Manufacture of two-layer castings using Fe base heat-resistant alloys

• Autorzy: Rzepka G. , Nawrocki J. , Sieniawski J.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amst-2018-0003

Warianty tytułu

PL

Wytwarzanie odlewów dwuwarstwowych z zastosowaniem stopów żaroodpornych na osnowie Fe z mikrostrukturą typu ferryt i austenit

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main purpose of the present study is to verify the possibility of joining grey iron EN-GJL-250 with heat resistant ductile iron GJS-XSiMo5-1 and heat resistant cast steel GX40CrNiSiNb25-20 to create the two-layered material using casting process with materials in liquid state and in solid state. The mentioned above method was assumed to solve in an economically justified manner the problem of defects on turbocharger’s housing which occurred in some high performance premium application. Evaluation of joint quality was investigated by microstructure observation (LM), alloy elements diffusion (SEM), hardness measurement and discontinuity inspection by computed tomography scanning (CT).

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań określających stopień możliwości wytworzenia połączenia żeliwo szare EN-GJL-250 – żaroodporne żeliwo sferoidalne GJS-XSiMo5-1 lub żaroodporne staliwo GX40CrNiSiNb25-20 w procesie odlewania – materiał w stanie ciekłym i materiał w stanie stałym. Analiza uzyskanych wyników badań wskazuje, że zaproponowana metoda jest ekonomicznie uzasadniona dla rozwiązania występujących wad w obudowie turbosprężarki pojawiających się podczas pracy w warunkach dużej wydajności. Ocenę jakości połączenia prowadzono w badaniach mikrostruktury połączenia (LM i SEM), pomiarach twardości i kontroli nieciągłości przy użyciu tomografii komputerowej (CT).

Słowa kluczowe

EN

grey cast iron; heat resistant ductile iron; heat-resistant cast steel; two-layer material; intermediate zone; casting

PL

żeliwo szare; żaroodporne żeliwo sferoidalne; żaroodporne staliwo; materiał dwuwarstwowy; warstwa przejściowa; odlewanie

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 42, nr 1-4
• Strony: 31--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Rzepka G.

• Rzeszow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Department of Materials Science, Żwirki i Wigury 4, 35-959 Rzeszów

autor

Nawrocki J.

• Rzeszow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Department of Materials Science, Żwirki i Wigury 4, 35-959 Rzeszów

autor

Sieniawski J.

• Rzeszow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Department of Materials Science, Żwirki i Wigury 4, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] C.F. WALTON, T.J. OPAR: Iron Casting Handbook. Iron Casting Society Inc., New York 1981, 57.
• [2] J. SZAJNAR, P. WRÓBEL, T. WRÓBEL: Multi-layers castings. Archives of Found Engineering, 10(2010)1, 181-186.
• [3] P. HUGGETT, R. WUHRER, B. BEN-NISSAN, K. MORAN: A novel metallurgical bonding process and microstructural analysis of ferrous alloy composites. Materials Forum, 29(2005), 83-88.
• [4] X. GAO, Z. JIANG, D. WEI, S. JIAO, D. CHEN, J. XU, X. ZHANG, D. GONG: Effects of temperature and strain rate on microstructure and mechanical properties of high chromium cast iron / low carbon steel bimetal prepared by hot diffusion-compresion bonding. Materials and Design, 63(2014), 650-657.
• [5] T. KIRMA: Production of coal-crusher hammer heads by bi-metal casting. Master of Science Thesis of Middle East Technical University. Ankara 2008.
• [6] S. ZIC, I. DZAMBAS, M. KONIĆ: Possibilities of implementing bimetallic hammer castings in crushing industries. Metalurgija, 48(2009)1, 51-54.
• [7] F. BINCZYK, J. SITKO, E. CZERWIŃSKI, E. KRZEMIEŃ: Krystalizacja żeliwa szarego i stopowego na walce dwuwarstwowe. Archiwum Odlewnictwa, 1(2001)1, 34-41.
• [8] E. MARUKOVICH, A. BRANOVITSKY, Y. NA, J. LEE, K. CHOI: Study on the possibility of continuous-casting of bimetallic components in condition of direct connection of metals in a liquid state. Materials and Design, 27(2006), 1016-1026.
• [9] F. CALVO, A. URENA, M. GOMEZ DE SALAZAR, F. MOLLEDA: Difusion bonding of grey cast iron to Armco iron and a carbon steel. Journal of Materials Science Letters, 24(1989), 4152-4159.
• [10] T. VIGRAMAN, D. RAVINDRAN, R. NARAYANASAMY: Diffusion bonding of AISI 304L steel to low-carbon steel with AISI 304L steel interlayer. Materials and Design, 34(2012), 594-602.
• [11] P. WRÓBEL, J. SZAJNAR, J. GAWROŃSKI: Kompleksowa ocena warunków powstawania kompozytowej warstwy stopowej na powierzchni odlewu staliwnego. Archiwum Odlewnictwa, 4(2004)14, 593-604.
• [12] B. XIONG, C. CAI, B. LU: Effect of volume ratio of liquid to solid on the interfacial microstructure and mechanical properties of high chromium cast iron and medium carbon steel bimetal. Journal of Alloys and Compounds, 509(2011), 6700-6704.
• [13] H. SALLAM, K. EL-AZIZ, H. EL-RAOUF, E. ELBANNA: Failure analysis and flexural behavior of high chromium white cast iron and AISI4140 Steel bimetal beams. Material and Design, 52(2013), 974-980.
• [14] D. BARTOCHA, J. SUCHOŃ, S. JURA: Odlewy warstwowe. Krzepnięcie Metali i Stopów, 38(1998), 151-156.
• [15] T. WRÓBEL: Ni and Cr base layers in bimetallic castings. Proc. 20th Anniversary International Conference on Metallurgy and Materials METAL 2011 Brno, Brno 2011, 758-764.
• [16] J. SZAJNAR, T. WRÓBEL, A. DULSKA: Manufacturing Methods of Alloy Layers on Casting Surfaces. Journal of Casting & Materials Engineering, 1(2017)1, 2-6.
• [17] S. ERTÜRK, O. ҪAKIR, L. KUMRUOGLU, A. OZEL: Fabricating of steel/cast iron composite by casting route. Acta Physica Polonica A, 125(2013)2, 452-453.
• [18] I. KISS, S. MAKSAY: Bimetallic cast iron rolls – some approaches to assure the exploitation properties. Technical Gazette, 17(2010), 173-178.
• [19] A. AVCI, N. İLKAYA, M. ŞIMŞIR, A. AKDEMIR: Mechanical and microstructural properties of low-carbon steel-plate-reinforced gray cast iron. Journal of Materials Processing Technology, 209(2009), 1410-1416.
• [20] M. RAMADAN: Interface characterization of bimetallic casting with a 304 stainless steel surface layer and a gray cast iron base. Advanced Materials Research, 1120-1121(2015), 993-998.
• [21] T. WRÓBEL, M. CHOLEWA: The influence of selected cast parameters on quality of joint in layered castings. Archives of Foundry Engineering, 12(2012)2, 105-110.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).