WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE SILUMINU AlSi17Cu3Mg

Podobne dokumenty
OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW OBRÓBKI CIEPLNEJ SILUMINU ALSi17

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE I TRYBOLOGICZNE SILUMINU NADEUTEKTYCZNEGO PO OBRÓBCE CIEPLNEJ

MODYFIKACJA SILUMINU AK20. F. ROMANKIEWICZ 1 Politechnika Zielonogórska,

KRYSTALIZACJA EUTEKTYKI W SILUMINACH NADEUTEKTYCZNYCH

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

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

WPŁYW DODATKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY PODEUTEKTYCZNYCH STOPÓW UKŁADU Al-Si

MODYFIKACJA SILUMINU AK20 DODATKAMI ZŁOŻONYMI

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AK132

KRYSTALIZACJA SILUMINU AlSi17 Z DODATKIEM Cr, Co i Ti

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK9

OKREŚLENIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK132 NA PODSTAWIE METODY ATND.

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY STOPÓW Al-Si

OKREŚLANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK20 NA PODSTAWIE METODY ATND

ZMIANA WYBRANYCH WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK9 PO OBRÓBCE METALOTERMICZNEJ

MODYFIKACJA STOPU AK64

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

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AlSi7

WPŁYW PROCESU TECHNOLOGICZNEGO NA NIEZAWODNOŚĆ STOPU ODLEWNICZEGO AlSi17Cu3Mg, JAKO TWORZYWA KONSTRUKCYJNEGO

MODYFIKACJA STOPU Al-Si12 PROSZKIEM ZE STOPU Al-Si12

SZACOWANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK9 NA PODSTAWIE METODY ATND

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA MIKROSTRUKTURĘ SILUMINÓW

SILUMIN NADEUTEKTYCZNY Z DODATKAMI Cr, Mo, W i Co

WYSOKOWYTRZYMAŁ Y SILUMIN CYNKOWO-MIEDZIOWY

WPŁYW TEMPERATURY ODLEWANIA NA INTENSYWNOŚĆ PRZEPŁYWU STOPÓW Al-Si W KANALE PRÓBY SPIRALNEJ BINCZYK F., PIĄTKOWSKI J., SMOLIŃSKI A.

WPŁYW MAGNEZU I BIZMUTU NA MODYFIKACJĘ STOPU AlSi7 DODATKIEM AlSr10

WSKAŹNIK JAKOŚCI ODLEWÓW ZE STOPU Al-Si

ANALIZA KRYSTALIZACJI STOPU AlMg (AG 51) METODĄ ATND

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

WPŁYW DOMIESZKI CYNKU NA WŁAŚCIWOŚCI SILUMINU EUTEKTYCZNEGO. A. PATEJUK Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej WAT Warszawa

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTUR I MORFOLOGI PRZEŁOMÓW SILUMINU AK64

WPŁYW WARUNKÓW PRZESYCANIA I STARZENIA STOPU C355 NA ZMIANY JEGO TWARDOŚCI

SILUMIN OKOŁOEUTEKTYCZNY Z DODATKAMI Cr, Mo, W i Co

OKREŚLENIE TEMPERATURY I ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W STOPACH Al-Si

WPŁYW RODZAJU SILUMINU I PROCESU TOPIENIA NA JEGO KRYSTALIZACJĘ

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA SILUMINÓW WIELOSKŁADNIKOWYCH

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

MODYFIKACJA BRĄZU SPIŻOWEGO CuSn4Zn7Pb6

WPŁYW ZABIEGÓW USZLACHETNIANIA NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

MODYFIKACJA TYTANEM, BOREM I FOSFOREM SILUMINU AK20

OCENA NIEZAWODNOŚCI ODLEWNICZYCH STOPÓW Al NA PODSTAWIE WŁAŚCIWOŚCI WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH

KOMPLEKSOWA MODYFIKACJA SILUMINU AlSi7Mg

Inżynieria Maszyn, R. 22, z. 1, 58-64, 2017 ISSN X. WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE STOPÓW EN AC (AlSi6Cu4) i AlSi17CuNiMg PO OBRÓBCE CIEPLNEJ

ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

EKOLOGICZNA MODYFIKACJA STOPU AlSi7Mg

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

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WYBRANE WŁASNOŚCI STALIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

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

ZMĘCZENIE CIEPLNE STALIWA CHROMOWEGO I CHROMOWO-NIKLOWEGO

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

KRYSTALIZACJA SILUMINU AK20 PO MODYFIKACJI FOSFOREM I SODEM

ODPORNO NA KOROZJ WIELOSKŁADNIKOWYCH STOPÓW NA OSNOWIE Al-Mg

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE ŻELIWA SFEROIDALNEGO OBRABIANEGO RÓŻNYMI MODYFIKATORAMI

ANALIZA PROCESU ODLEWANIA POD NISKIM CIŚNIENIEM KÓŁ SAMOCHODOWYCH ZE STOPÓW Al-Si

TWARDOŚĆ, UDARNOŚĆ I ZUŻYCIE EROZYJNE STALIWA CHROMOWEGO

WIELOMIANOWE MODELE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH STOPÓW ALUMINIUM

OCENA KRYSTALIZACJI STALIWA METODĄ ATD

BADANIA MATERIAŁOWE ODLEWÓW GŁOWIC SILNIKÓW

Wpływ temperatury odpuszczania na własności niskostopowego staliwa

DOBÓR PARAMETRÓW OBRÓBKI CIEPLNEJ STOPU AlSi7Mg0,3

WPŁYW WYBRANYCH CZYNNIKÓW TECHNOLOGICZNYCH NA STOPIEŃ ZAGAZOWANIA SILUMINÓW

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

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE KOMPOZYTÓW AlSi13Cu2- WŁÓKNA WĘGLOWE WYTWARZANYCH METODĄ ODLEWANIA CIŚNIENIOWEGO

WPŁYW TWARDOŚCI I MIKROSTRUKTURY STOPÓW ALUMINIUM NA UDARNOŚĆ

REJESTRACJA PROCESÓW KRYSTALIZACJI METODĄ ATD-AED I ICH ANALIZA METALOGRAFICZNA

WPŁYW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI MATERIAŁU NA GRUBOŚĆ POWŁOKI PO ALFINOWANIU

ROZKŁAD TWARDOŚCI I MIKROTWARDOŚCI OSNOWY ŻELIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE NA PRZEKROJU MODELOWEGO ODLEWU

WPŁYW ALUMINIUM NA NIEKTÓRE WŁAŚCIWOŚCI I STRUKTURĘ STALIWA

OCENA WYDŁUŻENIA WZGLĘDNEGO SILUMINU AK7 PO OBRÓBCE Na 2 B 4 O 7, NaNO 3 i Cr 2 O 3 +AlNi

IDENTYFIKACJA FAZ W MODYFIKOWANYCH CYRKONEM ŻAROWYTRZYMAŁYCH ODLEWNICZYCH STOPACH KOBALTU METODĄ DEBYEA-SCHERRERA

WPŁYW PRĘDKOŚCI KRYSTALIZACJI KIERUNKOWEJ NA ODLEGŁOŚĆ MIĘDZYPŁYTKOWĄ EUTEKTYKI W STOPIE Al-Ag-Cu

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

KRYSTALIZACJA, STRUKTURA ORAZ WŁAŚCIWOŚCI TECHNOLOGICZNE STOPÓW I KOMPOZYTÓW ALUMINIOWYCH

WPŁYW WIELKOŚCI WYDZIELEŃ GRAFITU NA WYTRZYMAŁOŚĆ ŻELIWA SFEROIDALNEGO NA ROZCIĄGANIE

Recykling złomu obiegowego odlewniczych stopów magnezu poprzez zastosowanie innowacyjnej metody endomodyfikacji

MECHANIZM ODDZIAL YW ANIA FOSFORU W PROCESIE MODYFIKOWANIA SILUMINÓW NADEUTEKTYCZNYCH

NOWOCZESNE ODMIANY ŻELIWA O STRUKTURZE AUSFERRYTYCZNEJ. A. KOWALSKI, A. PYTEL Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, Kraków

KRZEPNIĘCIE KOMPOZYTÓW HYBRYDOWYCH AlMg10/SiC+C gr

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

Własności mechaniczne kompozytów odlewanych na osnowie stopu Al-Si zbrojonych fazami międzymetalicznymi

43/59 WPL YW ZA W ARTOŚCI BIZMUTU I CERU PO MODYFIKACJI KOMPLEKSOWEJ NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE ŻELIW A NADEUTEKTYCZNEGO

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

FOTOELEKTRYCZNA REJESTRACJA ENERGII PROMIENIOWANIA KRZEPNĄCEGO STOPU

KRZEPNIĘCIE STRUGI SILUMINU AK7 W PIASKOWYCH I METALOWYCH KANAŁACH FORM ODLEWNICZYCH

BADANIA ŻELIWA CHROMOWEGO NA DYLATOMETRZE ODLEWNICZYM DO-01/P.Śl.

ZMIANA WYTRZYMAŁOŚCI NA ROZCIĄGANIE STOPU AlSi12 PO OBRÓBCE MIESZANKĄ EGZOTERMICZNĄ ZŁOŻONĄ Z Na 2 B 4 O 7, NaNO 3 I Mg

OKREŚLENIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

ANALIZA ZAKRESU KRYSTALIZACJI STOPU AlSi7Mg PO OBRÓBCE MIESZANKAMI CHEMICZNYMI WEWNĄTRZ FORMY ODLEWNICZEJ

WPŁYW TEMPERATURY WYGRZEWANIA NA UDZIAŁ FAZ PIERWOTNYCH W STRUKTURZE ŻAROWYTRZYMAŁEGO ODLEWNICZEGO STOPU KOBALTU

LEJNOŚĆ KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlMg10 Z CZĄSTKAMI SiC

OBRÓBKA CIEPLNA STOPOWYCH KOMPOZYTÓW POWIERZCHNIOWYCH

ZMIANA SKŁADU CHEMICZNEGO, TWARDOŚCI I MIKROSTRUKTURY NA PRZEKROJU POPRZECZNYM BIMETALOWYCH, ŻELIWNYCH WALCÓW HUTNICZYCH

TECHNOLOGICZNE ASPEKTY STREFY PRZEWILŻONEJ W IŁOWYCH MASACH FORMIERS KICH

WPŁYW MIESZANKI EGZOTERMICZNEJ NA BAZIE Na 2 B 4 O 7 I NaNO 3 NA WYTRZYMAŁOŚĆ NA ROZCIĄGANIE STOPU AlSi7Mg

WPŁYW PARAMETRÓW ODLEWANIA CIŚNIENIOWEGO NA STRUKTURĘ i WŁAŚCIWOŚCI STOPU MAGNEZU AM50

WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI NOWYCH ODLEWANYCH STOPÓW UKŁADU Cu-Ni-Al UTWARDZANYCH DYSPERSYJNIE.

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

ANALIZA ODDZIAŁYWANIA SYSTEMU ZARZĄDZANIA JAKOŚCIĄ NA STABILIZACJĘ WYBRANYCH WŁAŚCIWOŚCI WALCÓW HUTNICZYCH

ZUŻYCIE ŚCIERNE STOPU AK7 PO OBRÓBCE MODYFIKATOREM HOMOGENICZNYM

Transkrypt:

