Livarski vestnik 56 / 2009 št. 2
Niko Rozman, Franc Zupanič, Mitja Petrič, Jože Medved, Primož Mrvar
Kokilno litje zlitine Al-Mn-Be-Cu
Grega Klančnik, Jožef Medved, Primož Mrvar, Vončina Maja
Vpliv recikliranja na strjevanje in razvoj mikrostrukture v zlitini AlSi9Cu3
Jaromir Roučka, Aleš Sláma, V. Kaňa, J. Makalouš, Radovan Koplík
Filtriranje aluminijevih zlitin
Niko Rozman, Franc Zupanič, Mitja Petrič, Jože Medved, Primož Mrvar
Kokilno litje zlitine Al-Mn-Be-Cu
Povzetek
Na podlagi raziskav zlitine Al-Mn-Be smo razvili zlitino Al-Mn-Be-Cu, ki že ob zmernih ohlajevalnih hitrostih vsebuje metastabilne kvazikristale. V tej raziskavi smo zlitino lili v kokile z različno velikostjo in obliko. Ugotavljali smo vpliv oblike forme na mikrostrukturo in posledično tudi trdoto zlitine. Mikrostrukturno analizo smo izvedli z vrstično elektronsko mikroskopijo in opravili EDS analizo faz.
Na podlagi pridobljenih rezultatom smo ugotovili naslednje:
Ikozaedrična kvazikristalna faza nastane tudi pri zmernih ohlajevalnih hitrostih, to je pri strjevanju v bakreni kokili. Pri litju v ploščato kokilo (1 mm) je v trdni raztopini na osnovi Al navzoča le kvazikristalna faza, ni pa nezaželenih intermetalnih faz med Al in Mn. Te se pojavijo le v središču vzorca, ki je lit v kokilo 4 mm. Kvazikristalna faza je v velikem deležu navzoča še v središču kokile s premerom 6 mm, medtem ko je v 8 mm kokili praktično ni.
Poleg kvazikristalne faze so v zlitini še trdna raztopina na osnovi Al (Al), intermetalni fazi Al2Cu in Al10Mn3. Kvazikristalna faza je lahko v obliki primarnih fasetiranih ali dendritno izoblikovanih delcev, lahko je tudi v okviru binarnega evtektika.
Vpliv hitrosti ohlajevanja in temperature pregretja taline na nastanek mikrostrukturnih sestavin je velik, zato je težko dobiti enakomerno porazdelitev in velikost kvazikristalov. Navzočnost kvazikristalov v zlitini in njihova porazdelitev v mikrostrukturi povzroči močno utrditev materiala. Kljub vsemu je potrebno še veliko dela pred izdelavo zahtevnih tankostenskih ulitkov iz te zlitine. Zato se bomo v nadaljevanju raziskave osredotočili na eksperimentalno merjenje ohlajevalnih krivulj pri litju v omenjene kokile in simulacijo litja.
Na podlagi pridobljenih rezultatom smo ugotovili naslednje:
Ikozaedrična kvazikristalna faza nastane tudi pri zmernih ohlajevalnih hitrostih, to je pri strjevanju v bakreni kokili. Pri litju v ploščato kokilo (1 mm) je v trdni raztopini na osnovi Al navzoča le kvazikristalna faza, ni pa nezaželenih intermetalnih faz med Al in Mn. Te se pojavijo le v središču vzorca, ki je lit v kokilo 4 mm. Kvazikristalna faza je v velikem deležu navzoča še v središču kokile s premerom 6 mm, medtem ko je v 8 mm kokili praktično ni.
Poleg kvazikristalne faze so v zlitini še trdna raztopina na osnovi Al (Al), intermetalni fazi Al2Cu in Al10Mn3. Kvazikristalna faza je lahko v obliki primarnih fasetiranih ali dendritno izoblikovanih delcev, lahko je tudi v okviru binarnega evtektika.
Vpliv hitrosti ohlajevanja in temperature pregretja taline na nastanek mikrostrukturnih sestavin je velik, zato je težko dobiti enakomerno porazdelitev in velikost kvazikristalov. Navzočnost kvazikristalov v zlitini in njihova porazdelitev v mikrostrukturi povzroči močno utrditev materiala. Kljub vsemu je potrebno še veliko dela pred izdelavo zahtevnih tankostenskih ulitkov iz te zlitine. Zato se bomo v nadaljevanju raziskave osredotočili na eksperimentalno merjenje ohlajevalnih krivulj pri litju v omenjene kokile in simulacijo litja.
Grega Klančnik, Jožef Medved, Primož Mrvar, Vončina Maja
Vpliv recikliranja na strjevanje in razvoj mikrostrukture v zlitini AlSi9Cu3
Povzetek
Aluminijeva zlitina AlSi9Cu3 se je uveljavila predvsem kot avtomobilska zlitina, poznana tudi pod imenom 226 zlitina (DIN 1725 t 2:1986). Zaradi dobre livnosti je ta aluminijeva zlitina namenjena predvsem za ulivanje bolj kompliciranih avtomobilskih delov, predvsem za ulivanje bloka motorja. Ker pa se zlitino AlSi9Cu3 večinoma reciklira, je bil namen preiskave določiti vpliv različno velikih kosov sekundarnega materiala (odpadkov) na samo kvaliteto taline, ki pa jo lahko spremljamo z ohlajevalnimi krivuljami z uporabo enostavne termične analize (ETA). Vpliv različne specifične velikosti sekundarnega materiala se je pokazal tudi na samo izoblikovanje makrostrukture in mikrostrukture. Določene metode so bile uporabljene za karakterizacijo: kemična analiza, enostavna termična analiza (ETA), simultana termična analiza (STA), termodinamična simulacija ravnotežnih faz in metalografska analiza. Ključne besede: zlitina AlSi9Cu3, recikliranje, termična analiza, termodinamika.
Jaromir Roučka, Aleš Sláma, V. Kaňa, J. Makalouš, Radovan Koplík
Filtriranje aluminijevih zlitin
Povzetek
Povzetek
Filtracijsko učinkovitost različnih vrst filtrov smo preskusili pri litju aluminijeve zlitine AlSi9Cu3. Za poskuse smo uporabili dvoslojne valovite tkaninske filtre tipa Gephal (izdelovalec Hüttenes-Albertus), penaste filtre iz keramičnih materialov na osnovi Al2O3 in SiC (gostote 20 in 30 ppi), kot tudi iztisnjene filtre z odprtimi luknjicami, različnih gostot in različnih velikosti odprtin, narejenih iz keramike Pyrostat. Za preskus smo zlitino vlili v preskusno kovinski formo, ki je predstavljala ulivni sistem z nameščenim filtrom. Ko je talina stekla skozi formo, je zlitina prosto stekla v zbirni lonček, postavljen na tehtalno napravo. Z zveznim tehtanjem med vlivanjem smo dobili oscilogram celotne mase ulite kovine in časovno odvisnost hitrosti litja. Ovrednotili smo ti dve odvisnosti in ju uporabili za ocenitev pretoka taline, vpliva filtra na livno zmogljivost in hidravlični odpor filtrov. Ujete vključke smo preiskali metalografsko in ugotavljali osnovni mehanizem filtriranja. Ugotovili smo, da je pri vseh vrstah filtrov imel filtrski kolač najpomembnejšo vlogo pri ločevanju vključkov. Globinsko filtriranje se je pojavilo pri penastih in tkaninskih filtrih; globinskega filtriranja pri filtrih s prostimi odprtinami pa praktično ni bilo.