Izabela Krzak, Adam Tchórz, Zenon Pirowski, Krzysztof Jaśkowiec, Małgorzata Grudzień, Robert Purgert
StreszczenieW ramach prac projektu międzynarodowego realizowanego w Instytucie Odlewnictwa w Krakowie we współpracy z Energy Industries of Ohio opracowano technologię topienia w otwartym piecu indukcyjnym i grawitacyjnego odlewania nadstopów niklu. Dotychczas nadstopy te stosowane były wyłącznie jako przerabiane plastycznie.
Do kontroli jakości wykonanych odlewów ze stopu Haynes 282 (H282) zastosowano między innymi rentgenowską tomografię komputerową (ang. Computed Tomography, CT). Jest to metoda nieniszcząca, która łączy badania rentgenowskie z zaawansowaną technologią komputerową.
W niniejszej pracy zaprezentowano wybrane przykłady uzyskanych wyników badań zrealizowanych za pomocą rentgenowskiego tomografu komputerowego firmy GE Phoenix typu v/tome/x l-450 będącego na wyposażeniu Instytutu Odlewnictwa. Wszystkie operacje związane z obróbką danych z CT były wykonywane za pomocą oprogramowania datos/x - reconstruction i VGStudio Max 2.0.
Słowa kluczowe: rentgenowska tomografia komputerowa CT, nieciągłości strukturalne, nadstopy niklu, Haynes 282,
 Pobierz artykuł 2.96 MB >>
Marcin Myszka, Jerzy Zych, Tomasz Snopkiewicz
StreszczenieW pracy przedstawiono wyniki badań nad skłonnością stopów metali lekkich do tworzenia wad z grupy przerwy ciągłości - pęknięcia na gorąco (W-301) [1]. Są to stopy o małej lub umiarkowanej skłonności do pękania na gorąco. Tendencja jednak narasta, kiedy odlewy wykonywane są w formach metalowych lub mają duże wymiary. Większość metod badań skłonności do pęknięć, opracowanych przed wielu laty, nie dają możliwości pełnej oceny stopów. Skłoniło to autorów do opracowania na Wydziale Odlewnictwa AGH nowej metody i zbudowania nowego stanowiska badawczego. Na nowym stanowisku istnieje możliwość pomiaru naprężenia powstającego w próbce (odlewie) w czasie rzeczywistym - w czasie całego okresu krzepnięcia i stygnięcia. Umożliwiło to wyznaczenie chwili, w której następuje inicjacja i w dalszej kolejności propagacja pęknięcia oraz przy jakim naprężeniu cieplnym następuje przerwanie ciągłości odlewu. Dzięki temu uzyskuje się pełny obraz tworzenia się wady. W pracy przedstawiono wyniki badań przeprowadzone dla stopu odlewniczego AlSi7Mg (A356), który jest powszechnie stosowany w przemyśle motoryzacyjnym oraz lotniczym na korpusy przekładni napędu i charakteryzuje się niewielką skłonnością do pęknięć na gorąco.
Słowa kluczowe: pęknięcia na gorąco, przerwa ciągłości, skurcz, stanowisko badawcze,
Pobierz artykuł 2.08 MB >>
Viktoriya Boyko, Edward Czekaj, Małgorzata Warmuzek, Kostiantyn Mykhalenkov
StreszczenieWraz z rozwojem technologii odlewniczych stopów Al-Si-Mg, także kolejne grupy materiałów znajdują zastosowanie w odlewnictwie. Stopy odlewnicze Al-Mg-Si charakteryzują się korzystnymi właściwościami nie tylko technologicznymi, jak np. dobra lejność, ale także odpowiednio wysoką wytrzymałością i plastycznością w stanie lanym czy też odpornością na korozję. W układach równowagi Al-Si-Mg i Al-Mg-Si występują odpowiednio obszary krystalizacji eutektycznej L → αAl + βSi oraz L → αAl + Mg2Si. W stopach podeutektycznych metale przejściowe, takie jak: Ti, Zr, Sc, dodawane przede wszystkim w celu rozdrobnienia pierwotnej struktury ziarn dendrytycznych, mogą rozpuszczać się w pierwotnej fazie αAl i powodować jej umocnienie wydzieleniowe. W pracy został omówiony aktualny stan badań nad odlewniczymi stopami Al-Mg-Si. Przedstawiono wyniki badań własnych dotyczących wpływu dodatku Ti na mikrostrukturę stopu AlMg5Si2Mn, które były dyskutowane w ramach konferencji „Science and Technology" (2018) oraz wstępnie omówione w publikacji [1].
Słowa kluczowe: stopy aluminium, Al-Mg-Si układ równowagi, dodatki stopowe, modyfikatory eutektyki, wydzielanie, odlewanie,
Pobierz artykuł 3.3 MB >>
Tomasz Snopkiewicz, Jerzy Zych, Marcin Myszka
StreszczenieW artykule przedstawiono wyniki badań przebiegów erozyjno-mechanicznego ścierania (zużywania się) powierzchni modeli odlewniczych (próbek testowych) wykonanych z kilku rodzajów tworzyw modelarskich. Badaniami objęto: żywice modelarskie, drewno, drewno malowane i stopy Al-Si. Testy odporności przeprowadzono na nowym, autorskim urządzeniu do badania ścieralności abrazyjno-mechanicznej, w którym materiałem ciernym był suchy piasek formierski. Użycie wybranej frakcji piasku przybliża warunki testów do warunków pracy modelu/rdzennicy przy wytwarzaniu form lub rdzeni. Urządzenie umożliwia prowadzenie prób przy zachowaniu, na wybranym poziomie, takich parametrów, jak: siła nacisku na powierzchnię, szybkość przemieszczania ścierniwa, rodzaj ścierniwa i jego parametry. W artykule prezentowane są schematy i zdjęcia urządzenia oraz badane próbki. Dokonano porównania ścieralności opisanych materiałów, wyniki przedstawiono graficznie - na wykresach. Na podstawie oceny odporności na erozyjne ścieranie można wnioskować o trwałości i przydatności danego materiału jako tworzywa na model/rdzennicę. W artykule przedstawiono wyniki pilotażowych badań. Nowe, prototypowe urządzenie umożliwia prowadzenia badań w szerokim zakresie zmienności parametrów i może być polecane do badań również innych tworzyw pracujących w podobnych warunkach jak modele odlewnicze i rdzennice. Dotyczy to elementów urządzeń, w których występuje proces przemieszczania materiału ziarnistego po powierzchni elementu konstrukcji (np. przy transporcie fluidalnym piasku).
Słowa kluczowe: odporność na ścieranie, tarcie masa-model, usuwanie modeli z masy, materiały modelarskie,
Pobierz artykuł 3.53 MB >>
Mateusz Stachowicz, Patrycja Paduchowicz
StreszczenieW artykule podjęto tematykę wpływu podwyższonej temperatury na oliwinowe masy formierskie i rdzeniowe ze spoiwem nieorganicznym z grupy niemodyfikowanych gatunków uwodnionego krzemianu sodu. Sporządzone w warunkach laboratoryjnych masy na osnowie piasku oliwinowego formowano w kształtki prostopadłościenne do badania przemieszczenia wolnego końca rdzenia pomiarowego w warunkach otoczenia o podwyższonej temperaturze. W celu utwardzenia, wykonane z mas oliwinowych, kształtki poddawano szybkiemu nagrzewaniu mikrofalowemu w piecu z generatorem częstotliwości fali elektromagnetycznej f = 2,45 GHz i mocy wyjściowej 1000 W, w czasie 180 s. Badania przeprowadzono na kształtkach prostopadłościennych formowanych we wnęce o wymiarach: 25,9 × G × 120,4 mm, gdzie G = 6 lub 8, lub 10 mm. Pomiary przemieszczeń wolnego końca kształtek rdzeni pomiarowych przeprowadzono na zautomatyzowanym urządzeniu laboratoryjnym DMA Hot-Distortion. W trakcie pomiarów zastosowano trzy sposoby ogrzewania powierzchni prostopadłościennych kształtek spotykanych w technice pomiarowej odkształceń H-D (Hot Distortion Test): grzanie od dołu, grzanie od dołu i od góry (Modified Hot Distortion Test) oraz ogrzewanie tylko od góry. Przemieszczenie wolnego końca kształtek prostopadłościennych, w zależności od grubości oraz sposobów ogrzewania ich powierzchni, posłużyło do wstępnej oceny zachowania utwardzonych mikrofalowo mas oliwinowych z krzemianem sodu w warunkach otoczenia o podwyższonej temperaturze.
Słowa kluczowe: odlewnictwo, oliwinowa masa formierska, uwodniony krzemian sodu, odkształcenie plastyczne, nagrzewanie mikrofalowe,
Pobierz artykuł 1.98 MB >>
Jadwiga Kamińska, Michał Angrecki, Aleksander Palma, Sabina Puzio
StreszczenieRosnące wymagania odbiorców odlewów dotyczące dokładności wymiarowej oraz chropowatości powierzchni odlewów wymuszają na producentach (odlewniach) stosowanie powłok ochronnych na formy i rdzenie. Celem nanoszenia powłok jest: zabezpieczenie przed przypalaniem się (przywarciem) tworzywa formy do odlewu, zmniejszenie chropowatości powierzchni odlewów, ułatwienie usunięcia odlewu z wnęki formy. W artykule przedstawiono wyniki badań nowej generacji powłok wieloskładnikowych, przeprowadzone zgodnie z polską normą PN-H-11011:1997. Zbadano gęstość badanych powłok, zawartość substancji suchej, wskaźnik sedymentacji oraz ilość wydzielanych przez powłoki gazów. Przeprowadzono również wytopy mające na celu określenie wpływu zastosowanych powłok na jakość powierzchni zewnętrznej odlewów staliwnych.
