Přejít k obsahu


Semi-solid Processing of Metal-oxide Composite

Citace:
JIRKOVÁ, H., AIŠMAN, D., MAŠEK, B., SVOBODA, J. Semi-solid Processing of Metal-oxide Composite. In METAL 2014. Ostrava: TANGER spol. s r. o., 2014. s. 686-691. ISBN: 978-80-87294-54-3
Druh: STAŤ VE SBORNÍKU
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Semi-solid Processing of Metal-oxide Composite
Rok vydání: 2014
Místo konání: Ostrava
Název zdroje: TANGER spol. s r. o.
Autoři: Dr. Ing. Hana Jirková , Ing. David Aišman , Prof. Dr. Ing. Bohuslav Mašek , RNDr. Jiří Svoboda DSc.
Abstrakt CZ: Jedna z možností, jak vyvinout nový materiál odolný proti tečení za vysokých teplot, je vytvořit strukturu ve formě kovové matrice s disperzně rozloženými stabilními částicemi v jejím objemu. Pro vytvoření tvarově složitých součástí z takových materiálů je nutno hledat nové postupy, které by umožnily jednoduchým a rychlým způsobem vyrábět near net shape produkty. Jednou s takových metod by mohl být procesní řetězec, využívající thixo-zpracování, v tomto případě Mini-thixoforming. Pro tento účel byl v experimentu navržen nekonvenční technologický řetězec, zahrnující kombinaci práškové metalurgie, mechanického legování a termomechanického zpracování materiálu s přechodem přes semi-solid stav. V tomto projektu navrženy dva různé materiály ve formě prášku na bázi kov ? oxid. Kovová složka v obou případech obsahovala Fe a Al. Oba materiály s označením A a B se odlišovaly především charakterem oxidů typu AxOy. Prášková směs byla připravena mechanickým legováním. Zhutnění prášku bylo provedeno různými způsoby. V prvním případě u materiálu A bylo zhutnění provedeno torzním tvářením za vysokého tlaku (HPT) z namíchané práškové směsi. U materiálu B bylo zhutnění a slinutí předem mechanicky nalegovaného prášku provedeno po ohřátí v ocelovém kontejneru v peci intenzivní tlakovou deformací na lisu. V prvních krocích byly hledány a optimalizovány především vhodné teploty a rychlosti ohřevu, neboť ty mají zásadní vliv na to, zda bude dosažena jemná a dostatečně rovnoměrná disperzita zpevňujících částic. Při kombinaci kovu s keramikou byly po solidifikaci a ochlazení získány kompaktní struktury bez výskytu makroskopických pórů s rovnoměrně rozloženými částicemi. Hodnoty tvrdosti se pohybovaly u materiálu A okolo 460 HV5. U druhé varianty, u materiálu B, byla dosažena struktura tvořená feritickou matricí a rovnoměrně rozptýlenými oxidy. Rozmezí tvrdostí bylo 360 - 447 HV10, v závislosti na parametrech zpracování.
Abstrakt EN: One of the available routes to developing a new material resistant to high-temperature creep is to create a microstructure consisting of a metal matrix and dispersed stable particles. For making intricately shaped components from such materials, new processes must be found to allow near net shape products to be manufactured in a simple and rapid manner. A semi-solid processing chain relying on mini-thixoforming could become one such process. For this purpose, an unconventional technology chain was designed in the present experiment. The chain comprises mechanical alloying, powder metallurgy techniques and thermomechanical treatment with transition through the semi-solid state. Two different powder materials consisting of metals and oxides were proposed. In both cases, the metal constituent contained iron and aluminium. The primary difference between the materials denoted as A and B was the nature of the oxides acting as strengthening particles. The powder mixture was prepared by mechanical alloying and compacted using various techniques. The powder mixture for the A material was compacted using high-pressure torsion (HPT). The B material was compacted by heating the mechanically alloyed powder enclosed in a steel container in a furnace and by subsequent intensive compressive deformation in a press. The rate of heating to the semi-solid processing region was high. In the first stage, appropriate temperatures and heating rates were sought and optimized. These are crucial in obtaining the desired fine and adequately uniform dispersion of particles providing the strengthening effect. Once solidified and cooled, the materials exhibited dense structures free of pores, with uniformly distributed particles. The hardness values for the A material were close to 460 HV5, the hardness range of the B material was 360 ? 447 HV10 and the values varied, depending on the processing parameters.
Klíčová slova

Zpět

Patička