Influence of the Selected Factors on Thermal Fatigue of the ADI in an Aspect of its Suitability as the Material for Metal Moulds

• Autorzy: Zych J. , Wróbel J.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0113

Warianty tytułu

PL

Wpływ wybranych czynników na zmęczenie cieplne żeliwa ADI w aspekcie jego przydatnosci jako materiału na formy metalowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The investigation results of the thermal fatigue resistance of two ADI grades (EN-GJS-1200-2 and EN-GJS-800-8) are presented in the paper. Tests were performed on the author’s research stand, by means of the resistance heating of samples acc. L.F. Coffin method. The thermal fatigue resistance is the basic criterion in assessing the material suitability for metal moulds. The maximal temperature (T_max) of thermal cycles influence on their number, which the sample can withstand before cracking, were estimated. Structure transformations, hardness and strength changes of the austempered ductile iron (ADI) were analysed. It was found, that at cyclic heating to T_max <500°C, the ADI retains its primary ausferritic structure, even after more than 10.000 thermal cycles. Such ADI behaviour predisposes it to be applied as a material for metal moulds used in the pressure die casting, it means mainly at casting Mg and Zn alloys as well as for small castings of Al alloys.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań odporności na zmęczenie cieplne dwóch gatunków żeliwa ADI (EN-GJS-1200-2 i EN-GJS-800-8). Badania prowadzono na autorskim stanowisku badawczym stosując oporowe nagrzewanie próbek, wg metody L.F. Cottina. Odporność na zmęczenie cieplne jest podstawowym kryterium w ocenie przydatności tworzywa (materiału) na formy metalowe, które podlegają cyklicznemu nagrzewaniu. Oceniono wpływ maksymalnej temperatury (T_max) cykli cieplnych na ich liczbę do pęknięcia próbki, analizowano zmiany struktury żeliwa ADI. zmiany twardości i wytrzymałości. Stwierdzono, iż przy cyklicznym nagrzewaniu do T_max<500°C, żeliwo ADI zachowuje swoją pierwotną strukturę ausferrytu nawet po wykonaniu ponad 10.000 cykli cieplnych. Takie zachowanie żeliwa ADI predysponuje go jako materiał na formy metalowe stosowane w odlewnictwie ciśnieniowym, a więc przy odlewaniu głównie stopów Mg i Zn, ale również dla mniejszych odlewów wykonywanych ze stopów Al.

Słowa kluczowe

EN

ductile iron; ADI; thermal fatigue; metal moulds; pressure die casting

PL

żeliwo; żeliwo ADI; zmęczenie cieplne; forma metalowa; odlewnictwo ciśnieniowe

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 2
• Strony: 693--697
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zych J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Foundry Engineering, 23 Reymonta Str, 30-059 Kraków, Poland

autor

Wróbel J.

• Pioma-Odlewnia Sp. z o.o., 38 Dmowskiego Str., 97-300 Piotrków Trybunalski, Poland

Bibliografia

• [1] D. Myszka, M. Kaczorowski, J. Tybulczuk, Publisher of Foundry Research Institute, Krakow (2003).
• [2] The collective work, The technology development of ADI in Poland. Foundry Research Institute, Krakow 2009.
• [3] E. Guzik, Some selected problems concerning the process of cast iron improvement. Archives of Foundry Engineering, Monograph 1, Katowice 2001.
• [4] J. Tybulczuk, A. Kowalski, ADI. Foundry Research Institute, Krakow 2003.
• [5] J. Zych, Archives of Metallurgy and Materials 58 (3), 757 (2013).
• [6] A. Weroński, Thermal fatigue of metals, WNT, Warszawa 1983.
• [7] B. Nogovizin, G. Friebe, Giessereiforschung 2, 1 (2002).
• [8] J. Zych, Metalurgia PAN, Katowice 38, 107 (1988).
• [9] J. Zych, D. Jędrzejczyk, Przegląd Odlewnictwa 6, 215 (1991).
• [10] J. Wróbel, The resistance to thermal fatigue of ADI. PhD thesis. UST-AGH Krakow (2013).
• [11] J. Zych, J. Wróbel, Przegląd Odlewnictwa 5, 214 (2011).
• [12] J. Zych, IX Symposium on the occasion of Foundryman Days, AGH Krakow (1983).
• [13] L. F. Coffin, R.P. Wesley, Trans. of ASME 76, 923 (1954).
• [14] J. Zych, J. Wróbel, Giessereipraxis 10, 476 (2011).
• [15] J. Zych, J. Wróbel, Archives of Foundry Engineering 12, 205 (2012).
• [16] J. Zych, J. Wróbel, Archives of Foundry Engineering 10, 2 (2010).
• [17] J. Zych, Solidification of Metals and Alloys 24, 135 (1995)
• [18] A. Weroński, T. Hejwowski, The problem of sustainability components working at elevated temperatures. Publisher Lublin University of Technology, 1993.