Krzepnięcie Metai i Stopów t. 14 PL ISSN 0208-9386 ISBN 83-04-02648-1 Ossoineum 1989 Jadwiga SAKWA Badania nad praktycznym zas.tosowaniem anaizy termicznej do kontroi przebiegu procesu krystaizacji stopów A-Si Wstęp Znajomość przebiegu procasu krystaizacji stopu jest tródłem wieu cennych informacji, zarówno da praktyki przemysłowej, jak i da daszego rozwoju nowych technoogii w odewnictwie. Na przykład, numeryczne symuowanie procesów krzepnięcia stopów nie jest możiwe bez podstawowych danych opisujących proces krzepnięcia, takich jak TL - temperatura ikwidusu, TS - temperatura soidusu, czas krzepnięcia, zakres krzepnięcia itp. W praktyce przemysłowej zdefiniowanie zakresu oraz temperatur krystaizacji poszczegónych faz jest istotne na przykład przy ustaaniu optymanej obróbki ciepnej. Okreśenie wpływu poszczegónych składników stopowych czy modyfikatorów na proces krystaizacji stanowi bazę do konstruo~1ania aparatury umożiwiającej szybkę ocenę prawidłowości zabiegów technoogicznych, na przykład uszachetniania czy modyfikacji stopów. Znane z iteratury [] wykresy równowagi wie oskładnikowych stopów niestety nie zawsze odpowiadają reanym stopom technicznym i mogę służyć jedynie jako wskazówka do opisu procesu krystaizacji. Wydaje się zatem wskazane przeprowadzenie kompeksowych badań procesu krystaizacji technicznych stopów auminium. Jednym z szeroko stosowanych w odewnictwie auminium stopów A-Si jest podeutektyczny stop A1Si7Mg. Od zbadania tego stopu zaczęto serię badań, mających na ceu szczegółowę anaizę i opis procesu krystaizacji stopów auminium.. Ce i zakres badań Przeprowadzone doświadczenia maję na ceu przebadanie procesu krystaizacji stopu A1Si7~1g w ramach dopuszczanych wahań składu chemicznego 'tego stopu. Okreśenie kryteriów oceny zmian składu chemicznego, stopnia uszachet-
58 Jadwiga Sakwa nienia czy rozdrobnienia ziarna może stanowić podstaw ę do skonstruowania przydatnej w warunkach przemysłowych aparatury, automatycznie interpretującej proces krystaizacji tego stopu ; Badania przeprowadzono w trzech fazach, równoege da stopu syntetycznego i technicznego (A 356 i A 357). W pierwszej fazie badań da pięciu poziomów zawartości magnezu w stopie (0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7%) zinterpretowano krzywe stygnięcia T oraz ich pierwsze pochodne ~~- Stopy o różnych poziomach zawartości magnezu uszachetniano sodem i strontem. W ceu dokładniejszej fizykanej interpretacji krzywych stygnięcia i rejestrowanych pików na krzywej ~~ w drugiej fazie badań przeprowadzono anaizę DTA da wszystkich badanych stopów. Trzecia faza doświadcz eń zapanowana na następny etap badań dotyczyć będzie zmian morfoogii frontu krystaizacji stopu pod wpływem składu chemicznego z zastosowaniem metody kierunkowej krystaizacji. ze wzgędu na ograniczone rozmiary tej pracy wyniki badań zostanę opubikowane w trzech odrębnych częściach według uprzednio podanego schematu. 2. Zastosowanie termicznej i deriwacyjnej anaizy do oceny przebiegu procesu krystaizacji i uszachetniania stopu A1Si7Mg 2.L Wprowadzenie Jednę z metod umożiwiających obserwacje procesu krystaizacji mał e j o bjętości testowanego stopu jest Anaiza termiczna AT i jej rozszerzona forma -anaiza deriwacyjna ATO [2]. Przebieg krzywej stygnięcia i jej pierwszej pochodnej jest charakterystyczny da danego stopu i umożiwia ocenę składu chemicznego oraz prawidłowości przeprowadzonych zabiegów technoogicznych [3]. Da stopów auminium termiczna anaiza znaazła zastosowanie przede wszystkim do oceny stopnia uszachetnienia eutektyki A-Si oraz rozdrobnienia ziarna pod wpływem modyfikatorów [4-6]. Zastosowanie kasycznej anaizy termicznej w warunkach przemysłowych do oceny stopnia uszachetnienia podeutektycznego stopu ASi7Mg przysparza pewne trudności [7]. Ocena skuteczności procesu uszachetnienia stopu A -Si opiera się na obniżeniu temperatury eutektyki, tzw. depresji T 0 = TE - - TEZ' pod wpływem dodatków uszachetniających (rys. 1). Efekt ten nie jest związany bezpośrednio z iością modyfikatora w stopie, ecz ze stopniem u szachetnienia eutektyki [7]. Oznacza to, że nie jest możiwe opracowanie równań więżęcych iiość sodu czy strontu w stopie z wiekością występującej depresji. Pożądane byłoby przyporządkowanie stopnia uszachetnienia stopu do wiekości depresji. Nie została jednak, jak dotęd, opracowana metoda i ościowej oceny stopnia uszachetnienia. Wszystkie metody opierają się na
Badania nad zastosowaniem anaizy termicznej 59 T ["C J 620 610 600 nieusz!ochetnio.no 590 580 570 560 Czas (minuty 45 40 35 30 25 20 15 10 OS stopu A1Si7Mg przed i po uszachetnie Rys.. Porównanie krzywych sty.gnięcia niu sodem subiektywnej ocenie iości uszachetnionej eutektyki w zgładzie. Podstawowę trudnościę technoogicznę przy zastosowaniu termicznej anaizy do oceny stopnia uszachetnienia stopu A1Si7Mg jest konieczność każdorazowego okreśenia temperatury eutektyki nieuszachetnionego stopu TE' Da rozpa~rywanego _ stopu pierwiastkiem majęcym największy wpływ na temperaturę eutektyki jest magnez [B] : TE= 561,2-6,9 n [%Mg]. () Obiczone według powyższego równania zmiany temperatury eutektyki przedstawia tabea 1. Opracowanie równania dotyczy ściśe zdefiniowanych warunków krysta-
60 Jadwiga Sakwa Tabea. Temperatura eutektyki wyznaczona z równania () Mg% Temperatura eutektyki TE 0,3 569,4 0,4 567,4 0,5 565,9 0,6 564,7 0,7 563,6 izacji i obiczone temperatury nie zawsze odpowiadają rejestrowa nym w praktyce temperaturom eutektyki. W praktyce przemysłowej zarówno warunki krystaizacji, np. róźne jak. i skład temperatury odewania, chemiczny oraz róźna za w artość wy jściow a sodu w obiegowym złom ie, podegaję wahaniom, co utrudnia zastosowanie opracowanych równań. Dodatkowe utrudnieni~ w interpretacji stopnia uszachetnienia tyko na podstawie zmian depresji T 0 powoduje skłonność magnezu do wypaania się. Na pr zykład zmniejszenie o 0,1% zawartości magnezu w stopie powoduje podwyzszenie temperatury eutektyki o około 2 c, a wi ęc T 0 = TE - TE 2 maeje, co w tym wypadku nie świadczy 11 O 9 8 3 o gorszym stopniu uszachetnienia. ' ' - '-' ' ',,,.,........ ',,,_,..... ' ' '... ' ' '............... - ' '........._... ' 'ri..'... _ -... - ' ' :... _... _... _ ', ' 'X... _ --- ', ',... ss'-,... -- ---- ' '-.. ::' '...!::!92Si --- '.o\ ---- ', '... ' -- ', X ', ' ' \ ', X '~ \ '. ' \,.X ', '\ ' ~.\ ', \ X... ' Rys. 2. Reakcje w temperaturze ikwidusu Si 0 / o ' <&, o \ \ \ \ \ 630 620 610 600
Badania nad zastosowaniem anaizy termicznej 61 A- M:) 2 Si-Si 555 ~ 5. 6 7 8 g 10 11 12 13 ~ 15 Si 0 /o,; - 560---- o 0 5 1 0 570 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 Si 0 /o Rys. 3. Reakcje w temperaturze soidusu
Tabea 2. Struktury w stopach A-Si Si <12% Si> 12% Mg > 0,2% Fe >0,05% Mn > O,% Cr >O, % Fe> Mg Mg>2 Cu S i Mg 2 Si FeSiAs (FeMn) Si 3 2 A 15 (CrFe) 4 Si 4 A 13 FeMg 3 Si 6 A 8 Cu 2 Mg 8 Si 6 A 5 Na<0,01% Na> 0,01% Na (NaA)Si 2 p Si < 12% Si>12%, P>0,01% Fe<0,7% Fe > 0,07% Co >0,1% Cr >0;1% Mn > 0,2% Mo > 0,1% Ni> 0,1% Mg<Fe Fe FeSiA1 5 FeSiA1 5 (CoFe) 2 A 9 (CrFe) 4 Si 4 A 13 ub (FeMn) 3 Si 2 A 15 AFeMo(?) FeNiA1 9 FeMg 3 Si 6 A 8 (CrFe\Si 8 A 2 Mg <O, 2% Mg ) 0,2% Cu< 0,2% Cu <112 Mg Fe> Mg Fe Mg Mg Mg 2 Si Cu 2 Mg 8 Si 6 A 5 FeMg 3 Si 6 A 8 C u Cu <1% Cu >1%, Mg < 0,2% Cu > 1%, Mg>2 Cu Fe<0,3%,~ Cu A 2 CuMg 8 Si 6 A 5 Co (CoFe) 2 A 9 Cr (CPFe) 4 Si 4 A 13 ub (CrFe) 5 Si 8 A 2 Mn (FeMn) 3 Si 2 A 15 Da struktur Si z Na ub P
Badania nad zastosowaniem anaizy termicznej 63 Z powyższych rozważań wynika, że oprócz zmian temperatury eutektyki naeżałoby poszukać dodatkowych i pewniejszych kryteriów oceny przebiegu procesu krzepnięcia da dobrze uszachetnionego stopu. 2.2. Proces krystaizacji podeutektycznych stopów ASi7Mg Przy badaniach procesu krystaizacji podeutektycznego stopu ASi7Mg pomocne mogą byr wykresy równowagi A-Mg-Si [, 9]. Zmiany temperatury ikwidusu i soidusu w zaeżności od składu chemicznego stopu przedstawiają rysunki 2 i 3 []. Da interesującego nas składu chemicznego 7% Si i 0,3-0,7% Mg, temperatura ikwidusu wynosi około 610"C i prawie nie zaeży od wahań magnezu w stopie. Temperatura soidusu natomiast jest niezaeżna od zawartości krzemu da stopów 2-15% Si, ae w zakresie wahań magnezu zmienia się do O"C. Skład fazowy stopu m i ędzy temperaturą ikwidusu i soidusu przedstawia rysunek 4. Wykres równowagi stopu najbardziej zbiżonego do interesującego nas składu 12 11 /Mg 2 Si-A 10 ~ g V) 8 7 -;;. o m "' 6 U") :L s ~ V) 4 3 2 / -- - 570 2 3 4. 5 6 7 8 g 10 11 13 14 15 Si "o Rys. 4. Reakcje między temperaturą ikwidusu i soidusu
64 Jadwiga Sakwa u o t- 500 1,50 400 350~W--L--~~~--~~~--L-~~~~~-L~ o 2 3 4 5 6 7 8 g 10 11 12 13 14 15 Si 0 /o Rys. S. Wykres równowagi A-Si przy % zawartości magnezu Tm A-Si T2 A-Si-Ą (FeMg)Si Rys. 6. Krzywa stygnięcia stopu A 3S7 chemicznego przedstawia rysunek S. Występujące w technicznych stopach A-Si fazy iustruje tabea 2 [], natomiast typowę krzywą stygni ęc ia stopu technicznego (A 3S7 ). - rysunek 6 [B]. Poszczegóne przys tanki -4 okreśają odpowiednio temperatury krystaiza~ji: - pierwotnych dendrytów fazy~ (ok. 61S'C ) ; 2 - podwó~nej eutektyki A-Si i potrójnej A-Si-Fe-SiAs (ok. 568 ' C) ; 3 -potrójnej eutektyki A-Si-Mg 2 Si ( 558-5S9' C) ; 4 - potrójnej eutektyki A-Si-A/ FeMg/Si (ok. SS4-SSS'C ).
