IMGW78

87

Innymi meułimi, która znalazły zastosowanie do produkcji kompozytów z osnową metalową są tytan i magnez. Tytan jest metalem prawie dwukrotnie lżejszym od żelaza i cechuje się dużą odpornością na korozję w wysokich temperaturach (770 K). Magnez zalicza się do metali o najmniejszym ciężarze właściwym (p ■ 1,74 g • cm^%>), a właściwości wytrzymałościowe stopów na bazie Mg (np. Mg-Y-Cu) są porównywalne do kompozytów na bazie aluminium. Jednakże wysokie koszty wytwarzania tych kompozytów ograniczają ich szerokie zastosowanie.

Poniżej przedstawiono wybrane przykłady materiałów nanokompozytowych z osnową metalową.

I. Naaokompozyty na bazie żelaza

Stopy żelaza z węgłem to podstawowe tworzywa metaliczne stosowane w budowie maszyn i urządzeń. Węgiel w stopach żelaza może występować w postaci wolnej jako grafit lub też w postaci związanej z żelazem jako węglik żelaza (Fc,C), zwany cementytem. Cementyt jest materiałem bardzo twardym, ale kruchym.

Tradycyjnie materiały Fe-Fe*C otrzymuje się metodami stapiania łub odlewania. Proces MA zastosowano do wyprodukowania powyższego układu, gdzie składnikami wyjściowymi były: Fe (85% obj.) i grafit (5,7% wag.) (9|. Wielkość cząstek materiału wyjściowego wynosiła 60 |un i 45 pm. odpowiednio dla Fe i grafitu. Proces MA realizowano w atmosferze ochronnej argonu przy stosunku mielników (kuł) do masy proszków 14:1. Komora reaktora była wykonana ze stali nierdzewnej, a czas procesu MA wynosił 10 h. Otrzymany materiał formowano i spiekano w matrycach grafitowych (rys. 4.5) w obecności zewnętrznego pola magnetycznego. Etap wstępny formowania i prasowania obejmował osiowe prasowanie z jednoczesnym grzaniem metodą indukcyjną. Maksymalne ciśnienie prasowania wynosiło 63 MPa.

SD <0 2 Theta

TO

Końcowa wielkość ziaren, obliczona metodą Sc herma, wyprodukowanego materiału wynosiła 7 run dla FejC i 8 nm dla Fe. Na rysunku 8.2 przedstawiono dyfraktognun rentgenowski nanokompozytu Fe-Fc»C. który jest materiałem 2-fazowym. Maksymalny poziom naprężeń wyznaczony metodą Halla wynosił 0.2%. Właściwości otrzymanego materiału kompozytowego zestawiono w tabeli 8.3. Widać wyraźny wzrost twardości w porównaniu do materiału wyproduko-^w“^c«° metod, tradycyjną (HIP). 06-kompozytowego Fc-FcjC (FejC-pozonsIc piki:    lóbka plastyczna nanokompozytowego

CuKa) |9]    Fe-FejC powoduje dalszy wzrost HV.

Należy zwrócić uwagę, te nanotna-teriał Fe-FejC spiekany w niższych temperaturach gwarantuje mniejsze ziarno, a tym