1. Metody odlewania: - formy jednorazowe wilgotne - formy skorupkowe - modeli wytapianych – kokilowe – niskociśnieniowe – ciśnieniowe – odśrodkowe – ciągłe - squeeze-casting - tikstropowa
Charakterystyka: - w formach piaskowych: formowanie ręczne i maszynowe, wszystkie stopy odlewnicze, grubość ścianek: żeliwne 3mm, staliwne 5mm, nieżelazne 3mm
- w kokilach: stopy lekkie, mosiądze, żeliwo; grubość: żeliwne 3-4mm, Al i Cu 2-3mm
- pod ciśnieniem: specjalne stopy Al, Mg, Zn, Cu, Sn, Pb; grubości: Zn 0,6-1mm, Al. 0,8-1,2mm, Cu 1,5-2,0mm
- metodą wytapianych modeli: w zasadzie wszystkie stopy, zwykle staliwa i stopy trudno obrabialne 0,7mm
Odlewanie tikstropowe – CEL: zminimalizowanie udziału wtrąceń tlenkowych, wyeliminowanie burzliwego przepływu metalu w formie, odlewanie ciśnieniowe w stanie częściowej krystalizacji.
Zmiana kształtu fazy α z dendrytycznej na kulistą,
Składa się z 2 etapów: 1 etap: odlewanie ciągłe aby otrzymać metal o strukturze RECOAST, metal krzepnie w postaci walcowej, odcinanamy określoną porcje.
2 etap: półwyrób podgrzewamy do temp, odlewania (miedzy likwidus a solidus) w celu nadania stopowi stanu stało-ciekłego, mającego właściwości tikstropowe. Cała eutektyka w stanie ciepłym, sferyczny kształt fazy stałej (udział fazy stałej <50%). Następnie metal pod wpływem ciśnienia wypełnia formę. Odlew krzepnie w warunkach doprasowania.
2. Rys formy odlewniczej: zbiornik wlewowy, (filter), wlew główny, wlew rozprowadzający, wlew doprowadzający,model, rdzenie, nadlew z szyjką, przelew, PODZIAL FORMY
3. Przykłady kontrukcji odlewów nietech. i technologicznych: pochylenia (łatwość wyjęcia odlewu z formy), jak najniższa liczba płaszczyzn podziału, możliwość stosowania płaskiej lini podziału, odtworzenie modelu w jednej części formy, załagodzenie ostrości, łatwość montażu rdzenia
4. Krystalizacja odlewu na podstawie krzywej stygnięcia
Poniżej temp. Likwidus zaczyna się proces krzepnięcia fazy α, rozrost dendrytów fazy stałej α, zarodkowanie grafitu, proces zarodkowania postępuje można zauważyć grafit płatkowy, rozrost ziaren grafitu płatkowego i wzrost jego ilości, żeliwo całkowicie zakrzepło grafit płatkowy eutektyka na tle fazy stałej α
Temp. Likwidus, 1154,1150 T eut. Max1137,Teut. min
5. Krystalizacja odlewu ze stopu Al-Si na podstawie krzywej stygnięcia, STOP PODEUTEKTYCZNY
AB-powstają i wzrastają do wielkości krytycznej i większej zarodki roztworu stałego krzemu w aluminium (faza alfa). Temp wzrasta aż do B ponieważ ciepło krystalizacji fazy alfa jest odprowadzane do formy przez otaczające te zarodki fazę ciekłą BC- wzrost kryształów fazy alfa (zawartość Si max 1,6%) gdy faza ciekła wzbogaci się do 12,5% Si(skład eutektyczny), kryształy alfa wzrastają do komórek dendrytycznych
CD- po osiągnięciu przez ciecz składu eutektycznego i przechłodzenia ΔT względem równowagowej temp eutektyki odbywa się zarodkowanie eutektyki α+β, α- roztwór stały.β- krzem. Si zarodkuje jako pierwszy bo ma wyższą entropię. Gdy Si osiągnie wielkość krytyczną i uzyska małe wypustki zaczyna się zarodkowanie fazy α. Proces ten kończy się poniżej punktu D.
DE- sprzężony wzrost eutektyki α+Si. Wzrost kończy się w E i jest to koniec krzepnięcia
6. Mechanizm wzrostu gałęzi w dendrytach - po wypełnieniu formy ciekłym stopem jest on najbardziej przechłodzony przy ściance formy - po rozpoczęciu procesu krystalizacji w fazie ciekłej zmienia się zawartość drugiego składnika stopu Rys. okres wzrostu ustalonego, niestabilność prowadząca do powstania odgałęzień, włókna rozgałęzione - wzrost ramion dendrytu fazy alfa od boku do środka - gdy w wyniku wydzielania się ciepłą krzepnięcia i zaniku przechłodzenia zostanie zahamowany szybki wzrost kryształu od A do B. Kryształ zaczyna wzrastać w innym kierunku np. C do D
7. Zmiana konstrukcji odlewu zapewniająca wyprowadzenie jamy skurczowej do nadlewu górnego odkrytego (metoda kół wpisanych).
