of the nanocrystalline TiC strengthening phase on corrosion resistance of composites. It was also found that electropolishing treatment is the most preferred way to prepare the surface for 316L stainless steel as well as TiC reinforced composites. Key words: metal matrix composite, titanium carbide, 316L steel, corrosion resistance, SLM, surface preparation. Kompozyty cermetaliczne, w których osnowę metaliczną umacnia się cząstkami ceramicznymi, są szeroko wykorzystywane w przemyśle, wszędzie tam gdzie jest niezbędna duża odporność na zużycie ścierno-erozyjne oraz odporność korozyjna. Cermetale, w których fazą umacniającą jest węglik tytanu (TiC), są potencjalnie interesujące ze względu na poprawę właściwości wytrzymałościowych, sztywności oraz odporności na zużycie ścierne, szczególnie w podwyższonej temperaturze. W pracy przedstawiono wyniki badań korozyjnych kompozytu zbrojonego cząstkami nc-TiC na osnowie stali nierdzewnej 316L po różnych etapach przygotowania powierzchni: szlifowaniu, polerowaniu, elektropolerowaniu i utlenianiu w piecu. Pomiary potencjodynamicznych krzywych polaryzacji przeprowadzono w 3% [...]

Ocena właściwości nanokompozytów otrzymanych w procesie SLS/M z proszków TiC-TiB2 i stali 1.4404

Czytaj za darmo! »

Kompozyty o osnowie metalicznej na bazie żelaza i zbrojeniu twardymi cząstkami charakteryzują się znakomitymi właściwościami zużyciowymi. W tej grupie materiałów inżynierskich kompozyty o osnowie bazującej na żelazie i zawierające TiC zwracają szczególną uwagę [1, 2]. Charakteryzują się one wiązkością i skrawalnością porównywalną z konwencjonalnymi stalami stopowymi i znacznie zwiększoną twardością i odpornością na zużycie. Kompozyty zawierające fazy TiC wraz z TiB2 charakteryzują się dobrą odpornością na kruche pękanie i na zużycie oraz zwiększeniem twardości w podwyższonej temperaturze [3, 4]. Na skalę przemysłową kompozyty takie otrzymuje się metodą metalurgii proszków. Jednym ze sposobów wytwarzania funkcjonalnych kompozytów jest technologia wykorzystująca selektywne laserowe spiekanie lub nadtapianie proszków (SLS/M). Metoda ta należy do obiecujących procesów szybkiego prototypowania z powodu możliwości wytwarzania trójwymiarowych elementów zgodnie z modelem CAD. Praca prezentuje wyniki badań eksperymentalnych kompozytów o osnowie stali 1.4404 (AISI 316L) umocnione nanokrystalicznymi cząstkami TiC oraz TiB2. Kompozyty otrzymano techniką SLS/M, stosując komercyjne proszki stali 1.4404 oraz nc-TiC i nc-TiB2 otrzymane metodą zol-żel [5÷7]. W artykule zaprezentowano porównawcze wyniki badań kompozytów charakteryzujących się zróżnicowaną zawartością nanokrystalicznych proszków. Kompozyty różniące się zawartością fazy umacniającej (nc-TiC i nc-TiB2) w osnowie stalowej poddano badaniom twardości Vickersa i tribologicznym metodą ball-on-disc. We wszystkich mikrometrycznych pomiarach zastosowano technikę nanoindentacji. W celu oceny różnic we właściwościach mechanicznych różnych obszarów kompozytów zastosowano technikę DSI (Depth Sensing Indentation) [8, 9]. Wyznaczano twardość i moduł elastyczności badanych kompozytów w różnych obszarach. Technikę nanoindentacji zastosowano dla uzyskania ilościowych danych o elastycznych właści[...]

 Strona 1