PL211104B1 - Sposób podwyższania wytrzymałości zmęczeniowej odlewów ze stopów aluminium - Google Patents
Sposób podwyższania wytrzymałości zmęczeniowej odlewów ze stopów aluminiumInfo
- Publication number
- PL211104B1 PL211104B1 PL384719A PL38471908A PL211104B1 PL 211104 B1 PL211104 B1 PL 211104B1 PL 384719 A PL384719 A PL 384719A PL 38471908 A PL38471908 A PL 38471908A PL 211104 B1 PL211104 B1 PL 211104B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- fatigue strength
- increasing
- casting
- castings
- manner
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims description 19
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 7
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 5
- 229910000551 Silumin Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 229910052787 antimony Chemical group 0.000 claims description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical group [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 229910052712 strontium Chemical group 0.000 claims description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical group [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 102220253765 rs141230910 Human genes 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211104 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 384719 (51) Int.Cl.
C22F 3/02 (2006.01) C22F 1/043 (2006.01) C22C 21/04 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 17.03.2008 (54) Sposób podwyższania wytrzymałości zmęczeniowej odlewów ze stopów aluminium (73) Uprawniony z patentu:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
28.09.2009 BUP 20/09 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.04.2012 WUP 04/12
POLITECHNIKA RZESZOWSKA
IM. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA, Rzeszów, PL ODLEWNIA CIŚNIENIOWA META-ZEL SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ
ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Rzeszów, PL (72) Twórca(y) wynalazku:
ANTONI W. ORŁOWICZ,
Głogów Małopolski, PL JAN BETLEJA, Rzeszów, PL MAREK F. MRÓZ, Rzeszów, PL ANDRZEJ TRYTEK, Rzeszów, PL MIROSŁAW TUPAJ, Rzeszów, PL (74) Pełnomocnik:
rzecz. pat. Bronisław Trala
PL 211 104 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób podwyższania wytrzymałości zmęczeniowej odlewów ze stopów aluminium, zwłaszcza siluminów, pracujących w warunkach zmiennych obciążeń, poprzez ich powierzchniowe uszlachetnianie.
Znanym i powszechnie stosowanym sposobem poprawy własności użytkowych odlewów ze stopów aluminium, zwłaszcza siluminów, jest ich rafinacja gazem obojętnym i modyfikacja dodatkami sodu lub strontu, lub antymonu w trakcie przygotowania ciekłego metalu, i późniejsza obróbka cieplna odlewów polegająca na przesycaniu i starzeniu.
Podczas przesycania prowadzonego w temperaturze 770 + 815 K w czasie 5 + 8 godzin następuje ujednorodnienie roztworu stałego oraz sferoidyzacij wydzieleń krzemu, po czym odlewy szybko się schładza do temperatury otoczenia. Z kolei podczas starzenia prowadzonego w temperaturach 420 + 490 K w czasie 5 + 12 godzin następuje częściowe wydzielenie faz Mg2Si lub AI2Cu.
Zastosowanie rafinacji i modyfikacji płynnego stopu aluminium pozwolili na uzyskanie wzrostu wytrzymałości zmęczeniowej materiału odlewu, w porównaniu do odlewu bez tego zabiegu, o około 30%. Z kolei zastosowanie wyżej wymienionych zabiegów i obróbki cieplnej polegającej na przesycaniu i starzeniu pozwoliło uzyskać wzrost wytrzymałości zmęczeniowej materiału odlewu, w porównaniu do materiału bez tych zabiegów o około 90%.
Wymogi konstrukcyjne w nowoczesnej technice, zwłaszcza w lotnictwie, stawiają dalsze cele podwyższania niezawodności przy podwyższonych parametrach pracy aparatów latających. Wytrzymałość zmęczeniowa poszczególnych elementów tych konstrukcji przy znacznych, dynamicznych ich obciążeniach ma priorytetowe znaczenie.
Okazało się możliwe uzyskanie znacznego postępu w zakresie podwyższania wytrzymałości zmęczeniowej odlewów ze stopów aluminium poprzez opracowanie nowego sposobu poprawy tego ich parametru.
