Wpływ chromu na proces krystalizacji, mikrostrukturę i właściwości siluminu podeutektycznego

W pracy przedstawiono wyniki badań siluminu podeutektycznego z dodatkiem chromu przeznaczonego do odlewania pod ciśnieniem. W charakterze stopu wyjściowego zastosowano silumin o składzie chemicznym zbliżonym do siluminu gatunku EN AC-46000. W celu wprowadzenia chromu do siluminu wyjściowego zastosowano zaprawę AlCr15. Ilość siluminu wyjściowego oraz zaprawy AlCr15 dobrano w proporcjach pozwalających na uzyskanie w stopie zawartości Cr około 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 i 0,5% wag. W ramach realizacji pracy zbadano zarówno silumin wyjściowy, jak również siluminy z dodatkiem chromu. Przedstawiono wyniki analizy termicznej i derywacyjnej ATD (ang. Differential Thermal Analysis - DTA), przeprowadzonej w celu zbadania procesu krystalizacji siluminów. Pokazano mikrostrukturę siluminów odlewanych do próbnika ATD oraz ciśnieniowo. Określono podstawowe właściwości mechaniczne siluminów odlewanych pod ciśnieniem. Przedstawione wyniki analizy ATD wykazały wpływ dodatku chromu na przebieg procesu krystalizacji badanego siluminu. Na krzywych ATD siluminu wyjściowego występują trzy efekty cieplne wywołane odpowiednio krystalizacją roztworu stałego α(Al), oraz dwóch eutektyk α + Al₁₅(Fe,Mn)₃Si₂ + β i α + Al₂Cu + AlSiCuFeMnMgNi + β. Wprowadzenie chromu w ilości około 0,2% wag. spowodowało wystąpienie na krzywej derywacyjnej dodatkowego efektu cieplnego pochodzącego od krystalizacji fazy międzymetalicznej zawierającej chrom. Krystalizacja tej fazy zachodzi przed wydzielaniem się z cieczy dendrytów fazy α(Al). Analiza mikrostruktury siluminów odlewanych do próbnika ATD wykazała pojawienie się wydzieleń „nowej” fazy w siluminach zawierających 0,2% wag. lub więcej Cr. Wraz z pojawieniem się na krzywych ATD dodatkowego efektu cieplnego oraz „nowej” fazy w mikrostrukturze siluminu zauważono brak fazy Al₁₅(Fe,Mn)₃Si₂. W siluminach odlewanych ciśnieniowo dodatek chromu również spowodował powstanie „nowej” fazy międzymetalicznej. Faza ta pojawia się przy zawartości około 0,3% wag. lub większej Cr. Ma ona morfologię zbliżoną do ścianowej. Wraz z podwyższaniem ilości chromu rozmiary tej fazy znacząco się zwiększają. Badania podstawowych właściwości mechanicznych siluminów odlewanych pod ciśnieniem wykazały, że dodatek Cr daje możliwość znaczącego podwyższenia głównie wytrzymałości na rozciąganie Rm i wydłużenia względnego A. Pierwiastek ten w mniejszym stopniu wpłynął na podwyższenie twardości HB. Wartości umownej granicy plastyczności R_p0,2 siluminu wyjściowego i siluminów z podwyższoną zawartością chromu nie zmieniają się istotnie. Najwyższe właściwości mechaniczne uzyskano dla siluminów zawierających około 0,2 i 0,3% wag. Cr.

Pobierz artykuł 2.24 MB >>