Issuu on Google+

INSTYTUT ODLEWNICTWA PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA Tom L I

Nu me r 1

SPIS T REŚCI 1. TOMASZ REGUŁA, JERZY J. SOBCZAK, JERZY MORGIEL, PIOTR DUDEK, PIOTR DŁUGOSZ: Wpływ ciśnienia prasowania na charakterystyki mikrostrukturalne stopu AlSi7Mg ...........................................................................................

5

2. JAN PIELICHOWSKI, JERZY J. SOBCZAK, ZDZISŁAW ŻÓŁKIEWICZ, EDYTA HEBDA, ALEKSANDER KARWIŃSKI: Analiza termiczna polistyrenowego modelu odlewniczego ...............................................................................................

15

3. MARIA ŻMUDZIŃSKA, JANUSZ FABER, KATARZYNA PERSZEWSKA, ZDZISŁAW ŻÓŁKIEWICZ, ZBIGNIEW MANIOWSKI: Badania emisji produktów zgazowania modelu styropianowego w procesie lost foam w aspekcie środowiska pracy ....................................................................................................................

23

4. MAŁGORZATA WARMUZEK: Ewolucja mikrostrukturalna podczas przemiany perytektycznej: L+ Al6Mn(Fe) → α-Al + α(AlMnFe)Si w stopach AlFeMnSi .........

35


Wydawca: INSTYTUT ODLEWNICTWA

KOLEGIUM REDAKCYJNE: Jerzy Józef SOBCZAK (Redaktor Naczelny), Andrzej BALIŃSKI (Z-ca Redaktora Naczelnego), Andrzej BIAŁOBRZESKI, Zbigniew GÓRNY, Stanisława KLUSKA-NAWARECKA, Natalia SOBCZAK, Józef Szczepan SUCHY, Joanna MADEJ (Sekretarz Redakcji)

KOMITET NAUKOWY: Rajiv ASTHANA (USA), Józef DAŃKO, Ludmil DRENCHEV (Bułgaria), Natalya FROUMIN (Izrael), Edward GUZIK, Marek HETMAŃCZYK, Mariusz HOLTZER, Werner HUFENBACH (Niemcy), Jolanta JANCZAK-RUSCH (Szwajcaria), Olga LOGINOVA (Ukraina), Enrique LOUIS (Hiszpania), Luis Filipe MALHEIROS (Portugalia), Tadeusz MIKULCZYŃSKI, Sergei MILEIKO (Rosja), Kiyoshi NOGI (Japonia), Władysław ORŁOWICZ, Alberto PASSERONE (Włochy), Stanisław PIETROWSKI, Wojciech PRZETAKIEWICZ, Pradeep Kumar ROHATGI (USA), Sudipta SEAL (USA), Jan SZAJNAR, Michał SZWEYCER, Roman WRONA, Paweł ZIĘBA

Publikowane artykuły były recenzowane

Projekt okładki: ENTER GRAF, Kraków Skład komputerowy: Patrycja Rumińska Korekta wydawnicza: Marta Konieczna, Anna Samek-Bugno

ADRES REDAKCJI: „Prace Instytutu Odlewnictwa” 30-418 Kraków, ul. Zakopiańska 73 tel. (12) 261-83-81, fax (12) 266-08-70 http://www.iod.krakow.pl e-mail: jmadej@iod.krakow.pl © Copyright by Instytut Odlewnictwa Żadna część czasopisma nie może być powielana czy rozpowszechniana bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich

Printed in Poland ISSN 1899-2439


FOUNDRY RESEARCH INSTITUTE TRANSACTIONS OF FOUNDRY RESEARCH INSTITUTE Vol ume L I

Nu mb e r 1

CONTENTS 1. TOMASZ REGUŁA, JERZY J. SOBCZAK, JERZY MORGIEL, PIOTR DUDEK, PIOTR DŁUGOSZ: Effect of squeeze pressure on microstructural characteristics of the AlSi7Mg alloy ..............................................................................................

5

2. JAN PIELICHOWSKI, JERZY J. SOBCZAK, ZDZISŁAW ŻÓŁKIEWICZ, EDYTA HEBDA, ALEKSANDER KARWIŃSKI: The thermal analysis of polystyrene foundry model .............................................................................................................

15

3. MARIA ŻMUDZIŃSKA, JANUSZ FABER, KATARZYNA PERSZEWSKA, ZDZISŁAW ŻÓŁKIEWICZ, ZBIGNIEW MANIOWSKI: Comparative studies of the chemical composition of goldsmith objects from the collection of regional museum in Torun .......................................................................................................

23

4. MAŁGORZATA WARMUZEK: Microstructure evolution during peritectic L + Al6 Mn(Fe) → α-Al + α(AlMnFe)Si process in AlFeMnSi alloys .................................. 35 ..


