Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 14

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  odlewy kompozytowe
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
The results of the study of the microstructure and selected strength properties (Rm, E) of an aluminum composite reinforced with chopped carbon fibers are presented. Composite castings were produced by the combined method of mechanical mixing and direct squeeze casting. Silumin EN 44300 and carbon fibers with a diameter of 6-7 μm and a length of 5-6 mm with a metallic coating - Ni (Tenax) and without a coating (Fortafil) were selected for the investigations. Experiments were carried out for 4 pressure values in the range of 20-80 MPa and their impact on the structural homogeneity of the composites as well as the strength and elasticity of the castings was assessed. The beneficial effect of the metallic coating manifests itself directly in the properties of the composites. The tensile strength of the composites reinforced with Tenax fibers is approx. 250 MPa and is 10% higher than the Rm of the reference alloy of the matrix. This level of strength is achieved by applying a pressing pressure of 60 MPa. The lack of a cohesive connection of the fibers with the matrix and a significant number of internal defects in the structure of the composite reinforced with Fortafil fiber cause a reduction in its strength both in relation to the composite with Tenax fibers and the reference alloy. As part of the strength tests, it was shown that chopped carbon fibers cause a significant increase in the elastic properties (E) of composites with an AlSi matrix, while the effect of the preparation of the surface of the reinforcing phase as well as the pressing pressure on this property are insignificant.
EN
A wide variety of water-soluble cores are widely used in hollow composite castings with internal cavities, curved channels, and undercuts. Among them, the cores made by adding binders of inorganic salts in the form of aqueous solutions have excellent solubility in water. However, excellent collapsibility is often accompanied by poor moisture absorption resistance. In this study, a water-soluble core with moderate strength and moisture absorption resistance was prepared by hot pressing and sintering the core sand mixture of sand, bentonite, and composite salts, and a tee tube specimen was cast. The experimental results showed that the cores with KCl-K2CO3 as binder could obtain strength of more than 0.9 MPa and still maintain 0.3 MPa at 80±5% relative humidity for 6 hours; the subsequent sintering process can significantly improve the resistance to moisture absorption of the hot pressed cores (0.6 MPa after 24 hours of storage at 85±5% relative humidity); the water-soluble core prepared by the post-treatment can be used to cast tee pipe castings with a smooth inner surface and no porosity defects, and it is easy to remove the core.
3
Content available remote Joinability of centrifugal composite castings
EN
Centrifugal composite castings based on aluminium alloys belong to a group of materials with high potential for application in the automotive and aerospace industries. Their use is limited by the lack of a technology enabling the obtainment of a permanent joint ensuring safe operation. The article presents the results of preliminary surfacing and welding tests of a hybrid centrifugal composite casting based on the AlSi12 alloy and reinforced with silicon carbide (5% by weight) and glassy carbon (5% by weight) particles. Structural tests and the quantitative evaluation of the distribution of structural constituents indicated the possibility of the joining of such composites using the TIG welding process. It was found that overlay welds made using the filler metal having a chemical composition similar to that of the matrix could be treated as a buffer layer. The aforesaid approach should enable the joining of composite castings. The structure of the weld revealed the presence of heterogeneously distributed reinforcing phases, which was related to the gradient structure of centrifugal composite castings. The presence of the Al4C3 phase at the interface between the glassy carbon and the matrix could result in the reduction of corrosion resistance in a humid environment. The structural tests discussed in the article should be supplemented with the assessment of the mechanical properties of the joint. As a result, it will be possible to implement the technology for the welding of composite castings on an industrial scale.
PL
Kompozyty metalowe na osnowie stopów aluminium odlewane odśrodkowo należą do grupy materiałów o dużym potencjale zastosowania w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym. Ograniczeniem ich wykorzystania jest brak technologii łączenia trwałego zapewniającego bezpieczną eksploatację. W artykule przedstawiono wyniki wstępnych prób napawania i spawania kompozytu o osnowie stopu AlSi12 umacnianego cząstkami węglika krzemu (5% wag.) oraz węgla szklistego (5% wag.) odlewanego odśrodkowo. Przeprowadzone badania strukturalne oraz ilościowa ocena rozmieszczenia składników strukturalnych wskazała na możliwość łączenia tego typu kompozytów za pomocą spawania metodą TIG. Stwierdzono, że napoiny wykonane materiałem dodatkowym o zbliżonym do osnowy składzie chemicznym można traktować jako warstwę buforową, co pozwoli na łączenie odlewów kompozytowych. W strukturze spoiny ujawniono niejednorodnie rozmieszczone fazy umacniające. Jest to związane z gradientową strukturą kompozytów odlewanych odśrodkowo. Obecność fazy Al4C3 na granicy węgla szklistego i osnowy może skutkować obniżeniem odporności korozyjnej w środowisku wilgoci. Przeprowadzone badania strukturalne należy uzupełnić o ocenę właściwości mechanicznych złącza. Pozwoli to na wdrożenie technologii spawania odlewów kompozytowych do praktyki przemysłowej.
PL
Zagadnienie kształtowania jakości wyrobu, jakim jest odlew kompozytowy może odbywać się w oparciu o analizę jego produktów wyjściowych, a także z wykorzystaniem badań niszczących i nieniszczących. Zastosowanie niewłaściwych, słabej jakości substratów przyczynić się może do powstawania nieprawidłowości w całym etapie procesu technologicznego, a także podczas eksploatacji wyrobu. W pracy określono czynniki materiałowe wpływające na jakość tych materiałów wraz ze wskazaniem ich skutków z wykorzystaniem wybranych metod badawczych.
EN
Shaping quality of a composite casting can be based on its output products analysis and with the use of destructive and non-destructive tests. The usage of substrates that are improper and of poor quality may contribute to occurrence of irregularities throughout entire technological process and during product exploitation. The work identifies material factors influencing the quality of these materials along with an indication of their effects using selected research methods.
EN
The mechanism by which the matrix connects the reinforcement (bonding of the composite structure) affects the quality of metal matrix composites. This article describes and documents the impact of metal matrix on various types of reinforcements of in situ and ex situ composites, by reviewing the relevant literature and making use of various analytic methods: optic microscopy, scanning electron microscopy and X-ray microanalysis. The reinforcement formation in the matrix of in situ composites has been described. The infiltration process of composite reinforcement has been discussed. The three basic composite classes have been presented. The reactivity of selected composite components has been pointed out.
EN
The preliminary results on the application of cold chamber pressure die casting for fabricating a magnesium matrix composite with glassy carbon particles were presented. For small-sized composite casts, processing a suspension obtained by remelting of composite ingots was applied. Those ingots were previous fabricated by mechanical stirring and gravity casting. Composite casts of a mass of 14 g, complex shape and homogenous particles distribution, without cast defects were obtained. Their macrostructure, microstructure and mechanical properties were characterized. The usefulness of pressure casting for the fabrication of particulate magnesium matrix composite casts was revealed.
PL
Zaprezentowano wyniki wstępnych prac nad zastosowaniem odlewania ciśnieniowego kompozytu z osnową magnezową i cząstkami węgla szklistego. Do odlania małogabarytowych odlewów kompozytowych wykorzystano suspensję powstałą w wyniku przetopu wtórnego półproduktów w postaci wlewków kompozytowych wytworzonych metodą mechanicznego mieszania i odlewania grawitacyjnego. Otrzymano odlewy kompozytowe ciśnieniowe z osnową ze stopu Mg3Al, zawierające 13% objętościowych cząstek o średniej granulacji 150 μm, rozmieszczonych równomiernie w osnowie. Masa pojedynczego wyrobu odlewanego o złożonym kształcie wynosiła 14 g. Scharakteryzowano makrostrukturę, mikrostrukturę i właściwości mechaniczne odlewów. Nie stwierdzono destrukcyjnych efektów obecności hydrofilowego węglika Al4C3. Przeprowadzone próby technologiczne potwierdziły przydatność wykorzystania odlewania ciśnieniowego do otrzymywania małogabarytowych odlewów z kompozytów z osnową magnezową.
PL
W niniejszym artykule przedstawiono opis rozmieszczenia fazy zbrojącej (węglik krzemu w postaci cząstek) w odlewach kompozytowych o osnowie siluminowej (AlSi11) za pomocą metod statystycznych. Do oceny jednorodności rozmieszczenia badanych elementów na badanym obszarze wykorzystano metodę SKIZ (Skeleton by Influence Zone). Analizę statystyczną przeprowadzono za pomocą testu Kruskala-Wallisa. Badania nad określeniem parametrów jakości odlewów kompozytowych, do których można zaliczyć jednorodność rozmieszczenia fazy zbrojącej przyczynią się do wytworzenia materiałów z małą ilością defektów strukturalnych co na bezpośredni wpływ ma koszty ekonomiczne i ekologiczne.
EN
In the present paper is presented a description of the distribution of reinforcing phase (silicone carbide in the form of particles) in composite casts with siluminium matrix (AlSi11) by means of statistical methods. For evaluation of the homogeneity of distribution of examined elements within the analysed area, the SKIZ (Skeleton by Influence Zone) method was used. Statistical analysis was performed with the Kruskal-Wallis test. Studies on determination of the quality parameters of composite casts, into which the homogeneity [uniformity] of reinforcing phase distribution can be included, will contribute to production of materials with a low number of structural defects, which have a direct influence on economic and ecological costs.
8
Content available remote Termofizyczny dobór komponentów w odlewanych kompozytach dyspersyjnch
PL
Przedstawiono sposób oceny wpływu parametrów termofizycznych na kinetyczne czynniki kształtujące strukturę osnowy kompozytu. Zaproponowano metodykę postępowania przy ocenie termotizycznego dopasowania komponentów. Przedstawiono zależności temperatury, gradientu temperatury oraz pochodnej z temperatury po czasie w bezpośrednim otoczeniu cząstek zbrojących (rys. 1). Na rysunku 2 pokazano graficzne sposoby interpretacji wyników analiz symulacyjnych służących poprawnemu doborowi komponentów pod względem sterowania procesem krzepnięcia i krystalizacji kompozytowego odlewu. Badania swym zakresem obejmują płaskie kwadratowe wirtualne modele i jednokierunkowy ruch ciepła przy skrajnie zróżnicowanych właściwościach cieplnych komponentów i zróżnicowaniu temperatury początkowej komponentów (Tz > Tv lub Tp > Tm). W wyniku badań opracowano metodykę postępowania przy doborze termofizycznych cech komponentów. Procedura może także uwzględniać statystyczny kształt cząstek uzyskanych poprzez ilościową analizę i ich morfologiczny opis za pomocą modułu morfologicznego. Wyznaczenie liczbowej wielkości niedopasowania komponentów odbywa się poprzez porównanie wybranych wielkości cieplnych: temperatury lub jej pochodnych w funkcji czasu i kierunku ciepła. Porównywane są obliczeniowe układy: kompozytowy z reprezentatywną cząstką zbrojącą i układ bez cząstki, czyli złożony z samej osnowy kompozytu. Cechą układu jest związek geometryczno termofizyczny komponentów i granicy przejścia, który kształtuje kinetykę ruchu ciepła. Na ich podstawie można prognozować właściwości strukturalne osnowy w otoczeniu cząstki na podstawie przykładowych zależności pokazanych na rysunkach 1e i f, będących ilorazem i iloczynem pochodnych temperatury po czasie i kierunku (dT/dt:dT/dl =f(t,l) [cm/s], dT/dl • dT/dt =f(t,l) [K2/(cm s)]).
EN
In presented work evaluation method for thermo-physical parameters influence on kinetic factors of composite matrix solidification is shown. A methodology has been proposed for thermo-physical matching evaluation of components. Relations of temperature, thermal gradient and temperature first derivative after time in close neighborhood of the reinforcing particle (Fig. 1). In Figure 2 the graphical way of simulation analysis results interpretation is shown which can be used for proper components selection in respect of solidification and crystallization process control. Studies concern flat virtual models and unidirectional heat flow with extremely different components thermal properties and its initial temperatures. As the results author obtained methodology of components thermo-physical properties selection. This procedure can also take into account statistical particles shape obtained in quantitive analysis and their description with use of morphology modulus. Evaluation of mismatch value for the components is realized by some thermal quantities comparison: temperature and its derivatives after time and heat flow direction. Compared are the calculation systems with and without (containing only the alloy matrix) the model of reinforcing particle. One of the features of the system is geometrical and thermo-physical relation between the components and interface, which models the heat flow kinetics. On this basis the structural properties of the matrix can be forecast in the particle neighborhood.
PL
Materiał nasycanych odlewów kompozytowych jest tworzywem szczególnie podatnym na porowatość. Decydują o tym m.in. właściwości komponentów oraz warunki ich łączenia (procesu nasycania). Badania dotyczące mechanizmu tworzenia się porowatości w materiale nasycanych odlewów kompozytowych wykazały, szczególną rolę okluzji gazowych w kształtowaniu się porowatości w ściankach odlewów kompozytowych. Określono zależność opisującą ilościowe zmiany porowatości mające miejsce w tworzącym się odlewie kompozytowym. Opracowana zależność pozwoliła na konstrukcję algorytmu oraz program komputerowego obrazującego zmiany porowatości materiału tworzącego się odlewu jakie na grubości ścianki (odlewu) mają miejsce podczas realizacji procesu w określonych warunkach termicznych oraz siłowych.
EN
The material used for saturated composite castings is n substance particularly susceptible to porosity. This is caused, among others, by properties of its components and conditions of their joining (saturation process). The studies on the mechanism of porosity formation in the material of a saturated composite casting have shown particular role of gas occlusions for formation of porosity in the walls of the composite castings. A relationship describing quantitative changes in porosity arising in the composite casting under creation was determined. It enabled formulating of an algorithm and computer program depicting the changes in porosity of the material of the casting during its creation, undergoing at the wall thickness (of the cast) during the course of the casting process under definite thermal and force conditions.
10
Content available remote Struktura kompozytowych odlewów otrzymanych odśrodkowo
PL
Zastosowanie odlewania odśrodkowego w celu wytworzenia kompozytów zbrojonych cząstkami korundu i węglika krzemu zapewnia warstwowe rozmieszczenie zbrojenia w odlewie. W artykule przedstawiono rozkład zbrojenia (Al2O3 i SiC) w osnowie stopu AK12 oraz struktury uzyskanych tulei kompozytowych.
EN
In response to modern industry requirements scientist's attention turns toward composite materials which join all the undermentioned qualities: good sliding, high strength, high wear and abrasion resistance. The example of such kind of materials are composites on aluminum alloy matrix with ceramic reinforcement. Not only the kind of reinforcement that is used influences materials utilisable qualities but also its distribution. Many parts of the machines (pistons, sleeve) need local distribution of the reinforcement. One of the solutions that enables increasing the quantity of the reinforcement in superficial regions is casting them into spinning forms. This technology makes possible forming the structure of the materials with any reinforcement distribution. In the article there is presented the analysis of the composite AK12+Al2O3 and AK12+SiC acquired through the centrifugal casting. The process was carried on by means of two rotational speeds: 750 and 3000 r.p.m. For alumnium matrix rein­forcement alumina and silicon carbide particles were used at 30, 50 and 100 urn size. Tens casting with different reinforcement distribution were obtained. According to process parameters and particles size internal (Fig. 4) and external (Fig. 6) reinforcement was obtained. During sleeve casting from suspension containing in its volume three reinforcement granulation's (30, 50,100 um) clear particle separation according to their quantity was observed and two layers - external and internal (Fig. 8) - were obtained. Considering acquired results it was found that there is a possibility of projecting materials on the way of centrifugal casting. However there is a necessity of further researches on influence of the generation parameters process on the laminar structure of the sleeve.
