|
|
Tepelné zpracování nástrojových ocelí
Kubín, Matěj ; Moravčík, Igor (oponent) ; Jan, Vít (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá tepelným zpracováním nástrojových ocelí. Práce je rozdělená do dvou částí. Teoretická část obsahuje značení, vlastnosti a teoretické zpracování nástrojových ocelí. Dále obsahuje použitou techniku pro přípravu vzorků. V experimentální části byly zkoumány dva běžně prodávané vrtáky. Z vrtáku byly připraveny vzorky, na kterých byl proveden metalografický rozbor a tepelné zpracování.
|
|
|
Metal Matrix Composites Prepared by Powder Metallurgy Route
Moravčík, Igor ; Lapin, Juraj (oponent) ; Skotnicová, Kateřina (oponent) ; Dlouhý, Ivo (vedoucí práce)
Conventionally, the alloy design, alloy production, and alloy selection are almost strictly confined to single element or one compound concept. Consequently, this alloy concept imposes a significant limit to the degrees of freedom in alloy’s composition and thus limits the development of special microstructure and properties. In the last decade, it has become particularly obvious that materials science and alloy engineering are still not fully explored due to an appearance of new class of alloys – usually called high entropy alloys (HEA). This exclusively new class of alloys caught significant scientific attention for the novelty of its approach to alloy design, as they do not contain a single base element, but rather at least 5 elements in very close atomic portions. In the recent years medium entropy alloys (MEA) appeared as a variant of HEAs with only three or four elements. The work is contributed to the research of feasibility of production of HEA and MEA alloys and composites by utilization of powder metallurgy (PM) manufacturing route, the combination of mechanical milling (MA) of elementary powders, followed by pressure or field assisted densification. Altogether three compositions have been studied: AlCoCrFeNiTi0.5, Co1.5Ni1.5CrFeTi0.5 and CoCrNi, as well as B4C metal matrix composite (MMC) with CoCrNi as matrix phase. Deep microstructural and mechanical analyses including transmission electron microscopy and tensile testing have been performed. During the whole study, the problems with the contamination of powders with oxygen have been observed, however the oxides formed relatively homogenous dispersion in all manufactured materials and they did not impair significant mechanical property reduction. AlCoCrFeNiTi0.5 exhibited relatively high hardness over 800 HV, but rather low ductility. The attempt has been made to improve the ductility with heat treatment procedure, but to no avail. The formation of in-situ TiC dispersion has been recorded, due to the utilization of carbon containing methanol as a process control agent during milling, that reacted with the present elemental Ti. In this manner metal matrix composite has been effectively produced. Additionally, the same procedure, the milling in the controlled amount of carbon containing medium, may be used also to produce other advanced composites with dispersion of in-situ formed TiC. On the other hand, CoCrNi alloy possessed very high tensile ductility (26%) and ultimate strength over 1000 MPa. Microstructure was composed of major FCC phase and BCC precipitates. The CoCrNi alloy has been due to the high ductility chosen as the best candidate for the subsequent production of metal matrix composites. The introduction of B4C resulted in the displacement reaction of Cr element with B4C, resulting in the formation of Cr5B3 boride phase. The composite possessed nano-grained microstructure and high tensile strength over 1400 MPa. However, the tensile ductility decreased to 1.9%. The AlCoCrFeNiTi0.5 alloy achieved the best combination of tensile ductility (4%) and remarkable strength over 1300 MPa, bearing pure FCC microstructure with extremely fine grain size. Therefore, the PM production route has proven to be a feasible way for the production of HEAs and MEAs, as well as HEA and MEA based metal matrix composites with remarkable combination of mechanical properties.
|
|
|
Povrchové vrstvy slitiny se střední a vysokou entropii připravené metodou cold-spray
Vražina, Tomáš ; Adam, Ondřej (oponent) ; Moravčík, Igor (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zaobírá výzkumem vrstvy slitiny CoCrNi nanesené na substrátu austenitické korozivzdorné oceli pomocí metody cold-spray. Hlavním úkolem byla charakterizace nástřiku a analýza jeho mikrostruktury před tepelným zpracováním a po něm. Práce je rozdělena do dvou hlavních částí. Teoretická část poskytuje všeobecné informace o výrobě a vlastnostech slitiny a způsobu její depozice. Praktická část zprostředkovává snímky z elektronové mikroskopie, EDS analýzy a analýzu porozity spolu se zkouškami mikrotvrdosti. Z výsledků bylo zjištěno, že deponovaná vrstva byla stabilní a nedocházelo zde k odtrhávání deponovaného materiálu od substrátu. Povlak vykazoval nízkou hodnotu porozity, která byla později snížena tepelným zpracováním. EDS analýzou bylo také prokázáno, že povlak nebyl úplně homogenní. Závěr shrnuje výsledky dosažené v praktické části.