72/2 Archives of Foundry, Year 2001, Volume 1, 1 (2/2) Archiwum Odlewnictwa, Rok 2001, Rocznik 1, Nr 1 (2/2) PAN Katowice PL ISSN 1642-5308 WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE SILUMINU AlSi17Cu3Mg J. PIĄTKOWSKI 1 Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, Politechnika Śląska, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, POLSKA. STRESZCZENIE W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu obróbki cieplnej na twardość oraz wytrzymałość na rozciąganie R m, i wydłużenie A 5 silumin AlSi17Cu3Mg modyfikowanego fosforem (Cu-P). Oddziaływanie obróbki cieplnej polegającej na przesycaniu i starzeniu w różnych warunkach (tabl. 2) na badane właściwości mechaniczne przedstawiono na rysunkach od 1 do 3. Ustalono optymalne parametry obróbki cieplnej (przesycanie 470 o C/4h/woda i starzenie o C/6h/powietrze), dla których uzyskano twardość do ~172 HB; R m do ~285 MPa oraz wydłużenie A 5 do ~3%. Key words: Al-Si alloy, modification, heath treatment, and mechanical properties. 1. WPROWADZENIE Wpływ modyfikacji na strukturę i właściwości mechaniczne siluminów jest znany i szeroko omawiany w literaturze [1-5]. Mniej natomiast jest informacji na temat wpływu modyfikacji na strukturę i właściwości mechaniczne obrabianych cieplnie siluminów nadeutektycznych o pośredniej zawartości krzemu (od~16 do ~19%wag. Si). Dla siluminów tłokowych stosuje się pełną i skróconą obróbkę cieplną. Obróbka pełna polega na przesycaniu oraz przyspieszonym starzeniu, a skrócona ogranicza się tylko do sztucznego starzenia. W przypadku pełnej obróbki cieplnej, temperatura przesycania odlewów wynosi 4 520 C, czas wygrzewania od 2 do 8 godzin, ze studzeniem w wodzie. Starzenie prowadzi się w temperaturze od do 235 C w czasie 3 16 godzin [1, 2]. Natomiast skrócona obróbka cieplna, polega tylko na sztucznym starzeniu w temperaturze 165 235 C w czasie od 5 do 25 godzin. 1 dr inż.

2. CEL I ZAKRES PRACY Celem pracy było określenie wybranych właściwości mechanicznych siluminu nadeutektycznego AlSi17Cu3Mg po odlaniu oraz po modyfikacji fosforem, poddanego obróbce cieplnej polegającej na przesycaniu i starzeniu. Omawiany gatunek siluminu nie jest ujęty w polskich normach. Dla zrealizowania postawionego celu pracy przyjęto następujący zakres badań: wykonanie wytopów i przygotowanie próbek do badań, przeprowadzenie obróbki cieplnej, badania twardości i właściwości mechanicznych przed i po obróbce cieplnej, analiza wyników i opracowanie wniosków. 3. METODYKA BADAŃ Do badań wytypowano 3 siluminy różniące się procentową zawartością od ~16,5 do ~18,5% wag. Si z dodatkiem ~3% wag. Cu oraz ~1% wag. Mg. W tym celu użyto następujących materiałów wsadowych: aluminium (~99,96% Al), krzem techniczny (~98% Si, reszta Fe), miedź elektrolityczna (~99,98% Cu) oraz stop AG10 (~10% Mg). Wytopy prowadzono w elektrycznym piecu oporowym ST59-MR z kantalowymi elementami grzejnymi, o kwadratowym przekroju komory grzewczej, w tyglu z azotku krzemu o pojemności 1,5 litra, pod pokryciem ochronnym 2NaF i KCl. Po uzyskaniu temperatury około 820 o C, kąpiel poddano rafinacji preparatem RAFGLIN-3 w ilości 0,3% wag. w stosunku do masy stopu, a następnie modyfikacji zaprawą Cu-P (~9,65%wag. P) w ilości 0,05% wag. P. Technologię otrzymywania siluminów o pośredniej zawartości krzemu przedstawiono w pracy [6]. Temperaturę odlewania kontrolowano poprzez zanurzanie w ciekłej kąpieli termoelementu NiCr-NiAl TP-202K-0-1. Tak przygotowany stop odlewano do kokili stalowej o wymiarach wnęki Ø12 100mm. Z uzyskanych odlewów pobrano próbki do analizy składu chemicznego, którą przeprowadzono na kwantometrze ARL 4140. Końcowe wyniki analizy składu chemicznego przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1. Wyniki analizy składu chemicznego [w % wag]. Table 1. Chemical composition analysed results [in wt. %]. Numer Zawartość stopu Si Cu Mg Mn Fe Ti Al A 16,45 2,84 0,74 0,02 0,15 0,008 reszta B 17,64 2,92 0,85 0,027 0,22 0,01 reszta C 18,27 2,86 0,71 0,02 0,19 0,007 reszta

