Metal Matrix Composites Prepared by Powder Metallurgy Route
Loading...
Date
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Vývoj nových materiálů pro součásti v moderních technologiích vystavené extrémním podmínkám má v současné době rostoucí význam. Děje se tak v důsledku neustále se zvyšujících požadavků průmyslových odvětví na lepší konstrukční vlastnosti nosných materiálů. Ve světle těchto faktů si tato studie klade za cíl posoudit nové složení slitin s vysokou entropií, které se vyznačují vysokým aplikačním potenciálem pro kritické aplikace. Slitiny jsou připravovány práškovou metalurgií, t.j. kombinací mechanického legování a slinování v pevné fázi. Pro účely srovnávaní vlastností jsou vybrané kompozice vyrobeny také tradičními metalurgickými metodami v roztaveném stavu, jako je vakuové indukční tavení a následné lití nebo vakuové obloukové tavení. Prášková metalurgie umožňuje postupný vývoj kompozitů s kovovou matricí (MMC) prostřednictvím přípravy oxidicky zpevněných HEA slitin. To je možné díky inherentním in-situ reakcím během procesu výroby. Když se naopak zvolí výrobní postup z taveniny, připravený kovový materiál vykazuje velké rozdíly v mikrostrukturách a souvisejících vlastnostech, v porovnání se stejným materiálem vyrobeným práškovou cestou (PM). Vyrobené práškové a tavené materiály jsou detailně charakterizovány s ohledem na komplexní vyhodnocení vlivu různých metod zpracování. Práce se zejména orientuje na mikrostrukturní charakteristiky materiálů a jejich mechanické vlastnosti, včetně vlivu tepelného zpracování na fázové transformaci a mikrostrukturní stabilitu připravených materiálů.
The development of new materials for applications in extreme environments is currently of a great importance in modern engineering technologies. Hence, the industries' requirement for enhanced structural performance of materials is constantly increasing. In the light of that, this study aims to evaluate promising compositions of high-entropy alloys for critical applications produced by powder metallurgy through a combination of mechanical alloying and solid state sintering. For comparative purposes, the selected compositions were produced by melting routes in liquid state as well, such as vacuum induction melting and subsequent casting or vacuum arc-melting. The powder metallurgy route enables a consequential development of metal matrix composites (MMC) via the manufacturing of oxide dispersed strengthened HEAs. This is possible due to inherent in-situ reactions during the process. In case of melting route fabrication, metallic materials with great differences in structures and related properties are manufactured, compared to those produced by powder routes. The produced MMCs and their melted counterparts are thoroughly studied. A comprehensive evaluation of the influence of the different processing methods, especially on the materials’ microstructural features and their mechanical properties is undertaken, including the effect of heat treatments on the phase transformations and stability of the materials.
The development of new materials for applications in extreme environments is currently of a great importance in modern engineering technologies. Hence, the industries' requirement for enhanced structural performance of materials is constantly increasing. In the light of that, this study aims to evaluate promising compositions of high-entropy alloys for critical applications produced by powder metallurgy through a combination of mechanical alloying and solid state sintering. For comparative purposes, the selected compositions were produced by melting routes in liquid state as well, such as vacuum induction melting and subsequent casting or vacuum arc-melting. The powder metallurgy route enables a consequential development of metal matrix composites (MMC) via the manufacturing of oxide dispersed strengthened HEAs. This is possible due to inherent in-situ reactions during the process. In case of melting route fabrication, metallic materials with great differences in structures and related properties are manufactured, compared to those produced by powder routes. The produced MMCs and their melted counterparts are thoroughly studied. A comprehensive evaluation of the influence of the different processing methods, especially on the materials’ microstructural features and their mechanical properties is undertaken, including the effect of heat treatments on the phase transformations and stability of the materials.
Description
Keywords
Vysoko-entropické slitiny, Komplexní koncentrované slitiny, Prášková metalurgie, Kompozity, Mikrostruktura, Mechanické vlastnosti, Mechanické legování, Fázové transformace., High Entropy Alloys, Complex Concentrated Alloys, Powder Metallurgy, Composites, Microstructure, Mechanical properties, Mechanical Alloying, Phase Transformations.
Citation
MORAVČÍKOVÁ DE ALMEIDA GOUVEA, L. Metal Matrix Composites Prepared by Powder Metallurgy Route [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Fyzikální a materiálové inženýrství
Comittee
prof. RNDr. Jaroslav Pokluda, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D. (člen)
Ing. Hynek Hadraba, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Libor Pantělejev, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Zelený, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-06-21
Defence
DDP přinesla nové poznatky v oblasti vysokoteplotních multikompozitních systémů (vysoko-entropických slitin). Výsledky byly publikovány v 8 časopiseckých publikacích a 4 konferenčních příspěvcích zahrnutých do Web of Science. Rovněž aplikačně přinesla práce originální náměty.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení