Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Porównanie właściwości półwyrobów wykonanych ze stopu AlSi7Mg przeznaczonych do formowania tiksotropowego

Krakowiak Marlena

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 12

1417--1421

PL

Formowanie tiksotropowe łączy zalety procesów kucia i odlewania, co stwarza potencjał technologiczny i ekonomiczny do wytwarzania półwyrobów o dużej wytrzymałości i jednocześnie skomplikowanych kształtach, przy stosowaniu mniejszej liczby operacji. Wpracy przedstawiono wyniki analizy porównawczej materiału wsadowego do procesu formowania tiksotropowego. Badania przeprowadzono zarówno dla stopu AlSi7Mg po odlewaniu metodą konwencjonalną oraz magnetohydrodynamiczną (MHD), jak i dla materiału uzyskanego metodą konsolidacji proszków. Celem badań było, poza wykazaniem różnic w budowie i właściwościach półwyrobów uzyskanych tymi metodami, określenie ich przydatności do procesów przeróbki plastycznej z udziałem fazy ciekłej.

EN

The properties of the alloy obtained by consolidation of AlSi7Mg powders carried out in a spark plasma furnace in a vacuum atm., at a pressure of 50 MPa and at 520°C were compared with those of AlSi7Mg alloy castings obtained using the conventional method (without mixing) and using magnetohydrodynamic mixing (MHD). Differences in the microcrystalline structure and properties of semi-finished products obtained by these methods were demonstrated by SEM and EDS anal. and plastometric tests. The material obtained as a result of powder consolidation was susceptible to deformation at elevated temps.

2

Rheological Analysis of Semi-Solid A380.0 Aluminium Alloy

Solek K., Szczepanik S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2613--2618

EN

Knowledge of the rheological properties is crucial for the numerical modeling of technological processes. The main objective of this study was to conduct an analysis of the rheological properties of A380.0 (AlSi9Cu3(Fe)) aluminium alloy in the semi-solid state. The results could be used for identification of temperature range of the alloy, where thixoforming processes could be executed. Another purpose of the experimental work could be development of the mathematical models of the alloy apparent viscosity. The significant achievement of this particular study is an application of a viscometer which was specially designed for material tests executed at high temperatures, such as the measurement of liquid or semi-liquid aluminium viscosity. This paper presents the results of a rheological analysis of aluminium alloy.

PL

Wiedza dotycząca właściwości reologicznych jest istotna w zagadnieniach modelowania procesów technologicznych. Nadrzędnym celem pracy jest analiza właściwości reologicznych stopu aluminium A380.0 (AlSi9Cu3(Fe)) w stanie stałociekłym. Otrzymane wyniki mogą służyć do wyznaczenia zakresu temperatur, w którym analizowany stop moży być poddawany procesowi formowania tiksotropowego. Dodatkowo wyniki te mogą być wykorzystane do opracowania matematycznego modelu lepkości pozornej badanego stopu. Jednym z osiągnięć tej pracy jest praktyczne zastosowanie lepkościomierza rotacyjnego do pomiaru lepkości ciekłego oraz stało-ciekłego stopu aluminium. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów lepkości.

3

Globular microstructure formation in X210CrW12 steel for semi solid processing using plastic deformation or boron modification

Rogal Ł., Dutkiewicz J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 3

751--755

EN

Semi-solid processing (SSP) belongs to advance method of forming metal alloys in the solidus-liquidus range. Such technology requires a fine globular microstructure in a semi-solid range, which can be produced by numerous methods. The present paper focuses on two methods of preparation of a globular microstructure in X210CrW12 tool steel as a possible way of preparation of feedstock for thixoforming: hot plastic deformation (SIMA), and modification with boron. DSC analysis allowed to establish the amount of liquid phase fraction vs temperature. Samples were heated up to the semi-solid temperature range - 1230°C, which corresponds to 17% (SIMA) and 30% (modified) of the liquid fraction. Then they were rapidly cooled. The obtained microstructures of samples were investigated for their suitability for SSP. The microstructure of X210CrW12 steel prepared by SIMA shows a globular microstructure with average grain size 57 μm. The samples after modification with 0.08% (weight pct) boron also feature a globular microstructure with the size of 46 μm. The grains possess an austenitic structure and are surrounded by an eutectic mixture.

PL

Formowanie tiksotropowe jest jedną z nowoczesnych metod kształtowania mikrostruktury stopów żelaza w zakresie temperatur solidus-likwidus. W procesie tym wymagany jest globularny kształt ziaren fazy stałej w zakresie stało-ciekłym. W pracy na przykładzie stali X210CrW12 przedstawiono dwie metody przygotowania mikrostruktury tiksotropowej poprzez: odkształcenie plastyczne powyżej temperatury rekrystalizacji (SIMA) oraz modyfikacje dodatkiem - 0,08%wag boru. Przeprowadzono analizę DSC w zakresie solidus-likwidus, która umożliwiła wyznaczenie udziału fazy ciekłej w funkcji temperatury. Próbki zostały nagrzane do 1230°C, która odpowiadała 17% fazy ciekłej dla stali X210CrW12 po odkształceniu (SIMA) i 30% w przypadku stali modyfikowanej, a następnie szybko schłodzone w wodzie. Przeprowadzono charakterystykę mikrostruktury w celu oceny jej przydatności do tiksoformowania. Badania potwierdziły, że dla metody przygotowania stopu wyjsciowego metoda SIMA wystepowały globularne ziarna o średniej wielkości 57 μm. W przypadku stali X210CrW12 po modyfikacji dodatkiem boru, również obserwowano sferoidalne ziarna roztworu stałego o rozmiarze 46 μm.

