Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wytwarzanie, struktura pierwotna i właściwości plastyczne wybranych stopów wieloskładnikowych Mg-Li

Mikuszewski T., Kuc D.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 3

258--262

PL

W pracy omówiono technologiczne aspekty wytapiania i odlewania dwóch wieloskładnikowych stopów Mg-Li, zawierających odpowiednio ok. 4% mas. Li i ok. 7,5% Li (tab. 1). Zbadano wpływ parametrów odlewania (temperatura odlewania i szybkość stygnięcia w formie odlewniczej) na makro- i mikrostrukturę omawianych stopów. Określono również podstawowe właściwości plastyczne badanych stopów Mg-Li i porównano je z właściwościami stopu AZ31. Stwierdzono, że stopy Mg-Li można z powodzeniem wytapiać w indukcyjnych piecach próżniowych, przy czym korzystniejsze jest ich wytapianie w ochronnej atmosferze argonu. Stopy wytapiane w próżni intensywnie parują i powodują problemy z utrzymaniem ciekłego metalu w tyglu. Pary osadzone na komorze pieca ulegają często samozapłonowi po otwarciu pieca (rys. 1). Pozytywne efekty daje wytapianie stopów Mg-Li w litych tyglach z Al2O3. Wymurówka ubijana z sypkiej masy na osnowie MgO szybko zarasta i trudno usunąć z jej wnętrza żużel i pozostałości stopu po odlewaniu. Formy grafitowe są w pełni przydatne do odlewania stopów Mg-Li. Zastosowanie form piaskowych jest niekorzystne – powoduje reakcję ciekłego stopu z SiO2, przypalenia na powierzchni i zanieczyszczenie stref przypowierzchniowych wlewków (rys. 2). Parametry odlewania nie wywierają istotnego wpływu na makrostrukturę wlewków. Zaobserwowano niewielki wzrost wielkości ziarna wraz ze wzrostem temperatury odlewania (rys. 3). W miarę wzrostu temperatury odlewania zarówno dla stopów odlewanych do form piaskowych, jak i grafitowych rośnie wielkość kryształów fazy α w ich mikrostrukturze i zmniejsza się udział eutektyki rozmieszczonej w przestrzeniach międzydendrytycznych (rys. 4). Ze względu na obecność w składzie chemicznym badanych stopów, oprócz Mg i Li, również innych składników (Al, Zn, Mn, Ca, Cu), struktura fazowa stopów jest złożona, w szczególności struktura stopu Mg-4Li nie jest strukturą jednofazową (rys. 5). Naprężenie uplastyczniające stopu Mg-7,5Li jest mniejsze, a stopu Mg-4Li większe w porównaniu ze stopem AZ31. Stwierdzono przy tym, że naprężenie uplastyczniające badanych stopów Mg-Li maleje wraz ze wzrostem temperatury ich odlewania do form grafitowych (rys. 6÷8). Badane stopy Mg-Li, w przeciwieństwie do stopu AZ31, charakteryzują się równomiernym odkształceniem w próbie osiowosymetrycznego ściskania (rys. 9).