PL
Przedstawiono szeroką analizę czynników strukturalnych warunkujących często pojawiające się niezgodności wyników eksperymentalnych z modelami teoretycznymi, opisującymi własności kompozytów metalowych umacnianych cząstkami ceramicznymi. Do opisu matematycznego własności mechanicznych tego typu materiałów kompozytowych zaproponowano zaadaptowanie funkcji Maxwella, poszerzonej o parametr wprowadzony przez Halpina i Tsaia. Model ten znalazł bardzo dobre potwierdzenie w wynikach badań eksperymentalnych wytrzymałości na rozciąganie oraz umownej granicy plastyczności określonej dla kompozytów MgAI5-SiC.
EN
While considering metal composites reinforced with ceramic particles, which are frequently obtained by casting, one cannot apply models developed for fibre composites to search for correlations, especially the ones involving mechanical pro perties. The relationships derived on basis of the additivity laws are not valid here, either for the assumption of constant stress or constant strain. Basic factors modelling the structure and properties of such composites, which should be selected while designing the specified material, are presented in Fig. 1. In the case of cast composites the greatest concern is given to the obtaining of the proper volume fraction of the particles within the matrix volume, the fraction being frequently corrected according to the actual one. Then the constant level of other factors is assumed for considering the composite. This leads to the neglecting of many dependent variables, the following being counted to them: - changes of chemical composition of the matrix caused by introduced particles or other additions (Fig. 2), - differences in the character of the joint between components, which greatly affect the obtained level of mechanical properties (Fig. 3), - uniformity (or the lack of it) of arrangement of the particles in the matrix, - changes in the matrix grain size due to introducing various volume fractions of ceramic particles of different size, - various degree of porosity (Fig. 4). Due to the presented numerous factors determining the structure of the cast metal composites reinforced with ceramic particles, reasons of frequently occurring inadequation of numerical models and experimental data seems to be obvious. After a series of analyses and experiments on composites reinforced with particles it seems that the most adequate model would be the one adopting Maxwell's relationship between a parameter (a property) and the volume fraction, properties of components, and their interaction. This function shown in a general form by Eq. (1) has found rather strict confirmation in the results of experiments performed for Mg/SiC composites. Fig. 5 presents experimental data as compared with theoretical values obtained from Eq. (1) for tensile strength and yield strength versus SiC volume fraction.
12
Content available remote Odlewany kompozyt aluminiowy in situ umiacniany cząstkami borków tytanu
PL
Przedstawiono syntezę borku tytanu TiB2 metodami: klasycznej syntezy SHS, syntezy SHSB oraz syntezy z soli. Umotywowano stosowanie cząstek borków tytanu jako fazy wzmacniającej w kompozytach. Przedstawiono struktury otrzymanych w ten sposób materiałów kompozytowych. Wykonano badania rentgenostrukturalne w celu identyfikacji faz tworzących się w osnowie aluminiowej po zajściu w niej wysokotemperaturowej reakcji syntezy borków tytanu.
