Vysokoteplotně odolné kovo-keramické kompozity na bázi TiB2 pro řezné nástroje
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato diplomová práce se věnuje přípravě nového vysokoteplotně odolného kovo-keramického kompozitu na bázi TiB2. Pojivo tvrdé keramické fáze tvoří slitina NiW, která byla připravena mechanickým legováním v planetovém kulovém mlýnu. První část práce se zabývá optimalizací mísení obou složek v kulovém mlýnu. Zde byla navržena a ověřena metodika přípravy směsi prášků s homogenní distribucí slitiny při současném zjemnění velikostí částic. Druhá část se věnuje již slinutému materiálu, jeho mikrostruktuře a mechanickým vlastnostem. Prášky TiB2 a NiW byly v tomto případě promíseny v tubulárním mlýnu a následně zhutněny metodou rychlého spékání za použití tlaku při čtyřech různých slinovacích teplotách. Byl sledován vliv slinovací teploty na vývoj mikrostruktury charakterizovaný hustotou, pórovitostí a velikostí zrna. Na připravených zkušebních vzorcích byl také měřen modul pružnosti, lomová houževnatost, pevnost v ohybu a tvrdost. Z výsledků experimentů vyplývá výrazná závislost mikrostrukturních parametrů a mechanických vlastností na teplotě slinování. Vyšší slinovací teploty vedly k lepším vlastnostem, přičemž teplota 1375°C se jeví jako optimální. Při teplotě slinování 1400°C již docházelo k výraznému úbytku kovové fáze způsobeného sublimací niklu a k rozvoji pórovitosti v oblastech výskytu kovové fáze.
This diploma thesis deals with the preparation of new high-temperature resistant cermets based on TiB2. The hard ceramic phase is bonded by NiW metallic alloy, which was prepared by mechanical alloying using a planetary ball mill. The first part of the thesis is targeted to the optimization of mixing of both powders in the planetary ball mill. The procedure of preparation of powders mixture with homogenous particles distribution of the NiW alloy was designed and verified with simultaneous particle size refinement. The second part is focused on the microstructure characterisation and mechanical properties evaluation of sintered materials. In this case both powders, TiB2 and NiW, were mixed in a tubular mill and consequently compacted by a rapid hot pressing method at four different sintering temperatures. The influence of the sintering temperature on the microstructure development characterized by the density, porosity and grain size was monitored. The elastic modulus, fracture toughness, flexural strength and hardness were measured on prepared test specimens. The results of conducted experiments show a significant dependence of the microstructure and mechanical properties on applied sintering temperatures. The higher sintering temperatures are used the better mechanical properties are observed. However, the sintering temperature of 1375°C seems to be an optimal one. The sintering temperature of 1400°C leads to the significant losses of the metal phase due to sublimation of nickel resulting in increased porosity in the metal phase regions.
This diploma thesis deals with the preparation of new high-temperature resistant cermets based on TiB2. The hard ceramic phase is bonded by NiW metallic alloy, which was prepared by mechanical alloying using a planetary ball mill. The first part of the thesis is targeted to the optimization of mixing of both powders in the planetary ball mill. The procedure of preparation of powders mixture with homogenous particles distribution of the NiW alloy was designed and verified with simultaneous particle size refinement. The second part is focused on the microstructure characterisation and mechanical properties evaluation of sintered materials. In this case both powders, TiB2 and NiW, were mixed in a tubular mill and consequently compacted by a rapid hot pressing method at four different sintering temperatures. The influence of the sintering temperature on the microstructure development characterized by the density, porosity and grain size was monitored. The elastic modulus, fracture toughness, flexural strength and hardness were measured on prepared test specimens. The results of conducted experiments show a significant dependence of the microstructure and mechanical properties on applied sintering temperatures. The higher sintering temperatures are used the better mechanical properties are observed. However, the sintering temperature of 1375°C seems to be an optimal one. The sintering temperature of 1400°C leads to the significant losses of the metal phase due to sublimation of nickel resulting in increased porosity in the metal phase regions.
Description
Citation
HALMAZŇA, J. Vysokoteplotně odolné kovo-keramické kompozity na bázi TiB2 pro řezné nástroje [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2016.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Materiálové inženýrství
Comittee
prof. Ing. Jiří Švejcar, CSc. (předseda)
prof. Ing. Ivo Dlouhý, CSc. (místopředseda)
prof. Ing. Rudolf Foret, CSc. (člen)
prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc. (člen)
prof. RNDr. Karel Maca, Dr. (člen)
Ing. Zdeněk Chlup, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2016-06-14
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení