Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of Iron Phases Crystallization on the Durability of the Bimetallic Connection Between Ring Inserts and the Piston Casting

Szucki Michał, Piątkowski Jarosław, Czerepak M.

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 2

112--118

EN

The article presents the most important causes of the unstable connection between cast iron ring inserts and the silumin casting of an engine piston. It is shown that manufacturing defects are mainly related to the alfin processing of inserts in Al-Si alloy (the so-called AS9 alloy). Exceeding the permissible iron content in AS9 alloy causes the crystallization of brittle -Al5FeSi phases. Their unfavorable morphology and large size are the main reasons for the weakening of the diffusion connection between the inserts and the piston, causing an unacceptable proportion of defective products. The study presented in this work was conducted under industrial conditions on a population of 10.000 pistons. Quality control data, production parameters, as well as the micro- and macro-structures of the cast iron inserts, and the interface area between the inserts and the silumin piston, were analyzed. Material and technological solutions have been proposed to reduce the occurrence of casting defects at the insert-piston joint. This includes the introduction of so-called "morphological correctors" of the -Al5FeSi phases, reducing the possibility of gaseous impurities in the AS9 alloy and optimizing the temperature of the alfin alloy.

2

Role of Si on machined surfaces of Al-based automotive alloys under varying machining parameters

Razin Ahmed Asif, Ahammed Dewan Salsabil, Nur Maglub Al, Kaiser Mohammad Salim

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2022

|

Vol. 6, No 1

43--52

EN

A morphological change due to Si contend into Al-based automotive alloys has been conducted on the characterization of machined surfaces in terms of roughness, temperature, chips formation as well as microstructure evaluation under different machining conditions. For this experiment, a shaper machine with HSS single point V-shaped cutting tool is used at different cutting speeds and depths of cut. The experimental results show that the surface roughness of the alloys decreases with the cutting speed and depth of cut but it is more prominent in the case of the cutting speed. This is because of a high cutting speed, which is more associated with the higher temperature and softening the work material leading to better surface finish. Higher Si added alloys also exhibit a better surface finish because the sample content is different fine and hard intermetallic due to ageing treatment, which also makes the alloys more brittle. For brittle and higher hardness, it produces a higher temperature during machining. During machining, relatively curly and short chips are formed by the high Si added alloy because of its low elongation properties. The fracture surfaces of higher Si added alloy display more crack propagation obtained by plate-like Si rich intermetallic.

3

Mechanical properties the Al-7%SiMg alloy with CuAl10Fe3Mn2 used in machine building and civil engineering

Lipiński Tomasz

Quality Production Improvement - QPI

|

2020

|

Vol. 2, Iss. 1

247--258

EN

Silumins are one of the most popular group among aluminum casting alloys. They are characterized by good mechanical and casting properties, low density, good electric and thermal conductivity, a low degree of contraction, good corrosion resistance and a relatively low melting temperature. The mechanical properties of hypoeutectic silumins can be improved through chemical modification as well as traditional or technological processing. Modification improves the mechanical properties of alloys through grain refinement. The effect of treatment has been given a lot of information first of all about microstructure and mechanical properties. This study presents the results of treatment of an Al-7%SiMg alloy with composition CuAl10Fe3Mn2 (as a powder) + (Al-7%SiMg + CuAl10Fe3Mn2) (as a powder) + (Al-7%SiMg + CuAl10Fe3Mn2) (in the form of a rod) in three different ranges. The experiments were conducted following a factor design 23 for 3 independent variables. The main addition was aluminum bronze, as well as clear or melted with raw alloy. The influence of the analyzed modifiers on the microstructure and mechanical properties of the processed alloy was presented in graphs. The modification of a hypoeutectic Al-7%SiMg alloy improved the alloy's properties. The results of the tests indicate that the mechanical properties of the modified alloy are determined by the components introduced to the alloy.

4

The Influence of the Proportion of Charge from Waste Materials on the Quality of High Pressure Castings

Schlafka P., Bydałek A. W.

Archives of Foundry Engineering

|

2019

|

iss. 2

21--24

EN

Nowadays, the most popular production method for manufacturing high quality casts of aluminium alloys is the hot and cold chamber die casting. Die casts made of hypereutectoid silumin Silafont 36 AlSi9Mg are used for construction elements in the automotive industry. The influence of the metal input and circulating scrap proportion on porosity and mechanical properties of the cast has been examined and the results have been shown in this article. A little porosity in samples has not influenced the details strength and the addition of the circulating scrap has contributed to the growth of the maximum tensile force. Introducing 80% of the circulating scrap has caused great porosity which led to reduce the strength of the detail. The proportion of 40% of the metal input and 60% of the circulating scrap is a configuration safe for the details quality in terms of porosity and mechanical strength.

5

Hypoeutectic Al-Si Alloy with Cr, V and Mo to Pressure Die Casting

Szymczak T., Gumienny G., Stasiak I., Pacyniak T.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 1

153--156

EN

This paper presents the results of hypoeutectic 226 grade alloy as well as prepared on its basis Al-Si alloy containing Cr, V and Mo. The additives tested were added as AlCr15, AlV10 and AlMo8 master alloys. Alloys tested were poured into DTA sampler as well as using pressure die casting. An amount of Cr, V and Mo additives in alloy poured into DTA sampler comprised within the range approximately 0.05-0.35%. Alloys to pressure die casting contained 0.05-0.20% Cr, V and Mo. The crystallization process was examined using the derivative thermal analysis (DTA). The microstructure of castings made in the DTA sampler as well as castings made with use of pressure die casting were examined. The basic mechanical properties of castings made using pressure die casting were defined too. It has been shown in the DTA curves of Al-Si alloy containing approximately 0.30 and 0.35% Cr, Mo, and V there is an additional thermal effect probably caused by a peritectic crystallization of intermetallic phases containing the aforementioned additives. These phases have a morphology similar to the walled and a relatively large size. The analogous phases also occur in pressure die casting alloys containing 0.10% or more additions of Cr, V and Mo. The appearance of these phases in pressure die casting Al-Si alloys coincides with a decrease in the value of the tensile strength Rm and the elongation A. It has been shown die castings made of Al-Si alloys containing the aforementioned additives have a higher Rm and A than 226 alloy.

6

Optymalizacja zabiegów rozdrobnienia ziarna i modyfikacji eutektyki w pod- i okołoeutektycznych stopach Al-Si

Saja K.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2016

|

Vol. 56, no. 4

351--361

PL

Zabiegi rozdrobnienia ziarna i modyfikacji eutektyki krzemowej w siluminach pod- i okołoeutektycznych należą do ważnych czynników kształtujących ich mikrostrukturę oraz właściwości fizyko-mechaniczne i technologiczne. Z uwagi na ten fakt w publikacji zostały podjęte zadania odpowiedniego, optymalnego doboru dodatków rozdrabniających αAl − roztwór stały oraz modyfikujących eutektykę krzemową (αAl + βSi), w zależności od stopnia eutektyczności układu Al-Si. Wytopy realizowane były w Zakładzie Stopów Metali Nieżelaznych Instytutu Odlewnictwa w Krakowie zgodnie z planem doświadczeń. Otrzymane wyniki badania właściwości mechanicznych (Rm, Rp0,2, A5, Z i HB) poddane zostały obróbce statystycznej. Wyniki te, na podstawie opracowanej interpretacji graficznej, pozwalają w łatwy sposób na właściwy dobór ilości rozdrabniacza (Ti5B1) i modyfikatora krzemu eutektycznego (AlSr10), w zależności od zawartości krzemu (w % wag.) w układzie Al-Si.

EN

The procedures of grain refinement and modification of a silicon eutectic in hypo- and transeutectic silumins belong to important factors shaping their microstructure as well as physico-mechanical and technological properties. Due to this fact, the study attempts to address a proper, optimal, selection of refining additions αAl − a solid solution as well as additions modifying the silicon eutectic (αAl + βSi), depending on the eutecticity degree of the Al-Si system. The melts were realized at the Department of Non-Ferrous Metal Alloys of the Foundry Research Institute in Kraków. according to the experiment schedule. The obtained results of the examinations of the mechanical properties (Rm, Rp0.2, A5, Z and HB) underwent statistical treatment. The results, based on elaborate graphic interpretation, enable an easy selection of the amount of refiner (Ti5B1) and modifier of the eutectic silicon (AlSr10), depending on the silicon content (at wt. %) in the Al-Si system.

7

Charakterystyka tribologiczna stopów Al-Si wykorzystywanych w przemyśle motoryzacyjnym

Walczak M., Pasierbiewicz K.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 11

152--155

PL

Artykuł dotyczy analizy charakterystyki zużycia tribologicznego odlewniczych stopów Al-Si stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym. Przedmiot badań stanowiły: AlSi6Cu, AlSi7Mg, AlSi12CuNiMg i AlSi20CuNi. Testy tribologiczne prowadzono w warunkach tarcia technicznie suchego. Badania zrealizowano na tribotesterze typu „ball-on-disc”. Badano współczynnik zużycia i współczynnik tarcia stopów, a ślady zużycia poddano obserwacjom SEM. Ocenę istotności zmian współczynnika zużycia przeprowadzono testem Kruskala-Wallisa. Największą odporność na zużycie w teście odnotowano kolejno dla: AlSi20CuNi > AlSi12CuNiMg > AlSi7Mg > AlSi6Cu.

EN

The paper examines the characteristics of tribological wear of casting Al-Si alloys used in the automotive industry. Tests are performed on the following materials:. AlSi6Cu, AlSi7Mg, AlSi12CuNiMg and AlSi20CuNi. The tribological tests are performed under dry friction conditions. Measurements were performed on „ball-on-disc” tribotester. Were tested wear rate and coefficient of friction of the alloys, the tracks of wear was SEM observation. The evaluation of the significance of changes in wear factor was conducted by Kruskal-Wallis test. The highest resistance to wear in the ball-on-disc test was observed for the tested materials in the following order: AlSi20CuNi > AlSi12CuNiMg > AlSi7Mg > AlSi6Cu.

8

Charakterystyka tribologiczna kompozytu A390/Gr

Walczak M., Bieniaś J., Pasierbiewicz K.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 11

149--151

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań tribologicznych kompozytu A390/Gr (zawierającego cząsteczki grafitu w ilości 5,7% wag.) i jego osnowy AlSi20CuNi. Kompozyt ten znajduje zastosowanie, jako nowoczesny materiał konstrukcyjny w przemyśle motoryzacyjnym, szczególnie na tłoki, tuleje cylindrowe i łożyska ślizgowe. Pomiary współczynnika tarcia wykonano na tribotesterze typu „ball-on-disc” z przeciwpróbkami (ball) w postaci kulek wykonanych ze stali 100Cr6. Badano współczynnik zużycia i współczynnik tarcia próbki, a ślady zużycia poddano obserwacjom SEM. Ocenę istotności zmian współczynnika zużycia przeprowadzono testem U Manna-Whitneya. Odporność na zużycie stopu osnowy i kompozytu zostały poddane analizie porównawczej. Wykazano, że kompozyt zbrojony grafitem charakteryzuje się mniejszym współczynnikiem tarcia i mniejszym zużyciem w porównaniu do osnowy.

EN

The paper presents the results of tribological research on A390/Gr composite (containing graphite particles in the amount of 5.7% wt.%) and on AlSi20CuNi its matrix. This composite is used in automotive industry, particularly for pistons, cylinder liners and slide bearings. Friction coefficient measurements were performed on „ball-on-disc” tribotester with counter-specimen (ball) made of steel 100Cr6. Were tested wear rate and coefficient of friction of the sample, the tracks of wear was SEM observation. The evaluation of the significance of changes in wear factor was conducted by Manna-Whitney U test. It was demonstrated that the composite reinforced with graphite is characterized by lower friction coefficient and lower wear in comparison to the matrix.

9

Morphology of intermetallic phases in Al-Si cast alloys and their fracture behaviour

Hurtalova L., Tillova E., Chalupova M., Belan J.

Production Engineering Archives

|

2015

|

Vol. 6, No. 1

2--5

EN

Applications of Al-Si cast alloys in recent years have increased especially in the automotive industry (dynamic exposed cast, engine parts, cylinder heads, pistons and so on). Controlling the microstructure of secondary aluminium cast alloys is very important, because these alloys contain more additional elements that form various intermetallic phases in the structure. Therefore, the contribution is dealing with the valuation type of intermetallic phases and their identification with using optical and scanning microscopy. Some of the intermetallic phases could be identified on the basis of morphology but some of them must be identified according EDX analysis. The properties of aluminium alloy are affected by morphology of intermetallic phases and therefore it is necessary to study morphology and its fracture behaviour. The present work shows morphology and typical fracture behaviour as the most common intermetallic phases forming in Al-Si alloys.

10

Własności rezystancyjne powłok PVD ze stopów AlSi

Kucharska B., Kowalczyk J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 8

48-50

PL

Nowoczesne metody modyfikacji własności i ochrony powierzchni materiałów, do których należy metoda fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD) znalazły zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, w tym w elektronice. Ze względu na silne rozdrobnienie struktury, powłoki metaliczne wytworzone tą metodą posiadają znacznie lepsze własności mechaniczne i odporność korozyjną w porównaniu do stopów wytworzonych metodami konwencjonalnymi. W pracy przedstawiono badania własności elektrycznych powłok Al-Si wykonanych metodą PVD. W procesie magnetronowym rozpylano targety ze stopów pod-, około- i nadeutektycznego. Powłoki badano w różnej temperaturze indukowanej przepływem przez nie prądu elektrycznego. W oparciu o charakterystyki prądowo-napięciowe, wyznaczono rezystancję powłok w każdej z temperatur. Określono wpływ udziału krzemu w powłoce oraz przygotowania stopów na targety (homogenizacja, modyfikacja TiAlB) na rezystancję powłok i ich temperaturę podczas badania.

EN

Modern methods of modification of the properties and protection of material surface, which embrace gaseous phase physical deposition (PVD) methods, arouse the interest of many branches of industry, as well as of electronics. By virtue of their fine-grained structure, metallic coatings fabricated by these methods have superior mechanical properties and corrosion resistance compared to alloys made by traditional technologies. The paper presents a study of the electrical properties and structure of Al-Si coatings made by PVD method. Targets of hypo-, peri- and hyper-eutectic composition alloys, respectively, were sputtered in the magnetron process. The Al-Si coatings under various temperature conditions induced by the flow of electric current through the coatings was examined. Based on the current-voltage parameters, the coatings electrical resistance was determined at specified temperatures. The effects of silicon content in the coating and the preparation of target alloys (homogenization, modification TiAlB) on the electrical resistance of coatings and their temperature during the test was determined.

11

Double Modification Of AlSi9Mg Alloy With Boron, Titanium And Strontium

Lipiński T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2415--2419

EN

The microstructure of an unmodified AlSi9Mg alloy comprises large primary α phase dendrites, eutectic β phase crystals and eutectic α phase. This composition is responsible for the alloy’s low strength parameters, and it limits the extent of practical applications. The mechanical properties of hypoeutectic silumins can be improved through chemical modification as well as traditional or technological processing. Modification improves the mechanical properties of alloys through grain refinement. This study presents the results of double modification of an AlSi9Mg alloy with strontium, boron and titanium. The influence of the analyzed modifiers on the microstructure and mechanical properties of the processed alloy was presented in graphs. The modification of a hypoeutectic AlSi9Mg alloy improved the alloy’s properties. The results of the tests indicate that the mechanical properties of the modified alloy are determined by the sequence in which the components are introduced to the alloy.

PL

Mikrostruktura niemodyfikowanego stopu AlSi9Mg składa się z dużych dendrytów pierwotnej fazy α, eutektycznych kryształów fazy β i eutektycznej fazy α. Taki skład fazowy jest przyczyną niskiej wytrzymałości stopu, co ogranicza jego praktyczne zastosowanie w praktyce. Właściwości mechaniczne podeutektycznych siluminów można poprawić poddając stop modyfikacji chemicznej, jak również poprzez zastosowanie procesów technologicznych. Modyfikacja poprawia właściwości mechaniczne stopów poprzez rozdrabnianie ziarna. W pracy przedstawiono wyniki podwójnej modyfikacji stopu AlSi9Mg przy użyciu strontu, boru i tytanu. Wpływ badanych modyfikatorów na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne obrabianego stopu przedstawiono na wykresach. Modyfikacja podeutektycznego stopu AlSi9Mg poprawiła jego właściwości. Wyniki badań wskazują, że właściwości mechaniczne modyfikowanego stopu zależą od kolejności, w jakiej składniki są wprowadzane do stopu.

12

Materials Properties of Iron-rich Intermetallic Phase in a Multicomponent Aluminium-Silicon Alloy

Tupaj M., Orłowicz A. W., Mróz M., Trytek A.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 1 spec.

111--114

EN

Available technical literature includes a number of reports on harmful effects connected with elevated content of iron in aluminium-silicon alloys but in case of pressure castings, alloys containing up to 2% Fe can be used. This follows from lesser susceptibility of such alloys to sticking to surfaces of metal moulds. One effect of iron presence in aluminium-silicon alloys is precipitation of iron-rich intermetallic phases. In the study reported in this paper it has been found that in a multicomponent aluminium-silicon alloy, the indentation hardness (HIT) and the elastic indentation modulus (EIT) of intermetallic phases occurring in the form of polyhedrons and/or their conglomerates, rich in aluminium, iron, silicon, manganese, and chromium, containing also copper, nickel, and vanadium, are higher than those measured for silicon crystals. This feature can be used to intentional modelling microstructure of mechanical parts which are expected to show high resistance to abrasive wear.

13

Zastosowanie statystycznych metod niezawodności do oceny stabilności technologicznej stopu A390.0

Piątkowski J., Mesjasz A.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 12

600--604

PL

Niezawodność materiałową stopu AISil7Cu5Mg (A390.0) oszacowano na podstawie „miar trwałości", których liczbowym odpowiednikiem jest dwuparametrowy rozkład Weibulla, zwany „Analizą czasu uszkodzeń". Określa on stabilność technologiczną na podstawie właściwości mechanicznych (np. HB, Rm, R02). Ocenę wpływu stopnia przegrzania i dużego przechłodzenia na trwałość (niezmienność) technologiczną badanego stopu dokonano na podstawie populacji 30próbek, odlanych wg przyjętej metody badawczej. W pierwszej kolejności wykonano standardowe obliczenia parametrów statystyki opisowej, poprzedzone weryfikacją hipotezy o zgodności rozkładu badanych cech wynikowych z rozkładem normalnym. W tym celu zastosowano odpowiednie testy zgodności poparte analizą korelacji i regresji oraz analizą wariancji, wykazując identyczność rozkładu empirycznego z normalnym. Na podstawie wyników modułu Weibulla oszacowano niezawodność materiałową, niezależnie od tego, czy intensywność uszkodzeń ma wartość malejącą, stałą czy rosnącą. Uzyskane wyniki oceny niezawodności materiałowej mogą stanowić istotne kryterium doboru tworzyw odlewniczych do przewidzianych warunków ich eksploatacji i decydować o bezawaryjnym czasie użytkowania układów mechanicznych.

