PIETROWSKI Stanisław

Podobne dokumenty
- 1,2 1,2 1,5 1, 1 1,4

KONTROLA STALIWA GX20Cr56 METODĄ ATD

KRYSTALIZACJA ŻELIWA SFEROIDALNEGO Z DODATKAMI Mo, Cr, Cu I Ni

SILUMIN OKOŁOEUTEKTYCZNY Z DODATKAMI Cr, Mo, W i Co

SILUMIN NADEUTEKTYCZNY Z DODATKAMI Cr, Mo, W i Co

KRYSTALIZACJA SILUMINÓW PODEUTEKTYCZNYCH SYNTETYCZNYCH Z DODATKIEM Fe

OKREŚLENIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK132 NA PODSTAWIE METODY ATND.

ANALIZA KRYSTALIZACJI STOPU AlMg (AG 51) METODĄ ATND

WPŁYW RODZAJU SILUMINU I PROCESU TOPIENIA NA JEGO KRYSTALIZACJĘ

SZACOWANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK9 NA PODSTAWIE METODY ATND

Ocena struktury żeliwa chromowego z wykorzystaniem metody ATD

OKREŚLANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK20 NA PODSTAWIE METODY ATND

REJESTRACJA PROCESÓW KRYSTALIZACJI METODĄ ATD-AED I ICH ANALIZA METALOGRAFICZNA

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY PODEUTEKTYCZNYCH STOPÓW UKŁADU Al-Si

KONTROLA STALIWA GXCrNi72-32 METODĄ ATD

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK9

KONTROLA STALIWA NIESTOPOWEGO METODĄ ATD

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY STOPÓW Al-Si

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

OCENA KRYSTALIZACJI STALIWA METODĄ ATD

MODYFIKACJA TYTANEM, BOREM I FOSFOREM SILUMINU AK20

KRYSTALIZACJA I STRUKTURA

IDENTYFIKACJA CHARAKTERYSTYCZNYCH TEMPERATUR KRZEPNIĘCIA ŻELIWA CHROMOWEGO

KRYSTALIZACJA I MIKROSTRUKTURA BRĄZU CuAl10Fe5Ni5 PO RAFINACJI

OPRACOWANIE METODY ANALIZY ELEKTRYCZNO-DERIWACYJNEJ (AED) DO BADANIA KRYSTALIZACJI SILUMINÓW MAKSYMILIAN DUDYK, KLAUDIUSZ MINKUS

26/25 Solidifikation or l\lctals and Alloys, No 26, 1996

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AK132

MODYFIKACJA STOPU AK64

KRYSTALIZACJA I SKURCZ STOPU AK9 (AlSi9Mg) M. DUDYK 1, K. KOSIBOR 2 Akademia Techniczno Humanistyczna ul. Willowa 2, Bielsko Biała

MONITOROWANIE PRODUKCJI I KONTROLA JAKOŚCI STALIWA ZA POMOCĄ PROGRAMU KOMPUTEROWEGO

WIELOMIANOWE MODELE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH STOPÓW ALUMINIUM

KRYSTALIZACJA SILUMINU AK20 PO MODYFIKACJI FOSFOREM I SODEM

ZASTOSOWANIE MGŁY WODNEJ W PROCESIE ODLEWANIA KÓŁ SAMOCHODOWYCH

MODYFIKACJA SILUMINU AK12. Ferdynand ROMANKIEWICZ Folitechnika Zielonogórska, ul. Podgórna 50, Zielona Góra

ST ANISLA W PIETROWSKI, BOGUSLA W PISAREK

KRYSTALIZACJA ALUMINIUM ZANIECZYSZCZONEGO ŻELAZEM. M. DUDYK 1 Politechnika Łódzka, Filia w Bielsku - Białej Katedra Technologii Bezwiórowych

SYSTEM KOMPUTEROWY KONTROLI I STEROWANIA JAKOŚCIĄ SILUMINÓW PRZEZNACZONYCH NA KOŁA SAMOCHODOWE

WPŁYW DODATKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

FILTRACJA STOPU AlSi9Mg (AK9) M. DUDYK 1 Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Akademia Techniczno - Humanistyczna ul. Willowa 2, Bielsko-Biała.

THE EFFECTS OF TEMPERATURE ON STRENGTH OF THE NEW PISTON ALUMINUM MATERIALS

MODYFIKACJA SILUMINÓW AK7 i AK9. F. ROMANKIEWICZ 1 Uniwersytet Zielonogórski, ul. Podgórna 50, Zielona Góra

KONTROLA PRODUKCJI WYSOKOJAKOŚCIOWYCH STOPÓW ODLEWNICZYCH METODĄ ATD

43/28 KONCEPCJA OKREŚLANIA WYTRZYMAŁOŚCI KOHEZYJNEJ SZKŁA WODNEGO

MODYFIKACJA SILUMINU AK20 DODATKAMI ZŁOŻONYMI

Maksymilian DUDYK Katedra Technologii Bezwiórowych Filia Politechniki Łódzkiej w Bielsku-Białej Bielsko-Biała, ul. Willowa 2.

MODYFIKACJA SILUMINU AK20. F. ROMANKIEWICZ 1 Politechnika Zielonogórska,

S. PIETROWSKI 1 Katedra Systemów Produkcji, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 1/15, Łódź

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AlSi7

33/15 Solidiiikation of Metlłls and Alloys, No. 33, 1997 Krzejlnięcic Metali i Stopów, Nr JJ, 1997

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO FERRYTYCZNEGO

ŻELIWO NI-RESIST O OBNIŻONEJ ZAWARTOŚCI NIKLU

MONITOROWANIE PRODUKCJI I KONTROLA JAKOŚCI STOPÓW ODLEWNICZYCH Z WYKORZYSTANIEM METODY ATD

OKREŚLENIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA SILUMINÓW WIELOSKŁADNIKOWYCH

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE SILUMINU AlSi17Cu3Mg

Krzepnięcie Metali i Sto11ów, Nr 32, 1997 PAN- Oddział Katowice PL lssn FUNKCJE KRYSTALIZACJI STOPU AK9 W METODZIE A TD

KRYSTALIZACJA EUTEKTYKI W SILUMINACH NADEUTEKTYCZNYCH

PARAMETRY EUTEKTYCZNOŚCI ŻELIWA CHROMOWEGO Z DODATKAMI STOPOWYMI Ni, Mo, V i B

ź Ą Ę ź Ć

ż ż Ż Ł Ż Ś ć ż ć ż Ś

WPŁYW MODYFIKACJI NA PRZEBIEG KRYSTALIZACJI, STRUKTURĘ I WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE BRĄZU CYNOWO-FOSFOROWEGO CuSn10P


GEOMETRIA NADTOPIEŃ I STRUKTURA USZLACHETNIONYCH POWIERZCHNIOWO ODLEWÓW Z NADEUTEKTYCZNEGO STOPU Al-Si

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO EN-GJS METODĄ ATD

ć ć ć

ź Ć Ż

Ą Ę Ł Ą Ż

Ę Ż ż Ł ź ż ż ż ż

Ż ź Ł

Ł

ś ś ś ź ć ś ś

Ą ŚĆ Ś Ś Ę ć

ć Ę ć Ę ź Ę

ś ś ś ś ś ś ś ś ś ś ć ś Ż Ż ć ś ś Ż ć

ź Ź Ź ć ć ć ź ć ć ć ć ć Ź

ś ść ść ś ść ść ś ś ś ś ść ś ś ś ść ść

Ę

WYSOKOWYTRZYMAŁ Y SILUMIN CYNKOWO-MIEDZIOWY

STRUKTURA ŻELIWA EN-GJS W ZALEŻNOŚCI OD MATERIAŁÓW WSADOWYCH

ODLEWANIE KÓŁ SAMOCHODOWYCH Z SILUMINÓW. S. PIETROWSKI 1 Politechnika Łódzka, Katedra Systemów Produkcji ul. Stefanowskiego 1/15, Łódź

ZASTOSOWANIE METODY ATD DO KONTROLI ŻELIWA WERMIKULARNEGO. R. WŁADYSIAK 1 Katedra Inżynierii Produkcji, Politechnika Łódzka

MECHANIZM KRYSTALIZACJI GRAFITU WERMIKULARNEGO W ŻELIWIE

STRUKTURA STOPÓW UKŁADY RÓWNOWAGI FAZOWEJ. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Pompy ciepła. Podział pomp ciepła. Ogólnie możemy je podzielić: ze wzgledu na sposób podnoszenia ciśnienia i tym samym temperatury czynnika roboczego

TEMPERATURY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO W FUNKCJI SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA ODLEWU

MATERIAŁOZNAWSTWO Wydział Mechaniczny, Mechatronika, sem. I. dr inż. Hanna Smoleńska

9/42 ZASTOSOWANIE WĘGLIKA KRZEMU DO WYTOPU ŻELIW A SZAREGO W ŻELIWIAKU WPROW ADZENIE.

ź ź

SPEKTRALNE CIEPŁO KRYSTALIZACJI ŻELIWA SZAREGO

Ocena kształtu wydziele grafitu w eliwie sferoidalnym metod ATD

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

Analiza struktur siluminów AKll i AK9 modifikowanych

WYKRESY FAZOWE ŻELIWA CHROMOWEGO Z DODATKAMI Ni, Mo, V i B W ZAKRESIE KRZEPNIĘCIA

WPŁ YW MODYFIKACJI l OBRÓBKI CIEPLNEJ NA STRUKTURĘ l WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE STOPU AISi8Cu4Mg (AK84)

WPŁYW SKŁADU CHEMICZNEGO NA ZAKRES TEMPERATUR KRZEPNIĘCIA ZAEUTEKTYCZNEGO ŻELIWA TYPU Ni-Mn-Cu

METODYKA PRZYGOTOWANIA OCENY JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO Z ZASTOSOWANIEM METODY ATD

OKREŚLENIE TEMPERATURY I ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W STOPACH Al-Si

