Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Brązy aluminiowe z dodatkiem Cr, Mo i/lub W o wysokiej odporności na zużycie

Pisarek B.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2013

|

Z. 441

1--332

PL

Przedstawiono wyniki badań: procesu tworzenia się mikrostruktury metodą analizy termicznej i derywacyjnej (ATD), mikrostruktury, właściwości technologicznych i odporności na zużycie ścierne i adhezyjne, właściwości mechanicznych w odlewach z formy piaskowej w stanie surowym i po obróbce cieplnej brązów zawierających około 10% Al 5% Fe i 5% Ni i dodatki Cr, Mo, W wprowadzane pojedynczo lub jednocześnie oraz dodatki Cr, Mo, W wprowadzane jednocześnie z Si lub C. Mikrostrukturę brązów badano wykorzystując metody analizy na: mikroskopie świetlnym, elektronowym mikroskopie skaningowym (SEM), mikroanalizatorze rentgenowskim (EDS) i dyfraktometrze rentgenowskim (XRD). Przeprowadzono badania odporności na zużycie ścierne na papierze ściernym o ziarnistości P40 i adhezyjne na hartowanej przeciwpróbce ze stali C45+QT wg PN-EN 10083-2:2008 (Stale do ulepszania cieplnego), (bez smarowania i ze smarowaniem olejem), względem przemysłowego brązu Cu-A110Fe5Ni5-C wg PN-EN 1982:2010 (Miedź i stopy miedzi - Gąski i odlewy). W wyniku badań określono: skład fazowy, kolejność krystalizujących faz bądź ich układów. Zidentyfikowano wpływ dodatków Cr, Mo, W, C i Si na punkty charakterystyczne na krzywych wyznaczanych metodą ATD i określane przy ich pomocy wielkości opisujące proces krystalizacji i przemian fazowych w stanie stałym brązu, takie jak: temperatura brązu t, kinetyka procesu krystalizacji dt/dτ, dynamika procesu krystalizacji d2τ/dτ2 i Z = tg(α) ≈ d2t/dτ2, czas τ oraz zakresy czasu trwania procesów SK. Określono przebieg i mechanizm przemian strukturalnych zachodzących podczas obróbki cieplnej. W wyniku badań określono zmiany właściwości technologicznych nowych brązów (porowatość, skurcz objętościowy, skurcz liniowy). Określono zmiany właściwości mechanicznych (Rm, Rpo0,2, A5, HB, μHV) wywołanych stosowanym rodzajem: dodatków stopowych, obróbki cieplnej i ustalono zależności pomiędzy mikrostrukturą a właściwościami mechanicznymi brązów w temperaturze otoczenia. Stwierdzono, że nowe brązy złożone charakteryzują się dobrymi właściwościami wytrzymałościowymi i technologicznymi. Brązy z dodatkiem Mo lub W charakteryzują się dwukrotnie niższym zużyciem od brązu referencyjnego CuAl10Fe5Ni5-C. Wprowadzone jednocześnie dodatki do brązu w układach: MoSi, WSi czy też MoC lub WC również podwyższają odporność na zużycie ścierne nowych brązów, lecz w mniejszym stopniu niż w przypadku wprowadzenia tylko Mo lub W. Wszystkie analizowane dodatki stopowe podwyższają odporność nowych brązów na zużycie adhezyjne (bez smarowania). W kolejności malejącego wpływu na wzrost odporności na zużycie adhezyjne (bez smarowania) wpływają dodatki w następujących układach: CrSi, MoSi, WSi, CrMoWSi, następnie: Cr, Mo, W, CrMoW i na koniec CrC, MoC, WC, CrMoWC. Przy smarowaniu olejem badane brązy charakteryzowały się porównywalną odpornością na zużycie adhezyjne do brązu CuAl10Fe5Ni5-C. Opracowano teoretyczne i technologiczne podstawy sterowania mikrostrukturą brązów warunkujące umocnienie ich mikrostruktury w wyniku krystalizacji: faz międzymetalicznych bogatych przede wszystkim w pierwiastki: Cr, Mo, W; węgliki (Cr, Mo, W, C), krzemki (Cr, Mo, W, Si) i/lub fazy K oraz przemian fazowych w stanie stałym nowych brązów aluminiowych z dodatkami Cr, Mo, W, C i Si. Umożliwia to opracowanie odlewniczych wysokojakościowych brązów aluminiowych złożonych o korzystniejszych właściwościach użytkowych, zarówno w stanie lanym, jak i po obróbce cieplnej. Pozwala to na wydłużenie czasu eksploatacji odlewów wykonanych z tych brązów poprzez zmniejszenie intensywności zużywania się elementów konstrukcyjnych.

