Odlewnictwo Współczesne - Polska i Świat

ODLEWNICTWO WSPÓŁCZESNEPOLSKA I ŚWIAT

MODERN FOUNDRYPOLAND AND THE WORLD

Analiza składu chemicznego wybranych obiektów metalowych w Muzeum Narodowym w Krakowie z zastosowaniem mikrofluoroesencji rentgenowskiej.

3/2010ISSN 1898-7257

1

STUDIES AND RESEARCH

Elżbieta Smoluchowska, Zbigniew Stefański: Renewable energy development in Poland and in the world. The importance of castings in renewable energy (part II)........ 3

SCIENTIFIC AND TECHNICAL INFORMATION

A choice of information from the scientific and technical journals.................................. 13

TRAINING – CONFERENCES – SEMINARS – MEETINGS

Meeting of Metallurgy and Founding Commis-sion, Polish Academy of Sciences ............ 36

Scientific seminar on: “Application of scanning probe microscope in characterization of met-al-ceramic interface”.............................. 37

Seminar and Training held by the Material Re-search Section of POLLAB Club................ 38

FROM THE HISTORY OF FOUNDING

Krokosz Jacek, Pabiś Rafał, Dziewulski Michał: X-ray microfluorescence analysis of chemical composition of metal objects selected from the collection of the National Museum in Kra-kow..................................................... 39

PUBLICATIONS

Publications.......................................... 48

Kwartalnik naukowo-technicznyRocznik 3, nr 3/2010

BADANIA I STUDIA

Elżbieta Smoluchowska, Zbigniew Stefański: Energia wiatrowa, rozwój energe-tyki odnawialnej w kraju i na świecie. Zna-czenie odlewów w energetyce odnawialnej (cz. II)................................................... 3

INFORMACJA NAUKOWO-TECHNICZ-NA

Wybór informacji z czasopism naukowo-tech-nicznych............................................... 13

SZKOLENIA – KONFERENCJE – SEMI-NARIA – SPOTKANIA

Posiedzenie Komisji Metalurgiczno-Odlewniczej PAN..................................................... 36

Seminarium naukowe pt. „Zastosowania mikroskopu z sondą skanującą do charak-teryzacji granicy rozdziału metal-cerami-ka”...................................................... 37

Seminarium-szkolenie Sekcji Badań Materiało-wych Klubu Pollab................................. 38

Z HISTORII ODLEWNICTWA

Jacek Krokosz, Rafał Pabiś, Michał Dziewulski: Analiza składu chemicznego wy-branych obiektów metalowych w Muzeum Na-rodowym w Krakowie z zastosowaniem mikro-fluoresencji rentgenowskiej .................... 39

PUBLIKACJE

Wydawnictwa........................................ 48

2

Wydawca:

INSTYTUT ODLEWNICTWA

w Krakowie

REDAKTOR NACZELNY:

Andrzej BALIŃSKI

ZESPÓŁ REDAKCYJNY:

Jerzy J. SOBCZAK, Jerzy TYBULCZUK, Joanna MADEJ, Marta KONIECZNA, Patrycja RUMIŃSKA

RADA PROGRAMOWA:

Zbigniew RONDUDA (Przewodniczący), Mariusz HOLTZER (Z-ca Przewodniczącego), Tadeusz BOGACZ, Józef DAŃKO, Zbigniew GÓRNY, Adam TABOR,

Andrzej JOPKIEWICZ, Janusz MIKLASZEWSKI, Mariusz URBANOWICZ

ADRES REDAKCJI:

„Odlewnictwo Współczesne – Polska i Świat” 30-418 Kraków, ul. Zakopiańska 73

tel. (012) 26-18-381, fax. (012) 26-60-870 http://www.iod.krakow.pl

e-mail: [email protected]

WSZELKIE PRAWA ZASTRZEŻONE

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

Printed in Poland

ISSN 1898-7257

3

Badania i studia

Energia wiatrowa, rozwój energetyki odnawialnej w kraju i na świecie. Znaczenie odlewów w energetyce odnawialnej (cz. II)

Elżbieta Smoluchowska, Zbigniew Stefański

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

Budowa i charakterystyka elektrowni wiatrowej

Zadaniem elektrowni wiatrowej jest przetworzenie energii kinetycznej wieją-cego wiatru na energię elektryczną przy pomocy turbiny wiatrowej. Na rysunku 15 pokazano schematycznie budowę elektro-wni wiatrowej [8] oraz wyszczególniono jej podstawowe zespoły. Jedną z najważ-niejszych części elektrowni wiatrowej jest wirnik, w którym dokonuje się zamiana energii wiatru na energię mechaniczną. Osadzony jest on na wale, poprzez któ-ry napędzany jest generator. Wirnik obra-ca się najczęściej z prędkością 15–20 obr/min, natomiast typowy genera-tor asynchroniczny wytwarza energię elektryczną przy prędkości ponad 1500 obr/min. W związku z tym niezbędne jest użycie skrzyni przekładniowej, w której dokonuje się zwiększenie prędkości obro-towej.

Rys. 15. Schemat budowy elektrowni wiatrowej [8]

Najczęściej spotyka się wirniki trójpła-towe, zbudowane z włókna szklanego wzmocnionego poliestrem. W piaście wir-nika umieszczony jest serwomechanizm pozwalający na ustawienie kąta nachy-lenia łopat (skoku). Gondola musi mieć możliwość obracania się o 360 stopni, by zawsze można było ustawić ją pod wiatr. W związku z tym na szczycie wieży zain-stalowany jest silnik, który poprzez prze-kładnię zębatą może ją obracać. W elek-trowniach małej mocy, gdzie masa gondoli jest stosunkowo mała, jej ustawienie pod wiatr zapewnia ster kierunkowy zintegro-wany z gondolą. Pracą mechanizmu usta-wienia łopat i kierunkowania elektrowni zarządza układ mikroprocesorowy na pod-stawie danych wejściowych (np. prędko-ści i kierunku wiatru). Ponadto w gondoli znajdują się: transformator, łożyska, ukła-

4

Odlewnictwo Współczesne

dy smarowania oraz hamulec zapewniają-cy zatrzymanie wirnika w sytuacjach awa-ryjnych [8].

Na rysunku 16 pokazano przykła-dową elektrownię wiatrową Vestas V80 (2 MW). Elektrownie wiatrowe wykorzy-stują moc wiatru w zakresie jego prędko-ści od 4 do 25 m/s. Przy prędkości wiatru mniejszej od 4 m/s moc wiatru jest niewiel-ka, a przy prędkościach powyżej 25 m/s ze względów bezpieczeństwa elektrownia jest zatrzymywana. Najczęściej spotykaną w zastosowaniach turbiną jest turbina śmi-głowa trójpłatowa (rzadziej dwu- lub jed-nopłatowa), o poziomej osi obrotu, wirni-ku ustawionym „na wiatr”, zamocowanym w gondoli stalowej lub z tworzyw sztucz-nych. Całość umieszczona jest na wieży o wysokości od 40 do 100 m.

Rys. 16. Elektrownia wiatrowa firmy Vestas V80 (2 MW) [8]: 1 – sterownik piasty, 2 – cylinder sy-stemu sterowania łopatami, 3 – piasta wirnika, 4 – wał główny, 5 – chłodnica oleju, 6 – obudowa prze-kładni, 7 – hamulec tarczowy, 8 – dźwig serwisowy, 9 – układ sterowania, 10 – czujniki ultradźwiękowe, 11 – transformator, 12 – łopata wirnika, 13 – łoży-sko łopaty, 14 – układ hamowania wirnika, 15 – sil-nik, 16 – fundament, 17 – koła zębate układy kie-runkowania gondoli, 18 – sprzęgło, 19 – generator,

20 – chłodnica generatora

Dziesięcioma najważniejszymi produ-centami elektrowni wiatrowych są firmy Vestas (Dania), Enercon (Niemcy), NEG Micon (Dania), Enron (USA), Gamesa (Hi-szpania), Bonus (Dania), Nordex (Dania), Made (Hiszpania), Mitsubishi (Japonia), REpower (Dania). Wymienieni producenci obejmowali w roku 2001 – 97% świato-wego rynku [9]. W Polsce producentami elektrowni wiatrowych są Elbud Bełcha-tów, Kopex Katowice, Acciona Energy Po-land, AC Prim Spółka z o.o., CJ R Polska Spółka z o.o. i inni.

Ze względu na rosnące zapotrzebowanie na ten rodzaj energii w ofertach wiodących producentów proponowane są coraz większe konstrukcje. Na rysunku 17 przedstawiono typoszereg elektrowni wiatrowych produkowanych przez firmę Nordex. Największa siłownia wiatrowa wyprodukowana przez tę firmę typu N-80 posiada moc 2,5 MW, a w planach jest bu-dowa morskiej siłowni wiatrowej o mocy 5 MW, której turbina z wirnikiem o średni-cy 100 m umieszczona będzie na szczycie 86 metrowej wieży. Całkowita masa takiej turbiny wynosi 456 ton, masa gondoli 91 ton, masa wirnika z piastą 55 ton, masa wieży 310 ton, masa piast 25 ton, masa pojedynczego płata wirnika 9,8 ton [10].

Rys. 17. Typoszereg produkcji siłowni wiatrowych firmy Nordex [10]

Z kolei firma Enercon skonstruowała i wykonała elektrownię wiatrową o mocy 6 MW [11]. Dla zobrazowania wielkości elek-trowni wiatrowych na rysunku 18 poka-zano prototyp elektrowni wiatrowej firmy RE power o mocy 5 MW.

Rys. 18. Prototyp siłowni wiatrowej typu 5M o mocy 5 MW wykonanej przez firmę REpower [11]

5


Wraz ze wzrostem mocy elektrowni wiatrowych rośnie również wielkość i masa podzespołów (w tym odlewów), wchodzą-cych w ich skład. Na rysunku 19 pokazano przykład rozwoju konstrukcji napędu od roku 1981 do 2004 [11, 12].

Rys. 19. Rozwój konstrukcji napędu elektrowni wiatrowej [11]

Udział odlewów w instalacjach ener-getyki wiatrowej

Według danych statystycznych 30–50% ogółu masy całej elektrowni wiatro-wej stanowią odlewy [9, 13]. Stanowią one ważny element instalacji służących do wykorzystania energii wiatru do tego stop-nia, że w Niemczech producenci elektrowni wiatrowych zapewniają sobie wzrost pro-dukcji we własnym zakresie, inwestując w odlewnie wytwarzające podzespoły na ich potrzeby. Taki kierunek produkcji od-lewów wraz z rozwojem nowych technik energetycznych stanowi możliwość zwięk-szenia produkcji odlewów.

Ze względu na coraz większą wydaj-ność odlewni, produkcja odlewów na po-trzeby elektrowni wiatrowych stanowi znaczny potencjał rozwojowy nie tylko dla odlewni niemieckich.

Na rysunku 20 pokazano jak w ciągu 5 lat zwiększyła się ilość odlewów produ-kowanych dla elektrowni wiatrowych [9].

Rys. 20. Łączna ilość odlewów zamontowanych w elektrowniach wiatrowych do roku 2006 [9]

Średnia masa odlewów przeznaczo-nych dla elektrowni wiatrowych wg CAEF przedstawiała się następująco [14]:

Rok 2000 2001 2002 2003 2004

Masa odlewu, t 1,09 1,41 1,69 1,78 2,05

Liczbę odlewów przypadającą na elektro-wnie wiatrowe w latach 2000–2004 przed-stawiono poniżej [14]:

Rok 2000 2001 2002 2003 2004

Liczba odlewów o masie powyżej

8 ton

15 231 510 547 552

Dzięki postępowi w technologii umożli-wiającemu m.in. wzrost wielkości jednost-kowej turbin wiatrowych, w ciągu ostat-nich 20 lat koszt pozyskiwania energii wiatrowej spadł z 0,40 USD/kWh do 0,04 USD/kWh, czyli 10-krotnie [3]. Wzrost wielkości turbin następował w wyniku zwiększania rozmiarów wirników i mocy jednostki. Obecnie produkowane turbi-ny mają wirniki o średnicy 50–100 m,

6


a ich średnia moc wzrosła z 200 kW w roku 1999 do 6 MW w roku 2008. Więk-sze turbiny wiatrowe oznaczają większe zapotrzebowanie na odlewy.

