Témata prací (Výběr práce)Témata prací (Výběr práce)(verze: 368)
Detail práce
   Přihlásit přes CAS
Metastable alloy Ti-15Mo prepared by powder metallurgy
Název práce v češtině: Metastabilní slitina Ti-15Mo připravená práškovou metalurgií
Název v anglickém jazyce: Metastable alloy Ti-15Mo prepared by powder metallurgy
Klíčová slova: slitiny titanu, ultra-jemnozrnné materiály, prášková metalurgie, fázové transformace, skenovací elektronová mikroskopie
Klíčová slova anglicky: titanium alloys, ultra-fine grained materials, powder metallurgy, phase transformations, scanning electron microscopy
Akademický rok vypsání: 2017/2018
Typ práce: diplomová práce
Jazyk práce: angličtina
Ústav: Katedra fyziky materiálů (32-KFM)
Vedoucí / školitel: RNDr. Kristina Bartha, Ph.D.
Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
Datum přihlášení: 15.02.2018
Datum zadání: 15.02.2018
Datum potvrzení stud. oddělením: 23.02.2018
Datum a čas obhajoby: 19.06.2019 09:00
Datum odevzdání elektronické podoby:10.05.2019
Datum odevzdání tištěné podoby:10.05.2019
Datum proběhlé obhajoby: 19.06.2019
Oponenti: Ing. Tomáš Chráska, Ph.D.
 
 
 
Konzultanti: doc. PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D.
Mgr. Jiří Kozlík, Ph.D.
RNDr. Ondřej Srba, Ph.D.
Zásady pro vypracování
1)Studentka se seznámí s odbornou literaturou a vypracuje rešerši k problematice ultra-jemnozrnných slitin titanu a přípravy kovových materiálů metodou sintrování elektrickým proudem.
2)Studentka připraví slitinu titanu Ti-15Mo pomocí kryogenního mletí a bude se podílet na sintrování elektrických proudem.
3)Studentka bude charakterizovat mikrostrukturu připravených prášků a sintrovaných vzorků pomocí skenovací elektronové mikroskopie.
4)Studentka bude zkoumat mechanické vlastnosti pomocí tahových zkoušek a měření mikrotvrdosti.
5)Studentka provede tepelné zpracování, bude zkoumat mikrostrukturu a fázové složení po žíhání a diskutovat vliv tepelného zpracování na mechanické vlastnosti materiálu.
6)Dosažené výsledky budou shrnuty v diplomové práci.
Seznam odborné literatury
G. Lutjering, J.C. Williams, Titanium, Springer-Verlag (2007).
K. Václavová et al., Microhardness and microstructure evolution of ultra-fine grained Ti-15Mo and TIMETAL LCB alloys prepared by high pressure torsion, Mater. Sci. Eng. A 682, pp. 220–228 (2017).
K. Václavová, Mikrostruktura a mechanické vlastnosti ultrajemnozrnných slitin titanu, Diplomová práce, Univerzita Karlova v Praze (2015).
J. Kozlík, Titan a slitiny titanu připravené kryogenním mletím, Bakalářská práce, Univerzita Karlova (2016).
J. Kozlík et al., Cryogenic milling of titanium powder, Metals 8, pp. 31 (2018).
M. Janeček et al., Microstructure evolution in solution treated Ti15Mo alloy processed by high pressure torsion, Mater. Charact. 98, pp. 233-240 (2014).
O. Ertorer et al., Enhanced tensile strength and high ductility in cryomilled commercially pure titanium, Scripta Mater. 60, pp. 586-589 (2009).
D. B. Witkin, E.J. Lavernia, Synthesis and mechanical behavior of nanostructured materials via cryomilling, Prog. Mater. Sci. 51, pp. 1-60 (2006).
S. Nag et al., ω-assisted nucleation and growth of α precipitates in the Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.5Fe β titanium alloy, Acta Mater. 57, pp. 2136-2147 (2009).
Předběžná náplň práce
Metastabilní beta slitiny titanu jsou využívané zejména v leteckém průmyslu. Tyto slitiny jsou v současnosti nejzkoumanější skupinou titanových slitin vzhledem ke komplikovaným fázovým přeměnám během tepelného zpracování materiálu, a jejich vlivu na mechanické vlastnosti. Mechanické vlastnosti metastabilních beta slitin titanu lze dále zlepšovat zjemněním mikrostruktury a kontrolovanou precipitací částic jiných fází.
V rámci práce bude metodou kryogenního mletí a následného sintrování elektrickým proudem (Spark Plasma Sintering - SPS) připravena binární metastabilní beta slitina Ti-15Mo. Jedná se o unikátní kombinaci metod práškové metalurgie, která dosud nebyla pro přípravu beta slitin titanu využita. Již během sintrování může v beta matrici docházet k precipitaci fáze alfa, čímž se významně změní mechanické vlastnosti materiálu. Mikrostruktura a fázové složení bude zřejmě výrazně záviset na parametrech přípravy materiálu. Mikrostruktura připravených vzorků bude studována pomocí skenovací elektronové mikroskopie a mechanické vlastnosti prostřednictvím měření mikrotvrdosti a pomocí tahových zkoušek. Vybrané stavy budou podrobeny následnému tepelnému zpracování a bude studován vliv výchozí ultra-jemnozrnné mikrostruktury na fázové transformace probíhající během žíhání.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
Metastable beta titanium alloys are used mostly in aircraft industry nowadays. These alloys are the most studied titanium alloys due to complicated phase transformations of the material during heat treatment and their influence on the mechanical properties. Mechanical properties of metastable beta titanium alloys can be further improved by grain refinement and controlled precipitation of particles of other phases.
Binary metastable beta Ti-15Mo alloy will be prepared by cryogenic milling and subsequent spark plasma sintering (SPS) within the thesis. It is a unique combination of powder metallurgy methods which has not been used for a preparation of beta alloys of titanium yet. The precipitation of alpha phase in beta matrix can occur even during sintering which significantly changes the mechanical properties of the material. The microstructure and phase composition is probably going to depend on parameters of preparation of the material. The microstructure of prepared samples will be studied using scanning electron microscopy and mechanical properties using microhardness measurement and tensile tests. Selected states will be further subjected to heat treatment and the effect of ultra-fine grained microstructure on phase transformations during annealing will be also investigated.
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK