Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 63, Issue: 2, 2011
  • pp: 450-453

download: article (PL)

Modeling of thermal stresses in the TiC-Cr3C2 composites

Abstract (EN)

Carbides of transition elements are mainly characterised by high hardness and high melting temperatures. However, their broader application as structural materials is limited due to their mediocre fracture toughness. The TiC-Cr3C2 system investigated in the work is characterised by a limited mutual solubility of the components which enables synthesis of composite materials. Moreover, the presence of chromium carbide favourably influences microstructure and properties of particulate composites of titanium carbide. During the investigations, four series of composites with different amounts of chromium and titanium carbide were prepared. Their mechanical properties as well as microstructure were characterised which enabled modelling of thermal stresses state created due to differences in thermal expansion coefficients of the constituent phases. The results of calculations in the form of maps of the thermal stresses made possible to analyse mechanisms of increasing fracture energy which resulted in toughening of the investigated systems.

Keywords (EN): Composites, TiC-Cr3C2, Thermal stresses, Modelling

Modelowanie naprężeń cieplnych w kompozytach TiC-Cr3C2

Grabowski G.

Abstract (PL)

Węgliki pierwiastków grup przejściowych charakteryzują się przede wszystkim bardzo wysoką twardością oraz wysokimi temperaturami topnienia. Jednak ich szersze wykorzystanie, w roli materiałów konstrukcyjnych ograniczone jest przeciętną odpornością na kruche pękanie. Badany w pracy układ TiC-Cr3C2, posiada ograniczoną wzajemną rozpuszczalność, co pozwala na syntezę materiałów kompozytowych. Ponadto obecność węglika chromu wykazuje bardzo korzystny wpływ na mikrostrukturę i właściwości kompozytów ziarnistych węglika tytanu. Podczas pracy otrzymano cztery serie kompozytów różniących się udziałem węglika chromu i węglika tytanu. Zmierzono właściwości mechaniczne i zebrano dokumentację mikrostruktury, która posłużyła do wykonania modelowania stanu naprężeń cieplnych powstających na skutek różnic we współczynnikach rozszerzalności cieplnej faz składowych. Uzyskane wyniki obliczeń w postaci map naprężeń cieplnych, pozwoliły na analizę mechanizmów zwiększających energię pękania i powodujących umocnienie badanych układów.

Keywords (PL): kompozyty, TiC-Cr3C2, naprężenia cieplne, modelowanie

return…