-
Gwne wyniki zrealizowanych prac badawczychI q 2011 (Pol. lska)
Zgromadzenie odpadw poprodukcyjnych stopw IN-713C, IN-100 i MAR-247
(WSK Rzeszw). Opracowanie technologii i wykonanie prbnej partii
filtrw do modyfikowania. Wykonanie form badawczych na bazie form
ceramicznych z WSK Rzeszw do analizy krzepnicia. Opracowanie
wytycznych do oceny jakoci metalurgicznej wlewkw master heat na
podstawie wykresw analizy ATD. Projekt odlewu i formy do analizy
termicznej ATD. II q 2011 (Pol. lska) Przeprowadzenie wytopw i
analizy krzepnicia odleww prbnych piece indukcyjne Balzers.
Wyznaczenie na podstawie wykresw T= f(t) i dT/dt parametrw
krzepnicia (temperatury charakterystyczne, wartoci dT/dt, przedzia
czasowy w punktach Ustalenie parametrw technologicznych odlewania
stopw, na podstawie analizy ATD.4.1. Badania krzepnicia odleww
metod analizy termicznej. 4.2. Ustalenie parametrw technologicznych
odlewania stopw, na podstawie analizy ATD i bada
kalorymetrycznych
-
Problem badawczyczny zabieg modyfikowania powierzchniowego i
objtociowego wymaga umieszczenia w zbiorniku wlewowym dodatkowego
filtra, zawierajcego glinian kobaltu i dodatki aktywnych skadnikw
(proszek Al lub Hf).Dodatkowym efektem rozwizania bdzie podwjna
filtracja stopu!Gwne wyniki zrealizowanych prac badawczych
-
Gwne wyniki zrealizowanych prac badawczychFiltry ceramiczne
optymalizacja parametrw technologicznychPlan eksperymentu
uamkowego, dwupoziomowego 24-1A: ilo warstw nonych (REMASOL + mczka
cyrkonowa).B: ilo warstw modyfikujcych (krzemionka koloidalna +
mczka cyrkonowa + glinian kobaltu)C: temperatura odparowania
piankiD: temperatura spiekaniaPianka poliuretanowaPo naniesieniu
powok nonychPo naniesieniu powok modyfikujcych
EksperymentZmienna niezalenaABCD110 (-)2 (-)150 (-)600 (-)216
(+)2 (-)150 (-)800 (+)310 (-)4 (+)150 (-)800 (+)416 (+)4 (+)150
(-)600 (-)510 (-)2 (-)300 (+)800 (+)616 (+)2 (-)300 (+)600 (-)710
(-)4 (+)300 (+)600 (-)816 (+)4 (+)300 (+)800 (+)
-
Gwne wyniki zrealizowanych prac badawczychOcena istotnoci wpywu
parametrw technologicznych na wybrane waciwoci filtrw3. Warto R2 =
0,9438 oznacza, e okoo 94% wynikw mona wytumaczy przez model
opisany zalenoci:
porowato = 97,78 1,68A , [%]2. Warto R2 = 0,455 oznacza, e tylko
okoo 45% wynikw mona wytumaczy przez model opisany zalenoci:
gsto = 2,801 + 0,031A , [g/cm3]4. Warto R2 = 0,9675 oznacza, e
okoo 97% wynikw mona wytumaczy przez model opisany zalenoci:
Intensywno = 4,225 0,155A , [cm3/g]1. Warto R2 = 0,9704 oznacza, e
okoo 97% wynikw mona wytumaczy przez model opisany zalenoci:
Rc = -1,263 + 0,098A 0,0008C + 0,0011C, [MPa]
ParametrtechnologicznyCecha wynikowaRc, MPaGsto, g/cm3Porowato,
%Intensywno, cm3/sBpBpBpBpWyraz
wolny-1,26290,00762,8010,002997,7840,00024,2250,0008Zmienna
A0,09790,00080,0310,0698-1,6840,0017-0,1550,0007Zmienna
B0,02380,3413-0,0020,9670-0,5330,33490,0180,6260Zmienna
C-0,00080,06200,0000,50130,0090,25770,0010,1281Zmienna
D0,00110,01240,0000,2934-0,0020,68540,0000,4220R2
skorygowany0,97040,45510,94390,9675
-
Gwne wyniki zrealizowanych prac badawczychOptymalizacja
parametrw technologicznychCelem badan byo sprawdzenie wpywu sposobu
modyfikowania (tylko powierzchniowego, tylko objtociowego oraz
cznego powierzchniowego i objtociowego) oraz warunkw odlewania na
przebieg krzepnicia, ksztatowanie makrostruktury i waciwoci
mechaniczne odleww prbnych. Plan eksperymentu uamkowego,
dwupoziomowego 24-1A: rodzaj powierzchni formy, biaa (bez
modyfikatora), niebieska (z powoka modyfikujc),B: rodzaj filtra
ceramicznego, biay (bez modyfikatora), niebieski (z powokami
modyfikujcymi),C: temperatura odlewania stopu,D: temperatura formy
(forma bez izolacji cieplnej, forma ocieplana mata izolacyjn).
