Optymalizacja zabiegu modyfikowania stopów typu Al-Cu
Praca dotyczy optymalizacji zabiegu modyfikowania stopów typu Al-Cu z użyciem wybranych zapraw dostępnych komercyjnie. Optymalizację stanu fizykochemicznego ciekłego stopu wykonano z użyciem krzywych krystalizacji i stygnięcia poprzez dobór czasu przetrzymania od momentu wprowadzenia modyfikatora, a także składu chemicznego kąpieli metalowej poprzez ustalenie początkowej zawartości tytanu oraz głównego składnika stopowego - miedzi w stopie przeznaczonym do modyfikacji. Optymalizacja polegała na otrzymaniu ziarna pierwotnego α(Al) o wielkości mniejszej niż 220 μm. Uzyskanie znacznej liczby ziaren pierwotnych fazy α(Al) zapewnia minimalizacje porowatości skurczowych oraz minimalizuje wielkość faz międzydendrycznych, a także zapewnia ujednorodnienie mikrostruktury, co prowadzi do uzyskania poprawy właściwości mechanicznych w stanie lanym. W badaniach posługiwano się metodami mikroskopii optycznej (LM) i skaningowej (SEM), mikroanalizy rentgenowskiej (EDS), dyfraktometru rentgenowskiej (XRD), analizy termicznej (AT), a także ilościową analizą obrazów (ROI). Zaproponowano schemat mechanizmu modyfikacji ziarna pierwotnego α(Al) w stopach Al-5Cu z użyciem zaprawy AlTi5Bl, który wyjaśnia przesunięcie stanu superzmodyfikowanego w czasie wraz ze wzrostem początkowej zawartości tytanu we wsadzie.
The work presents an optimization of the grain refinement process of Al-Cu alloys with the use of selected commercially available master alloys. The optimization of the physicochemical state of the liquid metal was performed with the use of crystallization and cooling curves by selecting the holding time from the moment of introducing the master alloy as well as of the chemical composition of the melt by determining the initial content of the titanium and the main alloy element (copper) in the alloy that was intended for grain refinement. The optimization target was set to obtain the primary α(Al) grain with a size that is smaller than the optimum value of 220 μm. Obtaining a high number of primary α(Al) grains ensures the minimization of the shrinkage porosity and minimizes the size of the interdendritic phases as well as the homogeneity of the microstructure, which leads to an improvement in the mechanical properties in the as-cast state. Light microscopy (LM), scanning microscopy (SEM), X-ray microanalysis (EDS), X-ray diffraction (XRD), a thermal analysis (AT), and a quantitative image analysis in the region of interest (ROI) were the methods that were used in the research. The mechanism of the grain refinement of the primary α(Al) grain in Al-5Cu alloys was proposed with the use of an AlTi5Bl master alloy, which explains the shift the super-refined state in time with the increase of the initial titanium content in the charge materials.
