Zastosowanie rentgenowskiej tomografii komputerowej do porównania metody niskociśnieniowego odlewania przeciwgrawitacyjnego i metody odlewania grawitacyjnego

• Autorzy: Krzak I. , Jaśkowiec K. , Tchórz A. , Boroń Ł.

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2015.02

Warianty tytułu

EN

Application of X-ray computed tomography to compare gravity casting to counter-gravity low-pressure air-melted process

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Celem niniejszej pracy była ocena struktury wewnętrznej odlewów zbliżonych do AlSi9Mg (EN AC-43300), wykonanych metodą niskociśnieniowego odlewania przeciwgrawitacyjnego w atmosferze powietrza – CLA (Counter-gravity Low-pressure Air-melted – powietrzne, niskociśnieniowe odlewanie przeciwgrawitacyjne) oraz metodą grawitacyjną. Metodę rentgenowskiej tomografii komputerowej – CT (Computed Tomography) w połączeniu z badaniami strukturalnymi i mechanicznymi, zastosowano do oceny jakości odlewów wytworzonych wyżej wymienionymi technikami. Nieciągłości strukturalne odlewów wykonanych metodą CLA i metodą grawitacyjną zbadano, analizując wyniki prześwietlania przemysłowym tomografem komputerowym firmy Phoenix X-ray. Przykładowo przedstawiono je w postaci wybranych przekrojów (2D) i w wizualizacji przestrzennej (3D). Z uwagi na fakt, że same badania tomograficzne okazały się niewystarczające, dla porównania jakości odlanych próbek różnymi technikami, przeprowadzono badanie mikrostruktury z wykorzystaniem mikroskopu świetlnego oraz wykonano statyczną próbę rozciągania próbek w temperaturze otoczenia.

EN

The purpose of this paper is to evaluate the internal structure of alloys similar to AlSi9Mg (EN AC-43300), made with the counter-gravity low-pressure air-melted process (CLA) and with the gravity casting process. The X-ray computed tomography (CT) examination method was combined with structural and mechanical testing for a qualitative evaluation of the castings produced with these processes. The structural discontinuities in CLA and gravity castings were investigated by studying the imaging made with an industrial- grade CT scanner manufactured by Phoenix X-ray. The examples of images are shown on selected cross-sections (2D) and by 3D visualisation. The CT examination proved to be insufficient for a qualitative comparison of castings produced with different techniques; hence a microstructural examination was carried out under an optical microscope and a static tensile test was completed on the samples at ambient temperature.

Słowa kluczowe

PL

niskociśnieniowe odlewanie przeciwgrawitacyjne (CLA); rentgenowska tomografia komputerowa (CT); nieciągłość strukturalna

EN

counter-gravity low-pressure air-melted casting (CLA); X-ray computed tomography (CT); structural discontinuities

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 55, nr 1
• Strony: 11--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krzak I.

• Instytut Odlewnictwa, Zespół Laboratoriów Badawczych, Laboratorium Badań Nieniszczących, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

autor

Jaśkowiec K.

• Instytut Odlewnictwa, Zakład Stopów Żelaza, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

autor

Tchórz A.

• Instytut Odlewnictwa, Zespół Laboratoriów Badawczych, Laboratorium Badań Nieniszczących, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

autor

Boroń Ł.

• Instytut Odlewnictwa, Zespół Laboratoriów Badawczych, Laboratorium Badań Struktury i Właściwości, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Bibliografia

• 1. Pirowski, Z. (2013). Stopy niklu jako nowoczesne tworzywo odlewnicze do pracy w ekstremalnych warunkach eksploatacji. Kraków: Instytut Odlewnictwa.
• 2. Campbell, J. (2012). Stop Pouring, Start Casting. Int. J. Metalcasting, (Summer 2012), 7−18.
• 3. Chandley, G. D. (1999). Use of vacuum for counter-gravity casting of metals. Mat. Res. Innovat., 3(3), 14−23.
• 4. Quality and process control benefits flow from lower-cost method. Hitchiner’s CLA Process. Materiały firmy HITCHINER Manufacturing Co., Inc., Milford, USA. http://www.hitchiner.com [dostęp: 10.10.2014].
• 5. Countergravity Casting. Materiały firmy HITCHINER Manufacturing Co., Inc., Milford USA. http://www.hitchiner.com [dostęp: 10.10.2014].
• 6. Cho, I. S. et al. (2012). Evaluation of defects in aluminum piston castings by using ultrasonics and computer tomography. China Foundry, 9(3), 275−278.
• 7. Tchórz, A., Boroń, Ł. (2013). Ilościowa charakterystyka 3D morfologii grafitu w żeliwie sferoidalnym przy użyciu rentgenowskiej tomografii komputerowej [w:] XLI Szkoła Inżynierii Materiałowej Kraków–Krynica 24−27 IX 2013, red. J. Pacyna, Kraków: Wydawnictwo Naukowe Akapit, 392−395.
• 8. Długosz, P. et al. (2010). Kompozyty ALFA wytworzone metodą mechanicznej syntezy – analiza rozkładu fazy zbrojącej za pomocą mikrotomografii komputerowej. Prace Instytutu Odlewnictwa, 50(3), 39−50.
• 9. Hochrein, S. (2012). Holistic analysis of aluminum die cast parts. Castin g Plant & Technol., (4), 32−34.
• 10. Uniwersał, A. et al. (2013). Porównanie wybranych metod badania porowatości odlewów ciśnieniowych ze stopu magnezu AZ91. HUTNIK – Wiadomości Hutnicze, 80(4), 235−241.
• 11. Ratajczyk, E. (2012). Rentgenowska tomografia komputerowa (CT) do zadań przemysłowych. Pomiary, Automatyka, Robotyka, 16(5), 104−113.
• 12. Tchórz, A., Książek, M. (2014). Zastosowanie rentgenowskiej tomografii komputerowej w inżynierii materiałowej. Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich Oddział w Gorzowie Wlkp. VIII Międzynarodowa Konferencja.
• 13. Hydro Primary Foundry Alloys. Technical Data Sheet AlSi9Mg.
• 14. www.odlew.com.pl [dostęp: 01.08.2013].
• 15. PN-H-04512:1975 Metale nieżelazne – Odczynniki do ujawniania mikrostruktury.
• 16. PN-EN ISO 6892-1:2010 Statyczna próba rozciągania w temperaturze otoczenia. Metoda B. Metale. Próba rozciągania. Część 1: Metoda badania w temperaturze pokojowej.