WPŁYW MAGNEZU I BIZMUTU NA MODYFIKACJĘ STOPU AlSi7 DODATKIEM AlSr10

Transkrypt

1 29/17 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rok 2005, Rocznik 5, Nr 17 Archives of Foundry Year 2005, Volume 5, Book 17 PAN - Katowice PL ISSN WPŁYW MAGNEZU I BIZMUTU NA MODYFIKACJĘ STOPU AlSi7 DODATKIEM AlSr10 F. ROMANKIEWICZ, R. ROMANKIEWICZ Uniwersytet Zielonogórski, ul. Podgórna 50, Zielona Góra STRESZCZENIE Badania wykazały, że bizmut ogranicza efekt modyfikacji siluminu AlSi7 strontem. 1. WPROWADZENIE S. Engler i współpracownicy [1,2] zwrócili uwagę, że wśród surowców wtórnych do produkcji stopów aluminium, w tym również siluminów, często trafiają się materiały złomowe zawierające znaczny udział bizmutu. Bizmut znajduje zastosowanie w produkcji stopów aluminium o dobrej skrawalności [3] oraz do wytwarzania aluminiowych stopów łożyskowych [1]. Udział bizmutu w stopach pierwszej grupy wynosi 0,2-0,6%, natomiast w drugiej grupie nawet do 10%. S. Engler i współpracownicy [1,2] stwierdzili, że bizmut w stopach Al-Si już przy zawartości 100 ppm dostrzegalnie wpływa na pogorszenie efektu modyfikacji (uszlachetniania krzemu eutektycznego) przy użyciu sodu. Zwiększenie udziału bizmutu do 350 ppm istotnie ogranicza efekt modyfikacji. Kierując się powyższymi spostrzeżeniami postanowiono w niniejszym opracowaniu, zbadać wpływ bizmutu na efekt modyfikacji siluminu przy użyciu strontu. Key words: silumin, modification, bismth Prof. dr hab. inż., f.romankiewicz@ibem.uz.zgora.pl Mgr inż., r.romankiewicz@ibem.uz.zgora.pl 239

2 2. OPIS BADAŃ 2.1. Topienie i modyfikacja Do badań użyto stopu AlSi7 w gąskach o następującym składzie chemicznym: 7,3% Si; 0,106% Fe; 0,035% Ti; 0,013% Mg; 0,002% Mn, reszta Al. Topienie metalu przeprowadzono w piecu indukcyjnym przy użyciu tygli grafitowo - szamotowych. Zabiegi modyfikacji przeprowadzono przy przegrzaniu kąpieli metalowej do temperatury 1003K (730C). Dodatki modyfikujące wprowadzano w postaci wstępnego stopu AlSr10. Warunki modyfikacji podano w tabeli 1. Efekty modyfikacji oceniono w oparciu o badania metalograficzne przeprowadzone na próbkach 35 mm odlewanych w metalowej kokili po upływie 10 min od momentu dodania modyfikatora Badania efektu modyfikacji Efekt modyfikacji stopu AlSi7 oceniano w oparciu o badania zmian mikrostruktury oraz właściwości mechanicznych. Wyniki badań struktury ilustrują rysunki Analiza przedstawionych mikrofotografii struktur dowodzi, że stop AlSi7 z ograniczonym udziałem magnezu (rys. 1-3) oraz z dodatkiem 0,3% magnezu (rys. 4-6) wykazał efekt zmodyfikowania. Tablica 1. Warunki modyfikacji i właściwości mechaniczne stopu AlSi7 Table. 1. Conditions of modification and mechanical properties of AlSi7 alloy Dodatki stopowe Dodatek modyfikatora Nr wytopu Właściwości % AlSr10 mechaniczne Mg Bi % Rm MPa A5 % HB 0,3 0,3 0,3 0,3 0,08 0,15 0,08 0,15 0,08 0,15 0,08 0, ,1 5,7 13,1 4,8 10,4 8,2 8,1 10,5 7,1 7,0 14,9 7,

3 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rys. 1. Mikrostruktura stopu AlSi7 w stanie niemodyfikowanym: Fig. 1. Microstructure of alloy AlSi7 no modified: Rys. 2. Mikrostruktura stopu AlSi7 zmodyfikowanego dodatkiem 0,08% AlSr10: Fig. 2. Microstructure of alloy AlSi7 modified with 0,08% AlSr10: Rys. 3. Mikrostruktura stopu AlSi7 zmodyfikowanego dodatkiem 0,15% AlSr10: Fig. 3. Microstructure of alloy AlSi7 modified with 0,15% AlSr10: 241