|
|
|
Modification of coating-substrate interface character of thermally sprayed coatings using electron beam technology
Mareš, Jiří ; Moravčík, Igor (oponent) ; Čížek, Jan (vedoucí práce)
This thesis is focused on a modification of the coating-substrate interface of NiCrAlY bond-coats deposited by water stabilized plasma technology on S235JRC+C steel substrates. Electron beam remelting was chosen as the technology used for the modification and two different modifications were investigated. Attempt has been made to determine the effect of remelting on the adhesive strength of the coatings. Further analysis of the microstructure, phase and chemical composition and microhardness were carried out in the state prior and after the modification. During the study it was found that change in phase composition occurs after the deposition as well as after the electron beam modification. It was also found that the electron beam modification caused melting of oxides in the coating original microstructure and resulted in resolidification of these oxides on the surface of the modified layer. Further it was found that electron beam modification resulted in decreased microhardness of the coatings due to oxide removal from the microstructure and coating substrate material mixing. Adhesive strength of the coatings in as-sprayed condition was quantified, however in the case of electron beam modified coatings the adhesive strength could not be fully quantified due to premature failure at the coating adhesive agent interface during adhesion testing.
|
|
|
Optimalizace podmínek dvojitého přetavení elektronovým paprskem v procesu přípravy TBC povlaků
Hroš, Michal ; Moravčík, Igor (oponent) ; Krajňáková, Petra (vedoucí práce)
Tepelné bariéry (TBC) sa bežne používajú v oblasti povrchových úprav pre vysokoteplotné aplikácie ako sú letecké turbíny. Zvyčajne sú tvorené dvomi typmi povlakov, vrchným keramickým a kovovým CoNiCrAlY povlakom, ktorý bol nanesený na niklovú zliatinu Inconel 718 pomocou metód HVOF a CGDS. Tento kovový povlak bol následne pretavený pomocou elektrónového lúča do hĺbky približne 100 m, čo viedlo k odstráneniu defektov vo vrstve a na medzifázovom rozhraní. Primárnym cieľom tejto práce bolo preskúmať vplyv vstupných parametrov použitých na pretavenie elektrónovým lúčom, vrátane viacnásobného pretavenia na mikroštruktúrne a fázové zmeny či na konečný stav povlakov. Bola vyhodnotená veľkosť pórovitosti vrstiev a príslušná drsnosť povrchu. Skenovacia elektrónová mikroskopia a analýza röntgenovej difrakcie boli vykonané za účelom charakterizácie fázovej modifikácie pred a po pretavení elektrónovým lúčom. Výsledky preukázali, že viacnásobný proces pretavovania zlepšil vlastnosti povlaku z hľadiska pórovitosti, hladšieho povrchu, pevnosti a chemickej homogenity. V neposlednom rade táto štúdia demonštruje, že aj metóda CGDS predstavuje zaujímavú a sľubnú alternatívu pre ich výrobu.
|
|
|
Příprava struktur duplexního typu cestou mechanického legování a SPS
Neboha, Oksana ; Štěpánek, Roman (oponent) ; Moravčík, Igor (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na přípravu materiálu s duplexní strukturou metodami práškové metalurgie. Kombinací dvou nebo více existujících materiálů v různých geometriích lze vytvořit hybridní materiál. Takto nově vzniklý kompozit může zajistit superpozici vlastností výchozích materiálů (prášků), tj. mít zlepšenou kombinaci požadovaných vlastností. V teoretické části jsou detailně popsány hybridní materiály a také architekturované materiály, které obsahují vysoce řízené struktury. Řízení struktury umožňuje měnit rozmanitost možných geometrií a otevírá celou řadu dalších užitných vlastností. Získat kompozitní materiály lze pomocí mechanického legování, a proto se tato diplomová práce také věnuje mechanickému legování a slinovací metodě SPS. V experimentální části je pak popsán postup přípravy čtyř vzorků kompozitů s duplexní strukturou z prášku slitiny výrazně houževnaté (austenitická ocel 316L) v kombinaci s práškem slitiny výrazně pevné (karbonitrid titanu). Podstatnou částí této práce je charakterizace těchto čtyř vzorků metodami elektronové mikroskopie (SEM, TEM, EDS) doplněná měřením tvrdosti.