Sposób podwyższania wytrzymałości zmęczeniowej odlewów ze stopów aluminium, zwłaszcza siluminów, wykonanych z zastosowaniem rafinacji gazem obojętnym, modyfikowanym dodatkami sodu lub strontu lub antymonu w trakcie przygotowywania ciekłego stopu i później obrobionych cieplnie poprzez przesycanie i starzenie, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że powierzchnie odlewu nadtapia się plazmą łuku elektrycznego z zastosowaniem elektrody wolframowej średnicy od 1 mm do 6 mm w atmosferze gazu obojętnego stosując natężenie prądu od 150 A do 300 A i prędkość skanowania łukiem elektrycznym do 800 mm/min.
W efekcie zastosowania sposobu według wynalazku do odlewów ze stopu rafinowanego oraz obrobionego cieplnie, a następnie poddanego działaniu skoncentrowanym strumieniem ciepła poprzez nadtopienie powierzchni i kolejną szybką krystalizację, zgodnie ze sposobem według wynalazku, uzyskano 100% wzrost wytrzymałości zmęczeniowej materiału warstwy wierzchniej w porównaniu do wytrzymałości zmęczeniowej materiału rdzenia. Ma to istotne znaczenie dla podniesienia żywotności części pracujących w warunkach obciążeń zmiennych, ponieważ pęknięcia zmęczeniowe zarodkują na ich powierzchni.
Przedmiot wynalazku przedstawiono w jego przykładowych wykonaniach.
P r z y k ł a d I
Odlewy płyt wykonanych ze stopu AK7 rafinowanego argonem i modyfikowanego sodem poddano obróbce cieplnej, polegającej na przesycaniu w temperaturze 810 K w czasie 6 godzin i ochładzaniu w wodzie o temperaturze 320 K, oraz następnym starzeniu w temperaturze 448 K w czasie 8 godzin i ochładzaniu w powietrzu. Następnie odlewy nadtopiono powierzchniowo plazmą łuku elektrycznego z wykorzystaniem elektrody wolframowej o średnicy 4 mm, w atmosferze ochronnej helu, stosując natężenie prądu 300 A i prędkości skanowania łukiem elektrycznym 200 mm/min. W efekcie takiej obróbki materiał rdzenia charakteryzował się wytrzymałością zmęczeniową Zgw = 65-68 MPa, a materiał warstwy wierzchniej charakteryzował się wytrzymałością zmęczeniową Zgw = 133 MPa.
P r z y k ł a d II
Odlewy płyt wykonanych ze stopu AK7 rafinowanego argonem i modyfikowanego sodem poddano obróbce cieplnej, polegającej na przesycaniu w temperaturze 810 K w czasie 6 godzin i ochładzaniu w wodzie o temperaturze 320 K, oraz następnym starzeniu w temperaturze 448 K w czasie 8 godzin i ochładzaniu w powietrzu. Następnie odlewy nadtapiano powierzchniowo plazmą łuku elektrycznego z wykorzystaniem elektrody wolframowej o średnicy 4 mm, w atmosferze ochronnej helu, stosując natężenie prądu 150 A i prędkość skanowania łukiem elektrycznym 800 mm/min. W efekcie
PL 211 104 B1 takiej obróbki materiał rdzenia charakteryzował się wytrzymałością zmęczeniową Zgw = 65-68 MPa, a materiał warstwy wierzchniej charakteryzował się wytrzymał o ś cią zmę czeniową Zgw = 153 MPa.
Wartość wytrzymałości zmęczeniowej stopu AK7 - stan obecny i według wynalazku.
