Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Study of Si morphology in AlSi21CuNiMg cast alloy using col our and deep etching

Tillová Eva, Chalupová Mária, Kuchariková Lenka, Bonek Mirosław, Uhríčik Milan, Pastierovičová Lucia

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 2

art. no. e144618

EN

The effect of possible modification and refining effect of Al-Cu-P-based pre-alloy combined with Fe on the microstructure and the silicon morphology change in hypereutectic Al-Si cast alloy was studied. The samples in the as-cast state were observed by optical and scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy. The 3D morphology of both primary and eutectic silicon was observed by using colour and deep etching in detail. The results showed that the AlCu19P1.4 pre-alloy (1.07 wt.%) combined with the addition of Fe (0.02 wt.%) has a significant effect on the change of the amount, size and morphology of primary Si. This is significantly refined and changes the shape from a coarse irregular star-shaped, polyhedral, or plate-like shape to a fine polyhedral shape. The average size of the primary Si is reduced by about of 78 % from 135 μm to 28 μm and the number of primary Si particles increased from 7.4 to 237. No change in the morphology of the eutectic Si was observed; a refinement of the structure from a coarse needle/plate-like to a fine plate-like structure was seen. The depth etching method using HCl was very effective in the study of the 3D silicon morphology observed, which could be observed in detail without the presence of artefacts.

2

Evaluation of the Effect of External Conditions During Crystallization and Solidification on the Final Structure of AlSi7Mg

Radkovský Filip, Gawronová Martina, Kroupová Ivana

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 1

118--123

EN

Abstract The paper deals with the possibilities of influencing the final microstructure of aluminium alloy castings by changing the external conditions of crystallization and solidification. Aluminum alloys, especially Al-Si alloys, are nowadays one of the most used non-ferrous metal alloys, especially due to their mass application in the automotive field. It is in this industry that extreme emphasis is placed on the quality of cast parts with regard to safety. For this reason, a key production parameter is the mastery of the control of the resulting microstructure of the castings and the associated internal quality, which is subject to high demands defined by international standards. The aim of the experiment of this paper is to evaluate the effect of different preheating of the metal mould on the resulting structure and hardness of test castings made of AlSi7Mg0.3 material. The hardness measurement will be evaluated on a hardness tester. The parameter SDAS, Microporosity, Content of excluded eutectic will be evaluated. Dependencies will be found and plotted.

3

The Study of the Tensile Strength of AlSi21CuNiMg Silumin in the Final Stage of Solidification and the Initial Stage of Cooling

Romankiewicz Remigiusz

Journal of Casting & Materials Engineering

|

2019

|

Vol. 3, no. 3

57--61

EN

The paper presents the results of tensile strength tests of AlSi21CuNiMg silumin made on a test stand. Silumin was under examination in an unmodified state and after modification with AlCu19P1.4 master alloy in quantity of 0.2% in relation to the mass of the alloy. Using a scanning microscope, the surface fractures obtained from tensile tests were tested. The structure and profiles of fractures were examined using an optical microscope. Modification of the tested silumin resulted in a favorable fragmentation and regular distribution of the crystals of the primary silicon in the alloy structure, which led to an almost twofold increase in the strength of the silumin samples at the final solidification stage from 3.5 to 6.6 MPa. As a result of these changes, the resistance of silumin to hot cracks should increase, which is of great importance when casting hypereutectic silumin in a metal mould that strongly inhibits the shrinkage of the castings.

4

Analysis of material flow in semisolid state during backward extrusion

Martinkovic Maros

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2019

|

Vol. 86, nr 8

257--259

EN

During of backward extrusion, a cup shape formed piece was created. The flow of material in the wall and bottom is well mathematically described. There is space in the corner of the body where the material flow is not mathematically described. Using the methods of quantitative metallography, the flow of material of eutectic SiAl alloy (silumin) in semisolid state in this area was determined. In a metallographic cut secondary dendritic arm spacings (SDAS) were measured. The junction of the same values for this parameter represented the material flow path.

PL

Wytworzono element o kształcie kubka w procesie przeciwbieżnego wyciskania. Przepływ materiału w ścianie i dnie jest dobrze opisany matematycznie. W rogu ciała jest przestrzeń, w której przepływ materiału nie jest opisany matematycznie. Przy użyciu metod metalografii ilościowej określono płynięcie eutektycznego stopu SiAl (silumin) w stanie półstałym. W badaniach metalograficznych zmierzono odległości wtórnych ramion dendrytytów (SDAS). Połączenie tych samych wartości dla tego parametru reprezentuje drogę płynięcia materiału.

5

Kontrola jakości obręczy kół po naprawach spawalniczych z wykorzystaniem chłodzenia mikrojetowego

Wszołek Łukasz, Szczucka-Lasota Bożena, Węgrzyn Tomasz, Jurek Adam

Dozór Techniczny

|

2019

|

z. 1

8--11

PL

Coraz wyższe normy jakości podczas napraw pojazdów wymagają poszukiwania nowych rozwiązań pozwalających na uzyskanie jak najlepszych efektów. Mimo że producenci kół samochodowych ze stopów aluminium nie podają żadnych zaleceń ani instrukcji napraw, ze wzgledów ekonomicznych naprawy takie są bardzo rozpowszechnione. Zakłady regeneracyjne oferują naprawy uszkodzonych kół zarówno w zakresie prostowania, jak i spawania pęknietych obręczy kołowych. W artykule opisano wyniki badań dążących do podwyższenia własności eksploatacyjnych kół ze stopów aluminium z krzemem regenerowanych metodami spawalniczymi z wykorzystaniem innowacyjnej technologii chłodzenia mikrojetowego zastosowanej tuż po procesie spawalniczym.

6

Research into morphology and phase structure in the surface of Al-Si alloy modified by yttrium oxide

Zagulyaev D., Konovalov S., Gromov V., Melnikov A., Shlyarov V.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2019

|

Vol. 67, nr 2

173--177

EN

Using methods of physical material studies (scanning electron microscopy and micro X-ray spectral analysis), a study was carried out with focus on alteration of structure and phase composition in surface layers of Al-Si alloy (silumin АК10М2N) treated in electroexplosive alloying with a multiphase plasma jet formed in the process of aluminum foil explosion and carrying particles of Y2O3 weighted powder portion. It was revealed that a porous surface layer with non-homogeneously distributed alloying elements (silicon, yttrium) in it is formed in any conditions of electroexplosive alloying of silumin. Thickness of the modified layer is different, varying 50 to 160 μm, depending on the zone to be examined. The modified surface consists basically of Al, Si and Y. Yttrium in the modified layer is thought to be an indirect evidence of better physical and mechanical properties of the surface layer in comparison with the base material.

7

Dispersion of Al-Si Alloy Structure by Intensive Pulsed Electron Beam

Konovalov S., Gromov V., Zaguliyaev D., Ivanov Y., Semin A., Rubannikova J.

Archives of Foundry Engineering

|

2019

|

iss. 2

79--84

EN

By the method of modern physical material science (optic microscopy scanning and transmission electron microscopy) the analysis of structural phase states, the morphology of the second phase inclusions and defect substructure of Al-Si alloy (silumin) of hypoeutectic composition, subjected to electron beam processing was done with the following parameters: energy density 25-35 J/cm2, beam length 150 μs, pulse number – 3, pulse repetition rate – 0.3 Hz, pressure of residual gas (argon) 0.02 Pa. The surface irradiation results in the melting of the surface layer, the dissolution of boundary inclusions, the stricture formation of high speed cellular crystallization of submicron sizes, the repeated precipitation of the second phase nanodimentional particles. With the increased distance from the irradiation surface the layer containing the second phase inclusions of quasi-equilibrium shape along with the crystallization cells was revealed. It is indicative of the processes of Al-Si alloy structure globalization on electron beam processing.

8

Influence CuAl10Fe3Mn2 Additive on Ultimate Tensile Strength and WEAR of Al-9%SiMg Alloy

Lipiński T.

Tribologia

|

2018

|

nr 3

83--89

EN

One of the most common castings applied in industrial production is aluminium-silicon alloy (ca. 9% Si with Mg). The Al-SiMg alloys have high corrosion resistance, high strength to weight ratio with modifications, very good castability, a low thermal-expansion coefficient, and relatively good wear resistance. These properties make it possible to widely apply the foundry Al-9% SiMg alloy to number of aviation, automotive, and others materials working on tribological applications. Similar to silumins, the aluminium bronze CuAl10Fe3Mn2 is characterized by good mechanical properties and wear and corrosion resistance. This paper presents the research on the treatment of Al-9%SiMg alloy with a composition of CuAl10Fe3Mn2 in different mass ranges. The experiments were conducted by a factor plan 23 for three independent variables. The main additions were strontium, Al-9%SiMg, aluminium bronze, as well as pure or melted with raw silumin. The effect of the tested additions on the microstructure and tensile strength of the Al-9%SiMg alloy was presented in figures. All analysed parameters (mechanical and tribological) of the hypo-eutectic Al-9%SiMg alloy with tested bronze additions are improved. Based on the analysis of the study results, it was found that the microstructure and tensile strength of the tested alloy are determined through the contents introduced of CuAl10Fe3Mn2 to the alloy.

PL

Jednym z najczęściej stosowanych w produkcji przemysłowej stopów odlewniczych jest stop aluminium--krzem (ok. 9% Si z dodatkiem Mg). Stopy Al-SiMg charakteryzują się wysoką odpornością na korozję, w stanie zmodyfikowanym wysokim stosunkiem wytrzymałości do wagi odlewu, bardzo dobrą lejnością, niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, względnie dobrą odpornością na zużycie. Te właściwości umożliwiają szerokie zastosowanie odlewniczego stopu Al-9% SiMg do wielu materiałów lotniczych, motoryzacyjnych i innych pracujących również w zastosowaniach tribologicznych. Podobnie jak w przypadku siluminu brąz aluminiowy CuAl10Fe3Mn2 charakteryzuje się dobrymi właściwościami mechanicznymi, zużyciem i odpornością na korozję. W artykule przedstawiono badania dotyczące obróbki stopu Al-9% SiMg składnikiem CuAl10Fe3Mn2 w różnych zakresach masowych. Eksperymenty przeprowadzono za pomocą planu czynnikowego 23 dla trzech niezależnych zmiennych. Głównym dodatkiem były: stront Al-9%SiMg, brąz aluminiowy, zarówno czysty, jak i stopiony z surowym siluminem. Wpływ badanych dodatków na mikrostrukturę i wytrzymałość na rozciąganie stopu Al-9% SiMg przedstawiono na rysunkach. Wszystkie analizowane parametry (mechaniczne i tribologiczne) stopu podeutektycznego Al-9% SiMg z badanym dodatkiem brązu zostały poprawione. Na podstawie analizy wyników badań stwierdzono, że mikrostruktura i właściwości mechaniczne badanego stopu są określone przez zawartość CuAl10Fe3Mn2 wprowadzoną do stopu.

9

Influence of modifcation on the refinement of primary silicon crystals in hypereutectic silumin AlSi21CuNi

Romankiewicz R., Romankiewicz F.

Production Engineering Archives

|

2018

|

Vol. 19

30--36

EN

On the paper the influence of modifying micro additives on the refinement of primary silicon crystals in the hypereutectic AlSi21CuNi piston silumin have been examined. As the modifiers there were used micro additives of Phosphorus in the form of AlCu19P1.4 and CuP12 pre-alloys, sulfur in the form of CuS and iron in the powdered form. The modifying micro additives were used separately and together. Micro additions of iron were used together with phosphorus. Sulfur micro addition provided the fragmentation of the primary silicon crystals, but not as effective as the phosphorus micro additive. The best effect of fragmentation of the primary silicon crystals was ensured by the combined addition of phosphorus in the form of AlCu19P1,4 pre alloy with a micro additive of powdered iron which reduced the average size of the primary silicon crystals from 114 μm to 20 μm.

10

Wpływ chromu na proces krystalizacji, mikrostrukturę i właściwości siluminu podeutektycznego

Szymczak T., Gumienny G., Wilk-Kolodziejczyk D., Pacyniak T.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2018

|

Vol. 58, no. 1

55--72

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań siluminu podeutektycznego z dodatkiem chromu przeznaczonego do odlewania pod ciśnieniem. W charakterze stopu wyjściowego zastosowano silumin o składzie chemicznym zbliżonym do siluminu gatunku EN AC-46000. W celu wprowadzenia chromu do siluminu wyjściowego zastosowano zaprawę AlCr15. Ilość siluminu wyjściowego oraz zaprawy AlCr15 dobrano w proporcjach pozwalających na uzyskanie w stopie zawartości Cr około 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 i 0,5% wag. W ramach realizacji pracy zbadano zarówno silumin wyjściowy, jak również siluminy z dodatkiem chromu. Przedstawiono wyniki analizy termicznej i derywacyjnej ATD (ang. Differential Thermal Analysis – DTA), przeprowadzonej w celu zbadania procesu krystalizacji siluminów. Pokazano mikrostrukturę siluminów odlewanych do próbnika ATD oraz ciśnieniowo. Określono podstawowe właściwości mechaniczne siluminów odlewanych pod ciśnieniem. Przedstawione wyniki analizy ATD wykazały wpływ dodatku chromu na przebieg procesu krystalizacji badanego siluminu. Na krzywych ATD siluminu wyjściowego występują trzy efekty cieplne wywołane odpowiednio krystalizacją roztworu stałego α(Al), oraz dwóch eutektyk α + Al15(Fe,Mn)3Si2 + + β i α + Al2Cu + AlSiCuFeMnMgNi + β. Wprowadzenie chromu w ilości około 0,2% wag. spowodowało wystąpienie na krzywej derywacyjnej dodatkowego efektu cieplnego pochodzącego od krystalizacji fazy międzymetalicznej zawierającej chrom. Krystalizacja tej fazy zachodzi przed wydzielaniem się z cieczy dendrytów fazy α(Al). Analiza mikrostruktury siluminów odlewanych do próbnika ATD wykazała pojawienie się wydzieleń „nowej” fazy w siluminach zawierających 0,2% wag. lub więcej Cr. Wraz z pojawieniem się na krzywych ATD dodatkowego efektu cieplnego oraz „nowej” fazy w mikrostrukturze siluminu zauważono brak fazy Al15(Fe,Mn)3Si2. W siluminach odlewanych ciśnieniowo dodatek chromu również spowodował powstanie „nowej” fazy międzymetalicznej. Faza ta pojawia się przy zawartości około 0,3% wag. lub większej Cr. Ma ona morfologię zbliżoną do ścianowej. Wraz z podwyższaniem ilości chromu rozmiary tej fazy znacząco się zwiększają. Badania podstawowych właściwości mechanicznych siluminów odlewanych pod ciśnieniem wykazały, że dodatek Cr daje możliwość znaczącego podwyższenia głównie wytrzymałości na rozciąganie Rm i wydłużenia względnego A. Pierwiastek ten w mniejszym stopniu wpłynął na podwyższenie twardości HB. Wartości umownej granicy plastyczności Rp0,2 siluminu wyjściowego i siluminów z podwyższoną zawartością chromu nie zmieniają się istotnie. Najwyższe właściwości mechaniczne uzyskano dla siluminów zawierających około 0,2 i 0,3% wag. Cr.

EN

The paper presents the results of studies of hypoeutectic silumin with a chromium addition used for pressure casting. A silumin with the composition similar to that of EN AC-46000 was used as the initial one. In order to introduce chromium into the initial silumin, an AlCr15 master alloy was applied. The amounts of the initial silumin and the AlCr15 master alloy were selected in the proportions making it possible to obtain about 0.1; 0.2; 0.3; 0.4 and 0.5 wt. % of Cr in the alloy. Both the initial silumin and the silumins with the chromium addition were examined. The results of the thermal and derivational analysis performed to investigate the silumins' crystallization process have been presented. The microstructure of the silumins cast into an DTA tester and under pressure has been demonstrated. The basic mechanical properties of the pressure cast silumins have been presented. The results of the DTA analysis showed an effect of the chromium addition on the course of the crystallization process of the examined silumin. Three thermal effects are present on the silumin's DTA curves, caused by the crystallization of the solid solution α(Al), and of two eutectics α + Al15(Fe,Mn)3Si2 + β and α + Al2Cu + AlSiCuFeMnMgNi + + β. The introduction of chromium in the amount of about 0.2 wt. % caused the presence of an additional thermal effect on the derivation curve, originating from the crystallization of the intermetallic phase containing chromium. The crystallization of this phase occurs before the precipitation of the dendrites of phase α(Al) from the liquid. The microstructure analysis of the silumins cast into the DTA tester showed the presence of precipitations of a “new” phase in the silumins containing 0.2% wt. Cr or more. With the occurrence of an additional thermal effect on the DTA curves as well as the “new” phase in the silumin's microstructure, the lack of phase Al15(Fe,Mn)3Si2 was observed. In the pressure cast silumins, the chromium addition also caused the formation of a “new” intermetallic phase, which occurs with the Cr content of about 0.3 wt. % or more. Its morphology is similar to a faceted one. With an increase of the chromium content, the size of this phase significantly increases as well. The investigations of the basic mechanical properties of the pressure cast silumins showed that the Cr addition makes it possible to significantly increase mainly the tensile strength Rm and the unit elongation A. To a lesser extent, this element caused an increase of the hardness HB. The values of the proof stress Rp0.2 of the initial silumin and the silumins with an increased chromium content do not change significantly. The highest mechanical properties were obtained for the silumins containing about 0.2 and 0.3 wt. % Cr.

11

Case-Based Reasoning System for the Selection of Silumin Alloying Elements

Rojek G., Regulski K., Kluska-Nawarecka S., Wilk-Kołodziejczyk D.

Archives of Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 18, iss. 3

126--131

EN

This work presents the project of the application of Case-based reasoning (CBR) methodology to an advisory system. This system should give an assistance by selection of proper alloying additives in order to obtain a material with predetermined mechanical properties. The considered material is silumin EN AC-46000 (hypoeutectic Al-Si alloy) that is modified by the addition of Cr, Mo, V and W elements in the range from 0% to 0.5% in the modified alloy. The projected system should indicate to the user the content of particular additives so that the obtained material is in the chosen range of parameters: tensile strength Rm, yield strength Rp0.2, elongation A and hardness HB. The CBR methodology solves new problems basing on the solutions of similar problems resolved in the past. The advantage of the CBR application is that the advisory system increases knowledge base as the subsequent use of the system. The presented design of the advisory system also considers issues related to the ergonomics of its operation.

12

Wpływ wanadu na proces krystalizacji, mikrostrukturę i właściwości siluminu EN AC-46000

Szymczak T., Gumienny G., Pacyniak T.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2017

|

Vol. 57, no. 3

187--199

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań siluminu z dodatkiem wanadu przeznaczonego do odlewania pod ciśnieniem. Jako stop wyjściowy zastosowano silumin podeutektyczny gatunku EN AC-46000. Do siluminu wyjściowego wprowadzano zaprawę AlV10 w ilości pozwalającej na uzyskanie zawartości wanadu w kolejno wytapianych siluminach po około 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 i 0,5% wag. Badaniom poddano zarówno silumin wyjściowy, jak i siluminy zawierające wanad. Badania obejmowały analizę termiczną i derywacyjną (ATD) procesu krystalizacji, analizę metalograficzną mikrostruktury odlewów wykonanych w próbniku ATD i ciśnieniowych oraz określenie podstawowych właściwości mechanicznych siluminu odlewanego ciśnieniowo. Badania ATD wykazały wzrost temperatury początku krystalizacji siluminu oraz brak dodatkowych efektów cieplnych. Badania metalograficzne wykazały zmniejszenie średniej wielkości faz w mikrostrukturze stopu odlewanego do próbnika ATD. W siluminach zawierających 0,3; 0,4 i 0,5% wag. V zarówno płytkowe wydzielenia krzemu eutektycznego, jak i faz międzymetalicznych pochodzących z eutektyk charakteryzują się znacząco mniejszymi maksymalnymi wymiarami w porównaniu z siluminami o mniejszej zawartości V. W mikrostrukturze siluminów odlewanych pod ciśnieniem, które zawierają wanad powstają „nowe” fazy niewystępujące w siluminach niezawierających tego pierwiastka. Są to najprawdopodobniej fazy międzymetaliczne zawierające wanad. Wielkość wydzieleń tych faz rośnie wraz ze zwiększeniem zawartości wanadu w siluminie. Przeprowadzone badania podstawowych właściwości mechanicznych siluminów odlewanych pod ciśnieniem wykazały możliwość uzyskania większych wartości wytrzymałości na rozciąganie Rm, umownej granicy plastyczności Rp0,2 oraz twardości HB siluminów zawierających wanad w porównaniu z siluminami bez tego pierwiastka. Największe wartości: Rm = 248 MPa uzyskano w siluminie zawierającym około 0,3% wanadu; Rp0,2 = 113 MPa przy zawartości 0,1 i 0,2% oraz HB = 116 dla dodatku V około 0,2% wag. Względem siluminu bez dodatku V uzyskane wartości powodują podwyższenie Rm o 26%; Rp0,2 o 12% oraz HB o 7%.

EN

The paper presents the results of the study of Al-Si alloys with a vanadium addition used in pressure casting. The hypoeutectic Al-Si alloy grade EN AC-46000 was applied as the initial alloy. The master alloy AlV10 was introduced into the initial alloy in the amount making it possible to obtain the vanadium content in the consecutively melted Al-Si alloys of about 0.1; 0.2; 0.3; 0,4 and 0.5 wt. %. The tests were performed on both the initial Al-Si alloy and alloys containing vanadium. The investigations included a thermal and derivative (DTA) analysis of the crystallization process, a metallographic analysis of the microstructure of casts prepared in DTA tester and pressure casts, as well as the determination of the basic mechanical properties of the pressure cast Al-Si alloy. The DTA tests showed an increase in the temperature at the beginning of the Al-Si alloy crystallization and no additional thermal effects. The metallographic examinations demonstrated a decrease of the average phase size in the microstructure of the alloy cast in the DTA tester. In the Al-Si alloys containing 0.3; 0.4 and 0.5 wt. % V, both the lamellar precipitates of eutectic silicon and of the intermetallic phases originating in the eutectics were characterized by significantly lower maximal dimensions, compared to the Al-Si alloys with lower V contents. In the microstructure of the pressure cast Al-Si alloys, which contain vanadium, “new” phases may form, which did not occur in the Al-Si alloys without V. These are probably intermetallic phases containing vanadium. The size of these precipitates increases with the increase of the vanadium content in the Al-Si alloy. The performed tests of the basic mechanical properties of the pressure cast Al-Si alloys showed the possibility of obtaining higher values of tensile strength Rm, proof stress Rp0.2 and hardness HB of the Al-Si alloys containing vanadium, compared to the Al-Si alloys without this element. The highest values: Rm = 248 MPa were obtained in the Al-Si alloy containing about 0.3% vanadium; Rp0.2 = 113 MPa – with the content of 0.1, and 0.2% and HB = 116 for the V addition of about 0.2 wt. %. As regards the Al-Si alloy without a vanadium addition, the obtained values caused an increase of Rm by 26%; Rp0.2 by 12% and HB by 7%.

13

Influence of time on modification effect of silumin AlSi11 with strontium and boron

Romankiewicz R., Romankiewicz F.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 43, no. 3

209--217

EN

Studies on the effect of time on the modification of AlSi11 silumin with variable strontium micro additives in the form of an AlSr10 master alloy and boron in an AlB4 master alloy were investigated. The results showed that the strontium micro additive resulted in a satisfactory improvement in the α(Al) + β(Si) eutectic and an increase in tensile strength (Rm) and unit elongation (A5); this is also the case two hours after adding the modifier. The simultaneous modification of silumin with AlB4 and AlSr10 causes a strong fragmentation of the alloy grains and significant improvement in Rm and A5 (also two hours after adding the modifiers).

PL

Przeprowadzono badania nad wpływem czasu na modyfikację siluminu AlSi11 zmiennymi mikrododatkami strontu w postaci zaprawy AlSr10 oraz boru w postaci zaprawy AlB4. Wyniki badań wykazały, że mikrododatek strontu powoduje zadowalające uszlachetnienie eutektyki α(Al) + β(Si) i wzrost wytrzymałości na rozciąganie (Rm) oraz wydłużenia względnego (A5), także po upływie dwóch godzin po dodaniu modyfikatora. Równoczesna modyfikacja siluminu zaprawami AlB4 i AlSr10 powoduje silne rozdrobnienie ziarn stopu i istotną poprawę Rm oraz A5, również po upływie dwóch godzin po dodaniu modyfikatorów.

14

Effect of parameters of high-pressure die casting on occurrence of casting nonconformities in sleeves of silumin alloy EN AB 47100

Pałyga Ł., Stachowicz M., Granat K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 1

373--378

EN

The paper presents a research on the effect of extreme - for the technology of the considered silumin EN AB 47100 - parameters of high-pressure die casting on occurrence of casting nonconformities. Considered was influence of the way of assembling the mould cooled-down to 140-160°C, non-standard for the selected casting, and pouring temperature in the range of 705 to 720°C (higher than the recommended) of non-refined alloy. The castings were prepared with use of a high-pressure casting machine made by Kirov with mould closing force of 2500 kN. Occurrence of nonconformities was evaluated on properly prepared specimens taken from the castings manufactured with various parameters of the injection piston and various multiplication pressures. The results were subjected to quantitative and qualitative analyses of casting nonconformities and distribution of major alloying elements. It was found that proper selection of working parameters of the casting machine, in spite of disadvantageous pouring conditions, makes it possible to reduce occurrence of some casting defects, like shrinkage cavities and porosity, to improve tightness of castings even when the alloy refining process is omitted.

15

Analysis of Crystallization Process of Intensive Cooled AlSi20CuNiCoMg Alloy

Władysiak R., Kozuń A., Dębowska K., Pacyniak T.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 2

137--144

EN

The work is a continuation of research concerning the influence of intensive cooling of permanent mold in order to increase the casting efficiency of aluminium alloys using the multipoint water mist cooling system. The paper presents results of investigation of crystallization process and microstructure of multicomponent synthetic hypereutectic alloy AlSi20CuNiCoMg. The study was conducted for unmodified silumin on the research station allowing the cooling of the special permanent sampler using a program of computer control. Furthermore the study used a thermal imaging camera to analyze the solidification process of multicomponent alloy. The study demonstrated that the use of mold cooled with water mist stream allows in wide range to form the microstructure of hypereutectic multicomponent silumin. It leads to higher homogeneity of microstructure and refinement of crystallizing phases of casting.

16

Wpływ molibdenu na proces krystalizacji, mikrostrukturę i właściwości siluminu 226

Szymczak T., Gumienny G., Pacyniak T.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2016

|

Vol. 56, no. 3

193--204

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań siluminu podeutektycznego z dodatkiem molibdenu przeznaczonego do odlewania ciśnieniowego. Badania obejmowały analizę termiczną i derywacyjną procesu krystalizacji, analizę metalograficzną mikrostruktury odlewów wykonanych w próbniku ATD i ciśnieniowych oraz określenie podstawowych właściwości mechanicznych siluminu. Do badań przeznaczono silumin gatunku 226, który jest typowym siluminem do odlewania pod ciśnieniem. Do tego siluminu wprowadzano zaprawę AlMo8 w ilości pozwalającej na uzyskanie stężenia Mo w stopie po około 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 i 0,5%. Badania procesu krystalizacji wykazały analogiczny przebieg krzywych ATD siluminu bez dodatku Mo oraz siluminów zawierających około 0,1; 0,2; 0,3 i 0,4% Mo. Wykazano zmianę w procesie krystalizacji badanego siluminu wywołaną zwiększeniem stężenia Mo do 0,5%. Zmiana ta polegała na wystąpieniu dodatkowego efektu cieplnego na krzywych ATD, który nie występował w siluminie bez dodatku Mo i siluminach o mniejszym jego stężeniu. W mikrostrukturze siluminu odlewanego do próbnika ATD zawierającego 0,3−0,5% Mo wystąpiły fazy, których nie obserwowano w stopach bez badanego dodatku i o mniejszym jego stężeniu. W odlewach ciśnieniowych fazy te wystąpiły we wszystkich badanych siluminach z dodatkiem Mo. Wymiary tych faz zwiększają się wraz ze wzrostem stężenia Mo w siluminie. Przeprowadzone badania podstawowych właściwości mechanicznych siluminów odlewanych pod ciśnieniem wykazały, że największą wartość wytrzymałości na rozciąganie Rm i wydłużenia względnego A uzyskano dla siluminu 226 z dodatkiem 0,4% Mo. Stanowi to wzrost Rm o 7,6% i A o 13,8% w ujęciu względnym w stosunku do siluminu 226 bez dodatku Mo. Największą wartość umownej granicy plastyczności Rp0,2 i twardości HB uzyskano dla siluminu 226 bez dodatku Mo.

EN

The article presents the results of studies of hypoeutectic silumin with a molybdenum addition used for pressure casting. The studies included a thermal-derivative analysis of the crystallization process, a metallographic analysis of the microstructure of casts made in a DTA tester and pressure casts, as well as the determination of the basic mechanical properties of the silumin. For the tests, silumin 226 was selected, which is a typical silumin for pressure casting. The AlMo8 master alloy was introduced into the silumin in an amount allowing the Mo concentration in the alloy to be about 0.1; 0.2; 0.3; 0.4 and 0.5%. The examination of the crystallization process showed an analogous course of the DTA curves of the silumin without the Mo addition and the silumins containing about 0.1; 0.2; 0.3 and 0.4% Mo. A change in the crystallization process of the examined silumin was established, caused by an increase of the Mo concentration to 0.5%. This change consisted in the occurrence of an additional thermal effect on the DTA curves, which did not take place in the silumin without the Mo addition or in the silumins with lower Mo concentrations. The microstructure of the silumin cast into the DTA tester with 0.3−0.5% Mo contained phases which were not observed in the alloys without the examined addition or with its lower concentrations. In the pressure casts, these phases were present in all the examined silumins with the Mo addition. The dimensions of these phases increase with the increase of the Mo concentration in the silumin. The performed studies of the basic mechanical properties of the silumins cast under pressure showed that the highest value of tensile strength Rm and unit elongation A were obtained for silumin 226 with the addition of 0.4% Mo. This constitutes an increase of Rm by 7.6% and of A by 13.8% in relative terms with respect to silumin 226 without the Mo adszczególdition. The highest values of yield strength Rp0.2 and hardness HB were obtained for silumin 226 without the Mo addition.

17

Ocena wpływu wybranych parametrów odlewania ciśnieniowego na strukturę siluminu AlSi9Cu3

Pałyga Ł., Stachowicz M., Granat K.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2016

|

Vol. 56, no. 1

31--42

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań wpływu wybranych parametrów odlewania na strukturę odlewów, wykonanych pod wysokim ciśnieniem na maszynie odlewniczej firmy BÜHLER typ H630-B, ze stopu AlSi9Cu3 z grupy EN AB-46000 przy zmiennych parametrach pracy tłoka. Badania przeprowadzono na odpowiednio przygotowanych próbkach pobranych z odlewów wspornika oparcia foteli. Do oceny struktury odlewów zastosowano skaningowy mikroskop elektronowy, którego oprogramowanie EDS pozwala na określenie składu stopu wraz z uwzględnieniem rozmieszczenia pierwiastków oraz przeprowadzono pomiary twardości odlewów i mikrotwardości składników struktury. Po przeprowadzeniu serii badań dokonano oceny struktury na zgładach metalograficznych próbek odlewów wykonanych przy zmiennych parametrach zalewania, w trakcie II i III fazy odlewania ciśnieniowego. Stwierdzono, że przy małych prędkościach tłoka krystalizują większe wydzielenia charakteryzujące się bardzo dużą twardością. Zwiększanie prędkości tłoka powoduje rozdrobnienie struktury wyrobu, jednakże zmniejszenie ciśnienia intensyfikacji III fazy wpływa na spadek twardości odlewu.

