prace instytutu odlewnictwa

I N S T Y T U T O D L E W N I C T W A

PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA

Tom XLVII I Numer 4

SPIS TREŚCI

1. ZBIGNIEW STEFAŃSKI: Nowe materiały jako zamienniki pyłu węglowego wmasie formierskiej z lepiszczembentonitowymstosowanej dowytwarza-niaodlewówzżeliwaciągliwego istopówaluminium.....................................

2. MARTA HOMA: Wysokotemperaturowe siarkowanie stali typu Fe-Cr-Al: Aktualnystaniperspektywybadań....................................................................

3. TOMASZ REGUŁA, ALEKSANDER FAJKIEL, PAWEŁ DUDEK, KRZYSZTOF SAJA: Ocena skuteczności specjalnej obróbki cieplnej stopu magnezuAZ91zapobiegającejrozrostowiziarna.............................................

5

19

43

Wydawca:

INSTYTUT ODLEWNICTWA

KOLEGIUM REDAKCYJNE:

Jerzy Józef SOBCZAK (Redaktor Naczelny), Andrzej BALIŃSKI (Z-ca Redaktora Naczelnego), Andrzej BIAŁOBRZESKI, Zbigniew GÓRNY, Stanisława KLUSKA-NAWARECKA,

Natalia SOBCZAK, Józef Szczepan SUCHY, Joanna MADEJ (Sekretarz Redakcji), Krystyna RABCZAK (Sekretarz wersji internetowej)

KOMITET NAUKOWY:

Rajiv ASTHANA (USA), Józef DAŃKO, Ludmil DRENCHEV (Bułgaria), Natalya FROUMIN (Izrael), Edward GUZIK, Marek HETMAŃCZYK, Mariusz HOLTZER,

Werner HUFENBACH (Niemcy), Jolanta JANCZAK-RUSCH (Szwajcaria), Olga LOGINOVA (Ukraina), Enrique LOUIS (Hiszpania), Luis Filipe MALHEIROS (Portugalia),

Tadeusz MIKULCZYŃSKI, Sergei MILEIKO (Rosja), Kiyoshi NOGI (Japonia), Władysław ORŁOWICZ, Alberto PASSERONE (Włochy), Stanisław PIETROWSKI,

Wojciech PRZETAKIEWICZ, Pradeep Kumar ROHATGI (USA), Sudipta SEAL (USA), Jan SZAJNAR, Michał SZWEYCER, Roman WRONA, Paweł ZIĘBA

Projekt okładki: ENTER GRAF, Kraków

Skład komputerowy: Patrycja Rumińska

Korekta wydawnicza: Marta Konieczna

ADRES REDAKCJI:

„Prace Instytutu Odlewnictwa” 30-418 Kraków, ul. Zakopiańska 73

tel. (012) 261-83-81, fax (012) 266-08-70 http://www.iod.krakow.pl

e-mail: [email protected]

© Copyright by Instytut Odlewnictwa

Żadna część czasopisma nie może być powielana czy rozpowszechniana bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich

PrintedinPoland

ISSN 1899-2439

F O U N D R Y R E S E A R C H I N S T I T U T E

TRANSACTIONS OF FOUNDRY RESEARCH INSTITUTE

Volume XLVII I Number 4

CONTENTS

1. ZBIGNIEW STEFAŃSKI: New coal dust substitutes for bentoni-te moulding sands used in manufacture of castings from malleable iron andaluminiumalloys.........................................................................................

2. MARTAHOMA:High-temperaturesulphidationofFe-Cr-Alsteels:thepresentstateoftheartandfutureresearch...................................................................

3. TOMASZREGUŁA,ALEKSANDERFAJKIEL,PAWEŁDUDEK,KRZYSZTOFSAJA:Evaluatingtheeffectivenessofspecialheat treatmentcarriedoutonAZ91magnesiumalloytopreventthegraingrowth...............................................

5

19

43

Editor:

FOUNDRY RESEARCH INSTITUTE

EDITORIAL BOARD:

Jerzy Józef SOBCZAK (Editor-in-Chief), Andrzej BALIŃSKI (Assistant Editor), Andrzej BIAŁOBRZESKI, Zbigniew GÓRNY, Stanisława KLUSKA-NAWARECKA,

Natalia SOBCZAK, Józef Szczepan SUCHY, Joanna MADEJ (Secretary), Krystyna RABCZAK (Secretary on-line version)

SCIENTIFIC COMMITTEE:

Rajiv ASTHANA (USA), Józef DAŃKO, Ludmil DRENCHEV (Bulgaria), Natalya FROUMIN (Israel), Edward GUZIK, Marek HETMAŃCZYK, Mariusz HOLTZER,

Werner HUFENBACH (Germany), Jolanta JANCZAK-RUSCH (Switzerland), Olga LOGINOVA (Ukraine), Enrique LOUIS (Spain), Luis Filipe MALHEIROS (Portugal),

Tadeusz MIKULCZYŃSKI, Sergei MILEIKO (Russia), Kiyoshi NOGI (Japan), Władysław ORŁOWICZ, Alberto PASSERONE (Italy), Stanisław PIETROWSKI,

Wojciech PRZETAKIEWICZ, Pradeep Kumar ROHATGI (USA), Sudipta SEAL (USA), Jan SZAJNAR, Michał SZWEYCER, Roman WRONA, Paweł ZIĘBA

Graphic Design: ENTER GRAF, Kraków

Computer Typesetting: Patrycja Rumińska

Proofreading: Marta Konieczna

EDITORIAL OFFICE:

”Transactions of Foundry Research Institute” 30-418 Cracow, 73 Zakopianska Street

tel. +48 (12) 261-83-81, fax +48 (12) 266-08-70 http://www.iod.krakow.pl

e-mail: [email protected]

© Copyright by Foundry Research Institute

Nopartofthispublicationmaybereproducedordistributedwithoutthewrittenpermission ofthecopyrightholder

PrintedinPoland

ISSN 1899-2439

5


Tom XLVIII Rok 2008 Zeszyt 4

5

NOWE MATERIAŁY JAKO ZAMIENNIKI PYŁU WĘGLOWEGO W MASIE FORMIERSKIEJ Z LEPISZCZEM BENTONITOWYM,

STOSOWANEJ DO WYTWARZANIA ODLEWÓW Z ŻELIWA CIĄGLIWEGO I STOPÓW ALUMINIUM

Zbigniew Stefański

Instytut Odlewnictwa, Zakład Technologii, ul.Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Streszczenie

W artykule przedstawiono ważniejsze wyniki prac badawczo-rozwojowych i wdrożeniowych, zrealizowanych w ramach Projektów Celowych w latach 2006-2007, w dwóch krajowych odlewniach: Fabryce Łączników „Radom” w Radomiu oraz Odlewni MJM Jarosław Michalak w Ostrołęce. Celem projektów było opracowanie nowoczesnego, ekonomicznego oraz eko-logicznego procesu produkcyjnego wykonywania odlewów. W Fabryce w Radomiu dotyczy-ło to odlewów łączników wykonywanych z żeliwa ciągliwego, w Odlewni MJM w Ostrołęce odlewów ze stopów aluminium (Al-Si) dla potrzeb energetyki. Opisano niektóre problemy odlewni związane z jakością produkowanych odlewów, zaproponowano optymalny sposób ich rozwiązania oraz przedstawiono wyniki badań dotyczących wprowadzonych rozwiązań, polegających na zastosowaniu w odlewniach nowego typu mas formierskich, zawierających w swoim składzie nowoczesny zamiennik odlewniczego pyłu węglowego o nazwie „kor-mix”.

Słowa kluczowe: masy formierskie bentonitowe, pył węglowy, zamiennik pyłu węglowego - kormix, jakość powierzchni odlewów, ekologia produkcji

NEW COAL DUST SUBSTITUTES FOR BENTONITE MOULDING SANDS USED IN MANUFACTURE OF CASTINGS FROM

MALLEABLE IRON AND ALUMINIUM ALLOYS

Abstract

The article discusses the most important results of research, development and implementa-tion works conducted under Target Projects in years 2006-2007 at the two Polish foundries, i.e. „Radom” Fittings Factory in Radom and MJM Jarosław Michalak Foundry Shop in Ostro-łęka. The aim of the projects was to develop a modern, economical and ecological process for the casting manufacture. In “Radom” Foundry the investigations were carried out on fittings and pipe connections cast from malleable iron; in MJM Foundry in Ostrołęka the examined castings were made from aluminium-silicon alloys and assigned for use by the power industry. Some problems faced by the Foundries in respect of casting quality were described, optimum solutions were searched, and the results of these searches were stated. The proposed solu-tions suggest using in foundry practice the moulding sands of a new type, containing in their composition the recently developed foundry coal dust substitute of the trade name “kormix”.

Keywords: bentonite moulding mixtures, coal dust, kormix – a coal dust substitute, casting surface quality, ecological manufacturing process

19



HIGH-TEMPERATURE SULPHIDATION OF Fe-Cr-Al STEELS: THE PRESENT STATE OF THE ART AND FUTURE RESEARCH

WYSOKOTEMPERATUROWE SIARKOWANIE STALI TYPU Fe-Cr-Al: AKTUALNY STAN I PERSPEKTYWY BADAŃ

Marta Homa

Instytut Odlewnictwa, Centrum Badań Wysokotemperaturowych, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Streszczenie

Praca przedstawia krytyczną analizę obecnego stanu wiedzy na temat badań nad żaroodpor-nością stali typu Fe-Cr-Al z grupy AFA (Alumina Forming Alloys) w atmosferach siarkujących. Zachowanie się tych materiałów w środowisku gorących gazów jest od lat przedmiotem wnikliwych badań. W warunkach wysokotemperaturowego siarkowania w atmosferach takich, jak gazowa siarka, siarkowodór, gazy spalinowe, merkaptany i inne na powierzchni tych materiałów tworzą się wielowarstwowe zgorzeliny siarczkowe. Warstwy te ze względu na swoją budowę (pęknię-cia, szczeliny oraz pustki na granicy zgorzelina/stal) wykazują słabe właściwości ochronne nie zabezpieczając stali przed dalszą degradacją. Skład chemiczny zgorzelin tworzących się w róż-nych atmosferach siarkowych jest podobny i najczęściej analiza rentgenowska wykazuje obec-ność siarczków chromu, żelaza oraz glinu, a także sulfospineli. Udział poszczególnych siarczków w poszczególnych warstwach, zależy od rodzaju medium siarkującego, temperatury i czasu eks-pozycji oraz składu chemicznego siarkowanego materiału. Wzrost wielowarstwowych zgorzelin siarczkowych odbywa się na drodze odrdzeniowej dyfuzji kationów metalu (Fe, Cr, Al) w struktu-rze sieci krystalicznej oraz dordzeniowej dyfuzji siarki poprzez nieciągłości w strukturze warstwy.

Słowa kluczowe: zgorzelina, siarczki, stale typu Fe-Cr-Al, siarkowanie

Abstract

This work reviews the current state of research regarding high temperature sulphidation resistance of Fe-Cr-Al steels that belong to a family of AFA (Alumina Forming Alloys). The behavior of these steels in hot gases environment (sulphur, H2S, combustion gases, mercaptans etc.) is a subject of intensive research. During high temperature sulphidation none-protective porous and cracking multilayer sca-le is formed on their surface. The chemical composition of this scales depends on atmosphere com-position. Mostly, the XRD analysis shows that mainly the scales consist of iron, chromium, aluminum sulphides and sulfospinels. The amount of particular sulphides in particular layers depends on atmo-sphere, temperature, time of sulphidation and chemical composition of the material. The growth of multilayer scales take place by the outward diffusion of metal cations (Fe, Cr, Al) through the defects of the crystal lattice and inward diffusion of the sulphur through the discontinuities in the layer structure.

Key words: scale, sulfides, Fe-Cr-Al steels, high temperature sulfidatio

19

43



43

OCENA SKUTECZNOŚCI SPECJALNEJ OBRÓBKI CIEPLNEJ STOPU MAGNEZU AZ91 ZAPOBIEGAJĄCEJ ROZROSTOWI ZIARNA

Tomasz Reguła, Aleksander Fajkiel, Piotr Dudek, Krzysztof Saja

Streszczenie

Odpowiednio przeprowadzona obróbka cieplna stopów magnezu jest bardzo ważnym zabie-giem zapewniającym odlewom duży wzrost właściwości mechanicznych. Podczas wygrze-wania odlewów wykonanych ze stopów magnezu w wysokiej temperaturze zachodzą pewne niekorzystne efekty takie, jak: gwałtowne utlenianie stopu oraz nadmierny rozrost ziarna. To ostatnie zjawisko jest szczególnie niekorzystne w metalach krystalizujących w układzie heksa-gonalnym. Aby zapobiec temu zjawisku w najczęściej stosowanym stopie na bazie magnezu - AZ91 - stosuje się specjalną obróbkę cieplną. Celem niniejszego artykułu jest zbadanie sku-teczności takiej obróbki w odniesieniu do normalnie stosowanej. Metodą ewaluacji jej skutecz-ności były pomiary wielkości ziarna oraz badanie właściwości mechanicznych badanego stopu.

Słowa kluczowe: stopy magnezu, obróbka cieplna, właściwości mechaniczne

Instytut Odlewnictwa, Zakład Stopów Metali Nieżelaznych, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

EVALUATING THE EFFECTIVENESS OF SPECIAL HEAT TREAT-MENT CARRIED OUT ON AZ91 MAGNESIUM ALLOY TO PREVENT

THE GRAIN GROWTH

Abstract

Properly conducted heat treatment of cast magnesium alloys is a very important tool in increasing the mechanical properties of castings. Nevertheless, during high temperature annealing of castings made from magnesium alloys, some disadvantageous changes occur in them, mainly rapid alloy oxidising and excessive grain growth. The latter effect is particularly dangerous for metals cry-stallising in the hexagonal system. To prevent this effect, special heat treatment is applied to the most popular magnesium-based alloy, i.e. AZ91. The aim of this article has been investigation of the effectiveness of a special heat treatment of the alloy, compared with standard route. A method to evaluate the effectiveness of this treatment was measurement of the grain size and testing of mechanical properties.

Key words: magnesium alloys, heat treatment, mechanical properties

prace instytutu odlewnictwa

Documents