Badania nad zastosowaniem anaizy termicznej 65 2. 3. Wyniki badań Szczegółowy pan przeprowadzonych badań przedstawia tabea 3. Oa wszystkich próbek 1.1 do 3.20 zarejestrowano krzywe stygnięcia i ich pierwsze pochodne. W tabei zaznaczono próbki, z których wykonano zgłady ub wobec których zastosowano metodę DTA. Jako materiał w yjściowy da stopu technicznego (A 356) Tabea 3. Numeracją Mg Na Sr próbek Techniczny Syntetyczny 0,3% 0,4% 0,5% 0,6% 0,7% 0,3% 0,4% 0,5% 0,6% 0,7%. 1.5 1.9 1.13 1.17 _;1. 2.;).6 :1.10 :1.14 _;:1.1B 1.3 1.7 1.11 1.15 1.19 ~1.4 ~. B ~1.12 ~1.16 ;1.20 2.1 2.5 2.9 2.13-2.17 3.1 3.5 3.9 3.12 3.17 + 2.2 +2.6 + 2.10 ~2.14 +2.f8 +3.2 +~-6 +3.10 +3. 14 +3.18 2.3 2.7 2.11 2.15 2.19 3.3 3.7 3.11 3.15 3.19 ~2.4 ~ 2.8 ;2.12 ;2.16 ;2. 20 -~).4 ;3.8 ;3.12 ;3.16 ;3.20 - zrobiono zgłady + zastosowano metodę DTA użyto stopu Caypso o niskiej zawartości żeaza i fosforu. Odpowiednie zawartości magnezu uzyskano przez dodatek metaicznego magnezu do stopu. Zarejestrowane krzywe stygnięcia i jej pierwsze pochodne da technicznego stopu ASi7Mg z różną zawartością magnezu przedstawia rysunek 7. Wraz ze wzrostem iości magnezu w stopie obniża się temperatura eutektyki TE oraz zmienia się przebieg krzywej stygnięcia w zakresie krzepnięcia wieosk~adnikowych eutektyk (558-554.C ). Przystanki ub raczej punkty przegięcia na krzy- ' wej stygnięcia związane z k rystaizacj ę eutektyk A-Si-Mg 2 Si oraz A-Si-A/ /FeMg/Si są słabo widoczne i dopiero krzywe dt/dt odzwierciedają to wyratnie. W interesujęcym nas zakresie temperatur wyst ępuje pik (rys. 7) zwią z any z krystaizację badanych wi eo składnikowych eutektyk. W miarę wzrostu zawartości magnezu powierzchnia piku powiększa się i przy około 0,45% Mg rozdziea się na dwa osobne efekty ciepne. Świadczy to o krystaizacji dwóch odrębnych faz. Przeprowadzone badania met aograficzne (rys. B) potwierdzają te przypuszczenia. Na zgładach można wyratnie z i dentyfikować ciemnos z arą eutektykę A-Si, czarną Mg 2 Si i jasnoszarą FeMg 3 si 6 A 8. Iość obu ostatnich faz zwiększa si ę ze wzrostem za war tości Mg w stopie. Wzrost zawartości magnezu w
d T t d T d T d 620 1 510 610 o 500 600 ~ -1 590 590-2 580 580-3 570 570 5 4 3 2 1-4 550 550 d T +T d! Mo U78 d 520 ~ dt t T OJ ' U 510 ł 510 i[ oroo n 1-500 -1 590 t t _...- \ 11 ł- 590-21- 580-3r 570 Y J ~t rso s 59 570-4 550 / + 550 Rys. 7. Krzywe stygnięcia i ich pierwsze pochodne da różnej zawartości magnezu
Badania nad zastosowaniem anaizy termicznej 67 a) 0,36% Mg b) 0,48% Mg c) 0,66% Mg d) 0,78% Mg Rys. B. Nieuszachetniony stop ASi7Mg z różną zawartością magnezu: czarna faza Mg 2 Si, jasnoszara AFeMgSi