EN

Material reliability AISil7Cu5Mg (A390.0) cast alloy on the basis on "permanence measure" which is the numerical equivalent of the two-parameter Weibull distribution, called "The analysis of failure times" was estimated. It determined the technological stability on the based mechanical properties (eg. HB, Rm R02). The evaluation of the effect of high-degree overheating and undercooling on the technological stability (non-variability) of the tested alloy was based on the population of 30 samples cast according to the method adopted in the research. First, standard calculations of the parameters of descriptive statistics were made, preceded by verification of the hypothesis of compliance of the distribution of the examined resultant characteristics with normal distribution. For this purpose, appropriate tests by an analysis of correlation and regression, analysis of variance were applied, showing compliance between the empirical and normal distribution. Based on the Weibull modulus, the material reliability index was estimated, regardless of whether the failure intensity had a decreasing, constant or increasing value. The results evaluation of the material reliability can be an important criterion for the selection of cast materials for the intended conditions of use and trouble-free time to decide on the use of mechanical systems.

14

Ocena własności technologicznych odlewniczych stopów aluminium przy wykorzystaniu Metal Health System

Augustyn B., Stuczyński T.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 7

436-440

PL

W artykule opisano unikatowe narzędzie pomiarowe przeznaczone dla potrzeb odlewni. Na przykładzie stopu podeutektycznego oraz okołoeutektycznego przedstawiono możliwości wykorzystania zestawu kokil Metal Health System do oceny własności technologicznych odlewniczych stopów aluminium. W rezultacie przeprowadzonych pomiarów można stwierdzić, iż stop o wyższej zawartości krzemu miał lepszą lejność. Natomiast nie zaobserwowano istotnych zmian lejności w zakresie dodanych ilości rozdrabniacza i modyfikatora. Dodatek strontu jedynie ustabilizował te wskazania. Ocena czystości metalu przy wykorzystaniu formy K (K-test), nie ujawniła żadnych dużych wtrąceń, tlenków, pęcherzy gazowych, co może świadczyć o prawidłowym przygotowaniu metalu. Pomiar skłonności do pęknięć na gorąco wykazał, że jedynie stop podeutektyczny z Cu posiada tendencję do pękania. Dodatek Tibalu nie zredukował niekorzystnej skłonności. Wyniki dla poszczególnych próbek wytrzymałościowych otrzymanych w nowej kokili są jednorodne, a dzięki stabilizacji temperatury na poziomie 400 stopni Celsjusza zapewniają lepsze odzwierciedlenie warunków odpowiadających szybkością stygnięcia w stałych odlewach kokilowych. Przy pomocy tzw. Tatur testu określono skurcz dla poszczególnych stopów, oraz oceniono charakter skłonności do tworzenia porowatości.

EN

Paper presents practical usage of Metal Health System of Ingot Moulds in assessment of technological properties of aluminium alloys on example of under and near eutectic alloy. Measurement of castability confirmed that alloy with higher Silicon content shows better castabililty, addition of Strontium stabilizes fluidity index.There was no significant influence on castability after addition of refiner and modificator. Assessment of metal purity using K form (K-test) showed no major inclusions, oxides, gas cavities. Measurement of heat cracking tendency showed that only under eutectic alloy with Cu has tendency for cracking. TiBAl addition didn't reduce this damaging inclination. Results of particular strength samples received in new mould are homogeneous; thanks to temperature stabilization on a level of 400 degrees of Celsius comply with speed of cooling in stable mould casts. Tatur test described shrinkage of particular alloys.

15

The effect of Na and B exothermic mixtures on the hardness and abrasive wear of the AlSi7Mg alloy

Lipiński T.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 4

109--114

EN

This work present results modification AlSi7%Mg alloy with modifier contained Na and B. It modifier was has taken down was with components: NaNO3, Na2B4O7 and Mg. The process of metal treatment in casting moulds (Inmold method). The influence of modifier in reference to pulp of worked alloy on Brinell hardness and abrasive wear was introduced in graphic mould. The analysis modification process of hypo eutectic alloy AlSi7%Mg with compound modifier showed the modifying influence on studied proprieties.