Claims (1)
- Sposób obróbki Wartość wytrzymałości zmęczeniowej Zgw, MPa znany 65-69 według wynalazku Przykład I 133 Przykład II 153Zastrzeżenie patentoweSposób podwyższania wytrzymałości zmęczeniowej odlewów ze stopów aluminium, zwłaszcza siluminów, wykonanych z zastosowaniem rafinacji gazem obojętnym, modyfikowanych dodatkami sodu lub strontu lub antymonu w trakcie przygotowywania ciekłego stopu i później obrobionych cieplnie poprzez przesycanie i starzenie, znamienny tym, że powierzchnie odlewu nadtapia się plazmą łuku elektrycznego z zastosowaniem elektrody wolframowej o średnicy od 1,0 mm do 6,0 mm w atmosferze gazu obojętnego, stosując natężenie prądu od 150 A do 300 A i prędkość skanowania łukiem elektrycznym do 800 mm/min.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL384719A PL211104B1 (pl) | 2008-03-17 | 2008-03-17 | Sposób podwyższania wytrzymałości zmęczeniowej odlewów ze stopów aluminium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL384719A PL211104B1 (pl) | 2008-03-17 | 2008-03-17 | Sposób podwyższania wytrzymałości zmęczeniowej odlewów ze stopów aluminium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL384719A1 PL384719A1 (pl) | 2009-09-28 |
| PL211104B1 true PL211104B1 (pl) | 2012-04-30 |
Family
ID=42988964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL384719A PL211104B1 (pl) | 2008-03-17 | 2008-03-17 | Sposób podwyższania wytrzymałości zmęczeniowej odlewów ze stopów aluminium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL211104B1 (pl) |
-
2008
- 2008-03-17 PL PL384719A patent/PL211104B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL384719A1 (pl) | 2009-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2012524837A5 (pl) | ||
| JP2012524837A (ja) | ケーブル用の高い延伸性を有するアルミニウム合金材料及びその製造方法 | |
| JP2017512261A (ja) | 高温用途用アルミニウム超合金 | |
| CN108823446A (zh) | 一种提高a356.2铝合金力学性能的工艺方法 | |
| CN104152769B (zh) | 一种导热镁合金及其制备方法 | |
| CN105779826B (zh) | 一种铝合金杆及其制备方法和铝合金线的制备方法 | |
| CN104087770B (zh) | 一种高导电率耐热铝合金的制备方法 | |
| JP7167478B2 (ja) | アルミニウム合金線材およびその製造方法 | |
| CN104141101B (zh) | 一种脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法 | |
| CN101857934B (zh) | 一种耐热镁合金及其制备方法 | |
| Choudhary et al. | Microstructure and mechanical properties of Al-Si alloys processed by strain induced melt activation | |
| Kaiser | Effect of solution treatment on the age-hardening behavior of Al-12Si-1Mg-1Cu piston alloy with trace-Zr addition | |
| Peng et al. | Effect of solution treatment on microstructure and mechanical properties of cast Al–3Li–1.5 Cu–0.2 Zr alloy | |
| CN106480344B (zh) | 一种真空泵转子用含稀土铝合金及其制备方法 | |
| Hossain et al. | Effect of ageing temperature on the mechanical properties of Al-6Si-0.5 Mg cast alloys with Cu additions treated by T6 heat treatment | |
| CN109280829B (zh) | 一种高强度铸造Mg-Zn-Cu-Zr合金及其制备方法 | |
| Nourouzi et al. | Behavior of A356 Alloy in semi-solid state produced by mechanical stirring | |
| JP7053281B2 (ja) | アルミニウム合金クラッド材及びその製造方法 | |
| JP7167479B2 (ja) | アルミニウム合金線材およびその製造方法 | |
| CN104451292B (zh) | 一种7a85铝合金 | |
| JP6799618B2 (ja) | マグネシウム合金材およびその製造方法 | |
| Pezda | Influence of heat treatment parameters on the mechanical properties of hypoeutectic Al-Si-Mg alloy | |
| CN101880806B (zh) | 耐热镁合金及其制备方法 | |
| PL211104B1 (pl) | Sposób podwyższania wytrzymałości zmęczeniowej odlewów ze stopów aluminium | |
| CN110592448B (zh) | 耐热耐腐蚀2219型铝合金及其制备方法 |