Otrzymane odlewy poddano obróbce cieplnej składającej się z przesycania i starzenia według parametrów przedstawionych w tabeli 2. Tabela 2. Parametry obróbki cieplnej siluminu AlSi17Cu3Mg. Table 2. The parameters heat treatment of silumin AlSi17Cu3Mg. Nr stopu. A Stan po odlaniu A 1 Przesycanie 470 o C /4 h/ woda i starzenie o C /2 h/ powietrze. A 2 Przesycanie 470 o C /4 h/ woda i starzenie o C /4 h/ powietrze. A 3 Przesycanie 470 o C /4 h/ woda i starzenie o C /6 h/ powietrze. A 4 Przesycanie 470 o C /4 h/ woda i starzenie o C /8 h/ powietrze. B Stan po odlaniu B 1 Przesycanie 470 o C /4 h/ woda i starzenie o C /2 h/ powietrze. B 2 Przesycanie 470 o C /4 h/ woda i starzenie o C /4 h/ powietrze. B 3 Przesycanie 470 o C /4 h/ woda i starzenie o C /6 h/ powietrze. B 4 Przesycanie 470 o C /4 h/ woda i starzenie o C /8 h/ powietrze. C Stan po odlaniu C 1 Przesycanie 470 o C /4 h/ woda i starzenie o C /2 h/ powietrze. C 2 Przesycanie 470 o C /4 h/ woda i starzenie o C /4 h/ powietrze. C 3 Przesycanie 470 o C /4 h/ woda i starzenie o C /6 h/ powietrze. C 4 Przesycanie 470 o C /4 h/ woda i starzenie o C /8 h/ powietrze. 4. WYNIKI BADAŃ Pomiary twardości, po odlaniu, po modyfikacji i po obróbce cieplnej, przeprowadzono metodą Brinella na twardościomierzu Rockwel-Brinell 15002 P, kulką o średnicy 5mm, obciążoną siłą 2500 N w czasie 35 s. Wyniki tych pomiarów przedstawiono na rysunku 1. Badania wytrzymałości na rozciąganie przeprowadzono dla próbek bezpośrednio po odlaniu oraz po modyfikacji i po obróbce cieplnej. Pomiary przeprowadzono na maszynie wytrzymałościowej FPZ-10 firmy HECKERT, przy maksymalnej sile rozciągającej 4000N, przy przełożeniu 20:1, ze stałą prędkością równą 5 mm/min. Wyniki tych pomiarów przedstawiono na rysunku 2. Wydłużenie A 5 określono na podstawie długości bazy pomiarowej próbek do badania wytrzymałości na rozciąganie wykonanych zgodnie z Polską Normą PN-88/H-802. Średnie wyniki pomiarów wydłużenia A 5 badanego siluminu AlSi17Cu3Mg po modyfikacji fosforem (Cu-P) w stanie po odlaniu i po obróbce cieplnej przedstawiono na rysunku 3.

a ) 1 170 168 148 154 Twardość, HB śr * 140 100 125 b ) 60 1 A A1 A2 A3 A4 162 170 172 150 Twardość, HB śr * 140 100 128 c ) 60 B B1 B2 B3 B4 1 168 172 168 Twardość, HB śr * 140 100 130 139 60 C C1 C2 C3 C4 Rys.1. Wyniki pomiarów twardości HB (średnia z 5 pomiarów) dla: a) siluminu A; b) siluminu B oraz c) siluminu C. Fig.1. Results of the Brinell hardness BH (mean in 5 measurement) for: a) silumin A; b) silumin B and c) silumin C.

