1.
R. Doepp*
*Inštitut za metalurgijo, Tehnična univerza v Clausthalu, Nemčija
PRISPEVEK K STRUKTURI IN LASTNOSTIM TEMPRANE LITINE

2.
J.H. Li1 and P. Schumacher1,2
1 Montanuniversität Leoben, Leoben, Avstrija
2 Avstrijski livarski raziskovalni inštitut, Leoben, Avstrija
RAZKRITJE MODIFICIRANJA EVTEKTSKEGA SI V ZLITINI AL Z NAPREDNO ELEKTRONSKO MIKROSKOPIJO

3.
Franc Zupanič, Gorazd Lojen, Tonica Bončnina
Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo, Slovenija
UPORABA FOKUSIRANEGA IONSKEGA SNOPA PRI KARAKTERIZACIJI LIVNIH AL-ZLITIN

4.
Jianmin Shi, Helge Pries, Elisabeth Stammen Klaus Dilger
Inštitut za spajanje in varilstvo, Tehniška univerza Braunschweig, Nemčija
KOROZIJA IN TRPEŽNOST ADHEZIVNO VEZANIH TLAČNO LITIH ALUMINIJEVIH ZLITIN

1.
R. Doepp*
*Inštitut za metalurgijo, Tehnična univerza v Clausthalu, Nemčija
PRISPEVEK K STRUKTURI IN LASTNOSTIM TEMPRANE LITINE

Izvleček

Temprana litina se je tako v preteklosti in tudi zdaj izkazala na podlagi kemijske sestave, lastnosti strjevanja, strukture in lastnosti, dobre možnosti pa ima tudi v prihodnje [29]. Zasluge za dognanja gredo tudi učiteljem, kolegom in sodelavcem v Aaachenu, Ennepetalu in Clausthalu.

Ta prispevek je namenjen livarjem po vsemsvetu, ki se s temprano litino srečujejo v praksi, pri raziskavah, razvoju in poučevanju. Dva kolega predstavnika sta bila g. Hans J. Heine, tehnični vodja društva livarjev temprane litine, Cleveland, Ohio, ZDA, in prof. dr. Milan Trbižan, inž., s Fakultete za naravoslovje in tehnologijo v Ljubljani ter Društvo livarjev Slovenije.

Ta prispevek je posvečen tudi našemu družinskemu podjetju Friedr. Ischebeck GmbH iz Ennepetala, Nemčija, ki ga je leta 1881 ustanovil naš pradedek Friedrich Ischebeck kot livarno za primeže, v kateri se je nato leta 1912 začela proizvodnja temprane litine, poznejšim dodatkom k sivi litini. Te 105-letne izkušnje s postopki, vezanimi na temprano litino, so naša vstopnica v prihodnost.

Izvleček

Sprememba evtektičnega Si iz kosmičaste v vlaknasto obliko je ključni dejavnik za izboljšanje lastnosti zlitin Al-Si. Mehanizem dvojčičenja zaradi nečistoč (ITT – impurity-induced twinning) in mehanizem povratnega roba dvojčične ploskve (TPRE – twin plane re-entrant edge) kot tudi zastrupitev mehanizma TPRE so na splošno sprejemljivi pod določenimi pogoji. Vendar pa IIT, TPRE ali zastrupitve mehanizma TPRE ni mogoče uporabiti za interpretacijo vseh opazovanj, ki spremljajo spreminjanje, kar pomeni, da lahko veljajo tudi drugi dejavniki. Ta članek ponuja pregled napredka sprememb evtektičnega Si s posebnim poudarkom na uporabi napredne elektronske mikroskopije. Več kot jasno je, da so lahko napredna elektronska mikroskopija vključno z visokokotnim obročastim detektorjem v temnem polju (HAADF) in spektroskopijo z izgubo energije elektronov (EELS) pri vrstični transmisijski elektronski mikroskopiji (STEM) ter tomografijo na atomsko sondo (APT) odlična orodja za pojasnitev mehanizma sprememb evtektičnega Si. Poleg uporabe napredne elektronske mikroskopije je zelo učinkovita tudi atomska simulacija, ki temelji na izračunu teorije gostotnega funkcionala (DFT), za pojasnitev lastnosti vezanja spreminjajočih elementov pri dvojčkih Si in učinka na dvojčičenje Si. Tako pri eksperimentalni kot simulacijski raziskavi smo odkrili, da imajo spreminjajoči elementi štiri različne vloge: (i) adsorpcija na presečišču faset Si, ki sproža mehanizem tvorbe IIT, (ii) adsorpcija na povratnem robu dvojčične ploskve, ki sproža mehanizem rasti TPRE, (iii) adsorpcija pred rastjo dvojčkov Si, ki sproža prehajanje snovi znotraj evtektičnega Si in (iv) segregacija na fronti med evtektičnim Si in evtektičnim Al, ki zavira rast evtektičnega Si. Prav tako je poudarjen pomen napredne elektronske mikroskopije (HAADF-STEM, EELS in APT) na področju strjevanja.

