Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Optimization of parameters of produce bulk metallic glass Ni59Zr16Ti13Si2Sn3Nb7

Paweł Jakub Suliga

Abstract

Bulk metallic glasses are materials that have different structure from standard crystal metallic alloys. Metallic glasses possess high mechanical properties, very high surface smoothness, corrosion resistance and great formability. These are very sensitive to manufacturing parameters which influence the values of glass transition temperature (Tg) and onset temperature of crystallization (Tx). Between these two temperatures alloyss behave like supercooled liquid. In this temperature region (ΔTx = Tx - Tg) bulk metallic glass is very susceptible for plastic deformation. During the work on optimization of parameters of produce alloys with a composition Ni59Zr16Ti13Si2Sn3Nb7, nine samples were produced using various combinations of temperature and pressure casting. Multicomponent Ni–based alloys were produced by casting into a copper mould technique, and rod shape samples with a diameter of 3 mm and a length of 40 mm were obtained. The structure of samples was characterized by X-ray diffraction, Calorimetric measurements were performed in order to assess the stability of an amorphous phase, the glass transition temperature and the crystallization behavior. Mechanical properties of the investigated alloys were determined by means of Vickers microhardness. The sample preparation were performed in three series. First four samples were cast using constant temperature and various pressures. It found that pressure 400mbar is the most conducive to the formation of nearly amorphous phase. Three samples were cast for the second series. In this case temperatures were changed and the pressure was constant, staying on pre-selected level. The results of that series enabled the selection temperature of 1400˚C as the correct for obtaining that specific metallic glass. In order to finally determine the optimal parameters for the preparation of the alloy, two samples were prepared using temperature of 1400 ° C and two different pressures. The final analysis of the results emerged pressure of 800mbar and temperature of 1400˚C as the most beneficial for produce bulk metallic glass with a composition Ni59Zr16Ti13Si2Sn3Nb7.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Paweł Jakub Suliga (FMSE) Paweł Jakub Suliga,, Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Title in Polish
Optymalizacja parametrów wytwarzania masywnego szkła metalicznego Ni59Zr16Ti13Si2Sn3Nb7
Supervisor
Jerzy Latuch (FMSE/DCFM) Jerzy Latuch,, Division of Construction and Functional Materials (FMSE/DCFM)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Certifying unit
Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Affiliation unit
Division of Construction and Functional Materials (FMSE/DCFM)
Study subject / specialization
, Inżynieria Materiałowa
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
08-02-2016
Issue date (year)
2016
Internal identifier
IM-D.002048
Reviewers
Jerzy Latuch (FMSE/DCFM) Jerzy Latuch,, Division of Construction and Functional Materials (FMSE/DCFM)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE) Waldemar Kaszuwara (FMSE/DCFM) Waldemar Kaszuwara,, Division of Construction and Functional Materials (FMSE/DCFM)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Keywords in Polish
Masywne szkła metaliczne na osnowie niklu; Właściwości cieplne i mechaniczne
Keywords in English
Ni-based bulk metallic glasses; Thermal and mechanical properties
Abstract in Polish
W ramach pracy nad optymalizacją parametrów wytwarzania masywnego szkła metalicznego o składzie Ni59Zr16Ti13Si2Sn3Nb7, przebadano dziewięć próbek powstałych przy zastosowaniu różnych kombinacji ciśnienia i temperatury odlewania. Pręty o średnicy 3mm wytworzono metodą określaną jako Copper Mold Casting, a podczas badań posługiwano się metodami dyfrakcji rentgenowskiej, skaningowej kalorymetrii różnicowej oraz pomiarami mikrotwardości Vickersa. Zarówno wytwarzanie próbek jak i badania przeprowadzano w trzech seriach. W pierwszej z nich odlano cztery próbki z zastosowaniem stałej temperatury i badano wpływ ciśnienia na uzyskane właściwości. Wyniki wyłoniły ciśnienie 400 mbar jako najbardziej sprzyjające tworzeniu fazy amorficznej. Trzy próbki drugiej serii odlewano przy zmiennych temperaturach i stałym, wcześniej dobranym, ciśnieniu. Wyniki badań tej serii pozwoliły na dobranie temperatury 1400 ˚C jako właściwej dla uzyskiwania szkła metalicznego. W celu ostatecznego określenia optymalnych parametrów wytwarzania danego stopu odlano i przebadano dwie próbki wytworzone z zastosowaniem temperatury 1400 ˚C i dwóch różnych ciśnień. Końcowa analiza wyników wyłoniła ciśnienie wypychające 800 mbar i temperaturę odlewania 1400˚C jako wielkości najbardziej korzystne przy pozyskiwaniu stopu Ni59Zr16Ti13Si2Sn3Nb7 w postaci masywnego szkła metalicznego. Tak wyprodukowany pręt wykazywał największą wartość temperaturowego obszaru występowania cieczy przechłodzonej i dużą mikrotwardość.
File
  • File: 1
    Paweł Suliga Praca Inżynierska 2016.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 8066

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT4e65d88686bb417f9d47bb2cacec903d/
URN
urn:pw-repo:WUT4e65d88686bb417f9d47bb2cacec903d

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page