16

Casting pore characterization by X-ray computed tomography and metallography

Fintová S., Anzelotti G., Konečná R., Nicoletto G.

Archive of Mechanical Engineering

|

2010

|

Vol. LVII, nr 3

263-273

EN

Casting porosity is the main factor influencing the fatigue properties of Al-Si alloys. Due to the increasing use of aluminum castings, porosity characterization is useful for estimating their fatigue strength. In principle, a combination of metallographic techniques and statistical pore analysis is a suitable approach for predicting the largest defect size that is critical for the casting. Here, the influence of modifiers and casting technology on the largest pore size population in AISi7Mg alloy specimens is obtained and discussed adopting the Murakami's approach. However, porosity evaluation is a challenge in the case of microshrinkage pores, which are frequently found in industrial castings. Their complicated morphology prevents a reliable definition of an equivalent defect size based on metallographic techniques. This contribution reports the application of X-ray tomography to the 3D reconstruction of real pores in cast Al-Si alloys and provides insight into the complication of microshrinkage pore sizing by metallography.

PL

Porowatość odlewów jest głównym czynnikiem wpływającym na właściwości wytrzymałościowe stopów Al-Si. Z uwagi na rosnące zastosowanie odlewów aluminiowych, charakteryzacja ich porowatości nabiera znaczenia dla oceny wytrzymałości zmęczeniowej. Uważa się, że właściwym podejściem jest zastosowanie kombinacji technik metalograficznych i statystycznej analizy porów, co umożliwia przewidywanie największego, krytycznego dla odlewu, rozmiaru defektów. W tej pracy wyznaczano i dyskutowano wpływ modyfikatorów i technologii odlewania na największy rozmiar populacji porów w próbkach stopu AlSi7Mg, przyjmując podejście Mirakami'ego. Ocena porowatości staje się jednak wyzwaniem w przypadku porów związanych z. mikrokurczliwością, które występują często w odlewach przemysłowych. Ich skomplikowana morfologia powoduje, że trudno jest wiarygodnie zdefiniować równoważny rozmiar defektu w oparciu o techniki metalograficzne. Przedstawione doniesienie zawiera opis zastosowania rentgenowskiej tomografii komputerowej do trójwymiarowej rekonstrukcji rzeczywistych porów w odlewie ze stopu AISi i daje pogląd na temat komplikacji w wymiarowaniu porów związanych z mikrokurczliwością metodami metalograficznymi.

17

Identification of mould influence on columnar-to-equiaxial-transition zone position in Al-Si alloys castings

Ignaszak Z., Hajkowski J.

Archives of Foundry Engineering

|

2008

|

Vol. 8, iss. 3s

127--133

EN

The course of process validation of CAFE-Calcosoft (ESI-Group) models was presented. It was shown the short description of Cellular Automaton Finite Element (CAFE-3D) method which was applied to system to solidification process identification and to predict the structure of chosen Al-Si alloy. It was determined the sensitivity of thermal model and model to forecast the microstructure on the variability of particular parameters applied to the models taking into consideration the columnar-to-equiaxed transition (CET) zone. The cylindrical casts which solidified in homogenous silica (quartz-Q) sand mould (A) and also in high insulation (HI) mould with chill (B) which coerces high axial temperature gradient, was investigated. The experiment gave the basis to the validation test of CAFE model considering the CET zone which was preceded by two corresponding cases of solidification in respect to thermal conditions of cast-mould system. The virtual structures of studied casts were compared with real structures. It was shown the satisfactory agreement of both structures.

18

Application of laser optical displacement sensor for analysis of metal stream solidification surface profile in mould channel

Mutwil J., Janowski R.