EN

The hereby thesis presents processes describing how a microstructure is formed with the use of thermal and derivative (TDA) analyses. It also demonstrates research carried out on the microstructure itself explaining its technological properties and its wear and adhesive resistance as well as its mechanical characteristics in molded sand casts in raw state, and bronze containing approximately 10% Al, 5% Fe and 5% Ni and additions such as Cr, Mo and W added separately or simultaneously, and additions as Cr, Mo and W added simultaneously with Si or C. The bronzes microstructure was examined employing methods such as optical microanalysis, scanning electron microanalysis (SEM), roentgen microanalysis (EDS) and X-ray diffraction (XRD). The experimentation concerned resistance to friction prepared on sandpaper with P40 granularity, and resistance to adhesives prepared on a counter-sample made of steel (C45+QT) according to PN-EN 10083-1:2008 (Steels for toughening), (with and without oiling) relatively to commercial bronze CuAl10Fe5M5-C according to PN-EN 1982:2010 (Copper and its alloys - pig sows and casts). The study allowed to define phase composition, the order of crystallization phases or their systems. What is more, the research enabled to identify the impact of additions Cr, Mo, W, C and Si on the characteristic points on curves as well as quantities which were both determined on the basis of the TDA method. The quantities describe crystallization process and phases transformation in solid state of bronze such as bronze temperature t, crystallization process kinetics dt/dτ, crystallization process dynamics d2t/dτ2 i Z = tg(α) ≈ d2t/dτ2, time τ, and time scopes of processes’ duration SK. The study allowed for describing the course and mechanism of structural transformations occurring during heat treatment. As a result of the research technological properties transformations of new bronzes such as porosity, contraction in volume as well as linear contraction were defined. Furthermore, there were changes of mechanical properties (Rm, Rpo0,2, A5, HB, μHV) determined which are caused by employed type of alloy additions, heat treatment, which led to establish the relationships between microstructure and mechanical properties of bronzes in ambient temperature. Thanks to the research it was stated that new complex bronzes are distinguished by their resistant and technological properties. Bronzes’ enriched with Mo and W wear resistance is twice as less than in case of referential bronzes CuAl10Fe5Ni5-C. Additions added simultaneously to a bronze in such configurations as MoSi, WSi or MoC and WC increase friction resistance of newly developed bronzes, however to lesser extent than it is observed in case of introducing Mo or W. All the examined additions increase/intensify adhesive resistance of new bronzes without oiling. In descending sequence the following configurations of additions influence the increase in adhesive resistance without oiling: first CrSi, MoSi, WSi, CrMoWSi, second Cr, Mo, W, CrMoW, third CrC, MoC, WC, CrMoWC. With the use of oil the examined bronzes were showed comparable adhesive resistance to bronze CuAl10Fe5Ni5-C. The hereby research contributed to elaborate the theory and technological bases for controlling microstructure of bronzes, which help determine the micro-structure resulting from crystallization of intermetallic phases enriched mainly with such elements as Cr, Mo, W, carbides (Cr, Mo, W, C), silicides (Cr, Mo, W, Si), and/or phases or transformations of phases in solid state of aluminum bronzes with such additions as Cr, Mo, W, C as well as Si. The study enables to develop cast high-quality complex aluminum bronzes either in liquid state or after heat treatment having more desired properties. What is more, it can extend the exploitation time of casts made of these bronzes by reducing wear intensity of their structuring elements.

