Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Influence of manufacturing parameters on the structure and properties of Zr55Al15Co5Ni5Cu5Fe5Pt5Ag5 alloy

Jakub Karol Wołkowicz

Abstract

With global development and technological advancement come problems of a global scale related to the enormous comsumption of fossil fuels, environmental pollution and inadequate recycling of waste. These problems intensified throughout the industrial and technological boom in the 20th century and beyond. For that reason, materials are expected to have increasingly superior properties. Each breakthrough in this area is hugely desirable and awaited with excitement. The discovery of metallic glass was one of such ground breaking findings. The most attention is dedicated to bulk metallic glasses, due to their great processing capabilities. Due to their amorphous structure they have unique features and their properties are often superior to these of conventional alloys. This dissertation investigates the influence of manufacturing parameters on the structure and properties of Zr55Al15Co5Ni5Cu5Fe5Pt5Ag5 alloy. For this purpose, seven samples were cast in the form of bars with a 3mm diameter, at different production parameters. Samples were made by casting under pressure into copper molds. The production parameters were the ejection pressure and the casting temperature. In order to examine the amorphous nature of the samples, they were subjected to X-ray diffractometry. The thermal parameters were examined using a differential scanning calorimetry, and the mechanical properties were determined by testing microhardness. These tests allowed to determine the optimal parameters of casting, and then to determine the critical diameter by casting samples with larger diameters using optimal parameters. Extruding pressure of 800 mbar and a temperature of 1300°C were found to be the optimal parameters. These parameters provide the highest microhardness equal to 795 HV 0,05 for a sample with a 3mm diameter. The temperature range for presence of supercooled liquid in these alloys was approximately 50 K. Applying optimal parameters, it was possible to obtain a metallic glass with a 4mm diameter.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Jakub Karol Wołkowicz (FMSE) Jakub Karol Wołkowicz,, Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Title in Polish
Wpływ parametrów wytwarzania na strukturę i właściwości stopu Zr55Al15Co5Ni5Cu5Fe5Pt5Ag5
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
08-02-2019
Issue date (year)
2019
Internal identifier
IM-D.002362
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, parametry cieplne, właściwości mechaniczne
Keywords in English
bulk metallic glasses, thermal parameters, mechanical properties
Abstract in Polish
Wraz z rozwojem ludzkości powstają globalne problemy związane z ogromnym zużyciem paliw kopalnych, zanieczyszczeniem środowiska oraz recyklingiem materiałów. Szczególnie nasiliły się one w XX w. wraz z rozwojem przemysłu i techniki. Z tego powodu od materiałów oczekuje się coraz lepszych właściwości. Każdy przełom w tej dziedzinie jest niesamowicie pożądany i wyczekiwany. Takim przełomem było odkrycie szkieł metalicznych. Największym zainteresowaniem cieszą się masywne szkła metaliczne, ze względu na duże możliwości przetwórcze. Mają one unikalne cechy, ze względu na ich strukturę amorficzną. Ich właściwości często przewyższają właściwości konwencjonalnych stopów. W niniejszej pracy badany był wpływ parametrów wytwarzania na strukturę i właściwości stopu Zr55Al15Co5Ni5Cu5Fe5Pt5Ag5. W tym celu odlano 7 próbek w postaci prętów o średnicy 3 mm przy różnych parametrach wytwarzania. Próbki wytwarzane były poprzez odlewanie pod ciśnieniem do miedzianych form. Parametrami wytwarzania były ciśnienie wypychające i temperatura odlewania. W celu zbadania amorficzności próbek poddano je badaniu metodą dyfrakcji promieni rentgenowskich. Parametry termiczne badane były przy pomocy skaningowego kalorymetru różnicowego, a właściwości mechaniczne określane były poprzez zbadanie mikrotwardości. Badania te pozwoliły wyznaczyć optymalne parametry odlewania, a następnie określić średnicę krytyczną poprzez odlanie próbek o większych średnicach z użyciem ustalonych parametrów.Za optymalne parametry uznano ciśnienie wypychające 800 mbar i temperaturę 1300°C. Parametry te zapewniają najwyższą mikrotwardość równą 795 HV 0,05 dla próbki o średnicy 3 mm. Temperaturowy zakres występowania cieczy przechłodzonej w tych stopach wyniósł ok. 50 K. Przy optymalnych parametrach udało się uzyskać szkło metaliczne o średnicy 4 mm.
File
  • File: 1
    Jakub_Wołkowicz_Praca_Inżynierska_2019.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 30818

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT82de1bf09f644917ba3b2c22f2423125/
URN
urn:pw-repo:WUT82de1bf09f644917ba3b2c22f2423125

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page