68 Jadwiga Sakwa TEoc A S i 7 Mg ( nieuszachet. 580 x - techniczny - ~yntetyczny 578 576 57f 572 570 5fi8 566 564 562 560 ~...... X X 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Mg 0 /o Rys. 9. Zmiany temperatury eutektyki w zaeżności od zawartości magnezu w stopie stopie powoduje zatem zmiany w przebiegu krzywej stygnięcia i jej pierwszej pochodnej (spada temperatura eutektyki -przy 0,1% Mg o około 2'C, rys. 9). Opracowane równania [B] wiążące temperaturę eutektyki z zawartością magnezu w stopie pokrywają się z empirycznymi danymi da stopu syntetycznego, natomiast da stopów technicznych występują wyraźne odchyłki od wyiczonych temperatur. Jednak da obydwu rodzajów stopu, syntetycznego i technicznego, temperatura obniża się o około 2'C przy wzroście zawartości Mg o 0,1% w stopie. Oa zawartości 0,3% Mg występuje tyko jeden przystanek na krzywej stygnięcia i jeden niewieki pik na krzywej różniczkowej dt/dt w temperaturze około 554'C. Sugeruje to występowanie tyko jednej fazy A-Si-A/FeMg/Si prawdopodobnie FeMg Si A 3 6 8 bez krystaizacji Mg 2 Si. Potwierdzają to badane zgłady (rys. Ba). Temperatury. krystaizacji potrójnych eutektyk nie zaeżą od zawartości magnezu w stopie. Zmienia się jedynie iczba badanych faz, a tym samym poe powierzchni piku związanego z krystaizację danej fazy na krzywejdt/dt.
Badania nad zastosowaniem anaizy termicznej 69 o) / / / / / / Mg 0,4'8% 10 ppn Na."",.-- -... " 572 / ł /IV 571 't' Mg 0,31% 50ppn Na T co 620 510 600 590 580 570 550 7 6 5 4 3 2 b).q!. dt 2 o wieosk.radnikowe eutektyki ' f',.,....,.. ł._...,,...... ' -1-2 -3-4 Czas (minuty) 5 5 4 3 2 Rys. 10. Przykład przebiegu krzywych stygnięcia A1Si7Mg sprawiających trudności w interpretacji
70 Jadwiga Sakwa Tabea 4. Zmiany temperatury eutektyki w technicznym stopie A1Si7Mg w zaeżności od zawartości magnezu i stopnia uszachetnienia sodem Nr Mg Na % ppm TErnin T max ME Mo. 0,36 3 575,5 576 0,5 1.2 575 575 o 1.3 0,31 60 570 570 o 6 1.4 570,5 571,5 5,5 1.5 0,45 O 574 574 o 1.6 574 574 o 1.7 0,4 120 566,5 567,5 6,5 1.8 566 567,5 1,5 6,5 1.9 0,48 O 571 572 1.10 571 572 1.11 0,45 110 564,5 565,5 6,5 1.12 565 565,5 0,5 6,5 1.13 0,60 O 564 565 1.14 563 564,5 1,5 1.15 0,59 120 564 564 o 1.16 563,5 563,5 o 1,5 1.17 0,67 11 562,5 564 1,5 1.18 562 564 2 1.19 0,65 130 564 564 o o 1.20 564 564 o o Do ważniejszych niezbędnych zabiegów technoogicznych da tego rodzaju stopów naeży proces uszachetniania eutektyki A-Si. Krystaizacja uszachetnionej eutektyki A-Si zachodzi w niższych temperaturach, występuje wtedy twz. depresja T 0. Da podeutektycznych stopów A-Si efekt ten jest znacznie mniejszy i wynosi do 5 c, natomiast da eutektycznych stopów dochodzi do 10-12 c [3, 4]. Utrudnia to oczywiście zastosowanie metody anaizy termicznej w warunkach przemysłowych. Rysunek 10 iustruje typowe trudności w interpretacji krzywych stygnię cia stopu A1Si7Mg. Krzywe stygnięcia da stopu A1Si7Mg0,31 uszachetnionego sodem i A1Si7Mg0,48 nieuszachetnionego sodem wykazuję prawie jednakowę temperaturę krystaizacji eutektyki. Zmiany w przebiegu krystaizacji potrójnych eutektyk sę w samych krzywych stygnięcia prawie nieczytene. Dopiero krzywa dt/dt uwidacznia różnicę w przebiegu krystaizacji wieoskładnikowych eutektyk. Oa stopu o wyższej zawartości magnezu pik jest większy i wyraźnie raz-