Ś Ę Ą Ł Ś Ł Ł Ł Ł Ł Ś Ś Ł Ł Ł Ą Ł Ł Ł Ł Ł Ą Ą Ł

PORÓWNAWCZA METODA OCENY KRYSTALIZACJI I MODYFIKACJI SILUMINU NADEUTEKTYCZNEGO Z DODATKIEM W, MO, CR I CO

Transkrypt:

- 160 - Sidiicattn f Metais and Ays. N.28. 1996 Kr=epm ęcie Me tai i Stpów. Nr 28. /996 PAN - Odd=ia Katwice: PL. ISSN 0208-9386 KONTROLA METODĄ ATO SILUMINÓW TŁOKOWYCH PIETROWSKI Stanisław WŁADYSIAK Ryszard Instytut Inżynierii Materiałwej i Technik Bezwiórwych Pitechniki Łódzkiej u. Stefanwskieg 1/15 90-924 ŁÓDŹ, POLSKA STRESZCZENIE W pracy przedstawin wyniki badań krystaizacji siuminów pd-, kł - i nadeutektycznych metdą anaizy termiczn-derywacyjnej (ATO). Wykazan, ż e metda ATO umżiwia kntr ę krystaizujących faz. Pstawin hiptezę, że w siuminach nadeutektycznych niemdyfikwanych na pierwtnie wydzienych krys ztałach krzemu krystaizuje przedeutektycznie auminium. Wykazan, że wyst ę puje kreacja pmiędzy charakterystycznymi parametrami krzywych ATO, a i ś c i ą S i, C u, Mg raz wł aściwściam i Rm, As i HB. ABSTRACT The test resuts f the hyp-, near- and hypereutectic siumins crystaizatin which were made with the thermic-derivative anaysis methd (ATO) have been presented here. t has been prved, that the ATO methd makes pssibe entri the cristaizabe phases. The hypthesis has been set that auminium crystaizes preeutecticay n primary cristas f Si in hypereutectic unmdified siumins. t has been prved, that there is a statistica dependence between the characteristic parameters f A TD curves and quantity f S i, Mg, C u and mechanica prperties: Rm, As i HB f siumins. 1. WSTĘP W pracach [1 + 5] wykazan, że krystaizujące w siuminach fazy pwdują występwanie efektów ciepnych na krzywej derywacyjnej, wykreśanej w metdzie anaizy termiczn-derywacyjnej ATO. W tab icy 1 przedstawin zakresy składu chemiczneg siuminów tłkwych [6+12]. Tabica 1. Skład chemiczny siuminów tłkwych c hart 1. The chemica cmpsitin f pistn siumins S i Mg C u Ni M n Fe T i Z n Pdeutektyczne 7,5+10,5 0 --1,5 2,0+4,0 0,8+1,2 < 0,5 <1,3 <0,25 <3 Okłeutektyczne 11,0+13,0 0,7+1,7 0,2+1,5 0,7+2,5 0,1--0,5 <1,2 <0,25 <0,35 Nadeutektyczne 16,0+26,0 0,3--1,5 0,8--4,7 O, 1+3,6 0,1--0,8 <1 1 0,1 --0,3 <0,2

161 Siuminy tłkwe krajwe i zagraniczne występują zarówn w zakresie kłeutektycznym i nadeutektycznym anagicznie jak i pskie siuminy znrmaizwane AK12 i AK20 jak również w zakresie pdeutektycznym. Jak wynika z przedstawinych danych, prócz stswanych pwszechnie ddatków Mg, Cu, Ni, Mn występuje również w niektórych zagranicznych siuminach tłkwych stsunkw wyska (d 1,3 %) zawartść Fe raz Zn (d k. 3 %) 2. WYNIKI BADAŃ Na rysunku 1 przedstawin krzywe ATO siuminu pdeutektyczneg AI-Si z awartści 8,5% Si. 850 750 Pk A B C C D E F - -ZE -- -:- - --------- ----------------- - - - - :-1 - - - - - - - - - : dt/dt. = f(t).kj) 650 tpk=tl [;-) "-... ] tc=ts, te 550 450 350 A!Si8,5 md: - 200 t s t= f( t) Rys. 1. Krzywe ATO siuminu pdeutektyczneg niemdyfikwaneg zawartści 8,5% Si i ich charakterystyczne wiekści Fig. 1. The ATO curves with the characteristic pints unmdyfied hypeutectic siumin with the 8,5% Si entent W temperaturze tpk=tl rzpczyna się prawdpdbnie zardkwanie i wzrst dendrytów auminium. Na krzywej derywacyjnej przejawia się t niewiekim jej przegięciem w punkcie Pk, któremu dpwiada temperatura tpk równa temperaturze ikwidus tl. Maksymany efekt ciepny krystaizacji dendrytów auminium kreśny jest temperaturą ta w punkcie A. W bszarze AB krystaizacja dendrytów auminium zachdzi niema w stałej temperaturze. Spwdwane jest t wydzieaniem dużej iści ciepła krystaizacji dendrytów auminium rekmpensująceg spadek temperatury spwdwany ddawaniem ciepła przez ciekły siumin d próbnika, a z nieg d tczenia. Od punktu B rzpczyna się spadek temperatury siuminu. W zakresie 400-3

