sciaga al-si.doc

1. Układ równowagi cieplnej Al-Si

Eutektyka – przy zawartości 11,7% Si

Dla temp. 577,2oC – występuje eutektyka o koncentracji krzemu 12,6%.

W temp. Eutektycznej roztwory stałe Al i Si zawierają 1,64 Si i 0,17% Al.

W układzie Al-Si nie występują fazy międzymetaliczne.

Rozpuszczalność Si w Al zmniejsza się z obniżeniem temp. Z zakresu 1,65% Si w temp. Eutektycznej, do 0,05% w temp. 200oC.

2. Podział stopów Al-Si.

Stopy podeutektyczne: AK 7 (Al Si 7 Mg), AK 9 (Al Si 9 Mg)

Stopy okołoeutektyczne: AK 11 (Al Si 11), AK 12 (Al Si 13 Mg 1 CuNi)

Stopy nadeutektyczne: AK 20 (AlSi 21 CuNi)

3. Temperatura topnienia i odlewania:

Temp. zalewania: AK7, AK9, AK11, AK12: 720-760oC; AK20: 840-860oC

Temp. formy: 220-260oC.

Temp. topnienia: 577oC.

4. Podział metod rafinacji:

Wśród metod rafinacji można wymienić m. in.:

a)Rafinację gazami oczyszczającymi (Cl, Cl z N, N)

b)Rafinację substancjami rozkładającymi się w temperaturach ciekłego metalu (preparaty zawierające C2Cl6, dla Al-Si – preparaty zawierające Na2SiF6, żadziej ZnCl2, AlCl3, MnCl2).

c)Rafinacja żużlami.

d)Filtrację.

e)Oddziaływanie ultradźwiękowe.

f)Przetrzymywanie ciekłego metalu w temperaturach nieco wyższych od ich temp. topnienia. Temp. rafinacji 740-750oC.

5. Pomiar stopnia zagazowania.

a)”Próba pęcherzykowa” – do kokili graficznej, podgrzanej do temp. 100-200oC, wlewa się badany metal i obserwuje jego powierzchnię. Podczas krzepnięcia, mogą się wydzielić pęcherzyki gazu, które są widoczne w postaci drobniutkich nakłuć.

0 –metal niezagazowany

1-4 – stadia pośrednie

5 – max. Zagazowanie.

6. Wpływ technologii form na mikrostrukturę.

W kokili jest drobniejsze ziarno, niż w przypadku odlewów odlewanych do form piaskowych. Mikrostruktura AK7 – dendryty roztworu stałego krzemu w aluminium z widocznymi wydzieleniami krzemu eutektycznego.

Mikrostruktura AK9 – roztwór stały krzemu w aluminium z iglastymi wydzieleniami krzemu eutektycznego.

Mikrostruktura AK11 – gruboziarnista eutektyka i krzem pierwotny.

Mikrostruktura AK12 – gruboziarnista eutektyka z wydzieleniami krzemu pierwotnego oraz fazy międzymetalicznej.

Mikrostruktura AK20 – eutektyka z gruboziarnistymi wydzieleniami krzemu pierwotnego.

Podział:

·          Podeutektyczne: (6-8) dobra plastyczność, odporność na korozję, wł odlewnicze. Skłonność do porowatości. Dodatki: Mg, Mn, Ni, Co, Fe, Cr. Przedstawiciele: AK7 i AK9. Zastosowanie: duża i średnia masa, skomplikowane kształty, części samolotów, silników, przemysł zbrojeniowy.

·          Eutektyczne: (10-13)odp na korozję w wilgotnej atm i wodzie morskiej. Nie najlepsze wł mechaniczne, zła obróbka, skłonność do mikroporowatości. Przedstawiciele: AK11 i AK12. Zastosowanie: AK11-skomplikowane kształty, pracujące pod średnimi obciążeniami, przemysł maszynowy, zbrojeniowy, elektryczny, okrętowy. AK12-tłoki silników spalinowych.

·          Nadeutektyczne: (Si do 24%) wys odp na ścieranie, mały współczynnik rozszerzalności ciep. Duża kruchość, zła obróbka. Przedstawiciele: AK20. Zastosowanie: tłoki do silników spalinowych(ciągniki).

Rafinacja:

Do rafinacji stosuje się: gazy: chlor, azot, freon oraz mieszaniny gazów i subst rozkładających się w wys temp: C2Cl6, Na2SiF6. (Rafglin 1 i 2).

Rafinacja gazowa: przedmuchiwanie kąpieli gazem. Rafinat w postaci pastylek wprowadza się do ciekłego met za pomącą zanurzaka. Po zakończeniu raf odczekuje się 5-15min na wypłynięcie żużla i gazów.

Rafinacja żużlem: żużel „Pokal” od 1-2% do masy wsadu met, dawkuje się go w taki sposób by wykazywał on konsystencję gęstopłynną (dla pod i eut-Pokal4, nad-Pokal6).

Modyfikacja:

Dla pod i eut- stosuje się sód metaliczny lub mieszaniny zawierające NaF. (0,06-0,08Na-formy piask-wilgotne, 0,08-0,10-formy piask-suche, 0,1-0,12-formy met). Preparaty „Alsim”-0-do modyf wstępnej pod i eut, 1-do przedłużenia efektu modyf przez 2-3h.

Dla nad- stosuje się fosfor, czasem cyrkon, antymon, bizmut. (ilość tak dobrać by do stopu weszło 0,1-0,15P)(820-840oC)

Stront-(0,04-0,08)(0,02-0,03) (760oC)wiąże fosfor i neutralizuje go.

Temp rafinacji: Dla pod i eut- 720-750oC, dla nad- 820-850oC

Temp modyf: Dla pod i eut- 730-750oC, nad- 820-840oC

Liczba gazowa: określa się na podstawie gęstości obliczonej i stopu odlanego. Im wyższa jest wartość LG, tym stop jest czystszy i mniej zagazowany.