|
|
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.
|
|
|
Vysoce-entropické slitiny – objemové slitiny a povrchové úpravy
Pišek, David ; Šiška, Filip (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá přípravou a hodnocením jednofázové vysoce-entropické slitiny na bázi kobaltu, chromu, železa, niklu a manganu a její varianty zpevněné disperzí oxidických částic. Vysoce-entropická slitina byla připravena v práškové formě metodou mechanického legování z equiatomárních podílů atomárních prášků. Takto získaný prášek byl následně zhutněn metodou spark plasma sintering. Metodou mechanického legování se podařilo úspěšně připravit jednofázovou vysoce entropickou slitinu i její variantu zpevněnou disperzí nanometrických oxidů yttria. Bylo zjištěno, že oxidické částice přítomné v mikrostruktuře vysoce entropické slitiny výrazně blokují mobilitu hranic zrn a dislokací za zvýšených teplot. Důsledkem tohoto chování bylo pozorováno dvojnásobné zvýšení pevnosti slitiny a řádové snížení rychlosti creepu za teploty 800°C.
|
|
|
Vysoce entropické slitiny Cantorova typu zpevněné disperzí nitridů
Havlíček, Štěpán-Adam ; Moravčík, Igor (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
Vysoce-entropické slitiny (HEA – High Entropy Alloy) představují třídu konstrukčních materiálů založených na mísení pěti a více prvků v přibližně ekvi-atomárních poměrech. I přes neujasněnost jejich budoucího použití, představují HEA výrazně novou skupinu konstrukčních materiálů, kterým je v současné době věnována velká pozornost. Jednofá-zové HEA pevnostně selhávají při použití za zvýšených teplot. Zlepšení jejich vysokotep-lotní odolnosti bylo dosaženo vnesením disperze oxidů Al2O3 a Y2O3. Pro generalizaci pozitivního vlivu disperzí na mechanické vlastnosti za zvýšených teplot byly zvoleny čás-tice podobného charakteru. Jednalo se o disperzní částice nitridů: tvrdostně nekompatibil-ních AlN a tvrdostně kompatibilních BN. Částice byly rovnoměrně distribuovány uvnitř slitin pomocí mechanického legování a zhutněny metodou SPS (Spark Plasma Sintering). Nová konstrukční slitina dosáhla hustoty vyšší jak 96,5 % a přinesla přírůstek meze kluzu za laboratorní teploty až o 67 % a o 40 % za zvýšené teploty, při zachování homogenní distribuce vstupních prášku.
|
|
|
Polykomponentní slitiny založené na systémech bez významné rozpustnosti připravené metodami práškové metalurgie
Adam, Ondřej ; Svoboda, Jiří (oponent) ; Sopoušek, Jiří (oponent) ; Jan, Vít (vedoucí práce)
Nemísitelné slitiny jsou poměrně dobře známou skupinou materiálu, které jsou ovšem i v současné době intenzivně studovány, především z pohledu heterogenních materiálů s velmi dobrými mechanickými, ale např. i elektrickými vlastnostmi. Největší část výzkumu se zabývá odlévanými materiály, ačkoliv v případě nemísitelných slitin hrozí v kapalné fázi separace tavenin, čímž dochází k ztrátě mechanických vlastností. Tato dizertační práce se zabývá studiem nemísitelných slitin založených na systému Cu-Fe připravených metodami práškové metalurgie. Teoretická část shrnuje základní informace o nemísitelných slitinách, jejich mikrostruktuře, vlastnostech a možnostech výroby. Experimentální část se nejprve věnuje volbě vhodného chemického složení studovaných slitin a následně optimalizaci a vlivu parametrů mechanické-ho legování na vlastnosti připravených prášků. Hlavní část experimentů tvoří komplexní strukturní, fázová a termická analýza slitin Cu50Fe50 a Cu50(FeCo)50. U obou slitin došlo po slinování ke vzniku dvoufázové ultra-jemnozrnné mikrostruktury. Nejvýznamnějším z uvedených výsledků je excelentní odolnost proti hrubnutí zrn ve srovnání s dalšími ultra-jemnozrnnými materiály, kdy i po žíhání za velmi vysokých teplot zůstávala průměrná velikost zrn nižší než 1 mikrometr. Předpokládaným důvodem je nemísitelná povaha studovaných slitin.