Rm śr * [MPa] Rm śr * [MPa] Rm śr * [MPa] a ) 2 265 260 240 194 202 215 200 b ) 2 A A1 A2 A3 A4 270 284 240 210 231 228 200 c ) C C1 C2 C3 C4 2 285 2 228 240 194 208 200 B B1 B2 B3 B4 Rys.2. Wyniki pomiarów R m (średnia z 5 pomiarów) dla a) siluminu A; b) siluminu B, oraz c ) siluminu C. Fig.2. Results of the tensile strength R m (mean in 5 measurements) for: a) silumin A; b) silumin B and c) silumin C.

Wydłużenie*, A 5 [%] Wydłużenie*, A 5 [%] Wydłużenie*, A 5 [%] a ) 3 2,5 2 1,5 1,5 1,4 1,5 1,1 1,1 b ) 1 3 A A1 A2 A3 A4 2,9 2,5 2,1 2,1 2 1,5 1,3 1,5 c ) 1 B B1 B2 B3 B4 3 2,5 2,1 2,3 2 1,5 1,2 1,3 1 C C1 C2 C3 C4 Rys.3. Wyniki wydłużenia A 5 (średnia z 5 pomiarów) dla: a) siluminu A, b) siluminu B, oraz c) siluminu C. Fig.3. Results of the ultimate elongation A 5 (mean in 5 measurements) for: a) silumin A; b) silumin B and c) silumin C.

5. ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ Uzyskane wyniki wskazują na podwyższenie właściwości mechanicznych siluminu AlSi17Cu3Mg po modyfikacji fosforem i po obróbce cieplnej w stosunku do stanu wyjściowego. Jak wynika z rysunku 1, najniższą twardość 125 HB stwierdzono dla siluminu o składzie A (tabl.1). Podwyższenie twardości HB dla stanu wyjściowego obserwuje się w miarę wzrostu procentowej zawartości krzemu. Dodatkowe podwyższenie twardości (do ~172 HB) uzyskano po modyfikacji i po obróbce cieplnej polegającej na przesycaniu i starzeniu według parametrów przedstawionych w tabeli 2. Wzrost ten należy tłumaczyć obecnością w siluminie dodatków miedzi i magnezu. Miedź zawarta w siluminach tłokowych występuje głównie w aluminiowym roztworze stałym i przez jego umocnienie wpływa korzystnie na zwiększenie twardości stopu, zwłaszcza w temperaturze podwyższonej. Część miedzi wprowadzona do stopu tworzy zazwyczaj różne, nie rozpuszczalne związki, głównie w połączeniu z Mg oraz Si np. Al 5 Mg 8 Cu 2 Si i Al 2 Cu [7]. Magnez zwiększa znacznie silniej twardość niż miedź. Umocnienie stopu w wyniku jego obróbki cieplnej opiera się głównie na procesach wydzieleniowych fazy Mg 2 Si [7]. Z przeprowadzonych badań wynika, że optymalne parametry obróbki cieplnej dla opracowanego siluminu nadeutektycznego są następujące: przesycanie 470 o C /4 h/ woda oraz starzenie o C /6 h/ powietrze. Rozpatrując rysunek 2 przedstawiający porównanie wytrzymałości na rozciąganie badanego siluminu można zauważyć, że maksymalną wartość wytrzymałości na rozciąganie uzyskuje się dla stopu o najwyższej procentowej zawartości krzemu (stop C). Po procesie modyfikacji i obróbce cieplnej R m jest o ~50% wyższe niż w przypadku stopu w stanie po odlaniu. Wydłużenie czasu starzenia wpływa na podwyższenie R m do wartości ~285 MPa. Wzrost ten należy tłumaczyć, podobnie jak w przypadku wzrostu twardości, procesami wydzieleniowymi faz Mg 2 Si oraz Al 2 Cu. Na rysunku 3 zamieszczono porównawcze wyniki wydłużenia A 5 badanego stopu. Z rysunku tego wynika, że średnia wartość wydłużenia w stanie po odlaniu wynosi ~1%, natomiast po modyfikacji i obróbce cieplnej A 5 wzrasta do wartości ~3%. 6. PODSUMOWANIE Na podstawie przeprowadzonych badań oraz dokonanej analizy potwierdzono korzystną rolę fosforu w procesie modyfikacji siluminów nadeutektycznych o pośredniej zawartości krzemu. Podwyższenie właściwości wytrzymałościowych jest wynikiem rozdrobnienia i równomiernego rozmieszczenia pierwotnych kryształów krzemu w objętości odlewu. Twardość badanych stopów po obróbce cieplnej według parametrów: przesycanie 470 o C ( 5 o C) /4 h/ woda, starzenie o C ( 10 o czyli A3; B3 oraz C3 C) /6 h/ powietrze mieści się w granicach od 170 do 172 HB i jest o ~35% wyższa od twardości w stanie wyjściowym. Wytrzymałość na rozciąganie rośnie wraz ze wzrostem czasu starzenia, osiągając najwyższą wartość ~285 MPa po 8 godzinach starzenia w temperaturze

