The Effect of Nanometric α-Al2O3 Addition on Structure and Mechanical Properties of Feal Alloys Fabricated by Lens Technique

Results of the first principle study on a fabrication of FeAl intermetallic based alloy with an addition of nanometric αAl2O3 (n-Al2O3) particles by the LENS method and a subsequent characterization of the as received materials’ structure and properties, are shown in the present work. A series of samples were manufactured using LENS technique while a control of temperature and the size of melted metal pool. The presence of ceramics nanoparticles was not directly confirmed by microscopy observations. Neither aluminum nor oxygen content was not elevated in the material with n-Al2O3 content. Although, indirect methods revealed influence of n-Al2O3 addition on the manufactured elements structure. Analyses of porosity has shown that addition of 2% vol. n-Al2O3 significantly decreases this feature (~1%), as compared to the reference material made of pure FeAl intermetallic alloy (~5%). The addition of n-Al2O3 causes an increase of grain size in Fe40Al intermetallic alloy. An oxidation resistance has been also improved what was associated to the n-Al2O3 addition. Four times lower increase of samples mass was noticed for sample with the n-Al2O3 addition as compared to the pure Fe40Al intermetallic alloy

Obróbka elektroerozyjna spieków na osnowie fazy międzymetalicznej feal bez i z dodatkiem nanoceramiki Al2O3

The influence of the parameters of wire electrical discharge machining (WEDM) on the surface layer of FeAl based sinters with and without Al2O3 nanoceramic addition has been studied in this paper. The properties of the sinters surface layer were controlled by WEDM parameters, including time of interval (tp) and amplitude of current (IA). The WEDM roughing and finishing treatments were carried out for selected technological parameters of process. The surface texture (ST) of the sinters after WEDM was analyzed by profilometer method. Theoretical parameters describing abrasive wear resistance of investigated sinters were estimated on the basis on the load capacity curve. On the basis on obtained results it can be stated that there is possibility of shaping geometry of nano- Al2O3 doped and undoped FeAl sinters by WEDM. Reduction of the time of interval (t p) and increase of current amplitude (IA) during WEDM deteriorate surface properties. Addition of nano- Al2O3 improve the quality of the obtained surface. Applied parameters of WEDM improve theoretical abrasive wear resistance and lubricant maintenance of the nanoceramic doped material in comparison with undoped sinter.W niniejszej pracy analizowano wpływ parametrów cięcia elektrozyjnego (ang. WEDM – wire electrical discharge machining) na warstwę wierzchnią spieków na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl bez i z dodatkiem nanoceremiki Al2O3. Poprzez zmianę parametrów obróbki elektroerozyjnej, tj. czas przerwy (tp) i natężenie prądu (IA), sterowano właściwościami warstwy wierzchniej obrabianych spieków. Dla wybranych parametrów technologicznych procesu przeprowadzono obróbkę zgrubną i wykańczającą. Strukturę geometryczną powierzchni (SGP) spieków po obróbce elektroerozyjnej analizowano za pomocą metody profilometrycznej. Parametry charakteryzujące teoretyczną odporność na zużycie ścierne zostały oszacowane na podstawie krzywych nośności Abbotta-Firestone’a. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że istnieje możliwość kształtowania geometrii spieków FeAl bez i z dodatkiem nanoceramiki Al2O3 za pomocą obróbki elektroerozyjnej WEDM. Wraz ze skróceniem czasu przerwy i wzrostem natężenia prądu podczas obróbki wzrasta chropowatość obrabianych powierzchni, natomiast dodatek nanoceramiki poprawia jakość otrzymanych powierzchni. Zastosowane parametry obróbki WEDM poprawiły teoretyczną odporność na zużycie ścierne i zdolność do przechowywania środka smarnego powierzchni spieków domieszkowanych nanoceramiką, w porównaniu do materiału niedomieszkowanego

The Effect of Nanometric α-Al2O3 Addition on Structure and Mechanical Properties of Feal Alloys Fabricated by LENS Technique

Results of the first principle study on a fabrication of FeAl intermetallic based alloy with an addition of nanometric αAl2O3 (n-Al2O3) particles by the LENS method and a subsequent characterization of the as received materials’ structure and properties, are shown in the present work. A series of samples were manufactured using LENS technique while a control of temperature and the size of melted metal pool. The presence of ceramics nanoparticles was not directly confirmed by microscopy observations. Neither aluminum nor oxygen content was not elevated in the material with n-Al2O3 content. Although, indirect methods revealed influence of n-Al2O3 addition on the manufactured elements structure. Analyses of porosity has shown that addition of 2% vol. n-Al2O3 significantly decreases this feature (~1%), as compared to the reference material made of pure FeAl intermetallic alloy (~5%). The addition of n-Al2O3 causes an increase of grain size in Fe40Al intermetallic alloy. An oxidation resistance has been also improved what was associated to the n-Al2O3 addition. Four times lower increase of samples mass was noticed for sample with the n-Al2O3 addition as compared to the pure Fe40Al intermetallic alloy

