Surface mechanical treatment and amorphization by severe plastic deformation  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
67893
Type F
Principal investigator Révész, Ádám
Title in Hungarian Felületkezelés és amorfizáció nagy plasztikus deformációval
Title in English Surface mechanical treatment and amorphization by severe plastic deformation
Keywords in Hungarian golyósőrlés, szilárdfázisú reakció, nanoszerkezet, amorf, bevonat
Keywords in English Ball milling, solid state reaction, nanostructure, amorphous, coating
Discipline
Physics (Council of Physical Sciences)80 %
Material Science and Technology (engineering and metallurgy) (Council of Physical Sciences)20 %
Panel Physics 1
Department or equivalent Department of Materials Physics (Eötvös Loránd University)
Starting date 2007-07-01
Closing date 2010-12-31
Funding (in million HUF) 5.223
FTE (full time equivalent) 1.14
state closed project
Summary in Hungarian
A nagy plasztikus deformáción alapuló felületkezelés (SMAT), ill. nagynyomású csavarás (HPT) hatására felületi nanokristályosodás és/vagy mechanokémiai reakció lép fel. Egy korábbi átfogó dolgozatban megmutattuk, hogy a HPT technika nemcsak a mikroszerkezet felületi finomodását teszi lehetővé, hanem nagy üvegképző tulajdonságokkal rendelkező összetétel esetén (Cu60Zr02Ti20) részleges amorfizáció is bekövetkezik. Jelen pályázat célja nagy termikus stabilitású Cu-, Al- és Mg-alapú amorf ötvözetek előállítása SMAT és HPT technikákkal. Tudomásunk szerint ezt eddig még egyetlen kutatócsoportnak sem sikerült előállítani. A kialakult mikroszerkezetet az őrlési paraméterek nagymértékben befolyásolhatják. A kísérleti technikákkal (röntgendiffrakció, optikai, transzmissziós és pásztázó elektronmikroszkópia, energiadiszperzív röntgenanalízis) a felület, ill. a keresztmetszet mikroszerkezete térképezhető fel.
Summary
Severe plastic deformation (SPD) techniques such as surface mechanical attrition treatment (SMAT) and high pressure torsion (HPT) can induce surface nanocrystallization and/or mechanochemical reactions. In a recent comprehensive study we revealed that beyond its conventional application, HPT is capable to create not just nanostructures, but even an amorphous structure if it is applied to an excellent potential glassformer, i.e. Cu60Zr02Ti20. The main goal of this project is the production of (Cu-, Mg- and Al-based) bulk amorphous materials with high glass forming ability and high stability by SMAT and HPT, which has never done before by any research group. The final microstructure of the SMAT alloys depends on several parameters, Microstructural characterization by X-ray diffraction, optical, transmission and scanning electron microscopy will be carried out. The compositional changes perpendicular to the top surface of the SMAT speciment and HPT disc are studied by energy dispersive X-ray analysis.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A pályázat keretében a nagy plasztikus deformáción alapuló felületkezelés (SMAT), ill. nagynyomású csavarás (HPT) hatására kialakuló (részleges) szilárdfázisú amorfizáció jelenségét vizsgáltam. Szinkrotronos, röntgendiffrakciós és mikroszkópos vizsgálatok alapján megmutattam, hogy a Cu hordozó mellett őrölt Zr-Ti porkeverék egy homogén bevonatot eredményez, melynek előnyös mechanikai tulajdonságai az alkalmazhatóság szempontjából is fontos. Megmutattam, hogy binér kristályos Cu-Zr rendszer a HPT módszer segítségével az extrém deformációnak köszönhetően már szilárdfázisban eredményezhet tisztán amorf tartományokat. A hagyományos módszerekkel tömbi formában Al-alapú amorf ötvözetek nem állíthatók elő. Új kompaktálási eljárásként, sikerrel alkalmaztuk a nagynyomású csavarást amorf Al-Ce-Ni-Co, Al-Gd-Ni-Co és Al-Y-Ni-Co ötvözetek esetén.
Results in English
In the present project the effect of surface mechanical attrition treatment (SMAT) and high pressure torsion (HPT) on the (partial) solid state amorphization was studied. It was shown by synchrotron measurements, conventional X-ray diffraction and microscopic studies that milling the mixture of Zr and Ti powders near a Cu target provides a homogeneous coating exhibiting enhanced mechanical properties which may lead to industrial applications. Due to the extreme deformation of HPT, some regions of the binary crystalline Cu-Zr system transform in to amorphous. It is well known that the synthesis of Al-based bulk amorphous alloys is strongly restricted. As a new method of compaction, we have shown that HPT of rapidly quenched amorphous Al-Ce-Ni-Co, Al-Gd-Ni-Co and Al-Y-Ni-Co can successfully be applied.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=67893
Decision
Yes





