Wpływ dyfuzji i transportu masy na grubość warstwy kompozytowej

• Autorzy: Baron C. , Gawroński J.

Warianty tytułu

EN

Influence of the fiffusion and mass transport on the thickness of composite

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki doświadczeń określających zjawisko powstawania powierzchniowej warstwy kompozytowej. Opisano trzy podstawowe przypadki powstawania powierzchniowej warstwy kompozytowej. Każdy z poszczególnych przypadków przedstawia najważniejsze założenia, dzięki którym przeprowadzono badania, a mianowicie rodzaj formy, temperaturę zalewania, rodzaj i grubość wkładki kompozytującej oraz rodzaj materiału bazowego. Badania modelowe przeprowadzono na odlewach kuł o średnicy 100, 80, i 60 mm. Jako wkładkę kompozytującą zastosowano żelazochrom o ziarnistości poniżej 0,3 mm i grubości 5, 3 i 2 mm, natomiast jako materiału na osnowę użyto staliwa niskowęglowego L450, którego skład chemiczny podano w tabeli 1. Dokonano pomiarów grubości powstałej powierzchniowej warstwy kompozytowej. Wyniki pomiarów przedstawiają tabele 10 i 11. Określono procentowy zakres dyfuzji i transportu masy, co podano w tabelach 4, 6 i 8, oraz wykonano pomiary twardości powstałej warstwy kompozytowej (tabele 3, 5 i 7). Przeprowadzono również analizę statystyczną wpływu rodzaju kuli (wielkości) i grubości wkładki z żelazochromu na grubość powstałego kompozytu powierzchniowego. Analiza danych zawiera testy: jednorodności wariancji, analizy wariancji oraz test luki dla trzech wielkości kuł i trzech grubości wkładek kompozytujących. Narzędzia statystyki eksperymentalnej zostały wykorzystane w celu weryfikacji hipotez: - Ho: brak wpływu danego czynnika na grubość powstałego kompozytu powierzchniowego, - Hi: istnieje wpływ danego czynnika na grubość powstałego kompozytu powierzchniowego. Analiza statystyczna potwierdziła znaczący wpływ rodzaju kuli - modułu krzepnięcia na grubość powstałego kompozytu powierzchniowego. W wyniku przeprowadzonego doświadczenia nie wykryto istotnego wpływu grubości użytej wkładki na grubość kompozytu. Aktualnie prowadzone są badania nad zjawiskiem dyfuzji i transportu masy z uwzględnieniem możliwości przewidywania grubości warstwy kompozytowej. Umożliwi to w przyszłości otrzymywanie warstwy kompozytowej o założonej z góry grubości.

EN

In this work the results of research works connected with the phenomenon of surface composite layer formation are presented. Three basic cases of forming surface composite layer have been described. Each of particular cases presents the most important assumptions: the kind of mould, pouring temperature, the kind and thickness of composite pad and the kind of basic material. Thanks to them studies have been done. They have been done for ball casting of 100, 80 and 60 mm diameter. Ferrochroinium with the granularity below 0.3 mm and the thickness 5, 3 and 2 mm have been used as the composite pad. Low-carbon cast steel L450 have been used as the material for the matrix. Its chemical analysis is presented in Table 1. The composite layer thickness measurement was conducted. The results of measurements are presented in Tables 10 and 11. The range of diffusion and mass transport in percentage has been set and presented in Tables 4, 6, 8. The measurements of the hardness of composite layer have been done as well. The results are shown in Table 3, 5, 7. The statistical analysis concerning ball size and pad thickness impact of the composite layer thickness has done. The analysis consisted of three tests: homogeneity of variance, analysis of variance and gap test. They have been done for three sizes of ball casting and three kinds of composite pad thickness. The tools of experimental statistics have verified the following hypothesis: hq: there is no influence of given factor on the thickness of composite, hi : there is influence of given factor on the thickness of composite. Important influence of the kind of ball - solidification module on the thickness of surface composite has been confirmed by statistical analysis. Influence of the thickness of pad on the thickness of surface composite has not been confirmed. At the present moment studies on the effect of diffusion and mass transport are conducted. The possibility of forecasting the thickness of the composite layer is taken into consideration. It would enable getting the composite layer with predicted thickness.

Słowa kluczowe

PL

odlewnictwo; kompozyt; warstwa stopowa; kompozyt odlewany; badania

EN

casting; composite; cast; alloy layer

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 5, nr 4
• Strony: 53--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Baron C.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Zakład Odlewnictwa, ul. Towarowa 7, 44-100 Gliwice

autor

Gawroński J.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Zakład Odlewnictwa ul. Towarowa 7, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Baron C., Gawroński J., Stochastyczna metoda wyznaczania grubości warstw kompozytowych na odlewach, AMME, Polska-Zakopane, 2003, 51-56.
• [2] Feller W., Wstęp do rachunku prawdopodobieństwa, PWN, Warszawa 1966.
• [3] Baron C., Gawroński J., Empiryczne wyznaczenie prawdopodobieństw powstawania warstwy kompozytowej, Archiwum Odlewnictwa 2004, 4, 14.
• [4] Gawroński J., Marcinkowska J., Szajnar J., Cholewa M., Wróbel P., Stopowe warstwy kompozytowe na odlewach staliwnych, Krzepnięcie Metali i Stopów 1995, 24.
• [5] Baron C., Gawroński J., Wyznaczanie grubości warstw kompozytowych na odlewach - rozważania teoretyczne, DOKSEM, Słowacja-Rajecke Teplice,11-12 November 2003, 5-11.
• [6] Gawroński J., Baron C., Wróbel P., Majchrzak E., Opis matematyczny przepływu ciepła w kompozytowej warstwie stopowej, VIII Seminarium Ogólnopolskie Kompozyty - Teoria i praktyka, Ustroń, 21-23 kwietnia 2004.
• [7] Baron C., Kompozyty powierzchniowe jako materiały o zwiększonej wytrzymałości, III Sympozjum Doktoranckie, Lublin 3-4 czerwca 2004.
• [8] Gawroński J., Baron C., Wyznaczanie grubości warstw kompozytowych metodą dyskretyzacji, VI Międzynarodowa Konferencja Zjawiska Powierzchniowe w Procesach Odlewniczych, Kołobrzeg, 17-19 czerwca 2004.
• [9] Jarzębski Z.M., Dyfuzja w metalach, Śląsk, Katowice 1975.
• [10] Wróbel P., Uszlachetnianie powierzchni odlewów staliwnych kompozytową warstwą stopową w procesie odlewania, Praca doktorska, Gliwice 2004.