Krótkotrwała ultrawysokotemperaturowa sferoidyzacyjna obróbka cieplna siluminów

• Autorzy: Czekaj E. , Fajkiel A. , Gazda A.

Warianty tytułu

EN

Short-lived ultra high temperature silicon spheroidization treatment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Siluminy należą do najczęściej stosowanych stopów na osnowie aluminium przetwarzanych poprzez odlewanie. Ich podstawowym wadą, w porównaniu z innymi tworzywami konstrukcyjnymi, jest niedostateczny zapas plastyczności, a zatem ograniczone możliwości eksploatacyjne pod względem odporności na pękanie przy statycznym obciążeniu rozciągającym czy zmęczeniu cieplno-mechanicznym. W celu poprawy charakterystyk plastyczności siluminów dokonywane są różnorodne zabiegi technologiczne tak na ciekłym metalu, w procesach odlewania, jak też po skrzepnięciu stopu. Jednym ze sposobów polepszania wydłużenia siluminów jest zastosowanie specjalnych metod obróbki cieplnej. W ostatnim okresie pojawiły się w zagranicznej, specjalistycznej literaturze prace dotyczące prób sferoidyzacji krzemu eutektycznego poprzez zastosowanie krótkotrwałej wysokotemperaturowej obróbki cieplnej sięgającej – a nawet przewyższającej – próg początkowy topnienia siluminów typu A356, A357 (dawny polski stop AK7 – wg nie obowiązującej już normy PN-76/H-88027, czy AlSi7Mg {EN AC-42000…42200} – zgodnie z PN-EN 1706). Wynikiem tych zabiegów jest znacząca poprawa plastyczności, przy jednoczesnym zwiększeniu parametrów wytrzymałościowych. Dodatkowym ważnym aspektem proponowanej odmiany obróbki cieplnej jest pozytywny efekt ekonomiczny.

EN

Silumins belong to the family of aluminium-based alloys most often processed by the casting process. Their main drawback, compared with other engineering materials, is low toughness, and hence reduced possibilities of their use because of crack formation under the static tensile loads or thermal-mechanical fatigue. To improve the toughness of the silumins, various technological treatments are performed on molten metal, during casting, or after alloy solidification. One of the means for improving the elongation of silumins is through application of special heat treatment. During the last period, some publications appeared in the technical foreign literature on attempts at obtaining the spherodidization of eutectic silicon by short-lived ultra high temperature heat treatment, reaching - or exceeding even - the lower melting point of silumins of the type A356, A357 (former Polish designation AK7 according to PN-76/H-88027 invalid now, or AlSi7Mg {EN AC-42000 ...42200) according to PN-EN 1706). An output of this treatment is considerable improvement of toughness accompanied by increased mechanical parameters. Another important aspect of the proposed variation of heat treatment are advantages of purely economic nature. The text presented below is a fragment of more comprehensive study made at the Foundry Research Institute in Cracow in year 2004 within the framework of statutory activity of the Institute (no. 3002/00) under the title: "Attempts at spheroidizing the hypo- and eutectic silumins" [1].

Słowa kluczowe

PL

siluminy; obróbka cieplna; sferoidyzacja

EN

silumins; heat treatment; spheroidization

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archiwum Odlewnictwa
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 5, nr 17
• Strony: 51--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Czekaj E.

• Instytut Odlewnictwa w Krakowie, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

autor

Fajkiel A.

• Instytut Odlewnictwa w Krakowie, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

autor

Gazda A.

