|
|
1. 2. 3. 4. |
1.
P. Hofer-Hauser, R. Gschwandtner, M. Berbic:
VPLIV LOKALNEGA HLAJENJA NA NASTAJANJE FINIH POVRŠINSKIH RAZPOK IN RAZPOK V MATRIČNIH VLOŽKIH HPDC
Povzetek
Orodja za visokotlačno litje so v industrijski proizvodnji izpostavljena različnim pojavom, ki povzročajo obrabo. Poleg erozivne in abrazivne obrabe zaradi visokih hitrosti pretoka taline so prisotni tudi pojavi, ki nastanejo zaradi neposrednega stika ulite zlitine z orodnim jeklom. Po eni strani so to termo-kemični učinki zaradi neposrednega stika tekoče kovine s površino, kar povzroča raztapljanje jekla z difuzijskimi učinki. To se imenuje tudi spajanje s kalupom. Po drugi strani pa proces cikličnega značaja povzroča nehomogena temperaturna polja in hitre temperaturne spremembe, zlasti na površini orodja. To povzroča velike toplotne napetosti in termo-mehansko utrujenost materiala. V življenjski dobi orodja se lahko pojavijo napake, kot so popuščanje zaradi toplote, napetostne razpoke ali lomljenje. V tem delu je bil analiziran vpliv različnih metod hlajenja na termo-mehanske obremenitve v vložkih za kalupe iz HPDC. Opravljena je bila numerična študija toplotnih in mehanskih obremenitev v razpršilno hlajenih, trajno hlajenih in pulzno hlajenih vložkih jedra, da bi ocenili učinke teh treh pristopov. Da bi opredelili termo-mehanske poškodbe v vložkih za kalupe v pogojih, ki so blizu resničnemu industrijskemu procesu, so bili izvedeni poskusi na preskusni napravi. Vpliv vrste orodnega jekla, metode izdelave (konvencionalna in aditivna proizvodnja), stanja površine hladilnega kanala in toplotne obdelave vložkov je bil ocenjen z optično mikroskopijo in merjenjem trdote. Rezultati teh preskusov so predstavljeni v tem delu. Med testiranimi vzorci je bilo mogoče opaziti jasno razliko v obnašanju obrabe. Zlasti pri pulzno hlajenih vzorcih je bilo mogoče opaziti občuten padec trdote, kar vodi do hipoteze, da nastanek poškodb v vložkih za kalupe iz HPDC ni povezan samo z absolutnimi obremenitvami, temveč tudi z degradacijo materiala med življenjskim ciklom orodja.
2.
R. Kleinhans, C. Jugert, A. Bissinger, F. Noweck, M. Pintore:
PRILOŽNOSTI IN MOŽNOSTI NEPOSREDNE UPORABE ODPADNEGA MATERIALA V LIVARNAH ALUMINIJA
Povzetek
Ponovna uporaba odpadkov v livarnah lahkih kovin je neizogibna zaradi potrebe po učinkovitosti surovin in zmanjšanja izpustov plinov z velikim potencialom globalnega segrevanja. Splošno znano je, da znaša potreba po energiji za ponovno taljenje aluminija samo 7–8 % energije, potrebne za proizvodnjo primarnega aluminija.
Izrabljeni (EoL – End of Life) izdelki imajo nični ogljični odtis. Zato je mogoče pričakovati skoraj linearno korelacijo med količino odpadkov in zmanjšanjem izpustov. V sektorju majhnih in srednje velikih livarn bomo razvili pristop, s katerim bo mogoče vsaj 30 % potreb po materialu pokriti z odpadki. Poleg zmanjšanja izpustov CO2 je mogoče močno zmanjšati tudi stroške.
En del tega pristopa se osredotoča na natančnejše razvrščanje za pridobitev večjih količin različnih razredov zlitin. Poleg konvencionalnih metod, kot so spektrometrija lasersko vzbujene plazme (LIBS – Laser-Induced Breakdown Spectroscopy), rentgenske metode in razvrščanje z optično emisijsko spektrometrijo (OES – Optical Emission Spectroscopy), bi lahko ena rešitev temeljila na fotometričnem postopku, ki je povezan z zbirko podatkov o materialu. Drugi del se osredotoča na uresničljive lastnosti materiala med ponovnim taljenjem in litjem. Če vzamemo primer ponovnega taljenja aluminijastih platišč, glav valjev in pločevine različnih kakovostnih razredov, lahko dokažemo, da visoka stopnja učinkovitosti ni v nasprotju z neposredno uporabo odpadnega materiala v livarnah. Soočiti se je treba z več težavami, npr. obdelavo premazov in nečistoč, kot sta olje in premog. Obdelave talin se izvaja v skladu z industrijskimi standardi. To pomeni, da postopek vključuje razplinjanje z mešalom, udrobnjevanje in modifikacijo aluminijevo-silicijevih zlitin. Obdelavi s soljo se zaradi velikih količin žlindre izogibamo. Postopek je torej zaradi zmanjšane potrebe po odstranjevanju odpadkov tudi manj zapleten.
Posebej razvita rešitev programske opreme podpira shranjevanje odpadne kovine in vodi skozi postopek taljenja za talitev določene zlitine z ustreznimi količinami vhodnih materialov. Upoštevali smo vedenje in učinek legirnih elementov na lastosti kot tudi inženirske standarde za zlitine lahkih kovin. Močan pozitiven učinek odpadnega materiala je mogoče končno potrditi z analizo življenjskega cikla (LCA) v skladu s standardom DIN EN ISO 14040.
Ključne besede: aluminij, recikliranje, sekundarni aluminij, znižanje potenciala globalnega segrevanja, dekarbonizacija, taljenje odpadkov, izrabljeni izdelki, razvrščanje
3.
L. Mrkobrada, I. Jandrlić, F. Kozina, T. Brlić:
PLASTIČNE NESTABILNOSTI PRI OBDELAVI ZLITINE AlMg
Povzetek
Med plastično deformacijo večine kovinskih materialov poteka normalen tok materiala v delu materiala, ki ga imenujemo deformacijska cona. Izjeme obstajajo pri nekaterih zlitinah, kjer je proces plastične deformacije nestabilen in pri določenih parametrih plastične obdelave prihaja do nehomogenega plastičnega toka. Primeri takih nestabilnosti so nehomogene plastične deformacije, kot so Lűdersovi pasovi in Portevin-Le Chatelierjev učinek, ki se pojavljajo v obliki deformacijskih pasov. Takšne nestabilnosti povzročajo težave pri predelavi kovin v končne izdelke. Ta raziskava se osredotoča na določitev vrste nestabilnosti v oblikovani zlitini AlMg. Vizualizacija pretoka materiala, merjenje premikov in deformacij med statičnim nateznim preskusom je bila izvedena z metodo digitalne korelacije slik (DIC). Rezultati nateznih preskusov so pokazali ponavljajoča se nihanja na krivulji napetosti in obremenitve med plastično deformacijo. Analiza DIC je pokazala nehomogeno deformacijo med preskusom, kar je vodilo k razumni domnevi, da je bila opažena nestabilnost Portevin-Le Chatelierjev učinek. Da bi preučili mehanizme deformacije, smo na vzorcih posneli mikrostrukturo pred, med in po širjenju s pasom PLC. Strukturna analiza je pokazala, da deformacija poteka z gibanjem dislokacij, kar kaže njihova povečana gostota na sprednji strani PLC in za sprednjo stranjo po prehodu.
Ključne besede: plastične nestabilnosti, zlitina AlMg, Portevin-Le Chatelierjev učinek, digitalna korelacija slik