ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA SILUMINÓW WIELOSKŁADNIKOWYCH

Podobne dokumenty
SILUMIN OKOŁOEUTEKTYCZNY Z DODATKAMI Cr, Mo, W i Co

SILUMIN NADEUTEKTYCZNY Z DODATKAMI Cr, Mo, W i Co

KONTROLA STALIWA GXCrNi72-32 METODĄ ATD

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY PODEUTEKTYCZNYCH STOPÓW UKŁADU Al-Si

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK9

ANALIZA KRYSTALIZACJI STOPU AlMg (AG 51) METODĄ ATND

OCENA KRYSTALIZACJI STALIWA METODĄ ATD

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

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE SILUMINU AlSi17Cu3Mg

MODYFIKACJA STOPU AK64

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

MODYFIKACJA TYTANEM, BOREM I FOSFOREM SILUMINU AK20

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AlSi7

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AK132

MODYFIKACJA SILUMINU AK20 DODATKAMI ZŁOŻONYMI

WPŁYW RODZAJU SILUMINU I PROCESU TOPIENIA NA JEGO KRYSTALIZACJĘ

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

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlSi13Cu2 WYTWARZANYCH METODĄ SQUEEZE CASTING

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA MIKROSTRUKTURĘ SILUMINÓW

KRYSTALIZACJA EUTEKTYKI W SILUMINACH NADEUTEKTYCZNYCH

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY STOPÓW Al-Si

OKREŚLANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK20 NA PODSTAWIE METODY ATND

OKREŚLENIE TEMPERATURY I ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W STOPACH Al-Si

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE I TRYBOLOGICZNE SILUMINU NADEUTEKTYCZNEGO PO OBRÓBCE CIEPLNEJ

WPŁYW DODATKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW OBRÓBKI CIEPLNEJ SILUMINU ALSi17

ZMĘCZENIE CIEPLNE STALIWA CHROMOWEGO I CHROMOWO-NIKLOWEGO

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTUR I MORFOLOGI PRZEŁOMÓW SILUMINU AK64

WPŁYW WYBRANYCH CZYNNIKÓW TECHNOLOGICZNYCH NA STOPIEŃ ZAGAZOWANIA SILUMINÓW

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

OKREŚLENIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK132 NA PODSTAWIE METODY ATND.

SZACOWANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK9 NA PODSTAWIE METODY ATND

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

MONITOROWANIE PRODUKCJI I KONTROLA JAKOŚCI STALIWA ZA POMOCĄ PROGRAMU KOMPUTEROWEGO

KONTROLA STALIWA NIESTOPOWEGO METODĄ ATD

WSKAŹNIK JAKOŚCI ODLEWÓW ZE STOPU Al-Si

KRYSTALIZACJA SILUMINU AK20 PO MODYFIKACJI FOSFOREM I SODEM

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNE STALIWA W STANIE STAŁYM

MODYFIKACJA SILUMINU AK20. F. ROMANKIEWICZ 1 Politechnika Zielonogórska,

KRYSTALIZACJA I MIKROSTRUKTURA BRĄZU CuAl10Fe5Ni5 PO RAFINACJI

KRYSTALIZACJA SILUMINU AlSi17 Z DODATKIEM Cr, Co i Ti

WPŁYW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI MATERIAŁU NA GRUBOŚĆ POWŁOKI PO ALFINOWANIU

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 5.4

REJESTRACJA PROCESÓW KRYSTALIZACJI METODĄ ATD-AED I ICH ANALIZA METALOGRAFICZNA

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

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

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

ODPORNO NA KOROZJ WIELOSKŁADNIKOWYCH STOPÓW NA OSNOWIE Al-Mg

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

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WYBRANE WŁASNOŚCI STALIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

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

WPŁYW MAGNEZU I BIZMUTU NA MODYFIKACJĘ STOPU AlSi7 DODATKIEM AlSr10

WPŁYW WARUNKÓW PRZESYCANIA I STARZENIA STOPU C355 NA ZMIANY JEGO TWARDOŚCI

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

BADANIA MATERIAŁOWE ODLEWÓW GŁOWIC SILNIKÓW

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

ĆWICZENIE Nr 2/N. 9. Stopy aluminium z litem: budowa strukturalna, właściwości, zastosowania.

ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

WPŁYW ZABIEGÓW USZLACHETNIANIA NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

SKURCZ TERMICZNY ŻELIWA CHROMOWEGO

BADANIA DYLATOMETRYCZNE STOPU Cu-Zn-Al-Si. A. GRZEBYK 1 Instytut Techniki, Uniwersytet Rzeszowski Rzeszów, ul. Rejtana 16A

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

MODYFIKACJA STOPU Al-Si12 PROSZKIEM ZE STOPU Al-Si12

OKREŚLENIE METODĄ KALORYMETRII SKANINGOWEJ ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W ŻELIWIE SZARYM

KRZEPNIĘCIE KOMPOZYTÓW HYBRYDOWYCH AlMg10/SiC+C gr

OKREŚLENIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

BADANIA NAPRĘŻEŃ SKURCZOWYCH W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

DOBÓR PARAMETRÓW OBRÓBKI CIEPLNEJ STOPU AlSi7Mg0,3

LEJNOŚĆ KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlMg10 Z CZĄSTKAMI SiC

STRUKTURA ŻELIWA EN-GJS W ZALEŻNOŚCI OD MATERIAŁÓW WSADOWYCH

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

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

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

WYSOKOWYTRZYMAŁ Y SILUMIN CYNKOWO-MIEDZIOWY

ZMIANA WYBRANYCH WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK9 PO OBRÓBCE METALOTERMICZNEJ

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

FOTOELEKTRYCZNA REJESTRACJA ENERGII PROMIENIOWANIA KRZEPNĄCEGO STOPU

TWARDOŚĆ, UDARNOŚĆ I ZUŻYCIE EROZYJNE STALIWA CHROMOWEGO

MONITOROWANIE PRODUKCJI I KONTROLA JAKOŚCI STOPÓW ODLEWNICZYCH Z WYKORZYSTANIEM METODY ATD

ŻELIWO NI-RESIST O OBNIŻONEJ ZAWARTOŚCI NIKLU

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

PRZESTRZENNY MODEL PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO MASY FORMIERSKIEJ

PARAMETRY STEREOLOGICZNE WĘGLIKÓW W ŻELIWIE CHROMOWYM W STANIE SUROWYM I AUSTENITYZOWANYM

ATLAS STRUKTUR. Ćwiczenie nr 25 Struktura i właściwości materiałów kompozytowych

BADANIA DYFRAKCYJNE WARSTWY ALFINOWANEJ NA STOPACH ŻELAZA

KRYSTALIZACJA, STRUKTURA ORAZ WŁAŚCIWOŚCI TECHNOLOGICZNE STOPÓW I KOMPOZYTÓW ALUMINIOWYCH

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

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

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

METODYKA PRZYGOTOWANIA OCENY JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO Z ZASTOSOWANIEM METODY ATD

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA PARAMETRY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO

IDENTYFIKACJA CHARAKTERYSTYCZNYCH TEMPERATUR KRZEPNIĘCIA ŻELIWA CHROMOWEGO

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

Wykład 8. Przemiany zachodzące w stopach żelaza z węglem. Przemiany zachodzące podczas nagrzewania

Badania właściwości zmęczeniowych bimetalu stal S355J2- tytan Grade 1

WPŁYW OBCIĄŻEŃ ZMĘCZENIOWYCH NA WYSTĘPOWANIE ODMIAN POLIMORFICZNYCH PA6 Z WŁÓKNEM SZKLANYM

OCENA PROCESU ODLEWANIA I OBRÓBKI CIEPLNEJ STOPOWEGO STALIWA KONSTRUKCYJNEGO METODĄ ANALIZY TERMICZNEJ I DERYWACYJNEJ

KOMPLEKSOWA MODYFIKACJA SILUMINU AlSi7Mg

KRZEPNIĘCIE STRUGI SILUMINU AK7 W PIASKOWYCH I METALOWYCH KANAŁACH FORM ODLEWNICZYCH

Transkrypt:

75/14 Archives of Foundry, Year 2004, Volume 4, 14 Archiwum Odlewnictwa, Rok 2004, Rocznik 4, Nr 14 PAN Katowice PL ISSN 1642-5308 ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA SILUMINÓW WIELOSKŁADNIKOWYCH R. WŁADYSIAK 1 Politechnika Łódzka, Katedra Systemów Produkcji, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 ŁÓDŹ, STRESZCZENIE W pracy przedstawiono wyniki badań dylatometrycznych siluminów z dodatkami magnezu niklu i miedzi w stanie surowym i po obróbce cieplnej. Stwierdzono, że bad a- ne siluminy posiadają histerezę zmian współczynnika rozszerzalności cieplnej liniowej pomiędzy nagrzewaniem i chłodzeniem oraz zmienną intensywność rozszerzalności cieplnej. Cechy te ulegają zmniejszeniu w wyniku obróbki cieplnej z wielokrotnym starzeniem. Key words: silumin, TDA, linear expansion, heat treatment, hysteresis. 1. WSTĘP Ze względu na zmęczeniowy charakter pracy przy dużych obciążeniach mech a- nicznych i zmiennych w szerokim zakresie temperatury obciążeniach cieplnych, wytwarzane tłoki, głowice i korpusy silników spalinowych wymagają wysokowytrzymałych siluminów o dużej stabilności własności mechanicznych oraz wymiarowej w zakresie temperatury pracy. Rozszerzanie cieplne metali i stopów powodowane jest niesymetrycznością sił międzyatomowych w sieci krystalicznej, na którą wpływa szereg czynników: naprężenia w materiale, defekty kryształów i obecność atomów pierwiastków składowych stopu i istniejący w odlewie stan przesycenia roztworu stałego [1, 2]. Celem pracy jest poznanie: wartości, przebiegu zmienności w funkcji temperatury oraz możliwości zmniejszenia współczynnika rozszerzalności cieplnej odlewów wytwarzanych z siluminów wieloskładnikowych z dodatkami magnezu, niklu i miedzi. 1 dr inż., rwlady@mail.p.lodz.pl

551 2. METODYKA BADAŃ Skład chemiczny badanych siluminów przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1. Skład chemiczny badanych siluminów Table 1. Chemical composition of researched silumins Skład chemiczny, % Lp. Si Mg Cu Ni Mn Fe Ti 1 11,62 1,01 1,11 1,10 <0,2 <0,5 <0,2 2 12,44 1,10 1,51 0,92 <0,2 <0,6 <0,1 3 16,96 0,93 1,05 3,32 <0,6 <0,8 <0,2 Badaniom poddano siluminy: podeutektyczny i okołoeutektyczny oznaczone w tablicy numerami 1 i 2 oraz silumin nadeutektyczny - nr 3. Siluminy zawierały w swoim składzie magnez, miedź i nikiel w ilości około 1%. Jedynie silumin nr 3 zawierał zwiększoną do 3,32% ilość niklu. Siluminy modyfikowano fosforem, tytanem i borem oraz rafinowano argonem. Badanie współczynnika liniowej rozszerzalności cieplnej α przeprowadzono poddając próbki siluminów procesowi nagrzewania z temperatury 100 o C do 300 o C oraz chłodzeniu ponownie do temperatury 100 o C. Części silników spalinowych jak głowice oraz tłoki pracują w zakresie temperatury otoczenia do 300 o C. Dokładność badań dylatometrycznych określana jest od temperatury 100 C stąd wyżej opisany zakres temperatury prowadzonych badań. Badania próbek w stanie surowym i po obróbce cieplnej wykonano przy użyciu Dylatometru Automatycznego DA-2 firmy Z-TECH. Proces obróbki cieplnej składał się z przesycania polegającego na nagrzaniu odlewu do temperatury 500 o C, wygrzewanie przez 4h i studzeniu w wodzie oraz starzenia przez 8h w temperaturze 250 o C i powolnym studzeniu z piecem. Przeprowadzono również proces drugiej obróbki cieplnej polegającej tylko na starzeniu tj. wygrzewaniu materiału przez 8h w temp 250 o C i powolnym studzeniu z piecem. 3. WYNIKI BADAŃ Mikrostrukturę i krzywe analizy współczynnika siluminu nr 1 pokazano na rysunku 1. Silumin ten krystalizuje jako podeutektyczny a jego mikrostruktura składa się z tworzonych kolejno: dendrytów fazy i eutektyk: +, +Mg 2 Si+, + Al 3 Ni+ i +Al 2 Cu+. Charakterystyki współczynnika podczas nagrzewania i chłodzenia w zakresie temperatury 100 300 C przecinają się kilkakrotnie. Prawdopodobnie jest to powodowane zapoczątkowaniem procesów wydzieleniowych faz przejściowych już w temperaturze około 150 C. Wydzielanie faz podczas nagrzewania powoduje