Słowa kluczowe: powłoki ochronne, masy formierskie, stopy żelaza, jakość powierzchni odlewów,
Pobierz artykuł 1.62 MB >>
Mateusz Stachowicz
StreszczenieW pracy podjęto próbę wyjaśnienia zjawisk towarzyszących powstawaniu i niszczeniu połączeń klejonych elementów form i rdzeni, w których jako kleje zastosowano mieszaninę niemodyfikowanego uwodnionego krzemianu sodu o module molowym 2,9 (SiO2/Na2O) i nośnika, którym był bardzo drobny piasek kwarcowy. Mieszaniny sporządzanych klejów wykonano według własnych propozycji składu i opisów patentowych. Na podstawie dostępnych danych literaturowych opracowano metodykę wytwarzania i badania wytrzymałości na rozciąganie połączeń klejonych z użyciem dzielonych kształtek ósemkowych typu dog-bone. Przeznaczone do klejenia połówki kształtek ósemkowych typu dog-bone wykonano z utwardzonej mikrofalowo kwarcowej masy z uwodnionym krzemianem sodu o module molowym 2,5 (SiO2/Na2O). Do utwardzenia klejonych połączeń również zastosowano metodę nagrzewania falą elektromagnetyczną o częstotliwości 2,45 GHz. Wyniki badań zrywania sklejonych połówek kształtek typu dog-bone, w ich najmniejszym przekroju, odniesiono do prób wytrzymałości standardowych kształtek ósemkowych oraz do połączeń klejonych znanych z opisów patentowych. Wyniki badań obciążeń krytycznych połączeń klejonych uzupełniono obserwacjami SEM po próbach rozciągania. Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono, że wytrzymałość takich połączeń przewyższa wytrzymałość masy formierskiej, a destrukcja sklejonych kształtek ósemkowych odbywa się w strefach przy powierzchniach, na które naniesiono sporządzone nieorganiczne kleje.
Słowa kluczowe: odlewnictwo, masa formierska i rdzeniowa, rdzenie odlewnicze, uwodniony krzemian sodu, klej,
Pobierz artykuł 1.9 MB >>
Zenon Pirowski
StreszczeniePraca powstała w wyniku realizacji projektu pt. „Konwersja technologiczna stopów niklu pracujących w ekstremalnych warunkach". Projekt ten, nr umowy TANGO2/340100/NCBR/2017 z dnia 28.04.2017 r., realizowany jest przez Instytut Odlewnictwa w Krakowie w ramach Programu TANGO2. Powstał on na bazie Projektu Międzynarodowego Niewspółfinansowanego nr 721/N-NICKEL/2010/0 pt. „Określenie wpływu procesu technologicznego na jakość odlewów z nadstopów niklu dla potrzeb energetyki, chemii i motoryzacji".
W części pierwszej pracy scharakteryzowano pokrótce nikiel i jego stopy w aspektach historycznym, geologicznym, ekonomicznym i ekologicznym. Jednak głównym zagadnieniem, który poruszono, w tej części pracy, jest sklasyfikowanie stopów niklu, zarówno pod kątem składu chemicznego (rodzaju głównych dodatków stopowych), jak też zastosowania w określonych warunkach eksploatacyjnych. Do prac badawczych wybrano stopy IN740 oraz H282. Wyniki tych prac omówione zostaną w części drugiej artykułu.
Słowa kluczowe: konwersja, stopy niklu, zasoby, produkcja, klasyfikacja,
Pobierz artykuł 1.87 MB >>
Zenon Pirowski
StreszczenieCelem drugiej części podjętych prac było wykonanie odlewów użytkowych z żarowytrzymałych stopów niklu, tradycyjnie przerabianych plastycznie, przeznaczonych do eksploatacji w ekstremalnie trudnych warunkach. Omówiono związane z tym problemy technologiczne i uzyskane efekty, tak w zakresie właściwości odlanych stopów, jak i jakości otrzymanych odlewów.
Przedmiotem badań były stopy Inconel 740 (IN740) i Haynes 282 (H282), które stosowane są dotychczas wyłącznie jako stopy przerabiane plastycznie. Podjęto próby topienia ich w otwartym piecu indukcyjnym i odlewania grawitacyjnego. Wykazano, że właściwości mechaniczne tak otrzymanych stopów są w wysokiej temperaturze porównywalne, a nawet przewyższają właściwości ich odpowiedników przerabianych plastycznie. Potwierdzono, że przy zachowaniu odpowiednio dobrze opracowanego reżimu technologicznego możliwe jest wykonywanie z tych stopów odlewów dobrej jakości, przeznaczonych do pracy w temperaturze znacznie przekraczającej 760°C.
Słowa kluczowe: konwersja technologiczna, stopy żarowytrzymałe, stopy niklu, topienie, odlewanie,
Pobierz artykuł 2.05 MB >>
|
