Livarski vestnik 62/2015 št. 1
Franc Zupanič1, Carlos A. Nunes2, Gilberto C. Coelho2, Paula L. Cury2, Gorazd Lojen1, Christian Gspan3, Tonica Bončina1
1 University of Maribor, Faculty of Mechanical Engineering, Maribor
2 University of Sao Paulo, Department of Materials Engineering - School of Engineering, Estrada Municipal do Campinho,
3 Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik 8010 Graz, Steyrergasse 17/III, Austria
1 University of Maribor, Faculty of Mechanical Engineering, Maribor
2 University of Sao Paulo, Department of Materials Engineering - School of Engineering, Estrada Municipal do Campinho,
3 Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik 8010 Graz, Steyrergasse 17/III, Austria
P. MRVAR1, D. MITROVIČ2, J. MEDVED1, A. KRIŽMAN3, M.PETRIČ1
1 Oddelek za materiale in metalurgijo, Naravoslovnotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani, Aškerčeva 12, 1000 Ljubljana, Slovenija
2Livar d.d,
3Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo
1 Oddelek za materiale in metalurgijo, Naravoslovnotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani, Aškerčeva 12, 1000 Ljubljana, Slovenija
2Livar d.d,
3Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo
Dr. Konrad J. Papis, dipl. inž., ETH*,**; Sabine Tunzini, dipl.inž.*, dr. Werner Menk, ETH*
*Georg Fischer Automotive AG, Amsler-Laffon-Strasse 9, CH-8201 Schaffhausen **avtor za korespondenco
*Georg Fischer Automotive AG, Amsler-Laffon-Strasse 9, CH-8201 Schaffhausen **avtor za korespondenco
K. Dilger, H. Pries, T. Schuchardt
Inštitut za spajanje in varjenje, Tehnološka univerza Braunschweig, Braunschweig, Nemčija
Inštitut za spajanje in varjenje, Tehnološka univerza Braunschweig, Braunschweig, Nemčija
Franc Zupanič1, Carlos A. Nunes2, Gilberto C. Coelho2, Paula L. Cury2, Gorazd Lojen1, Christian Gspan3, Tonica Bončina1
1 University of Maribor, Faculty of Mechanical Engineering, Maribor
2 University of Sao Paulo, Department of Materials Engineering - School of Engineering, Estrada Municipal do Campinho,
3 Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik 8010 Graz, Steyrergasse 17/III, Austria
MIKROSTRUKTURA KONTINUIRNO ULITE NIKLJEVE DENTALNE ZLITINE
Izvleček
Nikljeve zlitine, ki jih kontinuirno ulijemo, imajo več prednosti v primerjavi s klasično ulitimi zlitinami. Njihova mikrostruktura je bolj drobna, kar zagotavlja boljše mehanske lastnosti, prav tako pa so stroški za kontinuirno litje manjši. V tem delu smo se posvetili predvsem karakterizacije lite mikrostrukture. Preiskana zlitina je bila taljena v vakuumski indukcijski peči ter vertikalo kontinuirno lita. Palice premera 10 mm smo raziskali s svetlobnim mikroskopom, vrstičnim in presevnim elektronskim mikroskopom ter energijskodisperzijsko spektroskopijo rentgenskih žarkov. Mikrostruktura je bila sestavljena iz dvofazne osnove (izločki γ' v nikljevi trdni raztopini) ter nizkotaljivega evtektika. Prispevek obravnava tudi procese, ki potekajo med strjevanjem.
Ključne besede: kontinuirno litje, nikljeva zlitina, dentalna zlitina, mikrostruktura.
Ključne besede: kontinuirno litje, nikljeva zlitina, dentalna zlitina, mikrostruktura.