|
|
| |
|
|
Charakterizace oxidy zpevněných slitin připravených z různých vstupních prekurzorů
Dobrovolný, Tomáš ; Havlík, Petr (oponent) ; Moravčík, Igor (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá zkoumáním vlivu vstupních prekurzorů (prášků) na výsledné vlastnosti připravených ocelí. Při výrobě pomocí metody mechanického legování mohou mít významný vliv na výsledné vlastnosti právě použité vstupní prášky. Připravovanou slitinou byla zvolena austenitická ocel 15-15Ti (1.4970), která postupně začíná nacházet uplatnění v jaderné energetice. V práci bylo pro výrobu prášku této oceli využito dvou přístupů, jednak výroby slitiny z prášku prekurzoru austenitické oceli AISI 304L a za druhé se slitina vyráběla pouze z čistých prvků. Pro každou ze zmíněných metod, byly ještě zvoleny dvoje různé mlecí podmínky. Byly tak vyrobeny celkem čtyři směsi prášků austenitické ocele 15-15Ti, které byly slinuty do kompaktních těles pomocí metody SPS. Na slinutých vzorcích bylo prováděno zkoušení mechanických vlastností zkouškou v tahu a měření tvrdosti dle Vickerse. Zároveň byla prováděna analýza mikrostruktury pomocí SEM a analýza fázového složení s využitím XRD, oboje jak pro připravené prášky, tak i pro slinutá tělesa.
|
|
| |
|
|
Příprava slitiny s vysokou entropií cestou mechanického legování
Gamanov, Štěpán ; Krajňáková, Petra (oponent) ; Moravčík, Igor (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá slitinami s vysokou entropií. V teoretické části je vysvětleno co jsou slitiny s vysokou entropií, čím jsou odlišné od konvenčních slitin, na základě jakých předpokladů je navrhováno jejich chemické složení a jaký nabízejí potenciál. Práce se také věnuje mechanickému legování a slinovací metodě SPS. V experimentální části je pak popsán postup přípravy tří slitin s vysokou entropií, které obsahují poměrově totožné množství Co, Cr, Fe, Ni a měnící se množství Ti. Slitiny byly připraveny mechanickým legováním a slinuty metodou SPS. Podstatnou částí této práce je charakterizace těchto tří slitin metodami EDS a XRD, doplněná měřením tvrdosti a provedením tahových zkoušek.
|
|
|
Intermetalické sloučeniny syntetizované in-situ v práškových materiálech
Hanusová, Petra ; Novák, Pavel (oponent) ; Skotnicová, Kateřina (oponent) ; Dlouhý, Ivo (vedoucí práce)
Mechanické zpracování materiálů v tuhém stavu je jedním z nejpoužívanějších a nejrozšířenějších postupů vůbec. Stejně tak jako chemické zpracování tuhých látek je široce rozšířené. Proto spojení těchto dvou způsobů do jednoho se jeví jako logické řešení. Tato metoda se pak nazývá mechanochemické zpracování materiálů. Zpracování materiálů tímto způsobem se vyznačuje mnoha výhodami. Jednak je toto zpracování ekonomicky výhodné, stejně jako technologicky snadno proveditelné. Touto cestou lze připravit dokonce i materiály, které by za normálních podmínek spolu nereagovaly. Mechanochemie/mechanochemická syntéza využívá mechanickou energii k aktivaci chemických reakcí a strukturním změnám. Zejména aluminotermické reakce indukované ve vysoko energetickém planetovém mlýnu nabírají na významu, jako potenciální cesta k přípravě mikro a nano krystalických in – situ kompozitních materiálů s kovovou matricí. Mechanickou aktivací ve vysoko energetickém mlýnu dochází ke změnám reakčních mechanismů z vzniku metastabilních materiálů. V práci byly studovány změny mechanismů reakcí během mechanického legování na čtyřech různých systémech. Jednalo se o systémy se společným základem, kde byl měněn jeden prvek: Al – B2O3 – X (X= C, Ti, Nb, Cr). Dále bylo studováno, zda po mechanickém legování bude docházet v systému k dalším změnám vyvolaným použitím zvýšené teploty a tlaku, tedy pomocí techniky spark plasma sintering (SPS). Všechny systémy byly mechanicky legovány za analogických podmínek. Po provedení legování byla u každého systému provedena analýza pomocí skenovací elektronové mikroskopie, dále byla provedena kvalitativní a kvantitativní analýza pomocí rentgenové difrakce. Pomocí nanoindentace byla vyhodnocena indentační tvrdost a indentační modul pružnosti. Všechny analýzy byly provedeny po mechanickém legování, stejně jako po provedení SPS a výsledky byly mezi sebou vzájemně porovnány. Na základě výsledků byla u sledovaných systémů navržena změna reakčních mechanismů. Bylo zjištěno, že dochází k tvorbě kompozitních materiálů s kovovou matricí a v případě použití chromu došlo k vytvoření hybridního kompozitního materiálu vyztuženého intermetalickou fází a boritanem hlinitým.