Badania nad zastosowaniem anaizy termicznej 71 0,6% O ppm Na p..4 0,67% Mg ppm Na p..b Rys. 11. Struktury próbek ekko uszachetnionego stopu wyjściowego A1Si7Mg dwaja się, co jest charakterystyczne da tego składu chemicznego. Tak więc dopiero obydwie krzywe T i dt/dt umożiwiają jednoznaczną ocenę procesu krystaizacji tego stopu. Zmiany temperatury eutektyki w zaeżności od zawartości magnezu oraz stopnia uszachetnienia da jednej serii badań przedstawia tabea 4. Depresja występuje da pierwszych trzech zawartości magnezu, po czym zmniejsza się do "C abo w ogóe zanika. Wyniki te potwierdzają tezę, iż występująca depresja temperatury eutektyki nie odzwiercieda zawartości sodu ecz stopień uszachetnienia stopu. Zgłady próbek 1.14 i 1.18 na rysunku udowadniają, iż wyjściowy materiał mimo niewiekiej zawartości sodu (ok. 10 ppm) był ekko uszachetniony. Datego też temperatury krystaizacji eutektyki 564"C da obydwu serii nie odpowiadały temperaturze krystaizacji eutektyki nieuszachetnionego stopu A5i7Mg. Jak wynika z rysunku 9, da technicznego nieuszachetnionego stopu o zawartości 0,6 i 0,65% Mg TE powinn~ odpowiednio wynosić około 571 i 570"C. Zarejestrowane temperatury krystaizacji eutektyki odpowiadają zatem eutektyce słabo uszachetnionej. Da dobrze uszachetnionego stopu depresja wynosi powyżej 5"C oraz zanika efekt przechłodzenia eutektycznego. Da całkowicie uszachetnionych struktur (1.16 i 1.20) temperatura eutektyki osiągała oczekiwaną temperaturę 564"C i zanikało przechłodzenie eutektyczne ~TE. Wyniki badań metaograficznych przedstawia rysunek 12. Wraz ze wzrostem zawartości Mg w stopie można zauważyć coraz większe skupiska fazy Mg 2 Si (czarna faza między eutektyką A-Si). Krzywe różniczkowe rejestrowały to zjawisko zwiększaniem się poa powierzchni odpowiednich pików. Uszachetnione strontem stopy techniczny i syntetyczny, niezaeżnie od zawartości magnezu, nie uzyskały wystarczającego stopnia uszachetnienia (rys. 13 i 14).
72 Jadwiga Sakwa Mg 0,31 Na 60 ppm Mg 0,44 Na 110 ppm Mg 0, 59 Na 120 ppm Mg 0,65 Na 130 ppm Rys. 12. Uszachetniony sodem techniczny stop ASi7Mg z różnq magnezu zawartościq
.. - Badania nad zastosowaniem anaizy termicznej 73 ;. J., >1:,,.. -~.. r:t - ~... "' " r, Mg 0,29 Sr 130 ppm Mg 0,37 Sr 230 ppm Mg 0,6 Sr 240 ppm Mg O,B Sr 330 ppm Rys. 13. Uszachetniony strontem syntetyczny stop A1Si7Mg z różną magnezu zawartością
74 Jadwiga Sakwa \.- \ \ t'. ~ j,~ ' Mg 0,37 Sr 180 ppm Mg 0,48 Sr 190 ppm. '.; f ' ' ~, '(.,. ' Mg 0,65 Sr 200 ppm Mg 0,78 Sr 220 ppm Rys. 14. Uszachetniony strontem techniczny stop A1Si7Mg z różną magnezu zawartoścfą
Badania nad zastosowaniem anaizy termicznej 75 Opierając się na wynikach zamieszczonych w i teraturze [12] Rys. 15. Struktura odanego w kokii uszachetnionego strontem stopu A1Si7Mg (0,5% Mg, Sr 160 ppm) można zauważyć, że dużo większa od 300 ppm zawartość strontu powoduje pogorszenie własności mechanicznych. Badania ograniczono ~ięc do trzech ~oziomów 100, 200, 300 ppm Sr. Da wszystkich poziomów badany stop krzepnący z szybkością 9- c na minutę nie uzyskał zadowaającego stopnia u szachetnienia. Da tych samych zawartości strontu próbki odewane w kokii uzyskiwały bardzo do- T[ c) CD Stop syntetyczny 520 510 500 590 580 570 Czas Rys. 16. Krzywe stygnięcia stopu A1Si7Mg z różną zawartością magnezu