na vrh
P. MRVAR1, D. MITROVIČ2, J. MEDVED1, A. KRIŽMAN3, M.PETRIČ1
1 Oddelek za materiale in metalurgijo, Naravoslovnotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani, Aškerčeva 12, 1000 Ljubljana, Slovenija
2Livar d.d,
3Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo
TEHNOLOGIJA IZDELAVE IN KARAKTERIZACIJA GRADIENTNEGA ULITKA
Izvleček
Ta prispevek obravnava izdelavo sestavljenih ulitkov za valje, ki se imenujejo tudi gradientni ulitki. Izdelavna tehnologija je kombinacija vodoravnega centrifugalnega litja legirane bele litine (dve fazi) in težnostnega litja jeder v tretji fazi. Pri industrijskem postopku litja je potekalo sistematično vzorčevanje za različne preiskave: kemične analize, termodinamično računanje ravnotežnih faz s programi TCW in Computerm, dilatometrija v trdnem stanju, izračuni gostot izločenih mikrostrukturnih sestavin po programu TAPP 2.2, linearne meritve trdote, ugotavljanje mehanskih lastnosti pri sobni temperaturi in višjih temperaturah, svetlobna in elektronska mikroskopija, računanje procesa litja pri vseh treh fazah po metodi končnih elementov. Delovna plast valja je izdelana iz bele litine, legirane s kromom, medtem ko je jedro iz sive litine s kroglastim grafitom (SGI). Glavni poudarek je na srednji plasti, ki je narejena iz sive litine z luskastim grafitom. Mikrostrukturne sestavine so bile določene kvalitativno in kvantitativno. Gostote vsake od mikrostrukturnih sestavin so bile izračunane po zgoraj omenjenih programih. Ugotovljeno je bilo, da se gostote avstenita in karbidov tipa M7C3 med seboj razlikujejo za okoli 0,3 kg/dm3, kar vpliva na porazdelitev mikrostrukturnih sestavin po prerezu valja zaradi centrifugalnih sil. Merjene in izračunane so bile tudi notranje napetosti v ulitku. Pojasnjeni so bili vplivi nehomogene porazdelitve karbidov v prvi in drugi plasti ter vpliv jedra iz SGI na mehanske lastnosti ulitka skupaj z notranjimi napetostmi.
Ključne besede: gradientni ulitki, bela litina, siva litina s kroglastim grafitom, računanje litja in napetosti, karakterizacija mikrostrukture
na vrh
Dr. Konrad J. Papis, dipl. inž., ETH*,**; Sabine Tunzini, dipl.inž.*, dr. Werner Menk, ETH*
*Georg Fischer Automotive AG, Amsler-Laffon-Strasse 9, CH-8201 Schaffhausen **avtor za korespondenco
RAZVOJ DUKTILNE LITINE ZA UPORABO PRI VISOKIH TEMPERATURAH
Izvleček
Od novih vrst duktilne litine se zahteva, da izpolnjujejo zahteve po zmanjševanju velikosti motorjev z notranjim izgorevanjem in povečanju delovne temperature. Prispevek opisuje razvoj novih feritnih duktilnih litin, odpornih pri višjih temperaturah, njihove lastnosti, serijske uporabe in najnovejše dosežke pri razvoju materialov.
Zmanjševanje velikosti bencinskih in dizelskih motorjev z notranjim izgorevanjem prispeva k zmanjšanju emisij CO2. Konstruiranje manjših motorjev z notranjim izgorevanjem s povečanimi močmi vodi do višjih temperatur izpušnih plinov. Pri osebnih vozilih te presegajo 850 oC pri bencinskih motorjih in celo 1050 oC pri bencinskih motorjih s turbopolnilniki. Toplotna izolacija ščiti okolico motorjev, a še bolj omejuje delovne razmere izoliranih vročih delov.
Feritne silicijeve in molibdenove duktilne litine so v Evropi standardizirane s standardom EN-16124. Vendar lastnosti teh materialov niso dovolj dobre, da bi se materiali uporabljali za najnovejše zmanjšane motorje z notranjim izgorevanjem. Na osnovi SiMo-duktilne litine so se razvili novi feritni materiali s ciljem povišati temperaturo pretvorbe ferit-avstenit, povečati trdnost pri visokih temperaturah in odpornost proti oksidaciji.
Zmanjševanje velikosti bencinskih in dizelskih motorjev z notranjim izgorevanjem prispeva k zmanjšanju emisij CO2. Konstruiranje manjših motorjev z notranjim izgorevanjem s povečanimi močmi vodi do višjih temperatur izpušnih plinov. Pri osebnih vozilih te presegajo 850 oC pri bencinskih motorjih in celo 1050 oC pri bencinskih motorjih s turbopolnilniki. Toplotna izolacija ščiti okolico motorjev, a še bolj omejuje delovne razmere izoliranih vročih delov.
