Wyniki 1-9 spośród 9 dla zapytania: authorDesc:"Paweł JÓŹWIK"

Catalytic activity of Ni3Al foils in decomposition of selected chemical compounds

Czytaj za darmo! »

Alloys based on the Ni3Al intermetallic phase, as compared to competitive group of nickel-based superalloys, exhibit high strength for high deformation velocity at elevated temperature, high resistance to oxidation and carburization at elevated temperature, and much better fatigue strength (they crack more slowly than other intermetallic phase-based alloys). However, common application of these alloys meets, quite a few technological drawbacks mainly related to insufficient plasticity and a tendency to brittle cracking [1, 2]. Additionally, Ni3Al-based alloys can be used in the form of honeycomb structures, which have an advantage in lightweight, highstiffness and high-strength over bulk Ni-based superalloys. Thus far, we have successfully fabricated Ni3Al thin foils by cold rolling of commonly casted ingots without any additional treatment. The proposed technology allows to obtain foils with thickness even below 50 μm and with micro- and nanograined structure [3, 4]. Methanol is expected to become an alternative energy source (a fuel) in the near future. It can be easily synthesized from biomass, natural gas, coal etc., which are more abundant resources than crude oil [8, 9]. Hexane, as the second analyzed compound in this field of research, is a component of many products related to the petroleum and gasoline industries. Nevertheless, as an effect of these applications, increasing amount of this compound is released to the atmosphere and possibility of hexane deactivations is important for environmental pollution reducing. Above mentioned mechanical properties of Ni3Al thin foils, and their additional good catalytic properties without any coating, allow to build microscale power sources and microreactors for air purification (e.g. MEMS, MECS) [3, 4]. The main purpose of this work was an assessment of catalytic effects observed while thermodecomposition reactions of methanol and hexane run over Ni3Al foil surface. Preli[...]

Thermal stability of Ni3Al-based intermetallic alloys structure upon long-lasting annealing

Czytaj za darmo! »

Intermetallic alloys present a group of intensively investigated hightemperature structural materials. A lot of work has been focused on Ni3Al-based alloys. Due to large aluminium content and high degree of structure ordering, these alloys posses some advantages over actually applied nickel-based superalloys [1]: -- much better oxidation and carburization resistance at temperature up to 1100°C, -- good mechanical strength at high temperature (with effect of an anomalous temperature dependence of yield strength), -- excellent wear resistance, also at high temperature, -- relatively low density and costs of raw materials. However, the main drawback in wide commercialization of Ni3Al-based alloys (and other intermetallic-based materials) is their low fracture thouhgness and, related with that, problematic manufacturing and processing of these materials. The problem of Ni3Al-based alloys brittleness has already been prominently reduced by the modification of chemical composition (e.g. by alloying with small amounts of boron and zirconium [2, 3]) and development of effective manufacturing technologies [4], what has resulted in few successful industrial applications of these materials [5]. The current applications of Ni3Al-based casting alloys include, e.g. heat treating trays and fixtures for carburizing and air environments, transfer rolls for austenitizing furnaces, forging dies and special components. Additionally, Ni3Al-based alloys in the form of cold-rolled thin foils (with thickness even below 50 μm) are considered as promising substrate material for applications in microelectromechanical systems (MEMS). Ni3Al thin foils formed in so-called honey-comb structures can also be applied in electrochemical systems such as catalytic production of hydrogen from methanol system [6]. Neverthless, an quantitative description of relationship between structure and properties of Ni3Al-based alloys is rather difficult, due to their h[...]