- 162- BC następuje spadek temperatury d tb d tc=ts tj. temperatury sidus i dasza krystaizacja raz wzrst dendrytów auminium. W mawianym zakresie pdczas krystaizacji dendrytów auminium następuje nasycanie cieczy krzemem. Prawdpdbnie w temperaturze te (punkt C) następuje zardkwanie i pczątkwy etap wzrstu eutektyki AI+Si, w której fazą widącą jest krzem.jej maksymany efekt ciepny występuje w punkcie D. W wyniku wydzieania się ciepła jej krystaizacji temperatura stpu pdnsi się d wartści te a następnie zaczyna stpniw maeć i w punkcie F temperaturze tf kńczy się krystaizacja siuminu. Na rysunku 2 przedstawin zestawienie charakterystycznych fragmentów reprezentatywnych krzywych ATO pczątku krystaizacji siuminu pd-, kł- i nadeutektyczneg. Z przedstawinych danych wynika, że siumin każdeg rdzaju charakteryzuje się dmienym kształtem krzywych ATO w pczątkwej fazie krystaizacji. Na krzywych derywacyjnych siuminu pdeutektyczneg i nadeutektyczneg występują efekty ciepne PkABC (rys. 2 a), PkABABC (rys. 2.c) krystaizacji przedeutektycznej faz A i Si. W przypadku siuminu nadeutektyczneg (rys. 2 c) na krzywej derywacyjnej występują dwa następujące p sbie efekty ciepne pisane punktami PkAB i BAB. Efekt ciepny PkAB (rys. 2 a) krystaizacji pierwtnych dendrytów auminium w siuminie pdeutektycznym różni się d efektu ciepneg PkAB krystaizacji pierwtnych kryształów krzemu w siuminach nadeutektycznych. W bszarze AB efektu ciepneg PkAB mżna wyróżnić dwie jeg części: górną w pstaci piku przyjmującą najczęściej wartści ddatnie raz dną większej szerkści, czyi twrzną w dłuższym czasie. Płączne są ne charakterystycznym przegięciem funkcji maejącej. Efekt ciepny PkAB krystaizacji pierwtnej kryształów krzemu ma charakter pjedynczeg piku niema symetrycznej budwie bszarów PkA i AB. P efekcie PkAB w siuminach nadeutektycznych występuje efekt ciepny BAB (rys 2c). Jest n pdbny w kształcie d efektu PkAB ecz psiada znacznie mniejszą "wyskść" czyi różną szybkść stygnięcia /KB - KA/. Naeży przypuszczać, że jest n spwdwany przedeutektyczną krystaizacją auminium na pierwtnie wykrystaizwanych kryształach krzemu. Z wykresów równwag fazwych ptrójnych A-Si-M, gdzie M są t pierwiastki Mg, Cu, Ni, Fe, Mn wynika, że w wieskładnikwych siuminach tłkwych mgą krystaizwać prócz eutektyki pdwójnej AI+Si również eutektyki ptrójne: AI+Mg2Si+Si, AI+AbCu+Si, A+ T +S i, AI+AI 9 Fe2Si+Si raz fazy: Mg2Si, AbCu, AI 9 Fe2Si, T-rztwór stały na snwie związku AI 6 CuN i, AI 9 Fe2Si. Zwiększenie zawartści Fe pwyżej 0,5 % w siuminie pwduje wystąpienie ddatkweg efektu ciepneg MNO na krzywej derywacyjnej jak t przykładw pkazan na rysunku 3 da siuminu zawierająceg 8,6 % Si. Wynika z nieg żeaz d zawartści 0,7% pwduje, że p pierwtnej krystaizacji dendrytów A (bszar PkABM) w zakresie temperatur tc1 = 572 c (punkt C1) d tf1 = 554 c (punkt F1) krystaizuje eutektyka ptrójna A + AI 9 Fe2Si + Si. Jeg struktura, przedstawina na rysunku 3a ptwierdza pkazany na krzywej derywacyjnej prces krystaizacji stpu. W strukturze siuminu występuje A, pierwtnie wykrystaizwane duże płytki fazy AsFe2Si raz eutektyka ptrójna A + AI 9 Fe2Si + Si znacznie drbniejszych niż pierwtne wydzieeniach AI 9 Fe2Si. W nawiązaniu d wykresu równwagi fazwej AI Fe-Si naeży przypuszczać, że w temperaturze tm = 580 c (punkt M) kńczy się krystaizacja dendrytów A i rzpczyna się krystaizacja fazy AsFe2Si. Spwdwane jest t prawdpdbnie wzrstem stężenia żeaza i krzemu w cieczy w wyniku drzucania przez frnt krystaizacji auminium ich atmów. Maksymany efekt ciepny krystaizacji fazy AsFe2Si występuje w temperaturze tn = 575 C (punkt N).

