Wyniki 11-20 spośród 23 dla zapytania: authorDesc:"Barbara KUCHARSKA"

Hardness and texture of Cu/Ni multilayers differing in Ni sublayer thickness

Czytaj za darmo! »

Multilayers of nanometric period thicknesses are characterized by unique properties (magnetic, optical, mechanical etc.) resulting from the presence of a large number of interfaces in such materials. The properties of such multilayers can be completely different from those of the multilayers in which the period thickness is in the order of a micrometer, even if they are built of the identical components [1, 2]. A great development of nanomaterial examination techniques has taken place in recent years. X-ray techniques, transmission and atomic force microscopy are most commonly used for examination. A measurement method which is most often used for determining the mechanical properties of nanomaterials is the microhardness test. Recent studies have shown that multilayers attain the maximum hardness when the thickness of their period is within the range from several to some dozens nanometers. This extraordinary property enables a number of potential application uses of multilayers in the “engineering of future" [3÷6]. Notwithstanding the fact that hardness represents an important material characteristic, an increasingly greater weight is being attached to the most subtle feature of the structure, that is the texture [7÷10]. The purpose of the study is to determine the effect of the Cu/Ni multilayer texturing degree on mechanical properties, such as nanohardness and Young’s modulus. methodology and the material The material used for tests were Cu/Ni multilayers fabricated on a monocrystalline Si(100) silicon substrate by the magnetron deposition method. The multilayers were differentiated by Ni sublayer thickness Ni (1.2; 1.4; 1.5; 1.6; 2.5; 3.0 nm), while maintaining a fixed Cu sublayer thickness of 2 nm. Each multilayer was built of 100 periods (Fig. 1). A period is the sum of the thicknesses of two sublayers. The thickness of each in[...]

Mikrostruktura i własności mechaniczne miedzi i jej stopów wygrzanych oporowo DOI:10.15199/ELE-2014-119


  Miedź, jak i jej stopy, posiadają wiele zalet dzięki którym jest możliwe ich szerokie zastosowanie w większości gałęziach przemysłu. Najważniejsze spośród nich to bardzo dobra przewodność elektryczna i cieplna, odporność na korozję atmosferyczną i w wodzie morskiej, możliwość obróbki mechanicznej i cieplnej, dobra ciągliwość i wytrzymałość [1, 2]. Istotnym dla wszechstronnych zastosowań jest ponadto możliwość łączenia tych stopów w procesach lutowania i spawania oraz ich diamagnetyzm [3, 4]. Właściwości miedzi i jej stopów, w tym przewodnictwo elektryczne i rezystywność, są w ścisłym związku z ich składem chemicznym i umocnieniem [5, 6]. Umocnienie z kolei zależy od stanu struktury, np. stopnia dyspersji faz i deformacji mikrostruktury spowodowanych warunkami wytworzenia [7, 8]. Zabiegi montażowe takie jak np. lutowanie, ale również warunki eksploatacyjne, mogą powodować zmiany mikrostruktury wyrobów metalowych a co za tym idzie ich właściwości mechaniczne i fizyczne. Przykład takich zmian mikrostruktury przedstawiono na ry[...]

Charakterystyki prądowe układów wielowarstwowych Cu/Ni i Cu/stal (Cr-Ni) DOI:10.15199/13.2015.9.19