Elementami odlewanymi stosowanymi w instalacjach energetyki wiatrowej są: platformy, korpusy, pierścienie, piasty, obudowy, skrzynie biegów, silniki, gene-ratory, turbogeneratory, gniazda śmigieł wały łączniki, czopy [13]. Na rysunku 21 pokazano udział odlewów (kolor niebie-ski) w konstrukcji głowicy elektrowni wia-trowej firmy Nordex [13].

Rys. 21. Konstrukcja głowicy elektrowni wiatrowej firmy Nordex złożona z odlewów (kolor niebieski)

[13]

Na rysunku 22 pokazano udział od-lewów w konstrukcji głowicy elektrowni wiatrowej E-40 firmy Enercon [14].

Rys. 22. Udział odlewów w konstrukcji głowicy elek-trowni wiatrowej E-40: 1 - wspornik, 2 - gniazdo, 3 - czop osi, 4 - piasta wirnika, 5 - wspornik łopaty

[14]

Ze względu na ekstremalne warunki pracy, w wykonywaniu odlewów na ele-menty elektrowni wiatrowych szczegól-nie preferowane są ferrytyczne gatunki żeliwa sferoidalnego typu GSJ przezna- czonego do pracy w niskiej temperatu-rze.

Na rysunku 23 przedstawiono udział odlewów żeliwnych w napędzie elektrowni wiatrowej o mocy 1,5 MW [11].

Na rysunku 24 przedstawiono sza-cunkowe zapotrzebowanie na żeliwo GSJ w zależności od mocy elektrowni wiatrowej. Z wykresu wynika, że im większa moc elektrowni wiatrowej, tym większe zapo-trzebowanie na żeliwo czyli odlewy. Prze-widuje się, że ze wzrostem ilości elektrowni wiatrowych zapotrzebowanie na żeli-wo sferoidalne będzie rosło [15].

Rys. 23. Udział odlewów żeliwnych (kolor niebieski) w napędzie elektrowni wiatrowej o mocy 1,5 MW (wspornik, korpus, podpora zabezpieczająca przed

przeciążeniem) [11]

Rys. 24. Ilość żeliwa przypadająca na zainstalowa-ną moc elektrowni wiatrowej [15]

7


Na rysunku 25–30 pokazano przykła-dy odlewów wykonywanych dla różnych typów elektrowni wiatrowych [15].

Rys. 25. Odlewy wsporników napędu elektrowni wiatrowej typu E-66 o mocy 1,5–1,8 MW (z lewej) i elektrowni typu E-70 o mocy 2,0–2,5 MW i o ma-sie 7350 kg (z prawej), wykonane przez odlewnię

Meuselwitz Guss GmbH [15]

Rys. 26. Odlew piasty wirnika do elektrowni wiatro-wej o mocy 2,2–2,7 MW. Masa odlewu 16 300 kg, wykonany przez odlewnię Meuselwitz Guss GmbH

[15]

Rys. 27. Wał z kołnierzem do łożyska łopaty wirni-ka wykonany przez odlewnię Meuselwitz

Guss GmbH [15]

Rys. 28. Odlewy piasty wirnika dla elektrowni wia-trowej E-66 o mocy 1,5–1,8 MW i masie odlewu 8 075 kg (z lewej) i dla elektrowni wiatrowej E-70

o mocy 2,0–2,5 MW i masie odlewu 9340 kg

Rys. 29. Odlew piasty wirnika dla elektro-wni wiatrowej E-112 o mocy 4,5 MW i masie 30 500 kg wraz z łożyskiem łopaty wirnika o masie

12 150 kg

Rys. 30. Odlew platformy typu 2X dla elektrowni wiatrowej o mocy 2 MW. Masa odlewu 8 650 kg