Editor: FOUNDRY RESEARCH INSTITUTE

EDITORIAL BOARD: Jerzy Józef SOBCZAK (Editor-in-Chief), Andrzej BALIŃSKI (Assistant Editor), Andrzej BIAŁOBRZESKI, Zbigniew GÓRNY, Stanisława KLUSKA-NAWARECKA, Natalia SOBCZAK, Józef Szczepan SUCHY, Joanna MADEJ (Secretary)

SCIENTIFIC COMMITTEE: Rajiv ASTHANA (USA), Józef DAŃKO, Ludmil DRENCHEV (Bulgaria), Natalya FROUMIN (Israel), Edward GUZIK, Marek HETMAŃCZYK, Mariusz HOLTZER, Werner HUFENBACH (Germany), Jolanta JANCZAK-RUSCH (Switzerland), Olga LOGINOVA (Ukraine), Enrique LOUIS (Spain), Luis Filipe MALHEIROS (Portugal), Tadeusz MIKULCZYŃSKI, Sergei MILEIKO (Russia), Kiyoshi NOGI (Japan), Władysław ORŁOWICZ, Alberto PASSERONE (Italy), Stanisław PIETROWSKI, Wojciech PRZETAKIEWICZ, Pradeep Kumar ROHATGI (USA), Sudipta SEAL (USA), Jan SZAJNAR, Michał SZWEYCER, Roman WRONA, Paweł ZIĘBA

The articles published herein have been reviewed Graphic Design: ENTER GRAF, Kraków Computer Typesetting: Patrycja Rumińska Proofreading: Marta Konieczna, Anna Samek-Bugno

EDITORIAL OFFICE: ”Transactions of Foundry Research Institute” 30-418 Cracow, 73 Zakopianska Street tel. +48 (12) 261-83-81, fax +48 (12) 266-08-70 http://www.iod.krakow.pl e-mail: jmadej@iod.krakow.pl © Copyright by Instytut Odlewnictwa No part of this publication may be reproduced or distributed without the written permission of the copyright holder

Printed in Poland ISSN 1899-2439


PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA Tom LI

Rok 2011

Zeszyt 1

WPŁYW CIŚNIENIA PRASOWANIA NA CHARAKTERYSTYKI MIKROSTRUKTURALNE STOPU AlSi7Mg EFFECT OF SQUEEZE PRESSURE ON MICROSTRUCTURAL CHARACTERISTICS OF THE AlSi7Mg ALLOY

Tomasz Reguła, Jerzy J. Sobczak, Jerzy Morgiel, Piotr Dudek, Piotr Długosz Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Streszczenie W pracy przedstawiono wyniki badania wpływu ciśnienia zewnętrznego, wywieranego na metal w procesie prasowania w stanie ciekłym (squeeze casting), na strukturę stopu AlSi7Mg. Otrzymane rezultaty uzupełniono testami zwartości strukturalnej oraz badaniami twardości. Próbki do badań uzyskano na drodze odlewania badanego stopu AlSi7Mg do formy metalowej pod zróżnicowanym ciśnieniem, odpowiednio 0,1 (atmosferyczne), 75 i 150 MPa, wykorzystując prasę hydrauliczną typu PHM 160c. Zaobserwowano znaczący wpływ ciśnienia na średni rozmiar ziarna, a także na poziom twardości próbek, co świadczy o celowości stosowania metod ciekło-fazowych z wykorzystaniem ciśnienia zewnętrznego w aspekcie podniesienia właściwości wytwarzanych odlewów. Słowa kluczowe: ciśnienie zewnętrzne, proces prasowania w staniem ciekłym, badania twardości, metody ciekło-fazowe

Abstract The paper presents the results of studies on the effect of external pressure, applied on metal during squeeze casting process, on the structure of AlSi7Mg alloy. The obtained results were completed with examinations of structure compactness and hardness tests. The specimens for tests were obtained by casting the tested AlSi7Mg alloy to a die under different pressures, i.e. 0.1 (atmoshpheric pressure), and 75 and 150 MPa, using a hydraulic press of PHM 160c type. A significant effect of pressure on the average grain size and hardness of the samples was stressed, thus demonstrating the usefulness of liquid-phase methods with application of external pressure in improvement of the properties of castings produced. Key words: external pressure, squeeze castring process, squeeze casting, liquid-phase methods

5


PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA Tom LI

Rok 2011

Zeszyt 1

ANALIZA TERMICZNA POLISTYRENOWEGO MODELU ODLEWNICZEGO THE THERMAL ANALYSIS OF POLYSTYRENE FOUNDRY MODEL

Jan Pielichowski*, Jerzy J. Sobczak**, Zdzisław Żółkiewicz**, Edyta Hebda*, Aleksander Karwiński** *

Katedra Chemii i Technologii Tworzyw Sztucznych, Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej, Politechnika Krakowska, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków ** Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Streszczenie W artykule przedstawiono wyniki badań polistyrenowego modelu odlewniczego za pomocą metody termograwimetrycznej (TG). Badania przeprowadzono dla trzech rodzajów polistyrenu - krajowego Owipianu (Syntos Oświęcim), kopolimeru PS i PSX (Francja). Na podstawie przeprowadzonych badań TG określono przebieg rozkładu termicznego polistyrenowego modelu odlewniczego. Stwierdzono całkowitą degradację PS w zakresie temperatury 321–395°C. Przeprowadzono analizę kinetyki zgazowania i określono zależność wydatku gazów bazowego modelu polistyrenowego od temperatury. Słowa kluczowe: odlewnictwo, modele, polistyren, polimery, rozkład termiczny