|
|
|
Pokročilé kompozitní konstrukční oceli pro použití v taveninách těžkých kovů
Husák, Roman ; Haušild, Petr (oponent) ; Vilémová,, Monika (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
Cílem disertační práce byla příprava nových, pokročilých typů ODS ocelí s předpokládaným použitím v prostředí tavenin těžkých kovů. Byla ověřena možnost nového směru tvorby oxidické disperze v mikrostruktuře ODS ocelí metodou vnitřní oxidace prvků. Metodou vnitřní oxidace prvků byly připraveny nové typy ODS ocelí zpevněných komplexními oxidy na bázi prvků z III. B a IV. B skupiny. Na základě analýzy poškození ODS ocelí v prostředí LBE byla navržena ochrana povrchu ODS oceli pomocí oxidické ochranné vrstvy. ODS ocel chráněná oxidickou vrstvou byla následně podrobena koroznímu testu v LBE. Pro experimenty byly zvoleny tři třídy chromových ocelí: feriticko-martenzitická ocel 9Cr1WMnVTa a feritické oceli 14CrWTi a 17Cr1Mo. Byly připraveny oceli bez oxidické disperze a oceli zpevněné oxidickou disperzí na bázi Y-Ti-O. Na připravených ocelích byla provedena série mechanických testů, které měly ukázat efektivitu působení oxidické disperze připravené metodu vnitřní oxidace a metodou přímého přidání oxidů. Bylo zjištěno, že oxid s výrazně vyšší tvrdostí nelze v průběhu mechanického legování plně rozrušit a vytvořit tak jemnou oxidickou disperzi. Bylo ověřeno, že oxidickou disperzi lze vytvořit jak z čistého prvku (vnitřní oxidaci), tak i přímým přidáním oxidu. Byly připraveny stejné typy ocelí zpevněných novými typy komplexních oxidů na bázi Y, Ce, Hf, La, Sc a Zr. Chemické analýzy prokázaly, že všechny přidané prvky mohou vytvořit komplexní oxidy yttria a přidaného prvku. Byly provedeny výpočtové analýzy vlivu matrice a oxidické fáze na zpevnění oceli na základě důkladné analýzy mikrostruktury připravených ODS ocelí. Bylo zjištěno, komplexní oxidy dokáží velmi efektivně zvýšit pevnost ocelí za pokojových a zejména za zvýšených teplot. Na základě provedených korozních testů 14Cr ODS oceli v prostředí tavenin Pb a LBE byla navržena ochrana povrchu ODS ocelí pomocí oxidické povrchové vrstvy. Účinnost ochranné vrstvy byla ověřena vysokoteplotním korozním testem oceli PM2000 v prostředí LBE. V průběhu korozního testu nedošlo k poškození ochranné vrstvy, i když došlo k prostupu atomů olova a bismutu oxidickou vrstvou.
|
host ::
RSS.