WytopZmienna niezalenaABCD1forma biaa (-)filtr biay (-)1420oC
(-)forma bez izolacji (-)2forma niebieska (+)filtr biay (-)1420oC
(-)forma ocieplona (+)3forma biaa (-)filtr niebieski (+)1420oC
(-)forma ocieplona (+)4forma niebieska (+)filtr niebieski (+)1420oC
(-)forma bez izolacji (-)5forma biaa (-)filtr biay (-)1480oC
(+)forma ocieplona (+)6forma niebieska (+)filtr biay (-)1480oC
(+)forma bez izolacji (-)7forma biaa (-)filtr niebieski (+)1480oC
(+)forma bez izolacji (-)8forma niebieska (+)filtr niebieski
(+)1480oC (+)forma ocieplona (+)
-
Gwne wyniki zrealizowanych prac badawczychMakrostrukturaWytop
1Wytop 3Wytop 2Wytop 4Wytop 7Wytop 5Wytop 8Wytop 6
-
Gwne wyniki zrealizowanych prac badawczychWybrane cechy
stereologiczne makrostruktury
-
Gwne wyniki zrealizowanych prac badawczychOcena istotnoci wpywu
technologii formy i parametrw odlewania na wybrane cechy
stereologiczne makrostrukturyWarto R2 = 0,9951 oznacza, e okoo 99%
wynikw mona wytumaczy przez model opisany zalenoci: Liczba ziaren =
0,6527 -/+ (0,1601)A /+ (0,0344)B 0,00034C, [mm-2]
ParametrtechnologicznyCecha wynikowaLiczba
ziarenmm-2Powierzchniamm2Wskanik ksztatuTwardo
BrinellaBpBpBpBpWyraz
wolny0,652730,0280-20,8800,09770,2980,086081,0830,6550Zmienna
A0,160120,0001-5,13800,01480,0280,01572,8620,5841Zmienna
B0,034420,0054-1,57050,08640,012290,09073,68730,4968Zmienna
C-0,000340,03740,02590,30210,000050,69220,18090,1575Zmienna
D0,000120,2368-0,01140,56120,000030,7627-0,00040,9961R2
skorygowany0,99510,33430,79900,21044
-
Dane do wskanikw realizacji celw projektuDane do wskanikw
realizacji celw projektu (produktu i rezultatu) uzyskanychw
pierwszym i drugim kwartale 2011
A. Publikacje1. Binczyk F., leziona J., Grado P.: Modification
of the macrostructure of nickel superalloys with cobalt
nanoparticles, Composites, nr1, 2011 , pp. 49-55.2. Binczyk F,
leziona J, Grado P: Interactions at the mould modifying coating
molten nickel alloy interface, Archives of Foundry Engineering,
vol.11, Issue 1, 2011, pp.(od pocztku realizacji projektu: 9)B.
Referaty1. XV Seminarium Kompozyty 2011Teoria i praktyka, 04. 2011,
Spaa:Modyfikowanie makrostruktury nadstopw niklu nanoczstkami
kobaltu2. XI Midzynarodowa Konferencja Naukowa Optymalizacja
Systemw produkcyjnych w Odlewniach. 06. d:Oddziaywania na granicy
forma powoka modyfikujca - cieke stopy niklu(od pocztku realizacji
projektu: 12)
C. Prace mgr, dr, hab.:Prace magisterskie ukoczone: 3 (obrona
0.6. 2011)1. Maka Marcin: Makrostruktura oraz twardo odleww ze
stopu IN 713C po modyfikacji powierzchniowej i objtociowej,2. Wers
Pawe: Wpyw sposobu modyfikowania odleww na proces krzepnicia i
mikrostruktur odleww ze stopu IN 713C,3. Szehyski Tomasz:
Opracowanie skadu mieszanin na filtry ceramiczne do modyfikowania
objtociowego arowytrzymaych stopw niklu.(od pocztku realizacji
projektu: 9)
Prace doktorskie: planowane otwarcie 1 przewodu doktorskiego IX.
2011r + 1 doktorant
Zgoszenia patentowe: 0, (od pocztku realizacji projektu: 1)
D. Udzia studentw / doktorantw / innych wykonawcw (liczbowo):
4(od pocztku realizacji projektu: 15)
-
Stan wsppracy z przedsibiorstwami Doliny LotniczejWSK- PZL
RzeszwOdbyy si 2 wizyty robocze w WSK Rzeszw i w Politechnice
Rzeszowskiej oraz 2 spotkania z przedstawicielami WSK w
Politechnice lskiej. Celem spotka byy nastpujace problemy: moliwo
adaptacji pieca indukcyjnego Balzers (politechnika Rzeszowska) do
analizy ATD i oceny metalurgicznej wlewkw master heat),
uproszczenie procedury przetargowej (wnioski i zamwienia) na zakup
form i odpadw poprodukcyjnych z WSK Rzeszw i przyspieszenie ich
dostawy do Politechniki lskiej,Przygotowanie zlecenia na analizy
ATD w Politechnice Lskiej,.