(z lewej) i odlew wspornika dla tego samego typu elektrowni o masie 5 940 kg (z prawej) - wykonane

przez odlewnię Meuselwitz Guss GmbH

8


Technologia wykonywania odlewów dla elektrowni wiatrowych

Podstawowym tworzywem na odlewy dla elektrowni wiatrowych jest żeliwo sfe-roidalne ferrytyczne o zwiększonej udar-ności w niskich temperaturach np. GJS-400-18U-LT. Elementy elektrowni pracują bowiem w zmiennych warunkach atmo-sferycznych, materiał podlega zjawisku zmęczenia mechanicznego i przeciążenia. Dlatego odlewom stawiane są bardzo wy-sokie wymagania jakościowe. Niedopusz-czalne są jakiekolwiek wady zewnętrzne i wewnętrzne.

Żeliwo sferoidalne gatunku 400-18-LT to żeliwo o osnowie czysto ferrytycznej, którą można uzyskać w stanie lanym lub poprzez obróbkę cieplną. Duże gabary-towo odlewy, a do takich należy zaliczyć odlewy dla energetyki wiatrowej, trudno jest obrabiać cieplnie, dlatego dąży się do uzyskiwania struktury ferrytycznej w stanie lanym. Tak uzyskane żeliwo posia-da bardzo dobrą plastyczność i podwyż-szoną udarność w niskiej temperaturze (12 J/cm2 w T = -20°C). Dodatkowo cha-rakteryzuje się najmniejszym skurczem odlewniczym spośród wszystkich gatun-ków żeliwa sferoidalnego (0,1–0,5%) oraz największą rozszerzalnością przedskur-czową [17]. Dlatego odlewy wykonywane z tego rodzaju żeliwa nadają się do pro-jektowania technologii z samozasilaniem. Przy tej technice zasilania odlewy muszą być wykonywane w formach sztywnych (masy formierskie o dużej wytrzymałości, bardzo dobre zagęszczenie formy). Formy wykonane przy wysokim stopniu zagęsz-czenia są niepodatne nawet wtedy, kiedy spoiwo łączące ziarna osnowy traci w pod-wyższonej temperaturze właściwości wy-trzymałościowe. Taka sytuacja ma miejsce w przypadku mas ze spoiwami organicz-nymi, które już w temperaturze około 300°C ulegają zgazowaniu. Dodatkowy wzrost sztywności formy można również osiągnąć dzięki wprowadzeniu prętów i żeber zbrojeniowych oraz zwiększeniu klamrowania i obciążenia skrzyń formier-skich.

Jak już wspomniano, ze wzrostem mocy elektrowni wiatrowych rosną także gabaryty odlewanych podzespołów, np.

odlew łącznika pomiędzy łopatą wirnika a piastą. Pierwsze tego typu łączniki miały masę około 800 kg (typ elektrowni firmy Enercon E-48). Obecnie łączniki te posia-dają masę powyżej 13 ton, średnicę 3,8 m i wysokość 2,5 m (typ elektrowni E-126). Grubość ścianki tego typu odlewów wy-nosi 45 mm. Są to więc odlewy bardzo duże o stosunkowo cienkich ściankach [2]. Oznacza to, że przy opracowywaniu technologii dla odlewów tego typu nale-ży uwzględnić specyfikę ich wykonywa-nia. Należy określić parametry techniczne i technologiczne procesu wykonywania formy oraz zalewania jej metalem. Do tego celu wykorzystuje się symulację komputerową procesu zalewania formy, zasilania, krzepnięcia i stygnięcia odlewu.

W trakcie symulacji analizowanych jest szereg wariantów doprowadzenia metalu, zasilania, umiejscowienia filtrów, kierunkowego krzepnięcia metalu wymu-szonego poprzez ochładzalniki. Uzyskane w procesie symulacji parametry, takie jak: czas zalewania, kierunkowe rozpro-wadzenie metalu, proces krzepnięcia oraz kryteria porowatości, pozwalają na skró-cenie czasu wdrażania technologicznego i ograniczają do minimum koszty prób.

Na rysunku 31 pokazano przykład symulacji komputerowej procesu krzep-nięcia odlewu wspomnianego łącznika dla modelu elektrowni wiatrowej E-126 firmy Enercon [2] .