  Stabilność temperaturowa jest podstawowym terminem używanym do opisu zmian stanu materiału w funkcji temperatury i może być odniesiona zarówno do struktury materiału jak i jego właściwości fizycznych oraz mechanicznych [1-3]. W konsekwencji wygrzewania materiałów następuje rozrost ziarna, relaksacja naprężeń oraz dyfuzja pierwiastków stopowych. Badania nanostruktur i wielowarstw nanometrycznych wykazały, że rozrost krystalitów występuje w nich w niższych temperaturach w porównaniu do materiałów mikrokrystalicznych [4, 5]. Zbyt wysoka temperatura pracy układów wielowarstwowych powoduje zmiany ich właściwości fizycznych (zanik właściwości magnetycznych) oraz mechanicznych (obniżenie twardości na skutek zaniku budowy wielowarstwowej) [6]. Wielowarstwy typu ferromagnetyk/paramagnetyk (np. Cu/Ni), stosowane są w urządzeniach elektronicznych jako elementy o dużym magnetooporze. Właściwości magnetyczne tych elementów uzależnione są od periodyczności układu, a więc stanu granic międzyfazowych. Dostarczenie energii cieplnej, na przykład w wyniku przypadkowego przepływu prądu elektrycznego, może spowodować dyfuzję wzajemną atomów składników wielowarstwy i w konsekwencji doprowadzić do rozmycia granic międzyfazowych [7, 8]. Z. Balogh i inni w pracy [9] dotyczącej wielowarstw Cu/Ni wytworzonych techniką PVD w ultra wysokiej próżni wykazali, że ich 15-minutowe wygrzewanie w temperaturze zaledwie 50ºC powoduje poszerzenie granic międzyfazowych. Jednocześnie wykazano, że krótkotrwałe wygrzewanie takich wielowarstw w wyższym zakresie temperatury (500ºC/2 min) powoduje polepszenie ich właściwości mechanicznych na skutek zmniejszenia chropowatości granic międzyfazowych. W pracy podjęto tematykę wpływu wygrzewania wielowarstw Cu/Ni oraz Cu/stal (Cr-Ni) na skutek przepływu prądu elektrycznego na ich trwałość oraz zm[...]

Struktura i efekt TRIP w stalach AISI300 odkształconych przez rozciąganie DOI:10.15199/28.2015.6.12


  Structure and TRIP effect in AISI300 steels after tensile deformation The paper presents the results of chrome-nickel steel 304L, 316L and 310S with different additive content of Cr to Ni. Steels was subjected to a tensile deformation at ambient temperature. It was showing that the strengthening of steel and the elongation increases with the ratio Cr/Ni. The microstructure investigation using microscopic and XRD methods demonstrated that the strongest increase in strengthening steels 304L, and 316L (while increasing elongation) was due to the complete conversion γ → αʹ with relation of planes orientation {111γ}||{110α}. The amount of martensite formed in 304L steel was 49%, which resulted in an increase in hardness to 347 HV30, while in the 316L steel 5% of martensite caused an increase in hardness to 304 HV30. In 310S steel the transformation has not occurred, and hardness increased only to 273 HV30. Key words: AISI300 steels, martensitic transformation, effect TRIP. W pracy przedstawiono wyniki badań stali chromowo-niklowych 304L, 316Li 310S o różnym stężeniu dodatków Cr i Ni. Stale poddano odkształceniu przez rozciąganie w temperaturze pokojowej. Wykazano, że umocnienie i wydłużenie stali zwiększa się wraz z ilorazem Cr/Ni. Za pomocą badań mikroskopowych mikrostruktury i metody XRD wykazano, że największe umocnienie stali 304L, a także 316L (przy jednoczesnym wzroście wydłużenia) było spowodowane przemianą γ → αʹ z relacją orientacji płaszczyzn {111γ}||{110α}. Ilość martenzytu powstałego w stali 304L wyniosła 49%, co spowodowało zwiększenie twardości do 347 HV30, natomiast w 316L 5% martenzytu zwiększyło twardość do 304 HV30. W stali 310S przemiana nie wystąpiła, a twardość zwiększyła się tylko do 273 HV30. Słowa kluczowe: stale AISI300, przemiana martenzytyczna, efekt TRIP.1. WPROWADZENIE Stale austenityczne, nierdzewne, z tzw. serii 300 według ASTM, stanowią szeroką grupę st[...]

Characteristics and properties of the conical blades made from low-carbon steel after gas nitriding DOI:10.15199/24.2019.1.2