900 a) b) c) A 800 -+ ----+ \::_ -- ---- -----1---- - D A E E - - ------ d t/d t = f (t) 700 --1.,_ u \ 1\ 1\ 600 --1 \ t= f(<) 500 ---1 - - -0 t= f( t) L -2-3 u :0 400 /, i i i i i i i i i i i III i i t i i 20 60 100 140 10 50 90 130 20 60 100 t, S t, S t, S Rys. 2. Charakterystyczne fragmenty krzywych ATO pczątku krystaizacji siuminów: a) pdeutektyczneg, b) kłeutektyczneg, c) nadeutektyczneg Fig. 2. The characteristic partsf ATO curves at the begining f: hypeutectic (a), neareutectic (b), hypereutectic (c) - siumins crystaizatin 140-4

- 164- a) b) 850 X 100 A B CI D E FI p 750 650 550 11 ---- --------------------1---- - - u 1- :g - -2 450 Pk A1Si9Fe md:- -3 200 t s Rys. 3. Struktura a) i krzywe ATO b) siuminu pdeutektyczneg zawierająceg 8,6% Si raz 0,9% Fe Fig. 3. The structure (a) and ATO curves (b) f hypeutectic siumin with the 8.6% Si and 0.9% Fe entent W temperaturze to (punkt O) kńczy się krystaizacja fazy AsFe2Si rzpczyna zardkwanie raz wzrst autektyka ptrójna A + AsFe2Si + Si. 400-4

- 165- Wzrst zawartści pwyżej 1,7% Fe w siuminie pwduje zanik na krzywej derywacyjnej efektu ciepneg d krystaizacji fazy AsFe 2 Si c pkazan na rysunku 4. a) b) X 100 X 200 850 -.-------------------------------------------,- A B CDE F 750 -,- 650 550 dt/dt = f(t) " - - - - - - 1- - - - - - - - - - - - - - - - - - 1- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - u :2-5 -2 450 t= f(-r) -3 Pk A1Si8Fe2 md:- 200 T, S 400 Rys. 4. Struktura (a) i krzywe ATO (b) siuminu pdeutektyczneg składzie 8,4% Si i 1,7% Fe; Fig. 4. The structure (a) and ATO curves (b) f hypeutectic siumin with the 8.4% Si and 1.7% Fe entent

- 166- Prawdpdbnie krystaizacja teg siuminu rzpczyna się d przemiany perytektycznej + AI 12Fe3 A+ AgFe2Si w bszarze PkABC1. W temperaturze tc1 (punkt C1) kńczy się przemiana perytektyczna, a następuje krystaizacja eutektyki ptrójnej A + AgFe2Si +S i z niewieką iścią fazy międzymetaicznej AgFe2Si. Na rysunku 5 przedstawin strukturę i krzywe A TO siuminu nadeutektyczneg składzie : 21,6% Si, 1,1% Cu, 1,2% Mg i 1,2%Ni. niemdyfikwaneg. a) b) 850 -,----------------------,----------------------.- ABAB CCDE F : G ID R KGJ " 1:,, " 1: 750-11-1-650 550 i j i,, i j 11 11 j,,.: 1: " : " 1: " "., " " " " " " " " ",, " " " dt/dt =f (t) - -2 450 " t= f(t) -3 Pk A1Si22Mg1Cu1Ni : md:- : 200 t, s Rys. 5. Struktura (a) i krzywe ATO (b) siuminu nadeutektyczneg tłkweg niemdyfikwaneg składzie 21,6% S i, 1,1% Cu, 1,2% Mg i 1,2% Ni; Fig. 5. The structure (a) and ATO curves (b) f hypereutectic siumin with the 21.6% S i, 1. 1% Cu, 1.2% Mg i 1.2% Ni entent 400-4