Feritne silicijeve in molibdenove duktilne litine so v Evropi standardizirane s standardom EN-16124. Vendar lastnosti teh materialov niso dovolj dobre, da bi se materiali uporabljali za najnovejše zmanjšane motorje z notranjim izgorevanjem. Na osnovi SiMo-duktilne litine so se razvili novi feritni materiali s ciljem povišati temperaturo pretvorbe ferit-avstenit, povečati trdnost pri visokih temperaturah in odpornost proti oksidaciji.
K. Dilger, H. Pries, T. Schuchardt
Inštitut za spajanje in varjenje, Tehnološka univerza Braunschweig, Braunschweig, Nemčija
PODALJŠANJE ŽIVLJENJSKE DOBE KOKIL IZ JEKLA ZA DELO V VROČEM ZA TLAČNO LITJE S POPRAVLJALNIM VARJENJEM Z ELEKTRONSKIM CURKOM OB INTEGRIRANI LOKALNI TOPLOTNI OBDELAVI
Izvleček
Na ekonomsko učinkovitost celotnega procesa tlačnega litja bistveno vpliva življenjska doba uporabljene kokile. Takšne kokile so med postopkom litja stalno izpostavljene velikim toplotnim, mehanskim, kemičnim in tribološkim cikličnim obremenitvam. Te obremenitve lahko povzročajo različne napake na kokili ali v kokili, zato se občutno skrajša njihova življenjska doba. Če se proizvodnja nenačrtovano ustavi zaradi kritične napake v kokili, je popravljalno varjenje pogosto edini način med proizvodnjo za njeno ponovno uporabo. Sedaj se za takšna rutinska popravila največ uporablja TIG-varjenje ali plazemsko varjenje. Vendar so te standardne tehnike popravljalnega varjenja nezadostne za zanesljivost in zato se z njimi ne doseže zanesljivo podaljšanje življenjske dobe. Proces popravljalnega varjenja namesto ponovne izdelave kokile je vsekakor ekonomsko in tehnično izvedljiv, če se varjenje uporabi takoj, in zanesljiv, s čemer se v zadostni meri podaljša življenjska doba.
Glavni cilj tega prispevka je razvitje tehnologije za popravo lokalno poškodovanih orodij za litje s poudarkom na metalurških lastnostih, da se s tem dosežejo boljše lastnosti v primerjavi s standardnimi tehnikami popravljalnega varjenja, kot je TIG-varjenje ali plazemsko varjenje. Tehnika varjenja z elektronskim curkom dovoljuje spremenljivo, potrebam prilagojeno načrtovanje toplotne bilance in uporabo dodajnih materialov. Zato se jo lahko imenuje popravljalno varjenje za jekla, ki se industrijsko uporabljajo za delo v vročem. Prispevek se začenja s pregledom značilnih vrst poškodb kokil. Poleg tega bodo pojasnjene metode navadnega popravljalnega varjenja kokil, kot sta TIG-varjenje ali plazemsko varjenje, v primerjavi z varjenjem z elektronskim curkom. Prispevek tudi pojasnjuje tehniko in možnosti varjenja z elektronskim curkom kot način popravljalnega varjenja. Za zaključek bodo prikazani trenutni doseženi rezultati in predstavljene nadaljnje raziskave.
Glavni cilj tega prispevka je razvitje tehnologije za popravo lokalno poškodovanih orodij za litje s poudarkom na metalurških lastnostih, da se s tem dosežejo boljše lastnosti v primerjavi s standardnimi tehnikami popravljalnega varjenja, kot je TIG-varjenje ali plazemsko varjenje. Tehnika varjenja z elektronskim curkom dovoljuje spremenljivo, potrebam prilagojeno načrtovanje toplotne bilance in uporabo dodajnih materialov. Zato se jo lahko imenuje popravljalno varjenje za jekla, ki se industrijsko uporabljajo za delo v vročem. Prispevek se začenja s pregledom značilnih vrst poškodb kokil. Poleg tega bodo pojasnjene metode navadnega popravljalnega varjenja kokil, kot sta TIG-varjenje ali plazemsko varjenje, v primerjavi z varjenjem z elektronskim curkom. Prispevek tudi pojasnjuje tehniko in možnosti varjenja z elektronskim curkom kot način popravljalnega varjenja. Za zaključek bodo prikazani trenutni doseženi rezultati in predstavljene nadaljnje raziskave.