Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Testování slitin“

Abstract Mezi kovové konstrukční materiály pro komponenty pokročilých plynem chlazených reaktorů patří niklové superslitiny Inconel 713 a 738. V rámci projektu aplikovaného výzkumu řešeného na VŠCHT Praha a CV Řež byly testovány mechanické vlastnosti těchto slitin ve výchozím stavu a po expozici vzorků v heliu obsahujícím stopové nečistoty (CO, H2, CH4, H2O) při teplotě 900 °C po dobu 1000 hod. Vzorky testovaných slitin byly vyrobeny: a) z původního litého materiálu (virgin), b) přepracovaného materiálu z výroby (revert 100R) a c) materiálu získaného slitím těchto materiálů v poměru 50V/50R. K určení mechanických vlastností materiálů po expozicích byly provedeny tahové zkoušky a strukturní analýza pomocí SEM. Porovnány byly změny vlastností po expozici jednotlivých testovaných slitin i stejné slitiny vyrobené různými postupy. Zatímco mez kluzu a mez pevnosti poklesly u Inconelu 713 jen zlehka, u Inconelu 738 poklesly výrazně. Stav 50V/50R vykazoval lepší mechanické vlastnosti než stav revert 100R.

The thesis deals with the application of nondestructive testing methods (acoustic emission, electron microscopy, X-ray diffraction topography) to description and identification of stages in the fatigue process in aluminium alloys. The main contribution of this dissertation thesis consists of the approach and evaluation methodology of cyclic damage in the materials. It dealt especially with the verification of measured data by using data obtained using other nondestructive methods. The experimental results show that the field of nondestructive testing materials can fundamentally uncover the process of fatigue damage and improve current knowledge in this area. Combination of used methods has become a powerful tool for the identification and monitoring of the whole fatigue degradation process of materials.

This thesis is deals with the suitability of Ag-Sn-Sb alloy for extrusion and selection of suitable materiál for the extruder nozzle. The theoretical part of this thesis deals with the general possibilities of 3D metal printing, especially the metal printing in the semi-solid phase and with it‘s problems. The experimental part describes the development of semi-solid alloys testing device and the research od the alloy and its interactions with solid materials in mutual motion. Analyzis of mechanical and chemical influence between alloy and solid material were performed by visual investigation and analysis of elements by EDS detector. The results of these analyzes led to the choise of nozzle material suitable for extrusion of Ag-Sn-Sb alloy.

Ve všeobecnosti, poznatky o design slitin, jejich výrobě a výběru legujúcich prvků sú omezené na slitiny s jedním základním prvkem. Tento fakt ale výrazně limituje možnosti a volnost výběru prvků pro dosáhnuti speciálních vlastností a mikrostruktur. V poslední dekádě se ukázalo, že materiálová věda a inženýrství nejsou ještě zdaleka prozkoumané v důsledku objevu nové třídy materiálů nazvané vysoko entropické slitiny (HEA high entropy alloys). Jejich objev upoutal pozornost vědecké komunity. Základní koncept pro jejich design je, že namísto jednoho, nebo dvou základních prvků obsahují minimálně 5 prvků v podobných atomových koncentracích. V posledních letech se objevila skupina materiálů odvozená od HEA, nazvaná slitiny so střednou entropii (MEA medium entropy alloys). Na rozdíl od HEA ale obsahují 3, nebo 4 prvky. Táto práce je věnovaná studiu přípravy a charakterizaci HEA, MEA a jejich kompozitů s pomocí metod práškové metalurgie. V této práci byli dohromady zkoumány tři kompozice: AlCoCrFeNiTi0.5, Co1.5Ni1.5CrFeTi0.5 a CoCrNi, kompozity s kovovou matricí (MMC metal matrix composites) vyztužené částicemi B4C s CoCrNi jako matricí. Hloubková mikrostrukturní a mechanická analýza těchto materiálů byla provedena pomoví metod rastrovací a transmisní elektronové mikroskopie spojené s tahovými a ohybovými zkouškami. V průběhu celé studie se objevovaly problémy s kontaminací kyslíkem, co se projevilo vznikem značného množství oxidů v připravených materiálech. U Slitiny AlCoCrFeNiTi0.5 byla naměřena tvrdost přesahující 800 HV. Její houževnatost ale byla velice omezena. V její mikrostruktuře byly identifikovány částice in-situ TiC v důsledku přítomnosti organického, anti-aglomeračního činidla (metanolu) v mlecí misce. Tato reakce může být použita v budoucnu k přípravě MMC se záměrnou disperzí TiC. Na druhé straně, slitina CoCrNi ukázala vysoké hodnoty tažnosti (26%) a meze pevnosti přes 1000 MPa. Mikrostruktura obsahovala majoritní FCC fázi s BCC precipitáty. Tahle slitina byla z důvodu vysoké tažnosti zvolena pro přípravu kompozitu s výztuží B4C. V průběhu slinování ale došlo k reakci mezi přítomným Cr a B4C, které výsledkem byl Cr5B3 borid. Tento kompozit mel pevnost v tahu 1400 MP a extrémne jemnozrnnou strukturu. Celková tažnost ale klesla na 1.9 %. Slitina AlCoCrFeNiTi0.5, která mela strukturu složenou jen z FCC tuhého roztoku dosáhla nejlepší kombinaci mechanických vlastností s pevností přesahující 1300 MPa a dostatečnou tažností 4%. Prášková metalurgie se ukázala jako vhodná metoda pro přípravu HEA a MEA slitin a jejich kompozitů, s dobrou kombinací pevnosti a tažnosti. Tato metoda dovoluje měnit mikrostrukturní parametry připravených materiálů jednoduchou úpravou parametrů procesu.

PhD thesis focuses the field of textile application of modern functional materials, namely metallic shape memory alloys with unique thermomechanical properties deriving from martensitic transformation in solid state. Particularly, it deals with the development of a nonconventional thermomechanical treatment of thin NiTi filaments via Joule heating by electric current and related basic research involving thermomechanical testing and modeling of functional properties of the filaments, investigation of martensitic transformations and deformation processes in NiTi and investigation of the fast recovery and recrystallization processes in metals heated by short pulses of controlled electric power. The method was developed and called FTMT-EC. In contrast to conventional heat treatment of metallic filaments in environmental furnaces, this method allows for precise control of the raise of the filament temperature and filament stress during the fast heating (rate ~50 000 °C/s). As a consequence, it is possible to precisely control the progress of the fast recovery and recrystallization processes in heat treated filaments. In this way it is possible to prepare filaments with desired nanostructured microstructure and related functional properties. A prototype equipment for application of the method for heat treatment of continuous SMA filaments during respooling in textile processing was designed and built. Comparing to the conventional heat treatment of SMA filaments in tubular environmental furnaces, this approach is faster, saves energy and allows for preparation of filaments with special functional properties. International patent application was filed on the method. It is currently utilized in the research and development of smart textiles for medical applications.