Comparison of impact of immersed and micro-jet cooling during quenching on microstructure and mechanical properties of hypoeutectic silumin AlSi7Mg0.3

• Autorzy: Czekaj E. , Kwak Z. , Garbacz-Klempka A.

Identyfikatory

DOI

10.7494/mafe.2017.43.3.153

Warianty tytułu

PL

Porównanie wpływu chłodzenia zanurzeniowego oraz mikrostrumieniowego przy przesycaniu na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne odlewniczego siluminu podeutektycznego typu AlSi7Mg0.3

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents research the results of the mechanical properties at the ambient temperature of hypoeutectic cast silumin EN AC-AlSi7Mg0.3 (according to EN 1706:2011; analogic to alloy A356 according to AA – the Aluminum Association). As related to the commonly known and used process of immersion during quenching, the research also used a micro-jet system of cooling. After quenching, the experimental samples were also submitted to artificial aging in three different variations. The achieved results were compared with the mechanical properties of the alloy in the as-cast state. Samples from the experimental alloy were subjected to micro-jet cooling during quenching; in principle, they had a similar level of properties as related to the samples that were cooled by immersion; only in some cases did the micro-jet cooling give better results. Further works in the field should be aimed at constructing machines for micro-jet cooling with water pressure levels significantly higher than the typical pressure of community waterworks.

PL

W artykule zostały zaprezentowane wyniki badań podstawowych właściwości mechanicznych (UTS, YS, E, N, HB) w temperaturze pokojowej podeutektycznego siluminu odlewniczego EN AC-42100 (EN AC-AlSi7Mg0.3) (zgodnie z EN 1706:2011; analogia stopu A356 według Aluminium Association). W odniesieniu do powszechnie znanego i stosowanego zabiegu chłodzenia zanurzeniowego (I, ang. immersing) podczas przesycania, w badaniach wykorzystywano również mikrostrumieniowy (M, ang. micro-jet) system chłodzenia. Po przesycaniu – metodą chłodzenia zanurzeniowego lub mikrostrumieniowego – próbki doświadczalne poddawane były także sztucznemu starzeniu w trzech różnych wariantach: S1, S2 i S3. Uzyskiwane wyniki były porównywane z właściwościami mechanicznymi stopu w stanie po odlaniu (stan F, ang. fabrication). Próbki z doświadczalnego stopu poddane mikrostrumieniowemu chłodzeniu przy przesycaniu miały w zasadzie podobne właściwości mechaniczne w stosunku do właściwości próbek chłodzonych zanurzeniowo i tylko w niektórych przypadkach mikrostrumieniowe chłodzenie dawało lepsze wyniki. Dalsze prace w tym obszarze powinny dotyczyć konstruowania urządzeń do mikrostrumieniowego chłodzenia o ciśnieniach wody znacznie przewyższających ciśnienie sieci wodociągowej, tj. do poziomu nawet kilkuset barów.

Słowa kluczowe

EN

cast aluminium alloys; heat treatment; quenching; immersion cooling; micro-jet cooling; artificial aging; mechanical properties; metallographic research

PL

stopy aluminium; obróbka cieplna; przesycanie; chłodzenie zanurzeniowe; mikrostrumieniowe chłodzenie; starzenie sztuczne; właściwości mechaniczne; badania metalograficzne

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Metallurgy and Foundry Engineering
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 43, no. 3
• Strony: 153--168
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Czekaj E.

• Foundry Research Institute, Krakow, Poland

autor

Kwak Z.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Foundry Engineering, Krakow, Poland

autor

Garbacz-Klempka A.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Foundry Engineering, Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Novikov I.I.: Teoriya termicheskoy obrabotki metallov. Uchebnik. 3-ye izd. Metallurgiya, Moskva 1978 [Новиков И.И.: Теория термической обработки металлов. Учебник. 3-е изд. Металлургия, Москва 1978]
• [2] Adel M., Fawzy S.: Performance of Aluminum-Silicon Cast Alloys. Effect of alloying and trace elements on the microstructure and mechanical properties if Al-Si Alloys. LAP LAMBERT Academic Publishing, Mannheim 2010
• [3] PN-EN 1706:2011 – Aluminium i stopy aluminium. Odlewy. Skład chemiczny i własności mechaniczne. PKN, Warszawa 2011
• [4] Hatch J.E. (ed.): Properties and Selection: Nonferrous and Special-purpose Materials. 10th edition. ASM International, Ohio, USA 1975
• [5] Hatch J.E. (ed.): Aluminium. Properties and Physical Metallurgy. 5th edition. ASM International, Ohio, USA 1993
• [6] Aristova N.A., Kolobnev I.F.: Termicheskaya obrabotka liteynykh alyuminiyevykh splavov. Metallurgiya, Moskva 1977 [Аристова Н.А., Колобнев И.Ф.: Термическая обработка литейных алюминиевых сплавов. Металлургия, Москва 1977]
• [7] Czekaj E., Zych J., Kwak Z., Garbacz-Klempka A.: Quality Index of the AlSi7Mg0.3 Aluminium Casting Alloy Depending on the Heat Treatment Parameters. Archives of Foundry Engineering, 16, 3 (2016), 25–28. DOI: 10.1515/afe-2016-0043
• [8] Drouzy M.: Interpretation of Tensile Test Results Using Quality Index and Probable Elastic Limit-Application to Cast Al-Si-Mg Alloys. Revue de Métallurgie, 75, 1 (1978), 51–59
• [9] Górny Z., Czekaj E. et al.: Wpływ chłodzenia mikrostrumieniowego podczas hartowania (przesycania) na strukturę i właściwości wybranych stopów. Badania eksperymentalne i symulacyjne. In: Sprawozdanie końcowe z projektu badawczego nr 5940/B/TO2/2010/38 realizowanego na zlecenie MNiSW. Foundry Researche Institute, Krakow 2013 (unpublished), 137–149, 164–171, 179–190
• [10] Seifeddine S., Timelli G., Svensson I.L.: Influence of quench rate on the microstructure and mechanical properties of aluminium alloys A356 and A354. International Foundry Research/Giessereiforschung, 59, 1 (2007), 2–10
• [11] Aluminum Alloys Cast at Coastal Foundry. http://www.coastalfoundry.com/alloys-cast/aluminum-alloys/ AlAlloysChemicalsMechanicals.pdf (Coastal Foundry Company) [16.12.2016]

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).