1.
P. GRÖNING
Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH, Nemčija
TRAJNOSTNI SISTEMI COLDBOX

2.
D. Franzen, P. Martin, B. Pustal, A. Bührig-Polaczek
Foundry Institute RWTH Aachen, Nemčija
OCENA STATISTIČNIH IN DINAMIČNIH MEHANSKIH LASTNOSTI POD VPLIVOM ZASNOVE LEGIRANJA PRI DUKTILNI LITINI

3.
J. Medved¹, M. Godec², I. Paulin², S. Kores³, M. Vončina¹
¹Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta, oddelek za materiale in metalurgijo, Slovenija
² Inštitut za kovinske materiale in tehnologije, Slovenija
³Talum Tovarna aluminija d. d. Kidričevo, Slovenija
KEMIJSKA, MEHANSKA IN TOPLOTNA OBRABA ORODIJ OB STIKU Z ALUMINIJEVIMI LIVNIMI ZLITINAMI

1.
P. GRÖNING
Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH, Nemčija

TRAJNOSTNI SISTEMI COLDBOX

Povzetek

Livarska industrija se je morala vedno prilagajati spreminjajočim se gospodarskim in političnim razmeram. Vse večja specializacija in vse večja kompleksnost skupaj s strožjimi okoljskimi zahtevami vodijo tudi do potrebe po uporabe posebnih veziv. Zaradi široke palete aplikacij in nalog je potrebno zagotoviti tudi ustrezno obširen obseg izdelkov. Sistemi z organskimi vezivi, zlasti proces coldbox, še vedno prednjačijo v proizvodnji jeder, zlasti pri serijskem ulivanju.
Trajnostna kemija v livarstvu?
Ali je trajnostna kemija v livarstvu sploh mogoča? Če boste odgovorili po pravici, se bo vaš odgovor verjetno glasil »ne«. Ne glede na postopek ali sistem, ki se uporablja v livarni, livarske kemikalije bodo vedno pustile odtis. Namen kemije v livarstvu je torej zagotavljanje kar najmanjšega odtisa skozi obvladovanje širokega nabora zahtev in potreb.
Razvoj modernih in trajnostnih veziv za proces coldbox
Sodobni sistemi coldbox morajo izpolnjevati zahteve strank. Med osnovne lastnosti spadata visoka raven trdnosti in močna reaktivnost za zagotavljanje največje možne storilnosti. Med druge pomembne lastnosti spadata toplotna obstojnost (odziv na deformacijo) ter odziv na plin in emisije (onesnaževalci, dim, vonj, kondenzati). V zadnjih letih je veliko vprašanj vezanih na odstranjevanje livarskih ostankov na odlagališčih. Po eni strani se prostor na odlagališčih vse bolj omejuje, po drugi pa so stroški zaradi strožjih zakonskih zahtev vse višji. Posledično prihajajo v ospredje parametri odpadnega peska, kot so fenolni indeks, BTEX, TOC in DOC.
Viri livarskih emisij v postopku coldbox
Vezivni sistemi coldbox morajo izpolnjevati niz tako tehnoloških kot okoljskih lastnosti. Z vidika odpadnega peska so najpomembnejši parametri BTEX, fenolni indeks, TOC in DOC (Sl. 1, 2).