- 167- Z przedstawinych danych wynika, że krystaizacja siuminu rzpczyna się w zakresie PkAB krystaizacją pierwtneg krzemu, w zakresie BABC krystaizuje przedeutektycznie auminium na pierwtnie wykrystaizwanych kryształach krzemu, w zakresie CDEF krystaizuje eutektyka pdwójna A + Si, w zakresie FGHJ krystaizuje eutektyka ptrójna A + Mg 2 Si + Si. Naeży przypuszczać że w zakresie JRK krystaizuje eutektyka ptrójna A +T + Si, gdzie T jest rztwrem stałym na snwie związku AsCuN i. W zakresie KGJ krystaizuje eutektyka ptrójna AI+AbCu+Si. Przedstawina hipteza dtycząca krystaizacji eutektyki ptrójnej A + T + Si uzasadnina jest wzrstem stężenia niku i miedzi w tych samych mikrbszarach, w pbiżu zwiększneg stężenia magnezu wynikająceg z wcześniejszej krystaizacji eutektyki ptrójnej A + Mg2Si + Si. Z wykresu równwagi fazwej A - Cu - Ni wynika, występwanie dwóch reakcji perytektycznych S1 i S2 raz eutektycznej Er. Temperatura pczątku krystaizacji eutektyki A+ T +Si wynsi tj=527 C a kńca tk=498 C. Temperatury te są niższe d krystaizacji eutektyki ptrójnej A + Mg2Si + Si a wyższe d temperatury krystaizacji eutektyki ptrójnej A + AbCu + Si. Na rysunku 6 a-e przedstawin strukturę i pczątkwe fragmenty krzywych ATD i struktury siuminu tłkweg pdeutektyczneg AK 102 zawierająceg 9,5% S i, 2, 5% C u, 1,1% Mg, 1,0% Ni niemdyfikwaneg i mdyfikwaneg fsfrem raz rafinwaneg mieszaniną aztu i chru. Z prównania wykresów ATD wynika, że mdyfikacja fsfrem siuminu pdeutektyczneg pwduje: pdwyższenie temperatury tpk pczątku zardkwania wzrstu dendrytów auminium, - zmniejszenie efektu ciepneg zardkwania auminium, - zmniejszenie rekaescencji krystaizacji przedeutektycznej A, - zmniejszenie czasu krystaizacji przedeutektycznej -rc - -rpk, przesuwając na krzywej derywacyjnej punkt C d punktu B, - pdwyższenie temperatury tc pczątku krystaizacji eutektyki pdwójnej A + Si raz t jej maksymaneg efektu ciepneg, - zmianę charakteru przebiegu krystaizacji eutektyki A + Si z ustabiizwaneg t.j. psiadająceg duży przystanek temperaturwy w temperaturze t = 550 c na dbywający się w dużym zakresie temperatur tc + tf = 577 + 539 c, zwiększenie intensywnści ze pczątku zardkwania i wzrstu eutektyki pdwójnej AI+Si, - brak zmian efektów ciepnych krystaizacji eutektyk ptrójnych A + Mg2Si + Si i A + AbCu + Si. Wyniki badań metagraficznych siuminu (rys. 6 a-b) wykazują, że jeg struktura złżna jest z pierwtnie wykrystaizwanych dendrytów auminium, eutektyki pdwójnej A + Si raz eutektyk ptrójnych: A + Mg2Si + Si w pstaci czarnych wydzieeń " chińskieg pisma" i A + AbCu + Si twrzących jasne wane wydzieenia w przestrzeniach międzydendrytycznych i na granicach ziarn eutektyki A+ Si. Mdyfikacja siuminu fsfrem spwdwała zmiany kształtu krystaizująceg krzemu w eutektyce A + Si. Przed mdyfikacją występwał n w pstaci drbnych płytek z małą iścią grubszych wydzieeń. P mdyfikacji najczęstszą frmą krzemu są grube i krótkie wydzieenia płytkw -ziarniste. Wystąpiła również dść isttna zmiana w budwie dendrytów A. Nastąpił zmniejszenie ich iści raz wiekści.

u a!; ) ;..,,.,, r; - t_ "..- Ji?.:c!:: ; r : -. - r: : :j q; Q,... 1-. j :.:. }... ::. J. ;: - " kv. -. - --. \,...,. t.s: 850 --:: - C D 750 650 550 450 350 - : d t/ d t = f (1:) t= f(t) 400 1: s b) "..- -" -.,., c<1 0"\. -.i.. /. -.. " p.. t r -:- -., \ :....,. Jt f}j " "-r-.. : -tt. \ -"-."\,..._ \6 - _,",_;.:... -x-:.1... " L,.J \.ł,,,, r, r ABC D -- - ------ -- - - IPk 400 1:, s c) -. ".,!:\.., f,, :_.,!... i. ".."_ t-.,)) ł.. _,.. 1."_..",_. t. "<.:,..- _,,..,..,- r -\ -,,.,.. A -..r4 \ :_. - 1:.,., 1 ABCD :ze : -- -- - -,, -1 p 1- "O -2 AK I02 md: P f- -3 raf: N2 +C I t -4 400 1:, s Rys. 6. Struktury (pw. x 200) i pczątkwe fragmenty krzywych ATO siuminu tłkweg AK1 02 a) niemdyfikwaneg, b) mdyfikwaneg fsfrem, c) mdyfikwaneg fsfrem i rafinwaneg mieszaniną aztu i chru Fig. 6. The structures (magnificatin x 200) and the begining partsf unmdyfied (a), mdyfied with phsphrus (b), mdyfied with phsphrus and after refining with nitrgen and chrine (c) - pistn siumin AK1 02 ATO curves 00