4

Fizyczne i numeryczne modelowanie procesów formowania tiksotropowego

Sołek K. P., Kuziak R., Białobrzeski A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2009

|

z. 226

123-128

PL

W pracy zostały przedstawione, w formie opisowej, podstawowe rezultaty modelowania numerycznego oraz fizycznego procesów formowania tiksotropowego stopu aluminium A356 oraz stopu stali SW7M. Celem pracy jest identyfikacja podstawowych cech charakteryzujących płynięcie materiału w procesach kształtowania w stanie stałociekłym. Wiedza o zachowaniu materiału implikuje wytyczne jakie determinują opracowanie technologii w zakresie projektowania narzędzi oraz warunków procesów jakie się na tą technologię składają. Modelowanie numeryczne zostało wykonane z wykorzystaniem opracowanego w pracy modelu procesu w ramach oprogramowania komercyjnego FORGE3®. W modelu tym własności mechaniczne materiału, dla warunków występujących w procesie, zostały opisane z wykorzystaniem jednofazowego modelu występującego w prawie Nortona-Hoffa. Wartości parametrów tego modelu zostały wyznaczone z wykorzystaniem danych eksperymentalnych. Użyte modele materiałowe zostały opracowane przy pomocy testów materiałowych opartych na procesach wyciskania i spęczania wykonanych na symulatorze GLEEBLE. W oparciu o model numeryczny przeanalizowano szczegółowo powstawanie wad w postaci niekompletnych, przedwcześnie zakrzepniętych odlewów aluminium, jakie otrzymano w procesie wysokociśnieniowego odlewania. Odtworzenie zjawiska tych wad w oparciu o model numeryczny umożliwia zrozumienie zachowania materiału w rzeczywistych procesach tiksotropowych.

EN

Numerical simulations and experiments of aluminium and steel alloy thixoforming processes are discussed. The aim of the work is to detect the major features of the flow behaviour in semi-solid processing in order to improve in the future designing dies and selecting manufacture conditions. Commercial software FORGE3® is employed to carry out numerical simulations. A one-phase Norton-Hoff model is used to describe mechanical properties of the material during processing. Rheological parameters required for this model are determined using experimental data. The constitutive equations used are developed with the help of compression and extrusion tests executed on a machine GLEEBLE. Manufacturing of low-temperature incomplete casts using a pressure die casting machine is analysed in detail. It is shown that by comparing low temperature simulated casts with experimental casts one may learn important information on actual behaviour of the material during thixoforming.

5

Rheological properties of alloys near solidus point intended for thixoformnig

Sołek K. P., Łukaszek-Sołek A., Kuziak R.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2009

|

Vol. 9, no 1

111-117

EN

Thixoforming processes are more and more popular in automotive industry. At present, the shaping a lot of components from cast aluminium alloys in the semi-solid state is performed and possibility of application of both wrought aluminium and steel alloys is investigated. The main goal of this work is the analysis of the rheological properties of metal alloys at high temperatures, just below the solidus point, and in the semi-solid state with low liquid phase content. The data obtained from the analysis can form the basis of numerical simulation for designing and optimizing the thixoforming processes. The rheological properties should be known over a wide temperature range so that the simulations could also predict defects such as incomplete die filling. The analysis concerned both aluminium alloys (A356, 7075) and a steel alloy (M2). The paper also discusses development of globular microstructure in partially melted alloys.

PL

Procesy formowania tiksotropowego są coraz bardziej popularne w przemyśle motoryzacyjnym. Obecnie kształtuje się w stanie stało-ciekłym dużo części z odlewniczych stopów aluminium, jak również prowadzi się badania nad wdrożeniem formowania tiksotropowego plastycznych stopów aluminium oraz stali. Celem pracy była analiza własności reologicznych stopów metali w temperaturach bliskich punktowi solidus zarówno w stanie stałym, jak również stało-ciekłym z małym udziałem fazy ciekłej. Wyniki przeprowadzonych badań mogą być zastosowane w symulacjach numerycznych w ramach projektowania i optymalizacji procesów formowania tiksotropowego. Analiza dotyczyła zarówno stopów aluminium (A356, 7075), jak również stali (M2). W pracy poddano analizie rozwój mikrostruktury globularnej w stanie stało-ciekłym w stopie stali.