EN

The article presents the results of investigations of the effect of selected casting parameters on the structure of casts made under high pressure by means of the casting machine produced by BÜHLER, type H630-B, out of the AlSi9Cu3 alloy from the EN AB-46000 group, with varying parameters of the piston operation. The investigations were performed on appropriately prepared specimen sampled from casts of an armchair back bracket. For the evaluation of the cast structure a scanning electron microscope was used, whose EDS software allows for determining the composition of the alloy with the consideration of the distribution of the elements. Also, measurements of the cast hardness and the structure component microhardness were performed. After a series of tests, evaluation of the structure of the microsections of the samples of casts made with varying casting parameters, during phase II and III of the pressure casting process, was performed. It was established that, at low piston rates, larger precipitations crystallize, which were characterized by very high hardness. Increasing the piston rate causes refinement of the product structure; however, decreasing the pressure of intensification of phase III leads to a drop of the cast hardness.

18

Low friction MoS2(Ti, W) coatings with a Ti interlayer, magnetron sputtered on silumin

Gawroński J., Nolbrzak P., Gumienny G.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2016

|

Vol. 76, nr 2

55--60

EN

Purpose: The paper presents results of the selected mechanical and tribological properties of the low friction MoS2(Ti,W) coatings with a Ti interlayer deposited by magnetron sputtering method on silumin. Design/methodology/approach: MoS2(Ti,W) coating was investigated by basic tribological tests and it was characterized by linear distribution analysis of selected chemical elements (EDS), nanohardness and Young’s modulus. Findings: It was established that the total thickness of the produced MoS2(Ti, W) coatings with the Ti layer equaled about 2.5 µm. The MoS2(Ti,W) layers produced on a substrate significantly increase its functional properties, by significantly lowering the friction coefficient and wear, thus improving its mechanical properties (hardness and Young’s modulus). Practical implications: Silumins used as a substrates should be previously refined before coating process to reduce the porosity of the material and to obtain maximum adherence of MoS2(Ti,W) layer. Originality/value: The increasingly accurate knowledge on the subject of the relations between the composition, processing, microstructure characteristics and properties has led to the improvement of aluminium properties. However, there is the need to improve of the tribological properties of these alloys what authors obtained.

19

Influence of Casting Conditions on Tribological Properties of A390.0 Alloy

Piątkowski J., Wieszała R., Gontarczyk A.

Archives of Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 16, iss. 3

95--98

EN

The paper presents tribological properties of A390.0 (AlSi17Cu5Mg) alloy coupled in abrasive action with EN-GJL-350 grey cast-iron. The silumin was prepared with the use of two different technologies which differed in terms of cooling speed. In the first case the alloy was modified with foundry alloy CuP10 and cast to a standard tester ATD and in case of second option the modified alloy was cast into steel casting die. Due to different speed of heat removal the silumins varied in structure, particularly with size of primary crystals of silicon and their distribution in matrix which had a significant influence of friction coefficient in conditions of dry friction.

20

Effect of Heat Treatment on Machining Properties of the AlSi9Cu3(Fe) Alloy

Wieroński W., Pezda J., Ponikwia Ł.

Archives of Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 16, iss. 3

137--140

EN

Automation of machining operations, being result of mass volume production of components, imposes more restrictive requirements concerning mechanical properties of starting materials, inclusive of machinability mainly. In stage of preparation of material, the machinability is influenced by such factors as chemical composition, structure, mechanical properties, plastic working and heat treatment, as well as a factors present during machining operations, as machining type, cutting parameters, material and geometry of cutting tools, stiffness of the system: workpiece – machine tool – fixture and cutting tool. In the paper are presented investigations concerning machinability of the EN AC-AlSi9Cu3(Fe) silumin put to refining, modification and heat treatment. As the parameter to describe starting condition of the alloy was used its tensile strength Rm. Measurement of the machining properties of the investigated alloy was performed using a reboring method with measurement of cutting force, cutting torque and cutting power. It has been determined an effect of the starting condition of the alloy on its machining properties in terms of the cutting power, being indication of machinability of the investigated alloy. The best machining properties (minimal cutting power - Pc=48,3W) were obtained for the refined alloy, without heat treatment, for which the tensile strength Rm=250 MPa. The worst machinability (maximal cutting power Pc=89,0W) was obtained for the alloy after refining, solutioning at temperature 510 oC for 1,5 hour and aged for 5 hours at temperature 175 oC. A further investigations should be connected with selection of optimal parameters of solutioning and ageing treatments, and with their effect on the starting condition of the alloy in terms of improvement of both mechanical properties of the alloy and its machining properties, taking into consideration obtained surface roughness.