- 169- Przedeutektycznie wykrystaizwane dendryty A p mdyfikacji wykazują mniej rzgałęzień. Wszystk t pwduje, że struktura siuminu mdyfikwaneg fsfrem jest bardziej jednrdna niż przed mdyfikacją. Rafinacja p mdyfikacji fsfrem mówineg siuminu pwduje dasze isttne zmiany w prcesie jeg krystaizacji, c przedstawin na rysunku 6 c).rafinacja siuminu spwdwała : - niewieki wzrst szybkści stygnięcia KA maksymaneg efektu ciepneg krystaizacji przedeutektycznej auminium, - zwiększenie intensywnści ze pczątku krystaizacji eutektyki pdwójnej A + Si, - wzrst temperatury to maksymaneg efektu ciepneg krystaizacji A+ Si. Zabieg r3finacji pwduje usuwanie z ciekłeg stpu przede wszystkim pęcherzyków wdru, tenków A 2 0 3 jak również zanieczyszczeń pchdzących z prcesu techngiczneg np: z wymurówki pieca, czy wprwadznych ze wsadem. Zanieczyszczenia te utrudniają zardkwanie kreśnych faz siuminu i jeg krystaizację. Usunięcie tych zanieczyszczeń ułatwia zardkwanie i krystaizację siuminu w wyniku czeg intensywnść ze pczątku krystaizacji eutektyki A+ Si jak i temperatura to- maksymaneg jej efektu ciepneg wzrsły. Rafinacja siuminu nie zmieniła zasadnicz jeg struktury pwdując jedynie usunięcie becnej w siuminie niemdyfikwanym (rys. 6a) i mdyfikwanym (rys. 6b) prwatści gazwej. Przedstawine zmiany na krzywych ATO p rafinacji są również reprezentatywne da siuminów kł- i nadeutektycznych. Z pracwanych statystycznie charakterystycznych wiekści krzywych ATO wynika, że pmiędzy temperaturami pczątku i kńca krystaizacji pszczegónych faz kreśanych z krzywych ATO w siuminach pd-, kł- i nadeutektycznych, a ich składem chemicznym występują kreśne zaeżnści statystyczne. Przykładw temperaturę ikwidus (tl) i sidus (ts) krystaizacji badanych siuminów pisan następującymi zaeżnściami: - da siuminów pd- i kłeutektycznych A-Si-Mg: parametrach statystycznych: tl = tpk = 795,356-89,461 In Si + 2,880 Mg-2; c (1) SE = 2 79 R2(adJ.) =O 98 F= 195 6 Fk = 4 74,,,,,, r, gdzie: SE - błąd standardwy; R 2 (adj) - kwadrat współczynnika kreacji pprawiny na stpnie swbdy; F, F kr - test Snedecra i jeg wartść krytyczna, - da siuminów pd- i kłeutektycznych AI-Si-Cu: ts= tc = 560,659 + 0,509 cu-1 + 1,031 Si (2) SE = 0,58; R2(adj) = 0,95; F= 45,5; Fkr = 6,94 - da siuminów nadeutektycznych AI-Si-Cu: tl = tpk = 610,000-4,945 Cu + 3,810 Si; c (3) SE = 1, 13, R2(adJ.) = O, 95, F = 44, 6, Fk r = 9, 55 ts= tc = 580,386-3,132 Cu- 0,0183 Si; c (4) SE = 0,30 ; R2(adj) = 0,95; F= 53,3; Fkr = 9,55

- 170- Przykładw na rysunku 7 przedstawin wpływ zawartści magnezu i krzemu na temperaturę ikwidus tl = tpk i sidus ts = te siuminów. Opracwan również zaeżnści statystyczne pmiędzy charakterystycznymi wiekściami ATD a właściwściami mechanicznymi Rm, As i HB siuminów: - pd- i kłeutektycznych AI-Si-Cu: Rm = 221,674-0,0002 tpk2-0,001 ZF2 ; MPa (5) SE = 2,92; R2(adj) = 0,87; F= 17,9; Fkr = 9,55 A 5 =- 0,882-23,558 zf-2 + 7,325. 10-6 tpk2 ; % (6) SE = 0,06; R2(adj) = 0,91 ; F= 27,1; Fkr = 9,55 \- ia-st-- :j t " -" i. i t- -t " [ 2.5.:.a2 c 13 6 19 22 25 3.5. {. Si, r. Rys. 7. Wpływ zawartści Mg i Sina temperaturę ikwidus tpk =tli sidus te= ts Fig. 7. The infuence Mg and Si n the teperatures: iquidus (tpk=tl) and sidus (tc=ts) HB = 238,219-0,2666 tpk + 0,216 ZF (7) SE = 1 07 R2(adJ.) = O 99 F = 228 8 Fk = 9 55,,,,,, r, - nadeutektycznych AI-Si-Cu: Rm = 159,281 + O, 197 ZF- 0,062 ZJ ; MPa (8) SE = 0,38; R2(adj) = 0,97; F = 77,25; Fkr = 9,55 HB = 93,666 + 0,346ZF- O, 122 ZJ (9) SE = 0,75; R2(adj) = 0,97; F= 63,9; Fkr = 9,55