o C. Najkorzystniejszym zespołem właściwości mechanicznych (po obróbce cieplnej) charakteryzuje się silumin nadeutektyczny o następującym składzie chemicznym: 18,27% Si; 2,86% Cu i 0,71% Mg (skład C w tabl. 1). Twardość maksymalna wynosi około 172 HB, R m ~285 MPa oraz wydłużenia A 5 ~3,0%. Właściwości te klasyfikują go jako tworzywo na odlewy dla przemysłu motoryzacyjnego, a zwłaszcza tłoków silników spalinowych. Obróbka cieplna siluminów, której celem jest wykorzystanie obecności w roztworze dodatków stopowych powinna być prowadzona w określonej temperaturze tak, aby nie nastąpiło nadtapianie niskotopliwych eutektyk, co mogłoby doprowadzić do wystąpienia dodatkowej porowatości oraz obniżenia właściwości mechanicznych siluminów. LITERATURA [1] Z. Poniewierski: Krystalizacja, struktura i właściwości siluminów, WNT Warszawa (1989). [2] P. Wasilewski: Siluminy Modyfikacja i jej wpływ na strukturę i właściwości, Krzepnięcie Metali i Stopów PAN Katowice, (1993). [3] Z. Górny: Odlewnicze stopy metali nieżelaznych, WNT Warszawa (1992). [4] A. Krupkowski, Z. Poniewierski: Rola fosforu w procesie modyfikacji siluminów nadeutektycznych, Arch. Hutnictwa XIII, nr 2, s. 823 (1968). [5] S. Pietrowski: Siluminy tłokowe, Monografia, Krzepnięcie Metali i Stopów PAN Komisja Odlewnictwa, z.29 (1997). [6] J. Piątkowski: Rozprawa doktorska pt. Wpływ dodatków stopowych oraz modyfikacji na strukturę i właściwości obrabianych cieplnie siluminów średnionadeutektycznych, Politechnika Śląska, Katowice, (2000). [7] R.F. Smart: Metallurgical aspects of aluminium-silicon eutectic piston alloys, The British Foundryman nr11 s. 430-466 (1971). SUMMARY INFLUENCE OF THE HEAT TREATMENT ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF THE AlSi17 ALLOY In this paper the results of the influence as the heat treatment on the mechanical properties: Brinell hardness HB, tensile strength R m and ultimate elongation A 5 of the AlSi17Cu3Mg alloy after modification phosphorus (CuP) were presented. Fig. 1 to 3 presented the influence of the heat treatment: on solution and quench ageing heat treatment in different experimental conditions (tabl.2) on mechanical properties. The established optimality parameters the heat treatment (solution 470 o C /4 h/ water and quench ageing o C /6 h/ air) are hardness about 172 HB, tensile strength about 285 MPa and ultimate elongation about 3%. Recenzował Prof. Przemysław Wasilewski