 

List of publications

  
Á. Révész, L. Péter, P.J. Szabó, P. Szommer, I. Bakonyi: Mechanical properties of electrodeposited Ni-P alloy treated by surface mechanical attrition, Current Applied Physics, publikációra beküldve, 2011
S. Hóbor, Zs. Kovács, Á. Révész: High pressure of Cu-based metallic glasses with different ultimate deformation, J. Alloys and Compounds, publikációra beküldve, 2011
P. Henits, Á. Révész, L.K. Varga, Zs. Kovács: The evolution of the microstructure in amorphous Al85Ce8Ni5Co2 alloy during heat treatment and severe plastic deformation: A comparative study, Intermetallics 19 267, 2011
Á. Révész, P. Szommer, P.J. Szabó, L.K. Varga: Microstructure and morphology of Cu-Zr-Ti coatings treated by a combination of thermal spray and surface mechanical attrition, J. Alloys and Compounds, nyomtatás alatt, 2011
Á. Révész, P. Henits, Zs. Kovács: Structural changes in Zr-based bulk metallic glasses deformed by high pressure torsion, J. Alloys and Compounds 495 338-340, 2010
S. Hóbor, Zs. Kovács, Á. Révész: Estimation of heat production during high pressure of Cu-based metallic glass, J. Alloys and Compounds 495 352-355, 2010
P. Henits, Á. Révész, E. Schafler, P.J. Szabó, J.L. Lábár, L.K. Varga, Zs. Kovács: Correlation between microstructural evolution during high pressure torsion and isothermal heat treatment of amorphous Al85Gd8Ni5Co2 alloy, J. Materials Research 25 1388, 2010
P. Henits, Zs. Kovács, E. Schaffler, L.K. Varga, J.L. Lábár, Á. Révész: Nanocrystallization in Al85Ce8Ni5Co2 amorphous alloy obtained by different strain rate during high pressure torsion, J. Alloys and Compounds 504 S91, 2010
N. Van Steenberge, S. Hóbor, S. Surinach, A.P. Zhilyaev, F. Houdellier, F. Mompiu, M.D. Baró, Á. Révész, J. Sort: Effect of severe plastic deformation on the structure and thermo-mechanical properties of Zr55Cu30Al10Ni5 bulk metallic glasses, J. Alloys and Compounds 500 61, 2010
Á. Révész, L. Takacs: Alloying and amorphization by surface mechanical treatment, Mater. Science Forum 659 239, 2010
S. Hóbor, Zs. Kovács, A.P. Zhilyaev, L.K. Varga, P.J. Szabó, Á. Révész: High pressure torsion of Cu-based metallic glasses, J. Physics – Conference Series 240 012153, 2010
Á. Révész, Zs. Kovács, P.J. Szabó, E. Schafler, L.K. Varga, S. Hóbor: High pressure torsion of glass forming binary Cu64.5Zr35.5 alloy, Physica Status Solidi 207 1185-1189, 2010
P. Henits, Zs. Kovács, L.K. Varga, Á. Révész: Nanocrystallization in Al85Ce8Ni5Co2 amorphous alloy induced by heat treatment and severe plastic deformation, J. Physics – Conference Series 144 012095, 2009
Á. Révész, L. Takacs: Coating a Cu plate with a Zr-Ti powder mixture using surface, Surface and Coatings Technology, 203 3026, 2009
S. Hóbor, Zs. Kovács, Á. Révész: Macroscopic thermoplastic modell applied to high pressure torsion of metallic glasses, J. Applied Physics, 106 023531, 2009
Á. Révész, E. Schafler, Zs. Kovács: Structural anisotropy in a Zr57Ti5Cu20Al10Ni8 bulk metallic glass deformed by high pressure torsion at room temperature, Applied Phys. Letters 92 11910, 2008
Zs. Kovács, E. Schafler, Á. Révész: Volume changes in Vitreloy bulk metallic glass during room temperature high pressure torsion, J. Mater. Res 23 3409, 2008
Á. Révész, L. Péter and I. Bakonyi: Microstructure and morphology of an electrodeposited Ni-P alloy treated by surface mechanical attrition, Rapidly Quenched (RQ)13, Dresden Germany, 2008
S. Hóbor, Á. Révész, P.J. Szabó, A.P. Zhilyaev, V. Kovács Kis, J.L. Lábár, Zs. Kovács: High pressure torsion of amorpohus Cu60Zr30Ti10 alloy, J. Applied Physics 104 (2008) 033525, 2008



Back »