- 171 - Na rysunku 8 przykładw pkazan kreację temperatury ikwidus tl = tpk raz sidus ts = tc z wytrzymałścią na rzciąganie Rm. Rys. 8. Kreacja temperatur: tl=tpk- ikwidus raz ts=tc- sidus z draźną wytrzymałścią na rzciąganie Rm Fig. 8. The crreatin between the temperatures: tl=tpk iquidus, ts=tc -sidus and the Rm tensie strength A na rysunku 9 pkazan kreację intensywnści : ZJ- kńca krystaizacji eutektyki ptrójnej AI+AizCu+Si, ZF - kńca krystaizacji eutektyki pdwójnej AI+Si z twardścią HB siuminów. Rys.9. Kreacja intensywnści : Z.J- kńca krystaizacji eutektyki ptrójnej A + AbCu + Si, ZF- kńca krystaizacji eutektyki pdwójnej AI+Si z twardścią HB Fig.9. The crreatin between the intensities: ZJ - end f the trebe eutectic AI+AI 2 Cu+Si crystaizatin, ZF- end f the eutectic AI+Si crystaizatin and HB Brine hardness number Przeprwadzne badania wykazały, że metdą anaizy termicznderywacyjnej (ATD) mżna kntrwać krystaizację siuminów wieskładnikwych, a z jej wykrzystaniem sterwać ich strukturą i wynikającymi z niej właściwściami mechanicznymi.

- 172-3. WNIOSKI Z przedstawinych w pracy badań wynikają następujące wniski: - metda anaizy termiczn - derywacyjnej (ATO) umżiwia cenę kinetyki i dynamiki prcesów ciepnych krystaizacji faz, kreśenie ich rdzaju raz pczątku i kńca krystaizacji siuminów pd -, kł - i nadeutektycznych, - na krzywej derywacyjnej siuminów pdeutektycznych zawierających 0,5-:-1,5 % Fe pmiędzy efektami ciepnymi krystaizacji pierwtnych dendrytów auminium a eutektyką ptrójną AI+AigFe2Si+Si występuje efekt ciepny krystaizacji pierwtnej fazy AgFe2Si, - w siuminach zawierających pjedyncz ub jedncześnie magnez, miedź i nikie p efekcie ciepnym krystaizacji eutektyki pdwójnej AI+Si ub ptrójnej AI+AI9Fe2Si+Si występują na krzywej derywacyjnej efekty ciepne krystaizacji eutektyk ptrójnych w kejnści : AI+Mg2Si+Si, A+ T +S i i AI+AI2Cu+Si, - mdyfikacja raz rafinacja siuminów pwduje kreśne zmiany charakterystycznych wiek śc i krzywych ATO umżiwiając kntrę efektywnści tych zabiegów, - istnieją statystyczne zaeżnści między charakterystycznymi wiekściami krzywych ATO a składem chemicznym raz właściwsciami Rm, As i HB. LITERATURA 1. Pietrwski S., Władys i ak R. : Ocena efektu mdyfikacji i krystaizacji siuminu nadeutektyczneg metdą ATO. Krzepnięcie Metai i Stpów, PAN- Katwice, 1992, 17, S. 114..;-123. 2. Pietrwski S., Wład ys iak R. : Ocena krystaizacji siuminów syntetycznych kłeutektycznych metdą ATO. Krzepnięcie Metai i Stpów, PAN- Katwice, 1994, 20, S. 65..;-74. 3. Pietrwski S., Władysiak R. : Ocena krystaizacji siuminów pdeutektycznych syntetycznych metdą ATO. Krzepnięcie Metai i Stpów, PAN - Katwice, 1995, 22, S. 46..;-53. 4. Pietrwski S.: Ocena krystaizacji siuminów metdą ATO. Inżynieria Materiałwa, 1994, 1, s. 3+7. 5. Władysiak R. : Ocena metdą anaizy termiczn-derywacyjnej (ATO) prcesu krystaizacji, struktury i właściwści stpów A- Si z ddatkami Mg, Cu, Ni, Fe mdyfikwanych Sr, P, Ti, B. -praca dktrska, PŁ, Łódź 1996 6. Pniewierski Z.: Krystaizacja struktura i właściwści siuminów. WNT Warszawa 1989. 7. Górny Z: Odewnicze stpy metai nieżeaznych WNT, Warszawa 1992. 8. Wasiewski P.: Siuminy - mdyfikacja i jej wpływ na strukturę i właściwści. PAN, Katwice 1993. 9. Auminium - Aiages de Fnderie. Sciete de Vente de!auminium Pechiney. Paris, 1980 10. Rasch K.: Entwikung einer ubereutektischen Kbenegierung mit einem Sigehat vn 17% Snderdruck 4. Fachtagung "Mtrkber" Harzgerde, s. 13, 1979. 11. Rhdes M., Travaie J., Piffaut J., Bruni., Ragii L. : Pistns fr Petr and Smai Diese Engines. Sympsium AE, 1973. 12. Key t Auminium Ays. Auminium - Verag, Dussedrf, 1982.