552 chwilowy wzrost intensywności wydłużania próbki natomiast przy ochładzaniu powoduje gwałtowne skrócenie. W rezultacie w wyniku przesycenia roztworu atomami Mg, Ni, Cu, Si charakterystyka rozszerzalności cieplnej składa się z obszarów o różnej intensywności. a) b), 10-6 K -1 22 20 18 16 105,3; 15,8 grzanie chłodzenie 200,7; 17,9 200,5; 17,4 290,2; 18,7 290,4; 18,6 14 105,6; 15,5 12 10 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 t, o C Rys. 1. Mikrostruktura (x400) a) i krzywe analizy współczynnika rozszerzalności cieplnej siluminu nr 1 podczas nagrzewania i chłodzenia po przesycaniu i starzeniu. Fig. 1. Microstructure (x400) a) and linear expansion coefficient analysis curves b) of silumin No 1, as-cast condition, during heating and cooling. Współczynnik α przyjmuje wartości z zakresu 15,5 18,7 x10-6 K -1. Jego histereza zmienia się w dużym zakresie osiągając maksymalną wartość =1,2 x10-6 K -1

553 w temperaturze 229 C. Zmiana intensywności przebiegu współczynnika wraz z temperaturą występuje podczas nagrzewania w temperaturze 176 C a podczas chłodzenia w temperaturze ok. 230 C. Na rysunku 2 przedstawiono mikrostrukturę oraz wyniki badań współczynnika liniowej rozszerzalności cieplnej siluminu nr 2. a) b) 22 20 chłodzenie grzanie 290; 20,2, 10-6 K -1 200; 18,2 291; 19,3 18 105; 16,8 200; 18,1 16 105; 16,7 14 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 t, C Rys. 2. Mikrostruktura pow. x 400 a) i krzywe analizy współczynnika rozszerzalności cieplnej siluminu nr 2 w stanie surowym podczas nagrzewania i chłodzenia Fig. 2. Microstructure (x400) a) and linear expansion coefficient analysis curves b) of silumin No 2 as-cast condition, during heating and cooling.

554 Mikrostruktura badanego siluminu składa się z dendrytów fazy eutektyki podwójnej + oraz powodowanych obecnością magnezu, niklu i miedzi eutektyk potrójnych +Mg 2 Si+, + Al 3 Ni+ i +Al 2 Cu+. Krzywe grzania i chłodzenia w zakresie temperatury 100 300 C przebiegają blisko siebie. Współczynnik α w zakresie temperatury 100 300 C przyjmuje odpowiednio wartości 16,7 20,2 x10-6 K -1. Średnia wartość histerezy wynosi =0,11 x10-6 K -1. Przebieg obu charakterystyk w przeważającej części jest odpowiednio ciągłym wzrostem lub zmniejszaniem współczynnika α w funkcji temperatury. W temperaturze 246 C na krzywej chłodzenia występuje zmiana intensywności zmniejszania się współczynnika wraz z obniżaniem temperatury. Silumin ten w porównaniu z siluminem nr 1 charakteryzuje się mniejszą maksymalną histerezą, co prawdopodo b- nie jest wynikiem większej intensywności procesów wydzieleniowych uzasadnionych zwiększonymi ilościami magnezu i miedzi w stosunku do siluminu nr 1. Wyniki badań siluminu nadeutektycznego w stanie surowym przedstawiono na rysunku 3. Struktura siluminu zawiera przedeutektycznie wydzielone kryształy ścianowe fazy (krzemu) oraz krystalizujące następnie eutektyki: +, +Mg 2 Si+, + Al 3 Ni+ i +Al 2 Cu+. Krzywe zmian współczynnika podczas nagrzewania i chłodzenia w funkcji temperatury wykazują niestabilny przebieg zarówno dla zakresów: 100 150 C i 250 300 C wartości temperatury. Współczynnik α przyjmuje wartości 14,4 18,6 x10-6 K -1, co oznacza zmniejszenie zakresu zmienności i obniżenie maksymalnej wartości w porównaniu z siluminami 1 i 2. Maksymalna histereza zmian występuje w temperaturze 229 C osiągając wartość =1,1 x10-6 K -1. Zmiana intensywności przebiegu współczynnika wraz z temperaturą występuje zarówno podczas nagrzewania jak i chłodzenia w temperaturze ok. 243 C. Badane siluminy poddano dwukrotnie obróbce cieplnej. Pierwotnie wyko nane przesycanie i starzenie spowodowało, jak to pokazano na rysunku 4 przykładowo dla siluminu nr 3, zmianę mikrostruktury w wyniku koalescencji i koagulacji faz wydzielonych przedeutektycznie jak i w eutektyce. Na charakterystykach współczynnika badanych siluminów wystąpiło zmniejszenie zakresu jego zmian, przykładowo dla siluminu n adeutektycznego = 14,7 17,4 x10-6 K -1, oraz wzrost stabilności przebiegu współczynnika. Jego charakter po obróbce cieplnej szczególnie dla zakresu chłodzenia najlepiej op i- suje linia prosta. Ponowne przeprowadzenie starzenia badanych siluminów (250 C/8h) spowodowało niewielkie, lecz dalsze zwiększenie stabilności przebiegu charakterystyk współczynnika i zmniejszenie histerezy zmian pomiędzy nagrzewaniem i chłodzeniem siluminu. Jak wynika z przeprowadzonych badań siluminy okołoeutektyczne (nr 1 i 2) charakt e- ryzują się większymi wartościami współczynnika (15,5 20,2 x10-6 K -1 ) w badanym zakresie temperatury niż silumin nadeutektyczny (14,4 18,6 x10-6 K -1 ). Każdy z badanych stopów szczególnie w stanie surowym wykazuje w zakresie temperatury 229 246 C zmianę intensywności przebiegu charakterystyki współczynnika.

555 a) b) Rys. 3. Mikrostruktura (x400) a) i krzywe analizy współczynnika rozszerzalności cieplnej siluminu nr 3 w stanie surowym podczas grzania i chłodzenia Fig. 3. Microstructure (x400) a) and linear expansion coefficient analysis curves b) of silumin No 3 as-cast condition, during heating and cooling. Mniejsza wartość współczynnik rozszerzalności cieplnej badanego siluminu nadeutektycznego zawierającego 16,96% Si, 0,93% Mg, 1,05% Cu, 3,32% Ni prawdopodobnie spowodowana jest przede wszystkim hamującym działaniem krzemu. Z porównania współczynnika aluminium ( 200 =26 x10-6 K -1 ) i krzemu ( 200 =3,3 x10-6 K -1 ) [1] wynika, że krzem posiada kilkakrotnie mniejszą rozszerzalność cieplną niż aluminium. Jego obecność powoduje, że faza podlega ściskaniu. Siły ściskające rosnąc wraz z temperaturą powodują odkształcenie plastyczne fazy.