2

The influence of wall thickness on the microstructure of bronze BA1055 with the additions of Si, Cr, Mo and/or W

Pisarek B. P.

Archives of Foundry Engineering

|

2008

|

Vol. 8, iss. 4

185-192

EN

Aluminium bronzes belong to the high-grade constructional materials applied on the put under strongly load pieces of machines, about good sliding, resistant properties on corrosion both in the cast state how and after the thermal processing. It moves to them Cr and Si in the aim of the improvement of their usable proprieties. Additions Mo and/or W were not applied so far in the larger concentration, these elements were introduced to the melts of the copper as the components of modifiers. It was worked out therefore the new kind of bronzes casting including these elements. Make additions to the Cu-Al-Fe-Ni bronze of Si, Cr, Mo and/or W in the rise of these properties makes possible. The investigations of the influence of the wall thickness of the cast on size of crystallites were conducted: the primary phase [beta] and intermetallic phase ę and the width separates of the secondary phase [kappa] precipitate at phase boundary. It results from conducted investigations, that in the aluminium bronze BA1055 after simultaneous makes additions Si, Cr, Mo and in the primary phase [beta] it undergoes considerable reducing size [...]

3

Bezniklowe brązy aluminiowe o podwyższonej wytrzymałości i odporności na korozję

Grzegorzewicz T.

Prace Naukowe Instytutu Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej Politechniki Wrocławskiej. Monografie

|

2005

|

Vol. 64, nr 26

1--186

PL

Przedstawiono wyniki badań strukturalnych właściwości mechanicznych w temperaturze otoczenia i w temperaturach niskich oraz odporności korozyjnej nowych bezniklowych brązów aluminiowych zawierających około 8 i 10% aluminium, dodatki chromu lub łącznie krzemu i żelaza. Wspólną cechą wytworzonych brązów aluminiowych było modyfikowanie ich cyrkonem. Strukturę brązów badano w różnych stanach obróbki cieplnej stosując mikroskop świetlny, elektronowy mikroskop skaningowy (SEM) i transmisyjny (TEM), mikroanalizator rentgenowski (EDS) i dyfraktometr rentgenowski (XRD). Badania odporności korozyjnej przeprowadzono w syntetycznej wodzie morskiej, w 3-procentowym wodnym roztworze NaCl i w 10-procentowym wodnym roztworze H2SO4 względem przemysłowych brązów aluminiowych CuAl8Fe3, CuAl9Fe3, Cu-Al10Ni5Fe4 oraz specjalnie opracowanych brązów Cu-Al-Co-Si-Zr. W wyniku badań określono skład fazowy nowych brązów aluminiowych oraz przebieg i mechanizm przemian strukturalnych zachodzących w trakcie ich odpuszczania Określono zmiany właściwości mechanicznych wywołanych stosowanymi zabiegami cieplnymi i ustalono zależności pomiędzy strukturą a właściwościami mechanicznymi stopów w temperaturze otoczenia i temperaturach niskich. Stwierdzono, że nowe, tańsze brązy aluminiowe charakteryzują się dobrymi właściwościami wytrzymałościowymi i użytkowymi. Bezniklowy brąz aluminiowy CuAl10Cr1,7Zr wykazuje w wielu wypadkach właściwości lepsze od uzyskiwanych dla przemysłowego brązu aluminiowego CuAl10Ni5Fe4, zawierającego około 5% drogiego niklu. Poprawa właściwości mechanicznych tego brązu po obróbce cieplnej jest efektem nałożenia się mechanizmów ulepszania cieplnego i utwardzenia wydzieleniowego. Brąz aluminiowy CuAl8Cr1,2Zr wykazuje natomiast bardzo korzystny zespół właściwości mechanicznych: dużą plastyczność, udarność i odporność na pękanie w zakresie temperatur od -196 do 20 °C. Brąz aluminiowy CuAl8Fe4Si, który w stanie wytworzonym bez dodatkowej obróbki cieplnej wykazuje dobre właściwości wytrzymałościowe, w zastosowanych do badań środowiskach korozyjnych odaluminiowaniu nie ulega. Na podstawie badań korozyjnych brązów aluminiowych określono szybkość korozji ogólnej, właściwości elektrochemiczne faz, mechanizm i rodzaje uszkodzeń strukturalnych wskutek odaluminiowania. Uzyskane wyniki umożliwią opracowanie skutecznych sposobów zapobiegania zjawiska odaluminiowania brązów aluminiowych oraz pozwolą ustalić kryteria doboru tej grupy stopów do pracy w najczęściej spotykanych środowiskach korozyjnych, takich jak woda morska roztwory chlorków i kwasu siarkowego.