|
|
|
Příprava intermetalických materiálů na bázi systému Ni-Ti z CS depozitů binární směsi prášků
Dyčka, Martin ; Moravčík, Igor (oponent) ; Jan, Vít (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá intermetalickými fázemi vznikajícími v binárním systému nikl-titan. V teoretické části jsou popsány intermetalika na bázi titanu, difuze a způsoby výroby intermetalik. V experimentální části byl použit nástřik směsi prášků niklu a titanu vytvořený metodou cold spray. Byly sledovány změny v mikrostruktuře v závislosti na teplotě žíhání. Výsledková část obsahuje fotografie mikrostruktury a lomových ploch, hodnoty mikrotvrdosti jednotlivých fází a výsledky chemických analýz.
|
|
|
Ternary shape memory alloys powder feedstock fabrication by advanced mechanical alloying
Regináč, Jan ; Moravčík, Igor (oponent) ; Čížek, Jan (vedoucí práce)
Powder metallurgy is used as an alternative method for producing Cu-based shape memory alloys. This method provided better results in the composition and grain size than conventional casting method. In the present work, mechanical alloying process is applied to convert the elemental powder mixtures of Cu-Al-Ni into pre-alloyed powders. The aim of this work was to find the optimal parameters to fabricate the most suitable powder feedstock intended for subsequent processing. SEM, EDX and X-ray Diffraction analysis have been used to characterize the effect of changing parameters on the obtained structure and possible formation of new phases. It was shown that high-energy milling is a suitable method for production of such pre-alloyed powders. Based on the results, it was found that a Cu-based solid solution was formed, independent on changing of parameters. The results further revealed that the high energy input in form of revolutions and long milling times, could cause a formation of amorphous phases.
|
|
|
Příprava kompozitního materiálu na bázi systému Ni-Si kombinovanými technikami
Rončák, Ján ; Moravčík, Igor (oponent) ; Jan, Vít (vedoucí práce)
Diplomová práca sa zaoberá prípravou kompozitného materiálu systému NiSi pomocou práškovej metalurgie doplnenej o následné slinovanie metódou SPS (spark plasma sintering). Teoretická časť obsahuje všeobecné informácie o mechanicko-chemickom procese a slinovaní, pričom použité materiály a metódy využité na ich experimentálne pozorovanie sú vysvetlené v samostatnej kapitole. Experimentálna časť pojednáva o postupe experimentu a zvolených parametroch jednotlivých procesov. V rámci experimentu boli vytvorené 2 práškové zmesi s cieľom vytvoriť fázu NiSi v čo maximálnom množstve práškového materiálu. Po úspešnom dosiahnutí prítomnosti fázy NiSi v rozsahu 87 až 89 hm. % boli zmesi použité na výrobu slinovaných vzoriek za rôznych teplôt od 700 do 900 °C. Experimenty preukázali najlepšie výsledky v prípade vzorky číslo 2, ktorá bola slinovaná za teploty 900 °C s výdržou 4 minúty. Vzniknutá pórovitosť mala hodnotu 0,9 % a tvrdosť dosiahla maximálnu hodnotu 718 HV 1. Všetky slinované vzorky však vykazujú vznik trhlín za izbovej teploty spojených so zvýšenou krehkosťou materiálu.
|
|
|
Vliv podmínek mechanického legování na kontaminaci práškových směsí a bulk materiálů
Kubíček, Antonín ; Hadraba, Hynek (oponent) ; Moravčík, Igor (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá vlivem procesních parametrů na úroveň kontaminace práškových materiálů vyráběných metodou mechanického legování. Pro tyto účely byly pomocí vysoce energetického mletí v mlýnu připravovány austenitická korozivzdorná ocel AISI 316 L a vysoce-entropická slitina (HEA) CoCrFeNi. Přičemž oba tyto materiály byly postupně mlety v atmosférách argonu a dusíku v rozsahu od 5 do 30 hodin. Vybrané práškové vzorky byly následně zhutněny pomocí metody Spark plasma sintering (SPS). U vzorků s různými délkami mletí byla provedena pomocí spalovacích analyzátorů chemická analýza obsahů uhlíku, kyslíku a dusíku. Byly také měřeny rozdíly v chemickém složení práškových vzorků a jim příslušejících hutných („bulk“) těles. Následná mikrostrukturní analýza, zaměřená především na přítomnost oxidů a karbidů, byla provedena s využitím rastrovací elektronové mikroskopie (SEM). U všech analyzovaných vzorků byl pozorován nárůst obsahů uhlíku s délkou jejich mletí. Tato kontaminace je přisuzována použití mlecího vybavení z nástrojové oceli AISI D2 (obsahující 1,55 hm. % uhlíku). Ke zvýšení obsahů uhlíku zkoumaných vzorků došlo také v rámci jejich slinutí pomocí metody SPS. Mletí v atmosféře N2 vedlo u vzorků HEA i AISI 316 L k vyšší úrovni kontaminace než v případě mletí v Ar.
|
host ::
RSS.