An Attempt to Use Various Metallurgical Slags in the Modification Processes of Casting Alloys

• Autorzy: Sitko Jacek

Identyfikatory

DOI

10.24425/amm.2021.136426

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents preliminary results of research on the use of certain smelting slags in the process of modification of casting alloys, leading to a change in the structure of these alloys and improvement of their mechanical and operational properties. The positive effect of ground copper slag with a fraction below 0.1 mm on the effect of modifying the hypoeutectic silumin AlSi7Mg towards changing the morphology of coarse-grained eutectic to fine-dispersive was demonstrated. The modifying effect also applies to the pre-eutectic α phase and results in the formation of additional crystallization sites (nucleation process), which was demonstrated by the thermal ATD solidification analysis, showing an increase in the temperature T_liq and T_{E max}. The positive and noticeable influence of the mixture of copper and steel slag on the surface modifying effect of fragmentation of the structure was demonstrated in casting nickel superalloy IN-713C. Based on the results of research conducted so far on the modifying effect of cobalt aluminate, a hypothetical model of the impact of reduced metallic components of the applied metallurgical slags on the nucleation process and shaping of the microstructure of nickel alloys was developed.

Słowa kluczowe

EN

surface modification; metallurgical slags; cobalt aluminate; nickel alloys; aluminium alloys; free enthalpy; microstructure

• 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: 2021
• Tom: Vol. 66, iss. 4
• Strony: 1067--1074
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sitko Jacek

• Silesian University of Technology, Department of Production Engineering, 26-28 Roosevelta Str., 41-800 Zabrze, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7214-2046

Bibliografia

• [1] A. Konstanciak, W. Sabela, Odpady w hutnictwie żelaza i ich wykorzystanie, Hutnik-Wiadomości Hutnicze 12, 572-580 (1999).
• [2] P. Sobczyński, Żużle hutnicze - ich natura i przydatność gospodarcza, Odpady przemysłowe i komunalne, powstawanie i możliwości ich wykorzystania. Kraków (1999).
• [3] J. Sitko, Modernizacja technologii zagospodarowania odpadów hutniczych, Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji. Inżynieria systemów technicznych: E. Milewska (Red.), P.A. NOVA, 2 (14), 287-294 (2016).
• [4] J. Sitko, Problem utylizacji odpadów, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej 73, 531-540 (2014).
• [5] T. Stefanowicz, Otrzymywanie i odzysk metali oraz innych surowców ze ścieków i odpadów pogalwanicznych, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej 167-172 (1992).
• [6] H. Byrdziak, A. Mizera, J. Piątkowski, KGHM Polska Miedź S.A. - Biuletyn (2000).
• [7] D. Krupka, A. Chmielarz, A. Bojanowski, J. Sitko, Polskie srebro. Osiągnięcia produkcyjne i badawcze, III KN „Metale Szlachetne”, Zakopane-Kościelisko (2002).
• [8] Z. Bonderek, S. Rzadkosz, Problemy uszlachetniania ciekłych stopów aluminium. Krzepnięcie Metali i Stopów, PAN Katowice 41-49 (1999).
• [9] H. Postołek, C. Adamski, Wpływ napięć międzyfazowych na rafinujące oddziaływanie żużli, Archiwum Hutnictwa 38, 4 (1981).
• [10] T. Kargul, opracowanie hybrydowego modelu procesu pozapiecowej rafinacji stali do oceny wybranych technologii metalurgicznych, 2009 AGH, Kraków.
• [11] D. Krupka, J. Sitko, B. Ochab i inni, Development of zinc production at the Boleslaw Zinc Plant, the IV International Conference Zinc ‘2006, Plovdiv, Bułgaria, 197-207 (2006).
• [12] D. Krupka, J. Sitko, J. Dutrizac, G.E. James, Zakład Elektrolizy Cynku - BIG RIVER ZiNC, Sauget w USA, Rudy Metale 46, 10, 461-469 (2001).
• [13] S. Pietrowski, Siluminy, 2001 Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź.
• [14] F. Binczyk, Konstrukcyjne stopy odlewnicze, 2003 Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• [15] J. Sitko, Procesy zagospodarowania odpadów hutniczych, Monografia habilitacyjna, 2019 P.A. NOVA, Gliwice.
• [16] A. Hernas, Żarowytrzymałość Stali i Stopów, 2000 Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• [17] L.A. Dobrzański, Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo - materiały inżynierskie z podstawami projektowania materiałowego, 2002 Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.
• [18] C.N. Wei, H.Y. Bor, C.Y. Ma, T.S. Lee, A study of IN-713LC superalloy grain refinement effects on microstructure and tensile properties, Materials Chemistry and Physics 80, 89-93 (2003).
• [19] L. Liu, R. Zhang, L. Wang, S. Pang, B. Zhen, A new method of fine grained casting for nickle-base superalloys, Journal of Materials Processing Technology 77, 300-304 (1998).
• [20] P. Gradoń, Procesy fizykochemiczne w układzie forma - modyfikator-ciekły stop kształtujące makro- i mikrostrukturę wybranych nadstopów niklu, Rozprawa doktorska, 2014 Politechnika Śląska, Katowice.
• [21] Monografia KGHM Polska Miedź S.A. 2007 Lubin.
• [22] HSC Chemistry Software - http://www.outotec.com/en/Products-services/HSC-Chemistry/2013
• [23] Dokumentacja techniczna programu HSC Chemistry (v. 4.1).
• [24] J. Szala, Program komputerowy Met-Ilo, Katowice (2011).
• [25] M. Zielińska, J. Sieniawski, M. Wierzbińska, Effect of modification on microstructure and mechanical properties of cobalt casting superalloy, Archives of Metallurgy and Materials 53, 3, 887-893 (2008).
• [26] F. Binczyk, J. Śleziona, P. Gradoń, Modification of macrostructure of nickel superalloys with cobalt nanoparicles, kompozyty 11:1. Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych 49-54 (2011).
• [27] F. Binczyk, J. Śleziona, Effect of modification on the mechanical properties of IN-713C alloy, Archives of Foundry Engineering, issue Special 1, 195-198 (2010).
• [28] Existence of the Hexagonal Modification of Nickel, American Physical Society 10, 1140-1150 (1965).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).