Abstract The article presents the results of thermogravimetric (TG) investigations of a polystyrene foundry model. The study was conducted for three polystyrenes - Owipian (Syntos Oświęcim), copolymer PS and PSX (France). Next, TG analysis was performed for the prepared PS foundry model and the results obtained show that PS fully degrades in the temperature range of 321–395°C. Finally, kinetics of gasification and intensity of gas volatilization were investigated for PS foundry model. Key words: casting, foundry models, polystyrene, polymers thermal decomposition

15


PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA Tom LI

Rok 2011

Zeszyt 1

BADANIA EMISJI PRODUKTÓW ZGAZOWANIA MODELU STYROPIANOWEGO W TECHNOLOGII LOST FOAM W ASPEKCIE ŚRODOWISKA PRACY STUDYING THE EMISSION OF PRODUCTS FORMED DURING EVAPORATION OF POLYSTYRENE PATTERNS IN THE LOST FOAM PROCESS IN TERMS OF THE WORK ENVIRONMENT Maria Żmudzińska, Janusz Faber, Katarzyna Perszewska, Zdzisław Żółkiewicz, Zbigniew Maniowski Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Streszczenie W artykule zaprezentowano aspekt ekologiczny technologii modeli zgazowywanych. Przedstawiono wyniki badań środowiskowych przeprowadzonych na stanowisku doświadczalnym zalewania form ciekłym metalem oraz wybijania odlewów w procesie lost foam. Określono wpływ technologii modeli zgazowywanych na środowisko pracy. Słowa kluczowe: modele zgazowywane, technologia lost foam, środowisko pracy, NDS

Abstract The article presents the ecological aspects of the lost foam technology. The results of environmental tests carried out on an experimental stand for pouring of moulds with liquid metal and knocking out of castings in the lost foam process were presented. The influence of the lost foam technology on the work environment was determined. Keywords: lost foam patterns, lost foam technology, work environment, MAC

23


PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA Tom LI

Rok 2011

Zeszyt 1

MICROSTRUCTURE EVOLUTION DURING PERITECTIC L + Al6Mn(Fe) → α-Al + α-AlMnFeSi PROCESS IN AlFeMnSi ALLOYS EWOLUCJA MIKROSTRUKTURALNA PODCZAS PRZEMIANY PERYTEKTYCZNEJ: L + Al6Mn(Fe) → α-Al + α-AlMnFeSi W STOPACH AlFeMnSi Małgorzata Warmuzek Zespół Laboratoriów Badawczych, Instytut Odlewnictwa, Kraków

Abstract In this work, the course of peritectic L + Al6Mn(Fe) → α-Al + α-AlMnFeSi transformation taking place in AlFeMnSi alloys was traced. The specific microstructural effects in the transformed primary phase areas were revealed and identified. The transformation product situated inside the primary preperitectic Al6FeMn phase precipitates was identified as a lamellar mixture of the α-AlFeMnSi and α-Al phases, balanced volumetrically. The evolution of morphology in a peritectic α-AlMnFeSi phase observed in the examined specimens was related to the necessary exchange of components at interfaces, which are the site for nucleation and growth of transformation products. Both direction and range of the diffusion fluxes of individual components were identified. The distribution of transition metals between intermetallic phases during the progressing transformation was estimated and found to be related to both partition coefficient of components and alloy composition. Keywords: aluminium alloy, intermetallic phase, transition metals, peritectic transformation, microstructure

Streszczenie W pracy przedstawiono przebieg przemiany perytektycznej L + Al6Mn(Fe) → α-Al + α-AlMnFeSi. Przedstawiono zidentyfikowane, towarzyszące jej specyficzne efekty mikrostrukturalne w mikroobszarach przekształconej fazy pierwotnej. Produkt przemiany usytuowany w obrębie pierwotnego wydzielenia fazy Al6FeMn stanowi mieszaninę faz α-AlFeMnSi i α-Al zbilansowaną objętościowo. Ewolucja morfologiczna fazy α-AlFeMnSi obserwowana w badanych próbkach została odniesiona do procesu wymiany składników między fazami na powierzchniach międzyfazowych, które są miejscem zarodkowania i wzrostu produktów przemiany. Zidentyfikowano kierunek i zakres strumienia dyfuzyjnego pierwiastków wchodzących w skład faz uczestniczących w przemianie. Oszacowano dystrybucję metali przejściowych pomiędzy fazy międzymetaliczne powstające w kolejnych stadiach krystalizacji w zależności od współczynnika podziału i składu stopu. Słowa kluczowe: stopy aluminium, fazy międzymetaliczne, metale przejściowe, przemiana perytektyczna, mikrostruktura

35


Prace Instytutu Odlewnictwa