The effects of temperature on strength of the new piston aluminum materials

• Autorzy: Siemińska-Jankowska B. , Pietrowski S.

Warianty tytułu

PL

Zależność wytrzymałości nowych stopów aluminium na tłoki od temperatury

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Among all components of the engine, the pistons are probably the one subjected to the widest range of stress and temperatur. Therefore selection of the proper material on the piston in varied temperature is very important. A satisfactory piston material must fulfill many, often conflicting, requirements. It is exposed to a range of static and dynamic stress with a wide range of temperatures from sub-zero to about 350°. This paper describes the research results of strength properties of eutectic and hypereutectic aluminum - silicon alloys comprise some nontraditional alloyed elements, as Co, Cr, Mo and higher contents of Ni, Cu. The strength properties of these silumins are shown in representative strength -temperature, hardness - temperature, strength - alloying element contents, hardness - alloying element contents curves. The researches were conducted with eutectic and hypereutectic alloys in which Si and Mg contents were set at constant level but Cu, Ni contents were changed from 1% to 4.5%, but Co, Cr, Mo contents were varied from 0% to l %. The tensile strength of siluminium increases if the Co, Cr, Mo contents growths to about 0.4% - 0.6%. The best results of strength properties were obtained when the silumins contain about 4% Cu, 4% Ni and 0.5% Mo. The tested elements forms multimetalic compounds which set on boundary of grains, which are rounded in shape and increase the strength properties of silumins.

PL

Istotne wymaganie materiału na tłoki dotyczy jego parametrów wytrzymałościowych w temperaturze otoczenia oraz przy różnych wartościach temperatury pracy tłoka. Wraz ze wzrostem temperatury następuje obniżenie parametrów wytrzymałościowych materiałów na tłoki. Zmniejszenie parametrów wytrzymałościowych silnie zależy od zawartości pierwiastków stopowych w materiale tłoków. W publikacji podano wyniki badań parametrów wytrzymałościowych nowych materiałów na tłoki w funkcji składu chemicznego i temperatury. Materiały wykonano na bazie siluminów okołoeutektycznych i nadeutektycznych, do których wprowadzono niekonwencjonalne dodatki stopowe, takie jak kobalt, molibden, chrom oraz zwiększoną zawartość miedzi i niklu. Wyniki badań pozwalają ocenić wpływ poszczególnych pierwiastków stopowych dodawanych pojedynczo, jak i łącznie. Stwierdzono, że wprowadzenie takich pierwiastków stopowych, jak: kobalt, molibden, chrom powoduje polepszenie parametrów wytrzymałościowych, zarówno w temperaturze otoczenia, jak i co szczególnie istotne, parametrów w maksymalnych temperaturach pracy tłoków. Stwierdzono także mniejszy spadek wytrzymałości przy zwiększaniu temperatury, aż do temperatury pracy tłoków.

Słowa kluczowe

PL

stopy aluminium; tłoki; temperatura; temperatura pracy tłoków

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 10, No. 1-2
• Strony: 237--250
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Siemińska-Jankowska B.

• Instytut Lotnictwa BK, 02-265 Warszawa AL Krakowska 110/114, tel [phone], fax [phone]

autor

Pietrowski S.

• Politechnika Łódzka, Katedra Systemów Produkcji 90 - 924 Łódź, ul. Stefanowskiego 1/15, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Day R.A, Smart R.F., Tommis N.: Piston Materials Technology. Proceedings of the Associated Engineering Group Technical Symposium. June 17-18 1970, Cawston House, Great Britain.
• [2] Catherall J.A., Smart R.F.: The Effects of Nickel in Aluminum - Silicon Eutectic Alloys. Metallurgia, Vol.79, No.476, 1969.
• [3] Pietrowski S.: Siluminy. Wyd. Pol. Łódzkiej, 2001, ISBN 83-7283-029-0.
• [4] Pietrowski S.: Siluminy tłokowe. Monografia PAN: Krzepnięcie metali i stopów, z.29, 1997.
• [5] Pietrowski S.: Silumin nadeutektyczny z dodatkami Cr, Mo, W i Co. Krzepnięcie Metali i Stopów, PAN, Komisja Odlewnictwa. Nr 38, 1998.
• [6] Pietrowski S.: Silumin wieloskładnikowy. Patent RP Nr P-317492.
• [7] Pietrowski S., Siemińska - Jankowska B.: The Coefficient of Linear Thermal Expansion of Synthetic and Technical Silumins. Polish CIMAC. Vol.l, No.l, Warsaw, 1994.
• [8] Pietrowski S., Siemińska-Jankowska B.: Wpływ rodzaju stopu i postaci krzemu eutektycznego na współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej siluminów. Proceedings of International Scientific Conference on International Combustion Engines ,,KONES’93”, Gdansk - Jurata, 1993. ISBN 83-900666-1-0.
• [9] Siemińska - Jankowska B.: Badania symulacyjne obciążeń cieplnych materiałów na tłoki silników spalinowych. Proceedings of International Scientific Conference on International Combustion Engines „KONES’93”, Gdank - Jurata, 1993. ISBN 83- 900666-1-0.
• [10] Poniewierski Z.: Krystalizacja, struktura i właściwości siluminów. WNT, Warszawa.