Jamy skurczowe powstają w tych miejscach odlewu, gdzie następuje zgrubienie jego ścian. Miejsce to nazywamy węzłem cieplnym. Wyznaczanie takiego miejsca metoda kół wpisanych pozwala określić czy krzepnięcie metalu będzie kierunkowe czy też powstanie odizolowany węzeł ciepny. Im większe koło można wpisać w dany przekrój odlewu tym metal będzie dużej krzepł w tym miejscu i wieksze prawdopodobieństwo powstania jamy skurczowej.
8. Opisać sposoby (procesy): rozdrobnienia (modyfikacja i metody odlewania) i zmiany kształtu geometrycznego dendrytów roztworu stałego w odlewie ze stopu Al-Si oraz zmiany kształtu geometrycznego krzemu w eutektyce.
-zmiana kształtu struktury krystalicznej fazy α
*Działanie mechaniczne- odlewanie tiksotropowe
-zmiana kształtu geometrycznego krzemu w eutektyce
Chemiczne:- Podeutektyczne stopy- modyfikacja strontem Sr- krzem płytkowy zamienia się we włóknisty, dodatek TiB , który jest zarodkiem katalitycznym do zarodkowania fazy α
-Nadeutektyczne- modyfikatorem jest fosfor P- związki AlP- rozdrobnienie pierwotnych kryształów krzemu, równomierne ich rozmieszczenie
Mechaniczne: Obróbka cieplna- powoduje zmiany kształtu włóknistego na kulkowy- rozdrobnienie struktury kulkowej (sferycznej) są zależne od wyboru metody obróbki cieplnej np. T6- większe kulki ; T6x3 kulki mniejsze (3min w 940C, chłodzenie w wodzie, 4h w 100C)
9. Opisać sposoby (proces): rozdrobnienie roztworu stałego oraz zmiany kształtu geometrycznego grafitu w eutektyce w odlewach z żeliwa -rozdrobnienie struktury : żelazokrzem z dodatkami Cu, Al, Sr, -sferoidyzacja żeliwa: magnez (0,035% masy wsadu)-przeprowadza się w kadzi ,zalewa po ok. 30min
11. Samozasilanie odlewów z żeliwa sferoidalnego SAMOZASILANIE odlewów polega na zlikwidowaniu deficytu objętości przemiany fazy ciekłej w stan stały, wzrostem objętości krystalizującego grafitu i odnosi się w zasadzie do odlewów bez węzłów cieplnych. Wzrost grafitu sferoidalnego powoduje w przypadku formy sztywnej wzrost ciśnienia. Gdy forma jest sztywna zachodzi samo zasilanie odlewu.
Sztywna forma: stawiająca opór ciśnieniu wywieranemu przez wzrastający grafit poprzez otoczki austenitu
Największą zdolność do samozasilania ma żeliwo sferoidalne- o dobrej metalurgicznej jakości w stanie ciekłym, - o równoważniku węgla zapewniającym uzyskanie najmniejszego skurczu objętościowego tj. CE ok. 4.3 %. Skurcz: związany jest ze zmianą objętości stygnącego metalu.
12. Zasięg działania efektu brzegowego nadlewu w odlewie i jak należy zmienić konstrukcję odlewu żeby zasilić część odlewu jednym nadlewem. -Zasięg działania efektu brzegowego nadlewu: A-zasilanie nadlewu całkowite przez nadlew, długość zależy od grubości (2g), B- poza zasięgiem działania nadlewu- wady skurczowe, E-wolna od wad na skutek działania efektu brzegowego, czyli szybkiego odprowadzenia ciepła przez materiał formy na brzegach odlewu, jest to strefa przechłodzenia, nie wymagająca zasilania nadlewu(2,5g) Zmiana konstrukcji odlewu:- unikanie zgrubień w miejscu łącznia się ścian odlewu, unikanie dużych węzłów cieplnych, metoda kół wpisanych.
1. Metody odlewania,
2. Rys formy odlewniczej,
3. Przykłady kontrukcji odlewów nietech. i technologicznych
4. Krystalizacja odlewu na podstawie krzywej stygnięcia
5. Krystalizacja odlewu ze stopu Al-Si na podstawie krzywej stygnięcia, STOP PODEUTEKTYCZNY
6. Mechanizm wzrostu gałęzi w dendrytach
7. Zmiana konstrukcji odlewu zapewniająca wyprowadzenie jamy skurczowej do nadlewu górnego odkrytego (metoda kół wpisanych).
8. Opisać sposoby (procesy): rozdrobnienia (modyfikacja i metody odlewania) i zmiany kształtu geometrycznego dendrytów roztworu stałego w odlewie ze stopu Al-Si oraz zmiany kształtu geometrycznego krzemu w eutektyce.
9. Opisać sposoby (proces): rozdrobnienie roztworu stałego oraz zmiany kształtu geometrycznego
grafitu w eutektyce w odlewach z żeliwa
11. Samozasilanie odlewów z żeliwa sferoidalnego
12. Zasięg działania efektu brzegowego nadlewu w odlewie i jak należy zmienić konstrukcję odlewu żeby zasilić część odlewu jednym nadlewem.