Główne zastosowanie cynku (ok. 50%) ma miejsce w przemyśle cynkowniczym i wynika m.in. z położenia cynku w szeregu napięciowym metali. Cynk jest bowiem korzystnie bardziej elektroujemny od żelaza. Powłoka cynkowa przedłuża żywotność wyrobów stalowych, oszczędzając tym samym znaczne ilości energii potrzebnej do ich wytworzenia. Chroni wyrób stalowy nawet wtedy, gdy zostanie lokalnie uszkodzona. Ulega wtedy postępującej destrukcji, ale chroni przed korozją powierzchnię stalową jeszcze przez pewien czas.
EN
In the paper, the results of experimental industrial trials of the production of innovative zinc alloys WEGAL-02Mn and WEGAL-CuTi, and experimental batch hot-dip galvanizing of products made of reactive steel by these alloys are presented. The freezing temperature of the new alloys was determined by thermal analysis in the solidification process. The microstructure, fracture microstructure and hardness of the alloys were examined. The positive impact of the designed chemical compositions of the alloys on the thickness and properties of the zinc coating was confirmed. In the process of preparing steel products for experimental galvanizing, a new GALTOP flux was used. In the new chemical composition of the flux the content of ammonium chloride was reduced considerably, even to its total removal. The industrial trials were carried out for different steel products included in the GAL company production schedule.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zaprezentowano wyniki jednostkowego cynkowania zanurzeniowego próbek ze stali niskokrzemowej w gatunku 08X oraz reaktywnej w gatunku S235JRG2 w kąpieli utworzonej ze stopu WEGAL bez dodatku cyny oraz podwyższonej zawartości manganu do 0,2% i udziałem miedzi oraz tytanu (ZnAl0,1Ni0,1Mn0,2CuTi). Przedstawiono mikrostrukturę badanego stopu cynku łącznie z określeniem występujących w nim faz. Na podstawie analizy termicznej w procesie krzepnięcia stopu określono jego temperaturę topnienia. Cynkowanie przeprowadzono w temperaturze 445°C i czasie 600 s. W analizie otrzymanych wyników uwzględniono również mikrostrukturę utworzonej powłoki na każdej badanej stali. Dokonano pomiaru grubości otrzymanej powłoki. Przeprowadzono próbę ręcznego zginania ocynkowanych próbek o kąt 180° na trzpieniu stalowym o promieniu 5 mm. Ocenie wizualnej poddano krawędź zginania po stronie zewnętrznej. Powłoka wykazała dobrą plastycznośći estetyczny wygląd. Wskazano na dominującą rolę składu chemicznego kąpieli w kinetyce wzrostu powłoki.
EN
The paper presents the results of batch hot dip galvanizing of low-silicon (08X) and reactive (S235JRG2) steel samples in the bath of WEGAL alloy without addition of tin, increased content of manganese and addition of copper and titanium (ZnAl0.1Ni0.1Mn0.2CuTi). The microstructure of the examined alloy was presented including the phases determination. The solidus of the new alloy was determined by thermal analysis in the solidification process. The hot dip galvanizing was carried out at temperature of 445°C with retention time of 600 s. The microstructure and thickness of coating on both steel grades were examined. The coating adhesion and plasticity were examined in bending test of coated samples on a steel mandrel (radius of 5 mm and angle of 180°). The outside bend edges were visually evaluated. The coatings showed good plasticity and aesthetic appearance. The achieved results confirmed that coating growth kinetics depends mainly on dominant part of bath chemical composition.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zaprezentowano wyniki cynkowania zanurzeniowego próbek ze stali niskokrzemowej w gatunku 08X oraz reaktywnej w gatunku S235JRG2 w kąpieli utworzonej ze stopu WEGAL bez dodatku cyny oraz podwyższonej zawartości manganu do 0,2% (ZnAl0,1Ni0,1Mn0,2). Przedstawiono mikrostrukturę badanego stopu cynku łącznie z określeniem występujących w nim faz. Na podstawie analizy termicznej w procesie krzepnięcia stopu określono jego temperaturę topnienia. Cynkowanie przeprowadzono w temperaturze 445°C i czasie 10 min. W analizie otrzymanych wyników uwzględniono również mikrostrukturę nałożonej powłoki na każdą badaną stal. Dokonano pomiaru grubości otrzymanej powłoki. Przeprowadzono próbę ręcznego zginania ocynkowanych próbek o kąt 180° na trzpieniu stalowym o promieniu 5 mm. Ocenie wizualnej poddano krawędź zginania po stronie zewnętrznej. Powłoka wykazała dobrą plastyczność i estetyczny wygląd. Wskazano na dominującą rolę składu chemicznego kąpieli w kinetyce wzrostu powłoki.
EN
The results of hot-dip galvanizing of low-silicon steel (08X grade) and reactive steel (S235JRG2 grade) samples in zinc bath made of tin-free WEGAL alloy with manganese content increased to 0.2% (ZnAl0.1Ni0.1Mn0.2) have been presented. The researched WEGAL alloy microstructure and phase composition were shown. Its melting point was determined basing on thermal analysis of solidification. Galvanizing tests were performed at the temperature of 445°C, with retention time – 10 min. Analysis of tests results comprised assessment of coatings microstructure and thickness. The manual bending tests of galvanized samples on steel mandrel (angle 180°, radius 5 mm) were carried out with visual evaluation of samples outside edges. Obtained coatings were characterized by good plasticity and aesthetical appearance. The importance of zinc bath composition on coating growth kinetics has been demonstrated.
W artykule określono strukturę i właściwości powłok cynkowych, takich jak: grubość, plastyczność w próbie zginania oraz ocenę wyglądu zewnętrznego. Badania dotyczyły jednostkowego cynkowania zanurzeniowego próbek stalowych (08X) w kąpielach o zmiennej ilości manganu w zakresie od 0 do 1 %. Otrzymano równomierne, jasne, gładkie i błyszczące powłoki. Ich grubość rośnie wraz ze wzrostem ilości Mn w kąpieli cynkowej. Niewielkie zmiany grubości powłoki mają miejsce tylko przy wzroście ilości Mn do zawartości 0,2 %. Największy przyrost grubości powłoki występuje po 5 min cynkowania. W próbie zginania ocynkowanych próbek dominuje gładki wygląd powłok na krawędzi zginania. Pęknięcia powłoki po zgięciu występują przy zastosowaniu 1 % dodatku Mn, począwszy od 3. poprzez 5 i 10 min cynkowania. Badane powłoki mają korzystną, wielowarstwową budowę. Obecnie stosowany w przemyśle stop cynku WEGAL, zawierający 0,1 % Mn, można korzystnie wzbogacić do zawartości nominalnej 0,2 % Mn.
EN
In this work, structure and properties of zinc coatings, such as thickness, plasticity in the bend test and an external appearance, have been determined. The tests were made with hot-dip galvanizing of steel samples (08X) in the baths containing different amounts of manganese: from 0 to 1 %. The formed zinc coatings were even, light, smooth and bright. Their thicknesses increased with the increase of Mn concentration. Minor changes in thickness of the coatings were observed only at the increase of Mn content up to 0.2 %. The greatest increase in coating thickness took place after five minutes of galvanizing. After the bend test, bend edges of the samples were usually smooth. The cracks on the coatings on bend edges were observed in case of a bath with 1 % concentration of Mn, after 3, 5 and 10 minutes of galvanizing. The examined coatings were of a good quality multi-layered structure. The WEGAL zinc alloy containing 0.1 % Mn , which is currently applied by the industry, can be enriched by increasing Mn nominal content up to 0.2 %.
W artykule zaznaczono wszystkie dostępne sposoby ochrony stali przed korozją z udziałem cynku. W krajowym zużyciu cynku podkreślono jego wysoki (50 %) udział w przemyśle cynkowniczym. W zasadzie jest to poziom światowy w tym względzie, który wg ostatnich doniesień wynosi 52 %. Wymieniono również najpopularniejsze pięć stopów cynku stosowanych do jednostkowego cynkowania zanurzeniowego. Na tym tle przedstawiono wyniki cynkowania zanurzeniowego metodą jednostkową próbek ze stali węglowej konstrukcyjnej wyższej jakości S355JR (stal reaktywna). Do cynkowania zastosowano w celu porównania dwie kąpiele ZnAl0,1Ni0,1Mn0,1Sn0,1 (WEGAL) oraz WEGAL z dodatkiem 0,8% Mn. Zastosowanie kąpieli wzbogaconej w udział manganu do wartości 0,8 % pozwala na uzyskanie powłok ciągłych, wielowarstwowych, gładkich, jasnych i błyszczących. Jest jednocześnie próbą określenia maksymalnej ilości manganu w kąpieli cynkowniczej. Grubość otrzymanych powłok jest porównywalna do grubości powłok nałożonych w kąpieli WEGAL o nominalnej zawartości manganu 0,1 % w czasie cynkowania do 5 min. Zastosowany dłuższy czas cynkowania (10 min), powoduje większy wzrost grubości powłoki niż to ma miejsce w przypadku zwykłego stopu WEGAL. Za zwiększoną grubość powłoki odpowiada obecność w niej mieszaniny faz Zn-Mn-Fe (η + ξ), które również zawierają dodatki niklu, cyny, aluminium i krzemu.
EN
The paper outlines all available methods for steel protection against corrosion with the use of zinc. High percentage of zinc consumption (50 %) in the Polish galvanizing industry has been emphasized. This level of consumption is similar to that on a worldwide scale which, according to recent reports, is about 52 %. The five most popular zinc alloys used for batch hotdip galvanizing have been listed. Taking into account the present state-of-the-art, the results of tests with b atch hot-dip galvanizing of the high-grade constructional steel (grade S355JR reactive steel) have been presented. The tests were made using two different types of baths: ZnAl0,1Ni0,1Mn0,1Sn0,1 (WEGAL), and WEGAL with 0.8 % addition of Mn. It was found that the use of manganese-enriched bath (up to 0.8 %) made it possible to obtain good-quality coatings: continuous, multilayered, smooth, bright and shiny. A maximum content of Mn in the bath was also determined. The tests showed that at the Mn content of 0.1 % and a galvanizing time of 5 minutes, the thickness of the coatings was comparable to that obtained with the use of a WEGAL bath. However, at longer time of galvanizing (10 min), an increase in the thickness of the coating was greater than in the case of the use of normal WEGAL alloy, which results from the presence of a mixture of the Zn-Mn-Fe (η + ξ) phases containing an addition of nickel, tin, aluminium and silicon.
W pracy przedstawiono wyniki badań dwóch gatunków miedzi. Pierwszy stanowiła miedź elektrolityczna Cu-ETP wytworzona w technologii Contirod, natomiast drugi miedź beztlenowa Cu-OFE wytworzona w technologii UpCast w zakładzie KGHM Polska Miedź S.A. w Orsku. W pierwszej części pracy przedstawiono ocenę procesu odlewania w zakresie analizy składu chemicznego, mikrostruktury oraz właściwości mechanicznych odlewnych prętów i walcówki. W drugiej części przedstawiono ocenę procesu przeróbki plastycznej realizowanego w procesie ciągnienia przy zastosowaniu zmiennych parametrów procesu. Przeprowadzono analizę wpływu warunków ciągnienia i obróbki cieplnej na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne.
EN
In the paper, the results of development of two grade of cooper are presented. First one is Cu-ETP grade produced by Contirod technology and the second one is oxygen-free copper (Cu-OFE grade) produced by UpCast technology in KGHM Polska Miedź S.A. factory. In the first part of the work, an assessment of the casting process, within the scope of an analysis of chemical composition, microstructure and mechanical properties of bars and rods, is presented. In the next part, an evaluation of plastic working, realized in drawing process with variable process parameters, is presented. The evaluation includes analysis of drawing and heat treatment parameters influence on microstructure and mechanical properties.
W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące otrzymywania na drodze przeróbki plastycznej drutów kompozytowych typu Cu/MgB2. Do badań zastosowano zarówno gotowy proszek związku MgB2, jak i wytworzony w warunkach laboratoryjnych,w procesie mechanicznej syntezy. Proces wykonania związku MgB2 wstępnie zainicjowany jest już podczas procesu mechanicznego stopowania, zaś dalsza jego synteza zachodzi na drodze reakcji insitu. Proces wytwarzania drutów kompozytowych zarówno metodą insitu, jak i exsitu obejmował następujące etapy: przygotowanie mieszanki proszkowej MgB2, umieszczenie jej w osłonie miedzianej oraz proces przeróbki plastycznej na zimno realizowany w próbach ciągnienia. Analizie poddano wpływ odkształcenia, temperatury oraz czasu międzyoperacyjnego wyżarzania na skład fazowy, strukturę, właściwości mechaniczne oraz fizyczne. Właściwości mechaniczne wyznaczono w próbie jednoosiowego rozciągania, a właściwości fizyczne na podstawie pomiarów przewodności elektrycznej przy użyciu mostka Thomsona.
EN
Within this paper the results of development of Cu/MgB2 composite wires by powder in tube method are presented. To research uses both commercial MgB2 powder and mixture of magnesium and amorphous boron powders made by mechanical synthesis. The process of MgB2 compound formationwas initiated by mechanically alloying process and next proceeds in-situ. The production process of composite wires by both in-situ and ex-situ methods included the following stages: preparation of mixture of MgB2 powder, loading of powders into Cu tubes and cold drawing process. The influence ofdegree of deformation, temperature and time of annealing on phase composition, microstructure, mechanicaland physical properties of MgB2 was investigated. Mechanical properties were determined by uniaxial tensile test, physical properties based on electrical conductivity measured by the Wheatstone bridge.
The results of research into influence of chemical composition on structure and tribological properties of copper-based composites intended for slide bearings are presented in this paper. The study was focused on copper alloys with lubricating phase particles in form of graphite, tungsten disulphide (WS2), molybdenum disulphide (MoS2) and glassy carbon. The metallic matrix of composite materials was composed of alloys from Cu-Sn-Zn system. The mass content of lubricating phase particles was from 5 to 20%. The process of production of subject materials included the processes conducted with full or partial contribution of liquid phase and it was conducted by two methods. Both the method of classic powder metallurgy and stir casting method were used for the production of composites. Lubricating phase particles heated to the temperature of 200°C were introduced to liquid metal bath and then the process of stirring and casting to moulds was performed. In case of production of composites by powder metallurgy, the process included mixing of bronze powders and lubricating phase particles, and then their consolidation. Sintering process was conducted in temperature between 750-800°C. The produced materials were tested in terms of microstructure and tribological properties with the CSM Instruments tribometer.
PL
W pracy zamieszczono wyniki badań dotyczące wpływu składu chemicznego na strukturę oraz właściwości tribologiczne materiałów kompozytowych na osnowie miedzi przeznaczonych na łożyska ślizgowe. Przedmiot badań stanowiły stopy miedzi z udziałem cząstek faz smarnych w postaci grafitu, dwusiarczku wolframu (WS2)), dwusiarczku molibdenu (M0S2) oraz węgla szklistego. Metaliczną osnowę materiałów kompozytowych stanowiły stopy z układu Cu-Sn-Zn. Udział masowy cząstek faz smarnych wynosił od 5 do 20%. Proces wytwarzania badanych materiałów obejmował procesy przebiegające z całkowitym oraz częściowym udziałem fazy ciekłej i przebiegał dwutorowo. Do wytwarzania kompozytów zastosowano zarówno metodę klasycznej metalurgii proszków, jak i metodę topienia i odlewania z jednoczesnym mieszaniem tzw. stir casting. Do ciekłej kąpieli metalicznej wprowadzono podgrzane do temperatury 200°C cząstki faz smarnych a następnie realizowano proces mieszania i odlewania do form. W przypadku otrzymywania kompozytów na drodze metalurgii proszków proces obejmował mieszanie proszków brązu oraz cząstek faz smarnych, a następnie ich konsolidację. Proces spiekania prowadzono w temperaturze z zakresu 750+800°C. Wytworzone stopy poddano badaniom mikrostruktury oraz oceny właściwości tribologicznych na tribometrze CSM Instruments.
The paper presents results of the studies into influence of individual particles of lubricating phase on microstructure and tribological properties of copper based composite materials for slide bearings. The studied material was composed of copper alloys with lubricating phase particles, e.g. in a form of graphite and glassy carbon. The metallic matrix of composite materials consisted of Cu-Sn type alloys. Production of the examined materials included processes with complete or partial participation of liquid phase and was conducted in two ways. In production of composites both classical powder metallurgy technology was applied and a method of melting with simultaneous mechanical stirring in liquid state (stir casting). Particles of lubricating phases were heated up to the temperature of 200°C and introduced into a liquid metal and then stirring process at constant rate of 1500 rpm rotational speed was applied. To improve wettability of graphite and glassy carbon particles titanium was introduced into the metallic matrix. In production of the composites by powder metallurgy methods the process consisted of mixing of bronze powders and particles of non-metallic phases and then their consolidation. Both quantitative and qualitative structure analysis of the produced composites was performed. Also through evaluation of tribological properties (friction coefficient, wear) with CSM Instruments high temperature tribometer THT was conducted.
PL
W pracy zamieszczono wyniki badań dotyczące wpływu poszczególnych cząstek faz smarnych na mikrostrukturę oraz właściwości tribołogiczne materiałów kompozytowych na osnowie miedzi przeznaczonych na łożyska ślizgowe. Przedmiot badań stanowiły stopy miedzi z udziałem cząstek faz smarnych m.in. w postaci: grafitu oraz węgla szklistego. Metaliczną osnowę materiałów kompozytowych stanowiły stopy z układu Cu-Sn Proces wytwarzania badanych materiałów obejmował procesy przebiegające z całkowitym oraz częściowym udziałem fazy ciekłej i przebiegał dwutorowo. Do wytwarzania kompozytów zastosowano zarówno metodę klasycznej metalurgii proszków, jak i metodę topienia z jednoczesnym mieszaniem mechanicznym w stanie ciekłym (stir casting). Do ciekłego metalu wprowadzono podgrzane do temperatury 200°C cząstki faz smarnych, a następnie prowadzono proces mieszania stosując stałą prędkość obrotową na poziomie 1500 obr/min. W celu poprawy zwilżalności cząstek grafitu i węgla szklistego do osnowy metalicznej wprowadzono tytan. W przypadku otrzymywania kompozytów na drodze metalurgii proszków proces obejmował mieszanie proszków brązu oraz cząstek faz niemetalicznych, a następnie ich konsolidację. Wytworzone materiały kompozytowe poddano analizie struk- tury zarówno w ujęciu ilościowym, jak i jakościowym. Dokonano również szczegółowej oceny właściwości tribologicznych (współczynnik tarcia, zużycie) przy wykorzystaniu tribometru wysokotemperaturowego THT firmy CSM Instruments.
Przedstawione w artykule badania miały na celu wyeliminowanie wad powierzchniowych i podpowierzchniowych powstających w trakcie wyciskania płaskowników z miedzi beztlenowej metodą Conform. Wykonano badania metaloznawcze w celu pełnego scharakteryzowania wad. Następnie przeprowadzono numeryczną analizę MES procesu ciągłego wyciskania płaskownika, z zastosowaniem oprogramowania FORGE firmy Transvalor, w celu określenia parametrów procesu, które w największym stopniu wpływają na jakość gotowego wyrobu. Analizowano takie parametry jak prędkość procesu wyciskania oraz temperaturę narzędzi. Wyniki analizy numerycznej MES porównano z rzeczywistymi wynikami prowadzenia procesu ze zoptymalizowanymi parametrami. Wytwarzanie płaskowników z opracowanymi na podstawie analizy numerycznej parametrami technologicznymi pozwala na otrzymanie wyrobów wyciskanych pozbawionych wad.
EN
The experimental research carried out in this work aimed eliminating surface and subsurface defects of profile extruded in continuous rotary extrusion process. Micro- and macrostructure observations were performed for accurate describing of defects. Next, numerical analysis FEM of extrusion process was carried out with using of Forge software from Transvolator company. Influence of process parameters on quality of final products and optimal parameters were analysed. Velocity of process and temperature of tools were analyzed. Results of numerical analysis FEM were compared with real results of process with optimized parameters. Continuous rotary extruding with developed technological parameters enable surface defect-free products manufacturing.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The purpose of this publication is to present the results of own long-term research summarising the experience concerning as casting magnesium alloys, and in especially a thermal analysis describing the process of alloys crystallisation, standard heat treatment according to the occurring phase transitions and precipitation processes, surface treatment with the CVD and PVD methods, laser surface treatment of surface layers, as well as using the methods of Computer Materials Science. Design/methodology/approach: The research concerned in the first place an analysis of Mg-Al-Zn alloys crystallisation kinetics. Optimisation investigations for heat treatment conditions taking into consideration different cooling mediums were performed in order to identify fully the structure of the investigated magnesium casting alloys. Investigations were carried out of the structure and properties of coatings produced with the CVD and PVD methods on the investigated Mg-Al-Zn alloys. The last stage of investigating the presented Mg-Al-Zn alloys applied to laser surface treatment enabling to produce a quasi-composite structure of MMCs characterised by the gradient of phase composition as well as functional properties by feeding hard ceramic particles, in particular carbides and oxides, into the surface of the materials produced. Findings: Valuable and original results were achieved based on the broad scope of the research performed both, in cognitive and applicational terms, concentrated mainly on the analysis and influence of chemical composition and technological heat and surface treatment processes on the structure and properties of the investigated alloys. Practical implications: The properties of the core and surface layer of the part produced can be customised most advantageously by selecting the part’s material and its structure and properties formation processes appropriately along with the surface layer type and technology ensuring the required functional properties. Originality/value: The knowledge gathered for years concerning light metal alloys, and in particular Mg-Al-Zn alloys, of an undoubtedly valuable cognitive character, is dedicated not only to students but also postgraduates and researches to improve the conditions of education.
W niniejszej pracy przedstawiono wybrane technologie wytwarzania ekologicznych bezkadmowych spoiw twardych na przykładzie kilku gatunków stopów na bazie srebra lub z niewielkim dodatkiem srebra. W szczególności skupiono się na przedstawieniu technologii wytwarzania spoiw z grupy AgCuZnSn i AgCuZn w oparciu o proces ciągłego poziomego odlewania taśm i prętów. Zaprezentowano wyniki badań wpływu warunków odlewania ciągłego na właściwości, strukturę i jakość uzyskiwanych wyrobów oraz określono ich podatność do przeróbki plastycznej. Zaprezentowano również problemy technologiczne występujące podczas wytwarzania i przetwarzania bezkadmowych spoiw twardych.
EN
The selected technologies of processing of a few alloys based on silver or containing low amount of silver as an example of ecological cadmium- free fillers were presented in the paper. The technologies of horizontal continuous casting of AgCuZnSn and AgCuZn types of bars and flat bars were particularly shown. Influence of continuous casting parameters on microstructure, properties and quality of final product as well as workability of examined alloys were examined. The technological problems, which appear during producing and processing of cadmium-free fillers, were also presented.
Czysta miedź z uwagi na wysoką konduktywność i przewodność cieplną, a także dobrą plastyczność i związaną z tym możliwość łatwego przetwarzania, stosowana jest m.in. do wytwarzania kabli energetycznych, elektrycznych i telekomunikacyjnych przeznaczonych dla elektrotechniki i elektroniki, w tym także pokrywanych powłokami metalowymi. Oprócz popularnego gatunku Cu-ETP, coraz częściej na te cele stosuje się miedź beztlenową o wysokiej czystości m.in. w gatunku Cu-OFE. W pracy przedstawiono wyniki numerycznego modelowania procesu ciągnienia obu gatunków miedzi, charakteryzujących się zróżnicowaną strukturą wyjściową, a tym samym podatnością do przeróbki plastycznej. Symulacje komputerowe realizowano przy zastosowaniu programu Forge. Otrzymane wyniki badań pozwoliły na określenie wpływu warunków kształtowania na umocnienie materiału oraz zmianę temperatury drutu podczas ciągnienia.
EN
Due to its high electric and thermal conductivity as well as good formability, pure cooper is widely used for production of energetic, electric and telecommunication cables intended for use in electrical engineering and electronics, including metal-coated cables. Besides the popular Cu-ETP grade, the high-purity oxide-free copper (i.a. Cu-OFE grade) is increasingly used for these purposes. In the paper, numerical modelling results of wire drawing are presented. Two mentioned copper grades with different initial microstructure and formability characteristics were considered. FEM simulations were carried out by means of Forge software. The results obtained were used to assess the impact of deformation conditions on material hardening and temperature changes in wire during the drawing process.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The aim of this work was to improve the properties of the surface layer of the MCMgAl12Zn1 cast magnesium alloy. This improvement can be achieved by modification of surface layer microstructure by melting and simultaneous feeding the silicon carbide particles into the weld pool. Design/methodology/approach: Laser alloying of the MCMgAl12Zn1 magnesium alloy with the silicon carbide was carried out using high power diode laser HPDL (High Power Diode Laser) with changing process parameters like laser power and scan rate. The structure examination was carried out using the light microscopy and SEM (scanning electron microscopy). The qualitative and quantitative chemical and phase composition were determined by the X-ray diffraction method using the XPert device, TEM (transmission electron microscopy) and EDS (electron dispersive spectroscopy) analysis. Findings: Microstructure and phase composition of the MCMgAl12Zn1 cast magnesium alloy after laser surface treatment are presented in this paper. Research limitations/implications: The investigations were conducted for cast magnesium alloy MCMgAl12Zn1, which was remelting and simultaneous feeding the silicon carbide particles into the weld pool. Size of SiC particles was below 75 žm. One has used laser power in the range from 1.2 to 2.0 kW. Practical implications: The results obtained in this investigation were promising comparing with the other conventional processes. High Power Diode Laser can be used as an economical substitute of Nd: YAG and CO2 to improve the surface magnesium alloy by feeding the carbide particles. Originality/value: The value of this paper is to define the influence of laser treatment parameters on quality, microstructure and microhardness of magnesium cast alloys surface layer.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The aim of this paper was to improve the magnesium cast alloys surface layer by laser surface treatment and to determine the laser treatment parameters. Design/methodology/approach: The laser treatment of magnesium alloys with alloying Al2O3 powder of the particle about 80ěm was carried out using a high power diode laser (HPDL). The resulting microstructure in the modified surface layer was examined using scanning electron microscopy. Phase composition was determined by the X-ray diffraction method using the XPert device. The measurements of microhardness of the modified surface layer were also studied. Findings: The alloyed region has a fine microstructure with hard carbide particles. Microhardness of laser surface alloyed layer was significantly improved as compared to an alloy without laser treatment. Research limitations/implications: The investigations were conducted for cast magnesium alloys MCMgAl12Zn1, MCMgAl9Zn1, MCMgAl6Zn1, MCMgAl3Zn1 and Al2O3 powder of the particle size about 80 ěm. One has used laser power in the range from 1.2 to 2.0 kW. Practical implications: The results obtained in this investigation were promising comparing with the other conventional processes. High Power Diode Laser can be used as an economical substitute of Nd: YAG and CO2 to improve the surface magnesium alloy by feeding the carbide particles. Originality/value: The value of this paper is to define the influence of laser treatment parameters on quality, microstructure and microhardness of magnesium cast alloys surface layer.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The goal of this paper is to present the investigation results of MCMgAl12Zn1, MCMgAl9Zn1, MCMgAl6Zn1, MCMgAl3Zn1 cast magnesium alloy in as-cast state and after heat treatment, as well as after laser treatment and thermal analysis during melting and solidification cycles carried out using the Universal Metallurgical Simulator and Analyser. In the following paper the structure and properties were presented of the above mentioned magnesium cast alloys in as-cast state and after a heat treatment. Design/methodology/approach: A casting cycle of alloys was carried out in an induction crucible furnace using a protective salt bath Flux 12 was equipped with two ceramic filters at the melting temperature of 750š10°C, suitable for manufactured material. The following results concern scanning electron microscopy investigations in the SE observation mode, as well as using BSE modus for better phase contrast results, also quantitative microanalysis was applied for chemical composition investigations of the phases occurred. Findings: The analysis of the samples after the ageing process has confirmed that the microstructure of the magnesium cast alloy consists of the solid solution a - Mg (matrix) of the secondary phase b - Mg17Al12 equally located in the structure. The roughness of the surface treatment layer was varied with laser power and also scan rate. Research limitations/implications: According to the alloys characteristics, the applied cooling rate and alloy additions seem to be a good compromise for mechanical properties and microstructures, nevertheless, further tests should be carried out in order to examine different cooling rates and parameters of solution treatment process and ageing process. Practical implications: A desire to create as light vehicle construction as possible and connected low fuel consumption made it possible to make use of magnesium alloys as constructional material in automotive industry. Originality/value: The undertaken examinations aim at defining the influence of chemical composition and precipitation processes on the structure and casting magnesium alloy properties in its state and after heat treatment with a different content of alloy components.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The aim of this work was to investigate structure and mechanical properties of the MCMgAl12Zn1 casting magnesium alloys after laser treatment. The laser treatment was carried out using a high power diode laser (HPDL). Design/methodology/approach: The laser processing of TiC, WC, SiC particles in MCMgAl12Zn1 and the resulted microstructures and properties are discussed in this paper. The resulting microstructure in the modified surface layer was examined. Phase composition was determined by the X-ray diffraction method using XPert device. The measurements of hardness after laser melt injection was also studied. Findings: Structure of the solidyifying material after laser alloying is characteristic with occurrences of areas with the diversified morphology, dependent on solidification rate of the magnesium alloys, is characteristic of structure of the solidified material after laser alloying. The MCMgAl12Zn1 casting magnesium alloys after laser alloying demonstrate similar hardness tests results, in reference to hardness of the alloys before their laser treatment. Research limitations/implications: In this research three powders (titanium carbide, tungsten carbide and silicon carbide) were used to reinforcing the surface of the MCMgAl12Zn1 casting magnesium alloys. Practical implications: High power diode laser can be used as an economical substitute for CO₂ and Nd:YAG lasers to modify the surface magnesium alloy by feeding the carbide particles. Originality/value: The originality of this work is applying of High Power Diode Laser for laser treatment of cast magnesium alloy consisting in fusion penetration of the hard particles of titanium, tungsten, and silicon carbides into the remelted surface layer of the alloy.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The aim of this work was to improve the surface layer cast magnesium cast alloys by laser surface treatment and determine the laser treatment parameters. Design/methodology/approach: The laser treatment of magnesium alloys with alloying SiC powder with the particle size below 75 μm was carried out using a high power diode laser (HPDL). The resulting microstructure in the modified surface layer was examinated using scanning electron microscopy. Phase composition was determined by the X-ray diffraction method using the XPert device. The measurements of microhardness of the modified surface layer was also studied. Findings: The alloyed region has a fine microstructure with hard carbide particles. Microhardness of laser surface alloyed layer was significantly improved as compared to alloy without laser treatment. Research limitations/implications: The investigations were conducted for cast magnesium alloys MCMgAl12Zn1, MCMgAl9Zn1, MCMgAl6Zn1, MCMgAl3Zn1 and SiC powder with the particle size below 75 μm. One has used laser power in the range from 1.2 to 2.0 kW. Practical implications: The results obtained in this investigation were promising to compared other conventional processes. High Power Diode Laser can be used as an economical substitute of Nd:YAG and CO₂ to improve the surface magnesium alloy by feeding the carbide particles. Originality/value: The value of this work is definition of the influence of laser treatment parameters on quality, microstructure and microhardness of magnesium cast alloys surface layer.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The aim of this work was to improve the surface layer cast magnesium cast alloys by laser surface treatment, determine the laser treatment parameters and examine structure and properties. Design/methodology/approach: The laser treatment of magnesium alloys with alloying SiC and TiC powders with the particles size below 75 μ m and over 6.4 μm was carried out using a high power diode laser (HPDL). The resulting microstructure in the modified surface layer and was examinated using scanning electron microscopy. The X-ray qualitative and quantitative microanalysis and the analysis of a surface distribution of cast elements in the examined magnesium cast alloy was examined. The measurements of hardness and roughness of the modified surface layer was also studied. Findings: The alloyed region has a fine microstructure with hard carbide particles. Hardness of laser surface alloyed layer was dropped as compared to alloy without laser treatment. The roughness of layer surface increased after laser alloying and values are bigger for SiC alloying particles. Research limitations/implications: The investigations were conducted for cast magnesium alloys MCMgAl12Zn1 and MCMgAl9Zn1 and also TiC and SiC powders. One has used laser power in the range from 1.2 to 2.0 kW. Practical implications: The results obtained in this investigation were promising to compared other conventional processes. High Power Diode Laser can be used as an economical substitute of Nd:YAG and CO₂ to improve the surface magnesium alloy by feeding the carbide particles. Originality/value: The value of this work is definition of the influence of laser treatment parameters on quality, microstructure and hardness of magnesium cast alloys surface layer.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The goal of this paper is to present the structure and properties of the magnesium cast alloys in as-cast state and after a heat treatment. Moreover in purpose of this paper is to extend a complex evaluation of magnesium alloys after laser surface treatment and the new methodology to determine the thermal characteristics of magnesium alloy using the novel Universal Metallurgical Simulator and Analyzer Platform (UMSA). Design/methodology/approach: Laser treatment of magnesium alloys alloyed with TiC, SiC, WC, VC, Al2O3 powders was carried out using a high power diode laser (HDPL). Experiments also were performed using the UMSA. Findings: The analysis of the thin foils after the ageing process has confirmed that the structure of the magnesium cast alloy consists of the Mg solid solution (matrix), of the secondary Mg17Al12 ß phase-evenly located in the structure. The structure creates agglomerates in the form of needle precipitations, partially coherent with the matrix, placed mostly at the grain boundaries. The alloyed region has a fine microstructure with hard carbide particles. The structure of the alloyed zone is dendritic. Microhardness of laser alloyed surface layer with ceramic powders was significantly improved compared to alloy without laser treatment. The research of the thermal analysis shows that UMSA Technology Platform is an efficient tool for collection and calculate of thermal parameters. Research limitations/implications: Totally there are some restriction for use of ceramic powders for alloying, some powders as oxides and nitrides are not favorable for alloying because of their dissolution during the alloying process. Further tests should be carried out in order to examine different cooling rates and parameters of solution treatment process and aging process. Investigations using the UMSA devices should concentrate on proper assessment of influence of different solidification rates on microstructure and mechanical properties.Originality/value: The originality of this work is applying of High Power Diode Laser for alloying of magnesium alloy using hard powders and also the Universal Metallurgical Simulator and Analyzer Platform.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.