EN

The paper deals with the of structure, mechanical properties at ambient and low temperatures as well as corrosion resistance of new nickel-free aluminium bronzes containing ca. 8 or 10% of aluminium and additions of chromium or silicon and iron together. A common feature of the produced aluminium bronzes is their modification with zirconium to reduce their coarsening propensities characteristic of these alloys. Application of chromium or silicon in place of nickel is economically justified since they are much cheaper, and their beneficial effect on the properties of aluminium bronzes can appear at their 1 to 2% content, i.e. over twice less compared to nickel content. After preliminary optimisation of chemical composition, new economical aluminium bronzes CuAl8Cr1.2Zr, CuAl10Cr1.7Zr and CuAl94Si1Zr as well as one not modified by zirconium CuAl8Fe4Si1 were prepared. Structure of the bronzes was examined in manufactured, annealed, hardened and tempered conditions using optical microscope, scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), X-ray microanalyser (EDS) and X-ray diffractometer (XRD). Corrosion resistance of new bronzes was examined in synthetic sea water, in 3% water solution of NaCl and in 10% water solution of H2SO4 and compared with that of industrial aluminium bronzes CuAl8Fe3, CuAl9Fe3, CuAl10Ni5Fe4 and specially developed high corrosion-resisting bronzes Cu-Al-Co-Si-Zr. As a result of the research, phase composition of new aluminium bronzes was determined, as well as the course and mechanism of their structural transformations during tempering. Changes of mechanical properties due to heat treatment were determined and relationships between structure and mechanical properties of the alloys at ambient and low temperatures established. It was found that new, economical aluminium bronzes are characterised by very advantageous mechanical and usable properties. In many cases, the nickel-free aluminium bronze CuAl10Cr1.7Zr shows better properties than the industrial aluminium bronze CuAl10Ni5Fe4 containing ca. 5% of expensive nickel. Better mechanical properties of the CuAl10Cr1.7Zr bronze after heat treatment result from superposition of the toughening and the precipitation hardening. On the other hand, the CuAl8Cr1.2Zr bronze shows a very advantageous complex of mechanical properties expressed by high plasticity, impact strength and crack resistance within the temperature range from -196 to 20 °C. The aluminium bronze CuAl8Fe4Si that shows advantageous mechanical properties in manufactured temper without any heat treatment is not subject to dealuminisation in the corrosion environments applied. On the grounds of the corrosion research, the general corrosion rate, electrochemical properties of phases, mechanism and types of structural defects due to dealuminisation were determined. The results obtained will make it possible to develop effective methods preventing aluminium bronzes from dealuminising and to establish criteria for selection the group of alloys that will be applied in the most common corrosion environments, e.g. sea water or solutions of chlorides and sulphuric acid.

4

Wpływ zabiegów rafinacyjnych brązów aluminiowych na rozkład pierwiastków w odlewach odśrodkowych

Bydałek A. W., Kania J.

Archiwum Odlewnictwa

|

2004

|

R. 4, nr 11/1

78--85

PL

W pracy przedstawiono wyniki oddziaływań rafinacyjnych na charakterystykę mikroskładu odlewów odśrodkowych. Rozróżniono dwa typy rafinatorów w odniesieniu do warunków topienia brązów aluminiowych. Na podstawie analiz wskazano na różnice w rozkładzie żelaza, manganu, niklu, ołowiu, krzemu i cyny.