Wysokotemperaturowe utlenianie cienkiej folii Ni3Al w atmosferze powietrza z dodatkiem SO2 DOI:10.15199/40.2015.5.9


  Utleniano stop na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al w atmosferze powietrza i atmosferze powietrza z dodatkiem 1% SO2. Wytop stopu poddano obróbce plastycznej i wygrzewaniu rekrystalizującemu w 1000°C w atmosferze argonu. Proces utleniania prowadzono w temperaturze 900 i 1100oC przez 24 h. Stwierdzono, że na powierzchni próbek tworzy się dwuwarstwowa zgorzelina, zbudowana z NiO, Al2O3 oraz spinelu NiAl2O4. Wielkość przyrostu masy próbek zależy od składu atmosfery oraz temperatury. Dominującym procesem jest tworzenie się NiO. Stwierdzono, że niewielka ilość SO2 obniża szybkość korozji badanego stopu, co jest związane z reakcjami zachodzącymi na powierzchni zgorzeliny. Słowa kluczowe: intermetallic, Ni3Al, wysokotemperaturowe utlenianie, SO2 High temperature oxidation of Ni3Al thin foil in air atmosphere containing SO2 An alloy based on the Ni3Al intermetallic phase matrix was oxidized in an atmosphere of air and in air containing 1% SO2. The alloy melt was subjected to plastic working and recrystallizing annealing at 1000°C under an atmosphere of argon. The oxidation process was carried out at 900 and 1100oC for 24 hours. It was found that two-layer scale composed of NiO, Al2O3 and NiAl2O4 spinel was formed on the sample surface. The rate of the sample weight increment depended on the composition of the atmosphere and temperature. The dominant process was the formation of NiO. Small amounts of SO2 were observed to reduce the corrosion rate in the investigated alloy, which was associated with reactions occurring on the surface of scale. Keywords: intermetallic, Ni3Al, high temperature oxidation, SO2.1. Wprowadzenie Stopy na osnowie faz międzymetalicznych typu Ni3Al i NiAl - w porównaniu do powszechnie stosowanych żarowytrzymałych stopów na osnowie niklu wykazują wiele zalet [1]. Posiadają wyższe parametry wytrzymałościowe w przedziale temperatur 650-1100°C, wyższą odporność zmęczeniową, wytrzymałość na pełzanie, bardzo dobrą odporność [...]

Przebudowa mikrostruktury taśm ze stopu na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al w efekcie obróbki plastycznej na gorąco DOI:10.15199/24.2015.8.3


  W pracy przedstawiono analizę wpływu temperatury (1000 i 1200°C) i szybkości izotermicznego ściskania na gorąco (ε =􀀓,1, 1,􀀓 i 1􀀓,􀀓 s-1) na przebudowę mikrostruktury drobnoziarnistego stopu na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al z dodatkami stopowymi cyrkonu i boru. W wyniku przeprowadzonej obróbki obserwowano efekty rekrystalizacji dynamicznej/postdynamicznej, której udział rósł wraz ze zmniejszeniem szybkości odkształcania i wzrostem temperatury procesu. The analysis of temperature (1000 and 1200°C) and rate of isothermal hot compression (ε =0.1, 1 i 10 s-1)on the microstructure changes of Ni3Albased intermetallic alloy with zyrconium and boron addition wasshownin the paper. It was observed that the performed treatment has influence on dynamic/postdynamic recrystallization which participation increase with decreasing rate of strain and increasing of process temperature. Słowa kluczowe: obróbka plastyczna na gorąco, stop Ni3Al, mikrostruktura Key words: hot-working, Ni3Al alloy, microstructure.Wprowadzenie. Stopy na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al należą do grupy perspektywicznych materiałów posiadających, w porównaniu do powszechnie stosowanych żarowytrzymałych stopów na bazie niklu, znacznie wyższą wytrzymałość w podwyższonej temperaturze, relatywnie niską gęstość, a także wysoką odporność na oddziaływanie środowiska aktywnego korozyjnie [1÷3]. Intermetale Ni3Al wykazują także aktywność katalityczną w reakcji rozkładu szeregu związków chemicznych, m.in.: metanolu, metanu, cykloheksanu, acetonu, a także sarinu i iperytu siarkowego [3]. Pomimo że znane są metody poprawy plastyczności tych stopów, to nadal istnieją przeszkody w przemysłowym zastosowaniu tych materiałów, do których można zaliczyć potencjalnie małą plastyczność i skłon- ą skłonność do kruchego pękania [4, 5]. W dostępnej literaturze napotkano nieliczne prace dotyczące odksz[...]