Ključne besede: zlitina Al-Si; nukleacije; rast; evtektično strjevanje; napredna elektronska mikroskopija; izračun teorije gostotnega funkcionala.

3.
Franc Zupanič, Gorazd Lojen, Tonica Bončnina
Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo, Slovenija
UPORABA FOKUSIRANEGA IONSKEGA SNOPA PRI KARAKTERIZACIJI LIVNIH AL-ZLITIN

Izvleček

Mikrostrukture livnih aluminijevih zlitin vsebujejo številne mikrostrukturne sestavine mikroali nanovelikosti. Za metalografsko analizo največ uporabljamo standardne metode, kot so svetlobna mikroskopija, vrstična in presevna elektronska mikroskopija s številnimi analitičnimi metodami ter rentgenska difrakcija. Dodatne informacije o mikrostrukturi pa nam omogoča tudi metoda dvojnega snopa: fokusiranega ionskega snopa (FIB) in elektronskega snopa (SEM). Fokusirani ionski snop (FIB; angl. Focussed Ion Beam) običajno galijevih ionov lahko pa tudi ioni drugih kovin nastane z ekstrakcijo v električnem polju in ima premer od nekaj nanometrov do mikrometrov. Pospešeni ioni ob trku z vzorcem izbijajo atome in tako odstranjujejo snov. Pri tem nastanejo različni signali, ki jih uporabimo za slikanje mikrostrukture. V kombinaciji s SEM lahko s FIB obdelujemo površino in jo hkrati s SEM upodobimo. V tem članku je predstavljena uporaba metode (FIB-SEM) pri metalografskih preiskavah izbranih aluminijevih livnih zlitin. Prednost te metode so predvsem prečni prerezi na točno določenih mestih ter odkrivanje razporeditve in oblike mikrostrukturnih sestavin pod površino vzorca. Na kratko je predstavljen tudi postopek izdelave serijskih rezov in prostorska (3D) rekonstrukcija mikrostrukture.

Ključne besede: aluminijeva zlitina, litje, fokusiran ionski snop, karakterizacija, mikrostruktura

Izvleček

Tlačno litje aluminijevih zlitin je privlačen proizvodni proces za izdelavo aluminijastih delov, ki se uporabljajo v avtomobilski, gradbeni ter letalski in vesoljski industriji. Združevanje tlačno litih aluminijastih komponent z drugimi strukturnimi deli s pomočjo adhezivnih sredstev še vedno predstavlja izziv zaradi kontaminacije ploskve ulitkov z mazivi pri ulivanju, ki je neločljivo povezana s procesom, in neenakomerne porazdelitve legirnih elementov po ploskvi. V tem članku bomo poročali o razvoju univerzalnih procesov predhodne kemijske obdelave za zanesljivo proizvodnjo adhezivno vezanih tlačno litih aluminijevih zlitin. Učinkovitost procesov predhodne kemijske obdelave smo ocenili s primerjavo morfologij ploskve in kemijskih sestav, korozijskih parametrov pred kemijsko obdelavo in po njej ter adhezijskih lastnosti v primeru staranja in brez njega. Prikazana je ocena procesa razvitih predhodnih kemijskih obdelav, vključno z razmaščevanjem v raztopinah NaOH, deoksidacijo v raztopini z žveplovo kislino in fluoridom ter pomakanjem v raztopine s heksafluorotitansko kislino pri tlačno litih komponentah v industriji.

Ključne besede: tlačno litje, aluminijeve zlitine, karakterizacija ploskve, korozija, adhezivna vezava, trpežnost