Struktura a vlastnosti difúzní vrstvy v kompozitních materiálech připravených plynulým odléváním mezi válce.
| Název práce v češtině: | Struktura a vlastnosti difúzní vrstvy v kompozitních materiálech připravených plynulým odléváním mezi válce. |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Structure and properties of diffusion layers in clad materials prepared by twin-roll casting |
| Klíčová slova: | Kompozitní materiály Al-Fe, plátování, TRC, TEM, in-situ |
| Klíčová slova anglicky: | Composites, Al-Fe clads, TRC, TEM, in-situ |
| Akademický rok vypsání: | 2020/2021 |
| Typ práce: | disertační práce |
| Jazyk práce: | čeština |
| Ústav: | Katedra fyziky materiálů (32-KFM) |
| Vedoucí / školitel: | RNDr. Michaela Šlapáková, Ph.D. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 08.09.2020 |
| Datum zadání: | 08.09.2020 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 30.09.2020 |
| Konzultanti: | doc. RNDr. Miroslav Cieslar, CSc. |
| Zásady pro vypracování |
| Postup práce:
1. Studium literatury a vypracování rešerše 2. Příprava materiálu 3. Studium mikrostruktury výchozího stavu a stavu po vybraném termomechanickém zpracování. 4. Srovnání pozorovaných transformačních procesů se současnými představami o vývoji struktury v těchto materiálech 5. Sepsání práce |
| Seznam odborné literatury |
| M. Stolbchenko, O. Grydin, and M. Schaper, “Manufacturing and characterization of twin-roll
cast aluminum-steel clad strips,” Advanced Engineering Materials, p. 1800454. H. Kawase, M. Makimoto, K. Takagi, Y. Ishida, and T. Tanaka, “Development of aluminum clad steel by roll bonding,” Trans ISIJ, vol. 23, pp. 628–632, 1983. F. Wagner, I. Zerner, M. Kreimeyer, T. Seefeld, and G. Sepold, “Characterization and proper- ties of dissimilar metal combinations of Fe/Al and Ti/Al-sheet materials,” in Proc. ICALEO. Orlando, USA: ICALEO, 2001, pp. 365–374. G. Stergioudis, “Homogenization process of the intermetallic compound layers of alclad iron,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 403, no. 12, pp. 143 – 146, 2005. |
| Předběžná náplň práce |
| Hliníkové slitiny a ušlechtilé oceli patří k nejčastěji používaným konstrukčním kovovým materiálům. Vytvořením kompozitu dochází ke tvorbě materiálu, který spojuje vysokou pevnost oceli s nízkou hustotou a vynikající korozní odolností hliníkových slitin. Výroba těchto kompozitů metodou plynulého odlévání mezi válce je relativně nová a vzhledem k nižším nákladům na energii může nahradit dosud nejběžnější metodu založenou na spojování plátů válcováním.
Nicméně, vzhledem k vysokým teplotám hliníkové taveniny, která přichází do styku s ocelovým plátem, dochází vlivem vzájemné difúze již při odlití ke tvorbě hraničních intermetaických fází, které mohou významným způsobem ovlivnit vlastnosti kompozitu, zejména pevnost vazby mezi oběma materiály. Také další termomechanické zpracování může vést v závislosti na teplotě, které je materiál vystaven, ke tvorbě dalších intermetalických fází, vzniku pórů vlivem Kirkendallova jevu a transformaci nerovnovážných primárních fází na rozhraní původních materiálů. Typ těchto fází, morfologie jejich zrn, tloušťka nově vzniklých vrstev a stechiometrie jednotlivých fází mohou vazbu mezi oběma materiály snížit i zvýšit. Předmětem práce bude studium mikrostruktury této hraniční vrstvy, dynamiky jejího vzniku a vliv vrstvy na vlastnosti kompozitu. Vzhledem k rozměrům této vrstvy (desítky nanometrů až několik mikrometrů) budou ke studiu kromě tradičních integrálních makroskopických metod (rezistometrie, měření mikrotvrdosti a světelná mikroskopie) použity pokročilé metody transmisní a řádkovací elektronové mikroskopie včetně in situ studia difúzních procesů a plastické deformace a nanoindentace v elektronovém mikroskopu. Experimentální výsledky budou srovnávány se současnými difúzními modely a případně doplněny simulacemi pomocí metody konečných prvků. |