Wpływ temperatury i prędkości odkształcenia na mikrostrukturę stopu na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al


  W pracy przedstawiono analizę wpływu temperatury i prędkości walcowania na gorąco na ewolucję mikrostruktury wcześniej uplastycznio- nego, drobnoziarnistego stopu na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al z dodatkami stopowymi cyrkonu i boru. W efekcie przeprowadzonej obróbki plastycznej na gorąco stwierdzono istotny przyrost umocnienia, względem materiału wyjściowego. Analiza EBSD wykazała lokalną przebudowę struktury materiału na drodze rekrystalizacji dynamicznej w temperaturze 1280OC i przy prędkości odkształcania 17 m/min. Temperature and deformation strain rate structure changes in hot-rolled, fine-grained Ni3Al-based intermetallic alloy with zyrconium and boron addition were analyzed in the paper. The conducted hot-working leads to significant increase of hardening level than for material in “initial" stage. The EBSD analysis shows structure change by dynamic recrystallization at temperature 1280OC and strain rate 17 m/min. Słowa kluczowe: obróbka plastyczna na gorąco, stopy Ni3Al Key words: hot-working, Ni3Al alloys, structural changes.Wprowadzenie. Stopy na osnowie fazy między- metalicznej Ni3Al wykazują, w porównaniu do po- wszechnie stosowanych żarowytrzymałych stopów na bazie niklu, znacznie wyższą wytrzymałość w pod- wyższonej temperaturze, relatywnie niską gęstość, a także wysoką odporność na oddziaływanie środo- wiska aktywnego korozyjnie. Intermetale Ni3Al prze- znaczone są głównie: na elementy turbosprężarek, zawory, gniazda zaworowe, elementy matryc i tłocz- ników, osprzęt pieców do obróbki cieplno-chemicznej a także - po krystalizacji kierunkowej - na łopatki turbin silników odrzutowych [1, 2]. Główną przeszko- dę w przemysłowym zastosowaniu tych stopów sta- nowi ich potencjalnie mała plastyczność i skłonność do kruchego pęka[...]

Walcowanie wysokotemperaturowe taśm ze stopu na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al DOI:10.15199/24.2016.9.6


  High temperature rolling of Ni3Al - based intermetallic alloy strips W pracy przedstawiono wyniki badań efektów walcowania wysokotemperaturowego taśm ze stopu na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al z dodatkami stopowymi cyrkonu i boru. Proces odkształcania plastycznego realizowano w dwóch etapach, w temperaturze 1000 i 1100OC z prędkością obwodową walców roboczych 4, 10 i 15 m/min. Efekty przebudowy struktury obserwowano przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej sprzężonej z układem do analizy dyfrakcji elektronów wstecznie rozporoszonych (EBSD), a także wykonano pomiary twardości. Stwierdzono przebudowę struktury taśm na drodze rekrystalizacji dynamicznej, której udział rósł wraz ze wzrostem prędkości i temperatury walcowania. Najsilniejsze efekty dynamicznej odbudowy struktury (powyżej 50% objętości taśm z parametrem GOS < 2O) obserwowano po drugim etapie walcowania wysokotemperaturowego realizowanego w temperaturze 1100OC z prędkością 15 m/min. The results of high temperature rolling of Ni3Al-based strips with zirconium and boron addition are shown in the paper. The deformation process was realized by two step rolling at temperature 1000 and 1100OC, with a speed: 4, 10 or 15m/min. The effects of Ni3Al strips structure rebuilding were observed by using a scanning electron microscopy coupled with an electron backscatter diffraction system (EBSD) and a hardness tests were done. The effects of growing up participation of recrystallization with rising a temperature and speed rolling were obtained. The largest effects of dynamic processes of structure recovery (approx. 50% of alloy volume with GOS < 2O) was observed after the second stage of the high temperature rolling conducted at the temperature of 1100°C with the speed of 15 m/min. Słowa kluczowe: walcowanie wysokotemperaturowe, taśmy Ni3Al, rekrystalizacja, zdrowienie Key words: high temperature rolling, Ni3Al foils, recrystallization, recovery Wprowadzenie. Stopy na bazie uporząd[...]

 Strona 1