2.
D. Franzen, P. Martin, B. Pustal, A. Bührig-Polaczek
Foundry Institute RWTH Aachen, Nemčija

OCENA STATISTIČNIH IN DINAMIČNIH MEHANSKIH LASTNOSTI POD VPLIVOM ZASNOVE LEGIRANJA PRI DUKTILNI LITINI

Povzetek

Za kompleksne komponente litega železa so značilne njihove raznolike mikrostrukture. Zaradi njihove mikrostrukturne različnosti zagotavlja duktilna litina (DL) široko paleto mehanskih lastnosti. Visoka vsebnost perlita pomeni visoko odpornost materiala proti obrabi, popolnoma feritna in malolegirana matrica pa zagotavlja zlasti dobro duktilnost in žilavost tudi pri nizkih temperaturah. Zlasti za razrede ojačene DL s trdno raztopino in večjo vsebnostjo silicija (Si) v količini od 3,2 do 4,3 wt.% je značilna precej višja duktilnost v primerjavi z razredi feritno-perlitnih DL pri enaki trdnosti. Vendar pa je žilavost ključni dejavnik pri teh materialih, saj z večanjem vsebnosti silicija močno upada.
Žilavost materiala je po eni strani odvisna od mikrostrukture, torej zasnove zlitine, po drugi strani pa od uporabljene zunanje obremenitve. Obremenitev predstavljajo temperatura preskusa, hitrost deformacije in stanje lokalne obremenitve, za mikrostrukturo pa so značilni tvorba grafitne faze, velikost zrna in lokalna kemična sestava matrice.
Za lokalno kemično sestavo matrice je značilna zlasti tvorba mikrosegregacijskih profilov, ki nastajajo med evtektičnim strjevanjem in so posebej izraziti v primeru ojačene DL s trdno raztopino tako zaradi nevezane rasti evtektične faze kot višje vsebnosti Si. Ključne obogatitve s Si v bližini grafitnih modulov spodbujajo tvorbo superstruktur FeSi, ki so privedle do krhkosti materiala. Zatorej tvorba superstruktur FeSi predvidoma povzroči dodatno krhkost lege, ki privede do hitrejšega nastajanja razpok v teh območjih. Nadalje tvorba superstruktur predvidoma povzroči slabše lastnosti žilavosti na makroskopski ravni.
Nedavne številske in eksperimentalne raziskave kažejo, da je na silicijev profil mikrosegregacije mogoče vplivati s prilagoditvijo zasnove legiranja. Z legiranjem aluminija z 0,3 do 1,2 wt.% je mogoče invertirati in natančno spremeniti silicijev profil mikrosegregacije. Podobno vedenje je mogoče opaziti tudi pri legiranju niklja. Na podlagi predstavljenih rezultatov prilagoditev zasnove zlitine predvidoma predstavlja primerno metalurško okolje za selektivno prilagoditev silicijevih mikrosegregacij in posledično za nadaljnje izboljšanje statičnih in dinamičnih lastnosti sodobnih duktilnih zlitin.

Ključne besede: lito železo, duktilna litina z visoko vsebnostjo silicija, strjevanje trdne raztopine, udarna žilavost, zasnova litine

3.
J. Medved¹, M. Godec², I. Paulin², S. Kores³, M. Vončina¹
¹Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta, oddelek za materiale in metalurgijo, Slovenija
² Inštitut za kovinske materiale in tehnologije, Slovenija
³Talum Tovarna aluminija d. d. Kidričevo, Slovenija

KEMIJSKA, MEHANSKA IN TOPLOTNA OBRABA ORODIJ OB STIKU Z ALUMINIJEVIMI LIVNIMI ZLITINAMI

Povzetek

Tlačno litje je eden od vodilnih livarskih postopkov v sodobni industriji. V primeru tlačnega litja je talina v stiku z orodjem, medtem ko pride do kemične interakcije med orodjem, izdelanim iz orodnega jekla, in talino. Poleg tega pride tudi do mehanske in toplotne obrabe orodij. Visoka produktivnost zahteva visoko odpornost na te dejavnike.
V raziskavi smo uporabili vzorce iz jekel UTOP MO1 in RAVNEX HD, da bi preverili njihovo odpornost proti obrabi v aluminijevih zlitinah Al99,7 in AlSi12. S tem namenom je bila izdelana laboratorijska naprava za testiranje dveh različnih orodnih jekel v dveh različnih aluminijevih zlitinah pri dveh različnih temperaturah 4 ure pri 75 vrtljajih na minuto. Posledica interakcije je rast reakcijske plasti, ki se tvori iz treh ali štirih plasti. Odpornost orodnega jekla UTOP MO1 je boljša v staljeni aluminijevi zlitini AlSi12 kot v Al99,7, medtem ko je obrabna orodnega jekla RAVNEX HD v aluminijevih zlitinah veliko slabša. Debelina interakcijskega sloja se poveča z naraščajočo temperaturo.

Ključne besede: interakcija orodno jeklo/staljeni aluminij, obrabna odpornost, interakcijska plast, intermetalne faze iz sistema Al-Fe