556 Natomiast podczas ochładzania skurcz roztworu nie jest w stanie zrekompensować odkształceń plastycznych dając w rezultacie wewnętrzny stan naprężeń rozciągających i wzrost histerezy współczynnika. a) b) a, 10-6 K -1 20 18 16 chlodzenie grzanie 201; 16,5 105; 14,7 201; 16,2 290; 17,4 290; 17,3 14 105; 14,5 12 10 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 t, o C Rys. 4. Mikrostruktura (x400) a) i krzywe analizy współczynnika rozszerzalności cieplnej siluminu nr 3 podczas nagrzewania i chłodzenia po przesycaniu i starzeniu Fig. 4. Microstructure (x400) a) and linear expansion coefficient analysis curves b) of silumin No 3 during heating and cooling of quench ageing sample Dodatkowo z przeprowadzonych badań wynika, że w siluminach wieloskładnikowych istotny wpływ na współczynnik i jego histerezę wywierają fazy Al 2 Cu, Al 2 (MgCu) i Mg 2 Si oraz przesycenie roztworu stałego pierwiastkami Si, Mg, Cu, Ni, Fe w siluminie spowodowane szybkim stygnięciem w kokilach podczas odlewania. Wobec tego zmiana intensywności rozszerzalności cieplnej w temperaturze 229 246 C jest równoznaczna z zakresem wydzielania się z roztworu maksymalnej ilości faz

557 międzymetalicznych: przejściowych, i równowagowych zawierających Si, Mg, Ni i Cu. Zastosowana obróbka cieplna prowadząc do wcześniejszego wydzielenia się st a- bilnych faz międzymetalicznych daje wzrost stabilności charakterystyki współczynnika i zmniejszenie jego histerezy. Zagadnienie to jest szczególnie ważne dla siluminów przeznaczonych odpowiedzialne części maszyn cieplnych takich jak elementy silników spalinowych. Ich wzrost stabilności wymiarowej pozwala podwyższyć dokładność wykonania wpływając bezp o- średnio na wzrost osiągów i wydłużenie stabilnej eksploatacji maszyny. 4. WNIOSKI Z przedstawionych badań wynikają następujące wnioski: nadeutektyczny silumin wieloskładnikowy posiada mniejszy współczynnik rozszerzalności cieplnej niż siluminy okołoeutektyczne, siluminy z dodatkami magnezu, niklu, miedzi posiadają histerezę rozszerzalności cieplnej pomiędzy nagrzewaniem i chłodzeniem, obróbka cieplna: przesycanie i starzenie prowadzi do stabilizacji rozszerzalności cieplnej siluminu w zakresie temperatury 100 300 C, zminimalizowanie histerezy współczynnika można uzyskać przez obróbkę cieplną z wielokrotnym starzeniem w podwyższonej temperaturze. LITERATURA [1] Pietrowski S.: Siluminy. Podręczniki akademickie, Wydawnictwo PŁ, Łódź, 2001. [2] Pietrowski S., Władysiak R., Pisarek B.: Materiały na tłoki o różnych parametrach oraz ich badania strukturalne. Praca badawcza zlecona przez Instytut Lotnictwa w Warszawie, Łódź, 1993 SUMMARY LINEAR EXPANSION OF MULTICOMPONENT SILUMINS The results of investigation of silumins with Mg, Ni, Cu additives after single and double heat treatment with dilatometric method were presented at the paper. It was found that researched silumins have a hysteresis of linear expansion coefficient between heating and cooling curves and variable insity of thermal expans ion. These features can be reduced by heat treatment with multiple artificial ageing. Recenzował Prof. Andrzej Jopkiewicz