  Introduction. Increasing the surface hardness of steel and iron products is most often implemented by thermochemical treatment, inter alia nitriding process, consisting of an atomic nitrogen diffusive saturation of steel surface layer in ammonia-nitrogen atmosphere. There are many va􀀐 rieties of nitriding that differ in the parameters such as: tem􀀐 perature and processing time, atmosphere composition and its final product application. The parts of machinery that are exposed to increased friction conditions are most com􀀐 monly nitrided, such as gears, shafts, sleeves, cutting tools, knives and other products, e.g. missiles. The surface hard􀀐 ness of steel after nitriding process is within the range of 400-1500 HV, whereas its surface roughness is unaffected. As a result of such a treatment layers with the thickness of 0.005-0.6 mm may be obtained [1-4]. Durability of nitrided steel products depends on the ni􀀐 tride layer thickness and the structure of nitrides formed on their surface. In turn, formation of nitrides depends mostly on the parameters and nitriding method. When a nitriding process is carried out in higher temperatures it results in its acceleration, but at the same time hardness of the nitrided layer is reduced. The layer made of ε nitrides provides the surface with increase in wear resistance, but limits its re􀀐 sistance to dynamic loads. Formation of diffusion layer of nitric ferrite α(N) with γ’-nitrides guarantees better ductility and corrosion resistance of product surface [5-7]. Alloy steels with addition of Al, Mo, Cr, V and Ti are primarily used for nitriding. These elements are capable of creating nitrides with high hardness and dispersion. Nitri􀀐 ding methods which are most often used at present com􀀐 prise gas nitriding, which is primarily used for alloy and non-alloy construction steel and glow-discharge nitridi[...]

Research on the texture of Cu/Ni multilayers with a diversified period thickness

Czytaj za darmo! »

The modification of materials surface, including the production of surface layers and coatings, constitutes now one of the key problems of materials engineering. Particularly interesting is the production of coatings in a multilayer system, whereby materials of unique properties resulting from the diversified composition of components (such as metals, semiconductors, and their combinations) can be obtained [1]. From the point of view of magnetic properties, multilayers in ferromagnetic/diamagnetic material systems are being intensively investigated, owing to the gigantic magnetoresistance (GMR) phenomenon that has been discovered in them by a team of scientists under the guidance of Alberta Fert and Peter Grünberg. A thin-layered Cu/Ni structure is a classical example of a multilayer of such properties, which could be applied in construction of hard discs [2÷7]. The identical crystallographic structure, fcc, and the very small misfit (2.5%) of the copper and nickel lattices cause Cu/Ni multilayers to exhibit good mutual adhesion and to be easily made by various techniques, including PVD [8, 9]. Depending on their production technique and thickness, multilayers can exhibit a different degree of texturing. A heavy texturing of sublayers causes an increase in the roughness of interfacial surfaces, which adversely affects the quality of the multilayers, e.g. impairs their magnetic properties [10, 11]. For the examination of the structure and quality of coatings, the X-ray diffraction technique is commonly used [12÷14]. Material and methodology The material used for tests were Cu/Ni multilayers produced on a monocrystalline Si(100) silicon substrate by the magnetron sputtering method. The multilayers were diversified in terms of Ni sublayer thickness (1, 3 and 6 nm), while maintaining a fixed Cu sublayer thickness of 2 nm. Each multilayer was built of 100 periods, each of a thickness[...]

Efekt ujawnienia mikrostruktury w elektrolitycznej obróbce stali chromowo-niklowych

Czytaj za darmo! »

Tradycyjne obróbki metali, takie jak polerowanie mechaniczne, nie zawsze umożliwiają uzyskanie odpowiedniej czystości powierzchni materiałów. Usunięcie zanieczyszczeń, takich jak plamy rdzy, czy obce wtrącenia na powierzchni detali zalegające w rysach obrabianych powierzchni umożliwia skutecznie metoda elektropolerowania. Obecnie polerowanie i trawienie elektrolityczne jest coraz częściej stosowane w wytwórstwie narzędzi medycznych, w produkcji biomateriałów, w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym, czy w przemyśle atomowym [1, 2]. Elektropolerowanie jest uważane za najlepszą technikę do poprawiania odporności na korozję metali nierdzewnych przez usuwanie zanieczyszczeń i niwelowanie uszkodzeń powierzchniowych pogarszających odporność na korozję metalu [3, 4]. Polerowanie i trawienie elektrolityczne jest również techniką przydatną do zmniejszania chropowatości powierzchni metali zapobiegającą osadzaniu się zanieczyszczeń [4]. Obecnie prowadzi się coraz więcej badań z wykorzystaniem technik polerowania i trawienia elektrolitycznego. Ta technika jest szczególnie użyteczna w metalografii dla ujawniania struktury materiałów, a szczególnie w preparatyce materiałów trudnoobrabialnych, do jakich należą np. węgliki wolframu [5]. Przygotowane metodą elektrotrawienia podłoża pozwalają na uzyskanie lepszej adhezji osadzonych na nich powłok [6]. Odpowiedni dobór parametrów trawienia i polerowania elektrolitycznego ma duży wpływ na końcowy wynik całego zabiegu. Do parametrów tych zalicza się: rodzaj elektrolitu, czas polerowania, napięcie, gęstość prądu i temperaturę elektrolitu. Ustalono, że najlepszy wynik elektropolerowania stali 316L w elektrolicie składającego się z 50% kwasu fosforowego, 20% kwasu siarkowego i 30% wody destylowanej uzyskuje się w temperaturze 68°C [2, 7]. Istotne jest, aby procesy polerowania i trawienia były powtarzalne. W tym celu nowoczesne elektropolerki mają możliwość sterowania komputerowego, które umożliwia ar[...]

