Analysis of Crystallisation Process of Cast Magnesium Alloys Based on Thermal Derivative Analysis

• Autorzy: Król M. , Tański T. , Matula G. , Snopiński P. , Tomiczek A. E.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0478

Warianty tytułu

PL

Analiza procesu krystalizacji odlewniczych stopów magnezu w oparciu o analizę termicznoderywacyjną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of the crystallisation process of cast magnesium alloys based on the thermal-derivation analysis. The effects of aluminium content and cooling rate on the characteristic parameters of the evaluation of magnesium dendrites during solidification at different cooling rates were investigated by thermal-derivative analysis (TDA). Dendrite coherency point (DCP) is defined with a new approach based on the second derivative cooling curve. Solidification behaviour was evaluated via one thermocouple thermal analysis method. Microstructural evaluations were characterised by light microscope, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and energy dispersive X-ray spectroscopy. This research revealed that utilisation of d2T/dt2 versus the time curve methodology allows for analysis of the dendrite coherency point.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań opisu procesu krystalizacji odlewniczych stopów magnezu w oparciu o analizę termiczno-derywacyjną. Przedstawiono wpływ szybkości chłodzenia oraz stężenia aluminium na charakterystyczne temperatury podczas krystalizacji, jak również wyniki obliczeń udziału frakcji stałej w punkcie koherencji fazy α w oparciu o analizę krzywej d2T/dt2, bazując na pomiarze temperatury jedną termoparą. Przedstawiono i omówiono wyniki wpływu szybkości chłodzenia na charakterystyczne temperatury procesu krystalizacji odlewniczych stopów magnezu. Wpływu założonych szybkości chłodzenia na mikrostrukturę dokonano w oparciu o wyniki badań z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej oraz mikroanalizy rentgenowskiej jakościowej i ilościowej z wykorzystaniem elektronowej mikroskopii skaningowej. Przedstawiono wyniki badań składu fazowego w oparciu o rentgenowską jakościową analizę fazową.

Słowa kluczowe

EN

cast magnesium alloys; crystallisation; thermal derivative analysis; dendrite coherency point

PL

odlewnicze stopy magnezu; krystalizacja; analiza termiczno-derywacyjna; koherencja

• 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: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 2993--3000
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Król M.

• Silesian University of Technology, Institute of Engineering Materials and Biomaterials, Faculty of Mechanical Engineering, 18 a Konarskiego Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Tański T.

• Silesian University of Technology, Institute of Engineering Materials and Biomaterials, Faculty of Mechanical Engineering, 18 a Konarskiego Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Matula G.

• Silesian University of Technology, Institute of Engineering Materials and Biomaterials, Faculty of Mechanical Engineering, 18 a Konarskiego Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Snopiński P.

• Silesian University of Technology, Institute of Engineering Materials and Biomaterials, Faculty of Mechanical Engineering, 18 a Konarskiego Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Tomiczek A. E.

• Silesian University of Technology, Institute of Engineering Materials and Biomaterials, Faculty of Mechanical Engineering, 18 a Konarskiego Str., 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] W. Martienssen, H. Warlimont, Springer Handbook of Condensed Matter and Materials Data, Berlin Heidelberg 2005.
• [2] T. Rzychoń, B. Dybowski, A. Kiełbus, Arch. Metall. Mater. 60, (1), 167-170 (2015).
• [3] L. A. Dobrzański, T. Tański, Influence of Aluminium Content on Behaviour of Magnesium Cast Alloys in Bentonite Sand Mould, in: Z. Gosiewski, Z. Kulesza (Ed.), Mechatronic Systems and Materials III 2009, Solid State Phenomena (2009).
• [4] Y. Ali, D. Qiu, B. Jiang, F. Pan, M.-X. Zhang, J. Alloy. Compd. 619, 639-651 (2015).
• [5] L. A. Dobrzański, B. Tomiczek, M. Pawlyta, M. Król, Arch. Metall. Mater. 59, (1), 335-338 (2014).
• [6] C. Rapiejko, B. Pisarek, T. Pacyniak, Arch. Metall. Mater. 59, (2), 761-765 (2014).
• [7] B. Dybowski, A. Kiełbus, R. Jarosz, Arch. Metall. Mater. 59, (4), 1527-1532 (2014).
• [8] M. Krupiński, B. Krupińska, K. Labisz, Z. Rdzawski, W. Borek, J. Therm. Anal. Calorim. 118, (2),1361-1367 (2014).
• [9] L. A. Dobrzański, R. Maniara, J. Sokolowski, W. Kasprzak, M. Krupiński, Z. Brytan, J. Mater. Process. Tech. 192, 582-587 (2007).
• [10] M. Szymanek, B. Augustyn, D. Kapinos, S. Boczkal, J. Nowak, Arch. Metall. Mater. 59, (1), 317-321 (2014).
• [11] United States Patent No. US 2005/0151306 A1: Method and apparatus for universal metallurgical simulation and analysis, J. H. Sokolowski, W. T. Kierkus, M. Kasprzak, W. J. Kasprzak, Jul. 14, 2005.
• [12] T. Tański, K. Labisz, B. Krupińska, M. Krupiński, M. Król, R. Maniara, W. Borek, J. Therm. Anal. Calorim. (2015), DOI 10.1007/s10973-015-4871-y (in press).
• [13] L. A. Dobrzański, M. Król, T. Tański, R. Maniara, Archives of Materials Science and Engineering 34, (2), 113-116 (2008).
• [14] H. Jafari, M. H. Idris, A. Ourdjini, S. Farahany, Mater. Design 50, 181-190 (2013).
• [15] W. Kasprzak, J.H. Sokolowski, M. Sahoo, L.A. Dobrzański, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 28, (2), 131-138 (2008).
• [16] Y.C. Lee, A.K. Dahle, D.H. StJohn, Metall. Mater. Trans. A 31, (11), 2895-2906 (2000).
• [17] http://www.factsage.com
• [18] M.A. Malik, K. Majchrzak, K.N. Braszczyńska-Malik, Archives of Foundry Engineering 12, (4), 109-112 (2012).
• [19] D. H. Hou, S. M. Liang, R. S., Chen, E. H. Han, C. Dong, Mater. Sci. Forum 686, 371-377 (2011).
• [20] P. Skupień, R. Rozmus, Prace Instytutu Metalurgii Żelaza 4, 18-22 (2013).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.