EN

The results of influences in running the rafinig process on the microstrukture decentralizing casts were introduced. It was distinguished two slags types for aluminium bronzes. It the analyses' the differences in decomposition of iron, the manganese of, nickel, the lead, silicon and tin were showed.

5

Odaluminiowanie brązów aluminiowych.

Grzegorzewicz T.

Prace Naukowe Instytutu Technologii Nieorganicznej i Nawozów Mineralnych Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

1998

|

Vol. 46, nr 27

259-264

PL

Przedstawiono wyniki badań różnych sposobów obróbki cieplnej na skłonność do odaluminiowania brązów aluminiowych. Badania przeprowadzono na specjalnie opracowanych brązach aluminiowo-chromowych modyfikowanych cyrkonem CuAl10Cr 1,7Zr i CuAl8Cr 1,24Zr oraz standardowych brązach aluminiowych CuAl8Fe3 (BA83), CuAl9Fe3 (BA93) i CuAl10NiFe4 (BA1054). Po ekspozycji brązów aluminiowych w syntetycznej wodzi morskiej, 3% wodnym roztworze NaCl i 10% wodnym roztworze H2SO4 stwierdzono, że zmiany struktury przez stosowanie różnych sposobów obróbki cieplnej nie zapobiegają całkowicie korozji selektywnej spowodowanej odaluminiowaniem, ale mogą ograniczyć jej zasięg.

EN

The following results show the influence of the different ways of heat treatment on the susceptibility to dealumination of bronzes aluminium. The investigation was carried out on specially made aluminium-chrome bronzes modified by zirconium, CuAl10Cr 1,7Zr, CuAl8Cr 1,24Zr and standard industry aluminium bronzes CuAl8Fe3 (BA83), CuAl9Fe3 (BA93), CuAl10NiFe4 (BA1054). After exposure of aluminium bronzes in synthetic seawater, 3% NaCl water solution and 10% H2SO4- water solution it was confirmed the structural changes resulting from different heat treatments do not completely prevent from selective corrosion caused by dealumination but can restrict its range.

6

Korozyjne pękanie brązów aluminiowych.

Grzegorzewicz T.

Prace Naukowe Instytutu Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

1998

|

Vol. 60, nr 8

108-115

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu różnych sposobów obróbki cieplnej na skłonność odaluminiowanych brązów aluminiowych do pękania w obecności naprężeń rozciągających. Badania przeprowadzono na specjalnie opracowanych brązach aluminiowo-chromowych modyfikowanych cyrkonem, CuAl10Cr1,7Zr i CrAl8Cr1,24Zr oraz standardowych przemysłowych brązach aluminiowych CuAl8Fe3 (BA83), CuAl9Fe3 (BA93) i CuAl10Ni5Fe4 (BA1054). Po ekspozycji brązów aluminiowych w 10% wodnym roztworze H2SO4 stwierdzono, że zmiany struktury przez stosowanie różnych sposobów obróbki cieplnej nie zapobiegają całkowicie korozji selektywnej spowodowanej odaluminiowaniem, ale mogą ograniczyć jej zasięg. Odaluminiowanie powoduje pękanie warstw powierzchniowych brązów w obecności naprężeń rozciągających, znaczny spadek własności plastycznych oraz zmniejszenie wytrzymałości.

EN

The following results show the influence of different heat treatments on the succeptibility of dealuminated aluminium bronzes modified by zirconium, CuAl10Cr1,7Zr, CuAl8Cr1,24Zr and standard industry aluminium bronzes CuAl8Fe3 (BA93), CuAl9Fe3 (BA93), CuAl10Ni5Fe4 (BA1054). After exposure of aluminium bronzes in 10% water solution of H2SO4 it was confirmed that structural changes resulting from different heat treatments do not completely prevent from selective corrosion caused by dealumination but can restrict its range. When accompanied by tensil stresses, dealumination of bronze results in surface cracking, significant drop of plastic properties and decrease of tensile strength.