Podatność powłok Al-Si do głębokiego tłoczenia


  W artykule porównano właściwości mechaniczne powłok Al-Si: ogniowych na stali (w stanie dostawy i po obróbce cieplnej) i platerowanych na stopie aluminium, celem oceny ewentualnej możliwości ich substytucyjnego zastosowania. Przeprowadzono test gięcia, tłoczności metodą Erichsena i test adhezji metodą rysy. Stan powłok po testach oceniono w badaniach makroskopowych i mikroskopowych oraz przedstawiono rozkłady odkształceń plastycznych uzyskane przy wykorzystaniu programu komputerowego ADINA. The comparison of the mechanical properties of Al-Si coatings: hot dip (as delivered and after heat treatment) and clad to assess any possibility of substitution application was presented in this article. The bending, the Erichsen and the adhesion test (Scratch Test) was performed. The macroscopic and microscopic evaluation assessed the condition of coatings after the tests and showed the distribution of plastic deformation using ADINA software. Słowa kluczowe: powłoki ochronne Al-Si, tłoczność, test Erichsena, adhezja Key words: Al-Si protective coatings, drawability, Erichsen test, adhesion.1. Wprowadzenie. Wiele detali w przemyśle mo- toryzacyjnym produkowanych jest w procesach tłocze- nia (m.in. elementy nadwozia, układu wydechowego). W celu ochrony przed korozją detale pokrywa się po- włokami metalicznymi. Z uwagi na relatywnie niską cenę oraz wysoką odporność korozyjną, obecnie sto- sowane są głównie powłoki Al-Si. Powłoki te oprócz funkcji ochronnych i dekoracyjnych muszą posiadać dobrą wytrzymałość i przyczepność. Metodami bada- nia adhezji są m.in. zaproponowane w pracy testy me- chanicznej deformacji [1÷3]. Wady blach aluminiowanych wyn[...]

Resistance properties of heat-resisting steel-based PVD coatings


  The X8CrNi25-21 grade steel is austenitic heat-resisting steel used in power engineering. This steel owes its heat resistance to the high contents of alloy additions of nickel and chromium, whereby compact Cr2O3 chromium oxide films form on the steel surface at elevated temperature [1, 2]. Heat-resisting steels are also used for applying protective coatings, especially on elements less resistant to the high temperature. Due to their multicomponent nature, the most suitable method of applying coatings of heat-resisting steels is the plasma-assisted physical vapour deposition (PVD) method [3÷5]. The micro- and nanocrystalline structure of the coatings promotes the diffusion of chrome [6]. An additional increase in the heat-resisting properties of both the steel and the coating can be achieved by enriching their chemical composition with additions of silicon and aluminium [7÷9]. As a metallic alloy, steel is an electric current conductor, thus offering the possibility of being resistance heated, e.g. for heat treatment or heat resistance assessment purposes. Resistance heating also finds an application for joining steel sheets by welding [10]. In any case current thermal power P is used for heating up steel, which is the Joule-Lenz effect, being proportional to the square current intensity I and the resistance R of steel, according to the following relationship (1) [11]. P = R · I2 (1) The resistivity of steel depends on its chemical composition and ranges from 0.75 to 1.1 mm2/m [12]. The addition of Si causes an increase in steel resistance, which, in the case of electrical engineering applications, reduces the losses due to eddy currents. The increase in temperature results in an increase in steel resistance. The study described in this paper has determined the resistance of AISI 310S heat-resisting steel PVD coatings with aluminium and silicon additions introduced. In addition, the temperature stability of coati[...]

« Poprzednia strona  Strona 2  Następna strona »