EN

Manufacture, cast structure and plastic properties of selected multicomponent Mg-Li alloys. The paper presents the technological aspects of smelting and casting of two multicomponent Mg-Li type alloys which include respectively about 4 mass % Li and 7.5 mass % Li (Tab. 1). The influence of the casting parameters on the macro- and microstructure of the analysed alloys was tested (casting temperature and speed of cooling in casting form). The basic plastic properties of the tested Mg-Li type alloys were also determined and compared with the properties of the AZ31 alloy. It was stated that Mg-Li type alloys can be easily cast in induction vacuum furnaces but it is more beneficial to cast them in an argon-shielded atmosphere. Alloys cast in vacuum evaporate more intensively and cause problems with keeping the liquid metal in the melting pot. Vapour gathering in the furnace chamber often self-ignites after opening the furnace (Fig. 1) Positive effects are achieved by casting Mg-Li alloys in a monolithic melting pot of Al2O3. Compacted refractory from loose material on the MgO matrix quickly grows and it is hard to remove the clinker and alloy residue after casting from the inside of it. Graphite moulds are fully useful to cast Mg-Li type alloys. The application of sand moulds is disadvantageous – it causes a reaction of the liquid alloy with SiO2, scorching on the surface and contamination of areas near the ingot surface (Fig. 2). The casting parameters do not influence the macrostructure of the ingots in a significant way. A slight increase in grain size was observed together with an increase in casting temperature (Fig. 3). As the casting temperature rose, both for alloys cast in sand forms and graphite forms, the phase α crystals in their microstructure enlarged and the influence of eutectic distributed in the inter-dendritic areas decreased (Fig. 4). Due to the presence of other elements (Al, Zn, Mn, Ca, Cu), besides Mg and Li in the chemical composition of the tested alloys, the structure of those alloys is complex and in particular the Mg-4Li alloy is not a mono-phase structure (Fig. 5). The flow stress of the Mg-7.5Li alloy is lower, and the Mg-4Li alloy higher in comparison with the AZ31 alloy. It was also found here that the flow stress of the tested Mg-Li type alloys decreases when the temperature of their casting into graphite forms increases (Fig. 6÷8). The tested Mg-Li type alloys, contrary to AZ31, are characterised by a uniform strain in an axisymmetric compression test (Fig. 9).

2

The kinetics of aluminium evaporation from the Ti-6Al-4V alloy

Siwiec G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1155--1160

EN

In the paper, results of a kinetic analysis of aluminium evaporation from the Ti-6Al-4V alloy are presented. The analysis was performed based on the findings obtained during the alloy smelting in the vacuum induction furnace at 5 Pa to 1000 Pa and at 1973 K, 1998 K and 2023 K.

PL

W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki analizy kinetycznej procesu parowania aluminium ze stopu Ti-6A1-4V. Przeprowadzono ją w oparciu o wyniki badań uzyskane w trakcie topienia stopu w indukcyjnym piecu próżniowym w zakresie ciśnień 5-1000 Pa w temperaturach 1973 K, 1998 K i 2023 K.

3

Effects of pressure on the kinetics of manganese evaporation from the OT4 alloy

Blacha L., Burdzik R., Smalcerz A., Matuła T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

197-201

EN

In the paper, results of the study on manganese evaporation from the OT4 alloy are presented. In the experiments, the effects of pressure on the manganese evaporation kinetics and the stages that limit the evaporation rate were investigated. It was demonstrated that the rate of manganese evaporation from the alloy increased with pressure reduction in the system. When the pressure decreases from 1000 Pa to 10 Pa, the value of overall mass transfer kMn increases from 3.9*10-6 ms-1 to 208.4*10-6 ms-1. At the same time, the manganese fraction in the alloy decreased from 1.49% mass to 0.045% mass. Within the whole pressure range, the analysed evaporation process is diffusion-controlled. For pressures above 50 Pa, the determining stage is transfer in the gaseous phase, while for pressures below 50 Pa, it is transfer in the liquid phase.

PL

W prezentowanym opracowaniu przedstawiono wyniki badań odparowania manganu ze stopu OT4. W ramach prowadzonych eksperymentów badano wpływ ciśnienia na kinetykę procesu odparowania manganu i jednocześnie określono etapy limitujące jego szybkość. Wykazano, że szybkość procesu odparowania manganu ze stopu rośnie wraz z obniżaniem ciśnienia w układzie. Przy obniżeniu ciśnienia od 1000 Pa do 10 Pa wartość ogólnego współczynnika transportu masy kMn rośnie od 3.9x10-6 ms-1 do 208.4x10-6 ms-1. Jednocześnie następowało obniżenie zawartości manganu w stopie od 1.49% mas. Do 0.045% mas.. W całym zakresie ciśnień analizowany proces parowania ma kontrolę dyfuzyjną. Dla ciśnień powyżej 50 Pa etapem determinujacym jest transport w fazie gazowej, a dla ciśnien poniżej 50 Pa transport masy w fazie ciekłej.