Archives of Foundry Engineering

|

2008

|

Vol. 8, iss. 3s

63--68

EN

An experimental set-up elaborated for measurement of solidification surface profile of metal stream flowing in a mould channel has been described. The mentioned solidification surface profile is measured on solidified shells obtained by using of so-called remove remainder test. As measurement result one obtains a line showing shells thickness distribution along their length. For shells thickness measurements a laser optical displacement sensor has been used. Using of the laser sensor allows also to observe the solidification profile line in micro- scale. Exemplary measurement results have been presented for Al-Si binary alloys.

19

Effect of tool cutter immersion on Al-Si bi-metallic materials in High-Speed-Milling

Sokołowski J. H., Szablewski D., Kasprzak W., Ng E. G., Dumitrescu M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 17, nr 1-2

15--20

EN

Purpose: Aluminum-Silicon (Al-Si) alloys are commonly used in the automotive industry. At high Si levels they offer good wear resistance. Abrasive wear however, has been identified as the main insert cutter damage mechanism during High-Speed-Milling (HSM). This study investigates the effect of the tool cutter immersion on Al-Si bi-metallic materials in HSM operation. Design/methodology/approach: This study considers the effects of the tool cutter immersion on the resultant cutting forces, associated machined surface roughness, and machined subsurface microstructural damage caused by the tool cutter during the Minimum Quantity Lubricant – High Speed Milling (MQL-HSM) operation of AlSi bi-metallic materials with varying amounts and morphologies of the silicon phase. Findings: Experimental results indicate that a combination of gray cast iron with the W319 microstructure yields the greatest resistance to the tool cutter rake face during the face milling operation for all investigated tool cutter radial immersions. Machined surface roughness measurements reveal that surface roughness is a function of both the silicon content and morphology, as well as the percentage of tool cutter immersion. Matrix hardness measurements indicate that machining at all immersions has the same effect on compressing the matrix structure. Research limitations/implications: This study considers the effects of the radial tooling immersion and material selection while the speed, feed, and axial depth-of-cut are kept constant. Future work should address variability in the machining parameters in an attempt to maximize tool life, while optimizing the machined surface quality. Practical implications: Material selection affects the machining conditions in HSM of Al-Si bi-metallic materials. As a result careful consideration should be given when tailoring the machining conditions to the cast microstructures. Originality/value: North American automakers rely heavily on Al-Si precision sand cast components. As a result bi-metallic machining has to be often addressed during the face milling of engine blocks and cylinder heads. The research conducted here broadens the understanding of the impact of radial immersion on the machining behavior of Al-Si bi-metallic materials.

20

The problems of testing and validation of the cellular automaton-finite element method applied to forecasting a microstructure of hypoeutectic Al-Si alloys

Ignaszak Z., Hajkowski M., Hajkowski J., Popielarski P.

Archiwum Odlewnictwa

|

2005

|

R. 5, nr 15

139--147

EN

The work provides description of odeling with the use of the Cellular Automation-Finite Element Method and its testing, connected with an attempt of validation of the Calcosoft System (CS-CAFE). Results of identification of selected parameters used in stochastic and thermal models are provided, inclusive of determining their effect on the results of forecasting geometric parameters of hypoeutectic Al-Si microstructure alloys. Validation has been carried out with a simulation-experiment method under various conditions of thermal interaction with the casting mould. The results of metallographic studies of structure of specially made castings have been used.

PL

W pracy przedstawiono opis modelowania metodą Cellular Automaton - Finite Element oraz jego testowanie, połączone z próbą walidacji systemu Calcosoft (CS-CAFE). Podano wyniki identyfikacji wybranych parametrów; użytych w modelach stochastycznym i cieplnym; wraz z określeniem ich wpływu na wyniki prognozowania geometrycznych parametrów mikrostruktury podeutektycznego stopu Al-Si. Walidacja została przeprowadzona metodą symulacyjno-eksperymentalną w zróżnicowanych warunkach cieplnych oddziaływania formy odlewniczej. Wykorzystano wyniki metalograficznych badań struktur specjalnie wykonanych odlewów.