Estination of Fe-Al materials mechinability during longitudinal turning

W pracy przedstawiono wyniki badań skrawalności stopów na osnowie fazy międzymetalicznej z układu Fe-Al. Skrawalność oceniano na podstawie wybranych wskaźników, między innymi wyznaczając siłę skrawania oraz analizując zużycie ostrzy skrawających i chropowatość powierzchni. Z przeprowadzonych badań wynika, że intermetale Fe-Al są materiałami trudno obrabialnymi i ich skrawanie z parametrami podobnymi do innych materiałów konstrukcyjnych jest niemożliwe.The paper presents machinability results of the materials based on Fe-Al phases. The machinabilit was estimated on the basic of the chosen indexes. It was possible thanks to force determination and analysis of edges wear and surface roughness for different technological parameters. It was found that Fe-Al materials are very difficult to machining. Machining of these materials can be performed by modern tools and correctly chosen turning parameters

Investigation of selected properties of 80W-20Re sinter

W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań spieków 80W-20Re. Próbki do badań wytworzono, wykorzystując trzy warianty procesu technologicznego: spiekanie rezystancyjne (RS), metodę PPS oraz spiekanie w piecu próżniowym. Dwie pierwsze metody pozwoliły otrzymać spiek o zbliżonych właściwościach (porowatość, twardość), natomiast w wyniku spiekania wysokotemperaturowego w piecu próżniowym uzyskano materiał o bardzo dużej porowatości. Jednocześnie stwierdzono, że spiekanie metodami RS i PPS powoduje powstanie mikrostruktury anizotropowej, o wydłużonym kształcie cząstek.The results of preliminary investigation of 80W-20Re sinters were presented in the paper. The samples were prepared using 3 variants of technological process: resistance sintering (RS), Pulse Plasma Sintering and sintering in the vacuum furnace. First and second methods allowed us to obtain the sinters possessing similar properties (porosity and hardness), however as a result of final sintering at high temperature in the vacuum furnace, very porous materials were obtained. Moreover it was observed, that sintering by RS and PPS methods caused development of anisotropy microstructure with characteristic elongated shape of particles

3D laser technologies revitalization LP degree blades of steam turbines in the power sector - technological and diagnostic problems

Analizowano procesy zużywania łopat turbiny parowej NP i ocenę wybranych użytkowych właściwości warstw wierzchnich typu Stellit Co-6 wytworzonych metodami wielowarstwowego plazmowego napawania metodą PTA oraz przyrostowego laserowego, w tym metodą LENS na stali stopowej X22CrMoV12-1. Obserwowano topografię zużytej powierzchni łopat. Rejestrowano przez mikroskop optyczny Keyence jakość napoin regeneracyjnych w przekroju poprzecznym. Szukano wad spawalniczych w napoinach. Potwierdzono przydatność użytych metod optycznych. Praca współfinansowana ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, Umowa o dofinansowanie nr POIG 01.04.00-24-101/13 podpisana pomiędzy Narodowym Centrum Badań i Rozwoju, a ZRE Katowice S.A.Wear processes of NP turbine blades and evaluation of selected properties of Stellit Co-6 top surface produced by PTA multilayered plasma method, and incremental laser were analyzed, including LENS method on alloy steel X22CrMoV12-1. The topography of the worn blade surface was observed. Regenerative quality of weld overlays in cross section using Keyence optical microscope was recorded. We were looking for welding defects in padding welds. The usefulness of applied methods has been confirmed. "The work was cofinanced by the European Regional Development Fund, Contract No POIG 01.04.00-24-101/13 signed between National Center for Research and Development and ZRE Katowice S.A

Comparative investigations of perfluoropolyether oils and selected ionic liquids used as lubricants

W pracy omówiono wyniki badań porównawczych dwóch olejów perfluoropolieterowych o strukturze rozgałęzionej i dwóch olejów perfluoropolieterowych o strukturze liniowej oraz trzech cieczy jonowych alkoksymetyloimidazolwych o zróżnicowanej długości podstawników, lecz z tym samym hydrofobowym anionem bis(trifluorometylosulfonylo)imidowym. Wykonano badania właściwości reologicznych, termicznych (TG/DTA), powierzchniowo-energetycznych, tribologicznych, profilografometrycznych i mikroskopowych (SEM/EDS). Stwierdzono, że zbadane ciecze jonowe lepiej spełniały funkcję smaru w styku stal-stal niż renomowane oleje perfluoropolieterowe.The paper presents the results of comparative investigations of two perfluoropolyether oils of branching structure and two perfluoropolyether oils of linear structure as well as three alkoxymethyloimidazole ionic liquids of diversified long alkyl cation but with the same hydrophobic bis(trifluoromethylsulfonyl)imide. The investigations of rheological, thermal (TG/DTA), surface energetical, tribological, profilographometrical and microscope (SEM/EDS) properties have been carried out. It was confirmed that the tested ionic liquids better fulfil a function of grease in steel - steel contact than the tested PFPE