6

Application of internal variable convection for modelling of T-shape mould filling

Macioł P.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2009

|

Vol. 9, no 4

67-74

EN

Numerical methods for thixoforming modelling are shortly reviewed in the paper. Present applications, especially for thixotropy phenomena modelling, are presented. Advantages and disadvantages of methods based on solid mechanics or computational fluid dynamics are pointed out. Internal Variable Convection (IVC) method is introduced as an alternative for classical Lagrangian or Eulerian methods. Numerical simulations of T-shape mould filling, based on the data taken from literature, are shown. Presented results confirm possibilities of thixoforming processes modelling with Internal Variable Convection method. However, some deficiencies of the present solution are pointed out in the paper as well. It concerns mainly material front tracking methods and treatment of boundary layer. Some ways to resolve existing constraints, as well as plans for future are presented.

PL

W pracy omówiono metody komputerowe obecnie stosowane do modelowania procesów tiksoformingu, ze szczególnym uwzględnieniem zjawiska tiksotropii. Analizowano zagadnienia związane z modelowaniem przepływów cieczy tiksotropowych przy zastosowaniu opisu kinetyki Lagrange’a lub Eulera. Zaproponowano nową metodę konwekcji zmiennej wewnętrznej, która pozwala na modelowanie takich przepływów w oparciu o rozwiązanie zagadnienia konwekcji dodatkowo wprowadzonej zmiennej, opisującej stan materiału. Przedstawiono symulacje procesu wypełnienia formy T-kształtnej, oparte na doświadczeniu opisanym w literaturze. Przedstawione wyniki potwierdzają możliwość modelowania procesów tiksoformingu w oparciu o metodę konwekcji zmiennej wewnętrznej. W artykule przedstawiono jednak także istotne niedoskonałości obecnie stosowanej metodyki, szczególnie w zakresie modelowania frontu materiału i warstwy przyściennej. Wskazano również perspektywy rozwoju metody i kroki planowane w celu poprawy jakości rozwiązania.

7

Manufacturing of cellular A2011 alloy from semi-solid state

Robert M. H., Delbin D.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2007

|

Vol. 24, nr 1

115-122

EN

Purpose: The work presents a new method to produce cellular metallic material by pressing the alloy in the thixotropic semi-solid state into a layer of space holder particles, which are removed from the product after the forming operation. Design/methodology/approach: It is investigated the influence of the thixoforming temperature and the size of space holder particles, in the ability of penetration of the slurry in the porous preform as well as the structure of the obtained porous material (general aspect, quantitative and qualitative characterization of porosity microstructure of cells walls and density of the product). Findings: Cylindrical samples presenting three different ranges of porosity were produced. The cellular material obtained contains open porosity, being characterized as sponge. Products were analyzed by tomography and metallographic techniques. Results show that the proposed process is able to produce acceptable porous material, in a simple and low cost technique. The quality of the product depends rather on the processing temperature than on the size of space holder particles. Low liquid fraction in the thixotropic slurry can lead to incomplete infiltration and deformation of the preform. In the analyzed conditions influence of the size of space holder particles could be observed neither in the processing ability nor in the quality of the product. Density of produced porous material increases as processing temperature increases, due to the increase of cells walls thickness. Research limitations/implications: The investigated process is suitable only for alloys with a significant solidification range. Practical implications: The new method to produce cellular metals can represent energy savings and is highly operational when compared to conventional methods based on liquid infiltration, since lower temperatures are involved and no need of liquid handling is required. Originality/value: the process proposed is a new one; no techniques based on thixoforming of the alloy into porous preforms are known so far.

8

Production of cellular A2011 alloy from semi-solid state

Robert M. H., Delbin D.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 17, nr 1-2

137--140

EN

Purpose: The work investigates a new method to produce cellular A2011 alloy and analyses the influence of processing parameters on the quality of the product. Design/methodology/approach: The proposed process involves pressing the alloy in the thixotropic semi solid state into a layer of space holder particles, which are removed after the forming operation. It is investigated the influence of the thixoforming temperature and the size of space holder particles, in the ability of penetration of the slurry in the porous pre-form as well as the structure of the obtained porous material. Products were analyzed by tomography and metallographic techniques. Findings: The proposed process showed to be able to produce acceptable porous material in a simple and low cost technique; the cellular material produced was characterized as sponge, as presented open and interconnected porosity. The quality of the product depends rather on the processing temperature than on the size of space holder particles. Low liquid fraction in the thixotropic slurry can lead to incomplete infiltration and deformation of the pre-form. In the analyzed conditions influence of the size of space holder particles could be observed neither in the processing ability nor in the quality of the product. Density of produced porous material increases as processing temperature increases, due to the increase of cells walls thickness. Research limitations/implications: The investigated process is suitable only for alloys with a significant solidification range. Practical implications: The new method to produce cellular metals can represent energy savings and is highly operational when compared to conventional methods based on liquid infiltration, since lower temperatures are involved and no need of liquid handling is required. Originality/value: The process proposed is a new one; no techniques based on thixoforming of the alloy into porous pre-forms are known so far.