76 Jadwiga Sakwa 2 3 Rys. 17. Makrostruktury odpowiadajęce krzywym stygnięcia z rysunku 16 bry stopięń uszachetnienia (rys. 15). Świadczy to o dużym wpływie warunków krystaizacji na stopień uszachetnienia podeutektycznych stopów A-Si. Porównanie krzywych stygnięcia stopu syntetycznego z wykresem odpowiadajęcym tej samej 0,3% zawartości magnezu stopu technicznego (rys. 16) pozwaa wnioskować o różnicach w stopniu rozdrobnienia ziarna obydwu stopów [13]. Pod wpływem tytanu w technicznym stopie wzrosła temperatura ikwidusu do 61a c oraz zanikło przechłodzenie pierwotnej krystaizacji ~TL. Stop techniczny powinien zatem mieć drobniejszę strukturę. Badania makroszifów potwierdziły te przypuszczenia (rys. 17). Połęczenie kasycznej anaizy termicznej z jej pokrewnę formę, metodę ATO, tzn. równoczesne rejestrowanie krzywych stygnięcia T i jej pierwszych pochodnych dt/dt umożiwia dokładniejszę ocenę procesu krystaizacji stopu. Da podeutektycznych stopów A1Si7Mg iość występujęcego w stopie magnezu ~ożna jednoznacznie ocenić na podstawie wiekości i kształtu pików na krzywej dt/dt w zakresie krystaizacji wieoskładnikowych eutektyk 554-55a c.
Badania nad zastosowaniem anaizy termicznej 77 Zmiany temperatury krystaizacji eutektyki A-Si pod wpływem.sodu zae- żne są od stopnia uszachetnienia, a nie od za wartości modyfikatora w stopie. Bez wzgędu na stopień uszachetnienia stopu piki na krzywej dt/dt występujące w zakresie krystaizacji eutektyki A-Si-Mg 2 Si ok. 559 c oraz A -Si-A/ FeMg/Si ok. 554 c pomagają w jednoznacznej interpretacji krzywych styg-. nięcia. Dobrze uszachetnione sodem próbki wykazały depresję powyżej 5 c. Badania metaograficzne wykazały niedostateczny stopień uszachetnienia anaogicznych próbek uszachetnianych strontem (o szybkości styg nięcia 9-o c na minutę). Natomiast ten sam meta odany do kokii wykazał bardzo dobry stopień uszachetnienia. Zmiany w przebiegu pierwotnej krystaizacji syntetycznego i technicznego stopu pozwoiły na ocenę różnic w rozdrobnieniu ziarna badanych próbek. Literatura. Mondofo L.F., Auminium Aoys Structure, 1976. 2. Jura S., Sakwa J., Giesserei-Forschung, 1983, 35, i. 3. Wibbenhorst H., Metatemperaturmessung und thermische Anayse in Giesserein, Giesserei Verag GmbH, OUssedorf, 1983. 4. Stoffregen K.W., Giesserei, 1985, ], 19. 5. GUnther B., JUrgens H., Giesserei, 1984, ], 24. 6. Argyropouos S., Ciosset B., Gruzeski J. E., Oger H., Giesserei- Praxis, 9B5, 11, 175. 7. Sakwa J., Giesserei 1984, 11, 10. 8. Saeens J., Wettnick W., La Fonderie Begie, de Begische Giereij 1984. 9. Phiipo H.W.L., Annatated Equiibrium Diagramsof Same auminium Aoys- -Systems, The Institute of Metas, 1969. 10. Richard M:, Fonderie 1977, 370.. Maier E., Lang G., Ranschofen, Auminium 1985, g, 12. 12. Leandro L.M., Serafin F., 43 Internationaer Giesserei Kongreses CIATF, Bukarest 1975. 13. Sakwa J., Krzepnięcie Metai i Stopów, 1985, 9.