• Instytut Odlewnictwa w Krakowie, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Bibliografia

• [1] Czekaj E., Białobrzeski A., Fajkiel A., Saja K. i in.: Próba sferoidyzacji siluminów pod- i eutektycznych. Sprawozdanie z działalności statutowej Instytutu Odlewnictwa w Krakowie. KBN, zlecenie 3002/00. Kraków, 2004.
• [2] Gulajev B.B. Sintiez splavov. (Osnovnyje principy. Vybor komponientov). „Mietallurgija”. Moskva, 1984.
• [3] Sobczak J. Podstawy syntezy stopów. Wyd. Instytut Odlewnictwa. Kraków, 1997.
• [4] Povyshenije mechanicheskich svojstv siluminov na osnovie novych modificirujushchich flusov. Leningrad, 1978.
• [5] Sęk-Sas G., Czekaj E., Dudek P.: Próby kompensacji szkodliwego wpływu żelaza na właściwości mechaniczne siluminów poprzez zabiegi modyfikacji. 5 Konferencja Naukowo techniczna Odlewnictwa Metali Nieżelaznych Nauka i Technologia”. Wydział Odlewnictwa AGH, Lucień 2002, (strony bez numeracji).
• [6] Sobczak J.: Teoretyczne i praktyczne podstawy procesu prasowania w stanie ciekłym (squeeze casting) metali nieżelaznych. Prace Instytutu Odlewnictwa. Zeszyt Specjalny Nr 41, Rok XLII. Kraków, 1993.
• [7] Dudek P., Fajkiel A.: Współczesne tendencje w odlewnictwie stopów metali lekkich. Materiały VI Konferencji Naukowo-Technicznej Odlewnictwa Metali Nieżelaznych „Nauka i Technologia”. Zakopane-Kościelisko, 2003, s. 103–108.
• [8] Białobrzeski A., Dudek P.: Badania rozwojowe technologii odlewania tiksotropiowego stopów aluminium. Acta Metalurgia Slovaca, 3/2001, s.234-239.
• [9] Fajkiel A., Dudek P.: Odlewy o wysokim stopniu przetworzenia, spełniające wysokie wymagania eksploatacyjne. Część I – Procesy technologiczne. Odlewnictwo- Nauka i Praktyka, Nr 6, Rocznik 5, Kraków, 2003, s.11-18.
• [10] Augustyn B., Stuczyński T.: Rapid solidification – nowa technologia wytwarzania wyrobów ze stopów aluminium. Materiały VII Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej Odlewnictwa Metali Nieżelaznych „Nauka i Technologia”. Wólka Milanowska, 3-5 czerwca, 2004, s. 7-12.
• [11] Fediukin V.K., Samogorinskij M.E.: Termo-cyklicheskaja obrabotka metallov i dietaliej mashin. “Mashinostrojenije”, Lenigrad, 1989.
• [12] Lech Z., Czekaj E.: Stabilizacja materiałów i geometrii tłoków silników spalinowych. Sprawozdanie końcowe z projektu badawczego nr PB 370/S6/92/02. Kraków 1994.
• [13] Pietrowski S. i in. Politechnika Łódzka. Sposób obróbki cieplnej odlewniczych stopów aluminium. Zgłoszenia patentowe nr 316477 i 316478.
• [14] Bolibruchová D., Tilová E., Chalupová M.: Skúmanie vplyvu doby tepelného spracovania na mechanické vlastnosti a štruktúru odliatku hlavy valcov (ang. Study of influence of heat treatment time on mechanical properties and structure of a cylinder head casting). Slévárenství, 2002, čislo 4, s. 135–139.
• [15] Ogris E., Wahlan A., Lüchinger H., Uggowitzer P.J.: On the silicon spheroidization Al-Si alloys. Journal of Light Metals, 2 (2002), pp. 263-269.
• [16] Ogris E., Wahlan A., Lüchinger H., Uggowitzer P.J.: SST – Fortschritt im Wärmebehandeln von Aluminium-Silicium-Gusslegierungen. Giessereiforschung 54 (2002), Nr 3, S. 97-99.
• [17] Ogris E., Wahlan A., Lüchinger H., Uggowitzer P.J.: Silicon Spheroidization Treatment für Aluminium-Silicium-Legierungen-Entwicklung und Anwendung. Giessereiforschung 55 (2003), Nr 1, S. 14-17.
• [18] Paray F., Gruzleski J.E.: Microstructure – mechanical property relationships in a 356 alloy. Part I: Microstructure. Cat Metals, Volume 7, number 1, 1994, pp. 29-40.