EN
Mechanical properties of aluminium and its alloys can be improved by transformation of traditional material into a composite. This can be achieved by introducing to aluminium matrix the ceramic reinforcing particles, which gives material characterised by a high value of the strength/density ratio, specially at elevated temperatures. The reinforcing phase are mainly particles of SiC, TiC, Al2O3, and TiB2 - recently in wide application. From among various methods used for composite synthesis [4, 6, 7] the authors have chosen an in situ method. Among numerous materials which can be used as a reinforcement, the TiB2 particles are of particular interest as they are characterised by high hardness, high melting point and low density. From among various methods of the in situ synthesis, for TiB2 the authors have chosen the following variants: the TiB2 synthesis by traditional method of self-propagating high-temperature synthesis SHS, the TiB2 synthesis by self-propagating high-temperature synthesis in bath SHSB, the TiBi synthesis due to the reaction of exchange between the salt components. Due to the chemical reaction: m. K2TiF6 + 2n KBF4 = (m. + 2n) TiB2 + potassium fluorides. A titanium boride was formed which in the form of very fine suspension was transferred to aluminium matrix and settled in the interdendritic spaces. Conclusions: The self-propagating high-temperature synthesis of TiB2 takes place in a Ti-B-AI system resulting in the formation of a composite with the TiBi reinforcing phase. The crystals in this phase are relatively large (about 10 micrometers), while the composite material is porous. Applying the SHSB method and cooling of suspension in a die it is possible to produce a cast AI/TiB2 composite of the pre-assumed volume content of the reinforcing phase with particles rather small in size and amounting to 0.5 micrometers. From the studies it follows that the smallest particles of TiB2 of dimensions, are obtained in an AI/TiB2 composite due to the synthesis of these particles from a salt followed by a high cooling rate of the suspension.
13
PL
Przedstawiono analizę aktualnego stanu zagadnienia w obszarze teorii i praktyki metalowych materiałów kompozytowych na przykładzie odlewów nowej generacji z uwzględnieniem niektórych konkluzji studialnych, wynikających z realizacji prac z zakresu kompozytów odlewanych, prowadzonych w Instytucie Odlewnictwa w Krakowie. W oparciu o wybrany odlew tłoka kompozytowego, opracowano konstrukcje i wykonano formę do realizacji procesu technologicznego. Na podstawie przeprowadzonych prób technologicznych prasowania w stanie ciekłym odlewów kompozytowych, wstępnych badań strukturalnych i właściwosci fizyko-mechanicznych obszarów zbrojonych i monolitycznych wykonano próbną partię tłoków nowej generacji do silnika 1C90, zarówno z tradycyjnie stosowanego stopu AK12, jak i materiałów kompozytowych (zbrojonych włóknem krótkim z tlenku glinu). Wskazano na możliwości wdrożeniowe odlewów kompozytowych wychodząc z założenia, że nawet na danym etapie prób i badań otrzymane tłoki stanowią niezwykle atrakcyjne rozwiązanie materiałowe, zdolne do generacji nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych w silnikach spalinowych, zwłaszcza pod względem wydajności i ekologiczności ich pracy w warunkach wysokich obciążeń, Przeprowadzono badania stanowiskowe silników z tłokami kompozytowymi i standartowymi. W silniku z tłokami kompozytowymi zaobserwowano m.in. wyższą skorygowaną temperaturę spalin w kolektorze wydechowym, przyrost momentu obrotowego i mocy i zmniejszone jednostkowe zużycie paliwa.
PL
Przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem odlewów zbrojonych strefowo cząstkami węglika krzemu SiC. Zbrojenie realizowano na wybranych powierzchniach roboczych przez zalewanie w formie odlewniczej wkładki kompozytowej, albo nadlewanie warstw kompozytowych, lub też przez odlewanie odśrodkowe kompozytów. Przedstawiono technologie takich odlewów oraz metodykę i wyniki badań jakości złącza (dla odlewów warstwowych), oraz rozkłady cząstek zbrojących na przekroju odlewów odśrodkowych. Odlewy zbrojone strefowo węglikiem krzemu charakteryzują się wysoką odpornością na ścieranie na określonych powierzchniach przy zachowaniu dobrych właściwości mechanicznych podstawowej masy odlewu.
EN
The investigation results on manufacturing castings locally reinforced with the particles of silicon carbide (SiC) are presented. The reinforcing was applied on the chosen working surfaces by pouring into a foundry mould a composites. The technologies of making such castings are given as well as the methodology and testing results of the quality of the joint (for laminar of graded castings) and the distribution of the reinforcing particles on the section of centrifugal castings. Castings which have been locally reinforced with silicon carbide are characterized by high abrasion resistance on the defined surfaces with maintaining good mechanical properties in the non-reinforced casting parts.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.