4 Rys. 4. Mikrostruktura stopu AlSi7 z udziałem 0,3% Mg w stanie niemodyfikowanym: Fig. 4. Microstructure of alloy AlSi7 with 0,3% Mg no modified: Rys. 5. Mikrostruktura stopu AlSi7 z udziałem 0,3% Mg zmodyfikowanego dodatkiem 0,08% AlSr10:. Fig. 5. Microstructure of alloy AlSi7 with 0,3% Mg modified with 0,08% AlSr10:. Rys. 6. Mikrostruktura stopu AlSi7 z udziałem 0,3% Mg zmodyfikowanego dodatkiem 0,15% AlSr10:. Fig. 6. Microstructure of alloy AlSi7 with 0,3% Mg modified with 0,15% AlSr10:. 242

5 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rys. 7. Mikrostruktura stopu AlSi7 z udziałem 0,3% Bi w stanie niemodyfikowanym: Fig. 7. Microstructure of alloy AlSi7 with 0,3% Bi no modified: Rys. 8. Mikrostruktura stopu AlSi7 z udziałem 0,3% Bi zmodyfikowanego dodatkiem 0,08% AlSr10:. Fig. 8. Microstructure of alloy AlSi7 with 0,3% Bi modified with 0,08% AlSr10:. Rys. 9. Mikrostruktura stopu AlSi7 z udziałem 0,3% Bi zmodyfikowanego dodatkiem 0,15% AlSr10:. Fig. 9. Microstructure of alloy AlSi7 with 0,3% Bi modified with 0,15% AlSr10:. 243

6 Rys. 10. Mikrostruktura stopu AlSi7 z udziałem 0,3% Mg i 0,3% Bi w stanie niemodyfikowanym:. Fig. 10. Microstructure of alloy AlSi7 with 0,3% Mg and 0,3% Bi no modified:. Rys. 11. Mikrostruktura stopu AlSi7 z udziałem 0,3% Mg i 0,3% Bi zmodyfikowanego dodatkiem 0,08% AlSr10:. Fig. 11. Microstructure of alloy AlSi7 with 0,3% Mg and 0,3% Bi modified with 0,08% AlSr10: Rys. 12. Mikrostruktura stopu AlSi7 z udziałem 0,3% Mg i 0,3% Bi zmodyfikowanego dodatkiem 0,15% AlSr10:. Fig. 12. Microstructure of alloy AlSi7 with 0,3% Mg and 0,3% Bi modified with 0,15% AlSr10: 244

7 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Dodanie do badanego stopu 0,3% Bi (rys. 7-9) spowodowało zanik efektu modyfikacji. Udział w stopie magnezu i bizmutu (rys ) spowodował ograniczony efekt modyfikacji. Pozwala to na przypuszczenie, że dodatek magnezu może częściowo neutralizować szkodliwy wpływ bizmutu na efekt modyfikacji siluminu strontem. Taki pogląd potwierdzają wyniki badań właściwości mechanicznych (tablica 1). 3. WNIOSKI Badania wykazały, że dodatek bizmutu w ilości 0,3% powoduje zanik efektu modyfikacji siluminu AlSi7 strontem. Szkodliwy wpływ bizmutu jest częściowo neutralizowany udziałem magnezu. LITERATURA [1] Kube D., Klinkenberg F., Engler S.: Einfluss von Antimon und Wismuth auf die Veredelung und die Porosität bei der Legierung AlSi9Cu3. Teil 1, Giesserei, 1998, Nr 9, s.51. [2] Kube D., Klinkenberg F., Engler S.: Einfluss von Antimon und Wismuth auf die Veredelung und die Porosität bei der Legierung AlSi9Cu3. Teil 2, Giesserei, 1998, Nr 10, s.38. [3] Faltus J., Placek K.: Neue, gut spanbare Aluminiumlegierungen ohne Bleizusätze. Aluminium, 1999, Nr 44, s [4] Weisheit A., Langer S., Mordike B.: Laserstahlbesichten von Al-Si-Bi- Legierungen als Gleitlagerwerkstoffe. Werkstoffe 98, Symposium 8, Band VI Metalle, Wiley-Vch, Weinheim. New York 1999, s

8 INFLUENCE OF MAGNES IUM AND BISMUTH ON MODIFICATION OF AlSi7 ALLOY WITH ADDITION AlSr10 SUMMARY Investigation showed, that bismuth limits effect of modification silumin AlSi7 with strontium. Recenzował: prof. dr hab. inż. Stanisław Pietrowski 246