Rwnolege z badaniami w ramach Projektu Kluczowego przeprowadzono
kilkanacie analiz ATD dla stopw objtych projektem kluczowym , tj.
IN-713C, IN-100 i MAR-247) oraz, CMSX-4.
Uzyskane wykresy analizy ATD wskazuj na pewne nieprawidowoci w
procesie krystalizacji, wiadczce o wydzielaniu si niskotopliwych
eutektyk i niepodanych wtrce niemetalicznych.Ustalono kryteria
oceny jakoci metalurgicznej wlewkw master heat na podstawie
ostatniego etapu krzepnicia (przed Tsol).
-
Stan wsppracy z przedsibiorstwami Doliny LotniczejWSK- PZL
Rzeszw propozycje na 2011rok1. Przewiduje si projekt stanowiska
pomiarowo- kontrolnego oceny parametrw krzepnicia i jakoci
metalurgicznej wlewkw master heat w warunkach WSK Rzeszw.Bdzie
rozwaona moliwo adaptacji pieca prniowego Balzers bdcego na stanie
Politechniki Rzeszowskiej. W tym celu odbyo si spotkanie w WSK i w
Politechnice Rzeszowskiej2. Przewiduje si rozszerzenie zakresu bada
o oddziaywania cieplno chemiczne na granicy odlew forma ceramiczna.
Potrzeba prowadzenia takich bada wynika z analizy przyczyn
niektrych wad powierzchniowych na odlewach ze stopw niklu.
Opracowano model takiego oddziaywania.
-
Stan wsppracy z przedsibiorstwami Doliny LotniczejProjekt odlewu
i formy do analizy termicznej ATDPoprawna interpretacja wykresw
analizy ATD wymaga zachowania powtarzalnych warunkw w ukadzie
forma-cieky stop, a w szczeglnoci: znormalizowanego prbnika
ceramicznego, pod wzgldem tworzywa i wymiarw, jednakowej masy
testowanego stopu niklu (~600g) zblionej temperatury odlewania
stopu (od 1460 do 1480oC), staej temperatury formy (forma zimna),
stosowania do pomiaru temperatury poddanych selekcji termoelementw
Pt-PtRh10.
-
Gwne wnioskiOpracowano technologi wytwarzania filtrw
modyfikujco-rafinujcych wedug procedury zamieszczonej w zgoszeniu
patentowym.
2. Wymagana wytrzymao na ciskanie (powyej 1 MPa) dla filtrw
ceramicznych z powoka modyfikujc jest uzyskiwana po naniesieniu co
najmniej 16 warstw nonych,
3. Temperatura zgazowania pianki poliuretanowej nie powinna by
wysza od 200oC, natomiast temperatura wypalania filtrw powinna
wynosi od 800 do 1000oC.
4. Zaleca si naniesienie 2 do 3 powok modyfikujcych zawierajcych
krzemian cyrkonu, od 5 do 10% glinianu kobaltu oraz od 2 do 4%
proszku Al. Zaleca si take niewielki dodatek proszku hafnu. Jako
spoiwo tych skadnikw zaleca si krzemionk koloidaln.
5. Stwierdzono, ze efekt modyfikowania powierzchniowego i
objtociowego maleje z podwyszeniem temperatury odlewania stopw.
6. Temperatura odlewania powinna wynosi od 1460 do 1480oC (nisze
wartoci dla stopw IN-713C i IN100).
-
Gwne wnioski7. Nie stwierdzono istotnego oddziaywania
temperatury formy odlewniczej na efekt modyfikowania.
8. Na podstawie wykresu analizy termicznej jest moliwo oceny
jakoci metalurgicznej stopw (zwaszcza wlewkw master heat), jeeli
chodzi o obecno zanieczyszcze niemetalicznych.
9. Opracowano projekt odlewu i formy (prbnika) do oceny jakoci
metalurgicznej wlewkw wsadowych.
10. Zrealizowano kilka spotka z przedstawicielami przemysu na
terenie odlewni WSK Rzeszw oraz w Politechnice lskiej. Przedmiotem
tych spotka byy problemy oceny jakoci metalurgicznej odleww i
wlewkw master heat.
11. Przeanalizowano moliwo adaptacji do tych celw pieca
indukcyjnego Balzers, bdcego w dyspozycji Politechniki
Rzeszowskiej.
12. Przewiduje si (propozycja) rozszerzenie zakresu bada o
oddziaywania cieplno chemiczne na granicy odlew forma
ceramiczna.