4

Wytapianie stopu Ti-47Al-2W-0,5Si w tyglach grafitowych

Szkliniarz W., Szkliniarz A., Mikuszewski T.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

362--365

PL

W pracy do wytwarzania stopu Ti-47Al-2W-0,5Si (% at.) na osnowie fazy międzymetalicznej TiAl zaproponowano zastosowanie konkurencyjnej ekonomicznie i możliwej do zastosowania w warunkach krajowych technologii wytapiania w indukcyjnych piecach próżniowych z tyglami grafitowymi. Biorąc pod uwagę wysoką reaktywność ciekłego tytanu oraz jego duże powinowactwo do materiału tygla założono, że proces wytapiania prowadzony będzie w specjalnych tyglach wykonanych z grafitu najwyższej jakości. Badano wpływ rodzaju grafitu, z którego wykonany był tygiel (tab. 2), atmosfery wytapiania (tab. 3), sposobu realizacji wytopu (tab. 6), temperatury i czasu trwania wytopu (tab. 4, 5), postaci materiałów wsadowych oraz liczby przetopów (tab. 7) na skład chemiczny i czystość otrzymanych stopów (zawartość węgla, tlenu i innych gazowych zanieczyszczeń) oraz ich mikrostrukturę i właściwości. Oceniano także stopień degradacji i żywotność tygli w warunkach poszczególnych wytopów (tab. 8). Przeprowadzone badania wykazały możliwość wytapiania stopów na osnowie TiAl o założonym składzie chemicznym i zadowalającej czystości w indukcyjnych piecach próżniowych wyposażonych w tygle wykonane z izostatycznie prasowanego grafitu wysokiej gęstości. Warunkiem powodzenia tego procesu było maksymalne skrócenie czasu trwania wytopu prowadzonego w możliwie niskiej temperaturze i z wykorzystaniem wsadu w postaci zaprawy. Ustalono, że proces wytapiania należy prowadzić pod osłoną argonu w temperaturze 1650°C przez 3 minuty.

EN

In this work, the vacuum induction melting technology in furnaces with graphite crucibles was proposed to produce the TiAl intermetallic phase based alloy Ti-47Al-2W-0.5Si (at. %) as an economically competitive and applicable to national conditions. Taking into account the high reactivity of molten titanium and its high affinity to the crucible material was assumed that the melting process will be conducted in a special, high quality graphite crucibles. The influence of the type of graphite, which was made of crucible (Tab. 1), melting atmosphere (Tab. 3), method of the melt implementation (Tab. 6), temperature and time of melting (Tab. 4, 5), form of charge materials and remelting amount (Tab. 7) on the chemical composition, purity of obtained alloys (content of carbon, oxygen and other gas contamination) as well as their microstructure and properties was studied. The degradation degree of crucibles and their lifetime in condition of particular melts were also evaluated (Tab. 8). Conducted investigation showed the possibility of melting of TiAl intermetallic phase based alloys with the assumed chemical composition and satisfactory purity in vacuum induction furnaces equipped with crucibles made of isostatically pressed, high density graphite. The success of this process was to shorten the melting time, conduct the melt at possible low temperature and using charge in form of master alloy. It was found that the melting process must be conducted under the protection of argon atmosphere at temperature of 1650°C and at 3 minutes.

5

Vacuum induction melting of near-gamma TiAl intermetallic alloys

Zemčik L., Dlouhy A., Dočekalova K.

Advances in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, nr 4(14)

121-126

EN

The present study focuses on vacuum induction melting of near-gamma TiAl intermetallic alloys. The attention is mainly given to a cost-effective melting process in which a primary alloy ingot is re-melted in a ceramic crucible and cast into a ceramic shell mould. To be able to melt successfully gamma TiAl intermetallics it is absolutely necessary to solve the fundamental metallurgical problems associated with the evaporation of aluminium from the melt, with the reactions between the melt and the refractories of crucibles, and with the reactions between the melt and residual gases in the furnace chamber. The paper deals with the physical and chemical analyses of the above processes and gives their evaluation based on the results of experimental melts obtained in vacuum induction furnace. The most detrimental reactions that govern the contamination of the molten alloy with ceramic particles were determined. Results suggest that the crucible wall attack can be considerably limited by using crucibles with a suitable coating.