Układy wlewowe i zasilające duże odlewy projektuje się zazwyczaj zgodnie z zasadą samozasilania, co oznacza, że z nadlewu kompensowany jest jedynie skurcz metalu w stanie ciekłym. Układy wlewowe projektuje się tak, aby wnęka formy została wypełniona spokojnie, ale szybko. Przedłużające się bowiem zalewa-nie sprzyja powstawaniu wad powierzch-niowych ze względu na ograniczoną od-porność mas ze spoiwami organicznymi na działanie ciekłego metalu. Przy szyb-kim zalewaniu konieczne jest rozbudowa-nie systemu odpowietrzania wnęki formy, i zaprojektowanie jej tak, aby w trakcie zalewania i krzepnięcia w formie powsta-wało wysokie ciśnienie metalostatyczne, niezbędne do ograniczenia wad pochodze-nia gazowego i ograniczenia skłonności do tworzenia rzadzizn skurczowych.

9


Rys. 31. Symulacja procesu krzepnięcia odlewu łącznika, rozkład temperatury w odlewie [2]

Dla uzyskania właściwej struktury ferrytycznej odlewów i ukierunkowania krzepnięcia odlewu, lub zmiany struktu-ry w przypowierzchniowej jego warstwie, w technologii wykorzystuje się ochładzal-niki.

Odlewy elementów elektrowni wia-trowych wykonuje się w masach samo-utwardzalnych furanowych, ze względu na wysoką wytrzymałość i sztywność tych form w temperaturze otoczenia. Masy te charakteryzują się dobrymi właściwościa-mi technologicznymi, co umożliwia uzy-skiwanie odlewów o dużej dokładności wymiarowej. Ponadto są dobrze wybijane i zawierają małą ilość spoiwa, co sprawia, że odlewy wykonywane w tych masach rzadziej niż w przypadku mas ze spoiwa-mi nieorganicznymi posiadają wady po-chodzenia gazowego. Z tego też powodu tę samą masę stosuje się do wykonywa-nia rdzeni. Ze względu na ilość stosowa-nej masy formiersko-rdzeniowej, sporzą-dza się w mieszarkach ciągłego dziania o dużej wydajności np. 60 ton masy/h. Zazwyczaj w produkcji dużych odlewów stosuje się np. rdzenie wieloelementowe.

W celu poprawienia wytrzymałości form i rdzeni oraz zapewnienia ogniotrwa-łości przypowierzchniowych warstw formy i rdzenia, ich powierzchnie pokrywa się powłokami ochronnymi.

Na rysunku 32 pokazano przykładowy model odlewu łącznika, a na rysunku 33 rdzeń do odlewu łącznika [2].

Rys. 32. Model łącznika odlewu [2]

Rys. 33. Rdzeń odlewu łącznika [2]

Rys. 34. Wykonanie formy dla odlewu łącznika z założonym rdzeniem [2]

Na rysunku 34 przedstawiono sposób wykonania formy z założonym rdzeniem.

10


W tabeli 1 zamieszczono przykład bilansu zużycia masy formierskiej i rdze-niowej stosowanej do wykonywania od-lewów piasty i wspornika, instalowanych w elektrowniach wiatrowych o mocy 4,5 –5,0 MW [14].

Tabela 1. Zużycie masy formierskiej i rdzeniowej przy wykonywaniu odlewów piasty i wspornika dla

elektrowni wiatrowej o mocy 4,5–5,0 MW

Analizowane parametry Piasta Wspornik

Masa odlewu (t)Wymiary odlewu (dług x szer x wys.) (m)Ilość materiału formierskiego (t)- na formy (t)- na rdzenie (t)Masa skrzynek formierskich (t)Łączna masa odlewu z rdzeniami (t)

W celu otrzymania żeliwa ferrytycz-nego bez stosowania obróbki cieplnej nie wystarczy dobranie odpowiedniego skła-du chemicznego ciekłego żeliwa wyjścio- wego oraz prędkości stygnięcia odle-wu. Konieczne jest zachowanie wysokiej czystości składników wsadu metalowego oraz przeprowadzenie najczęściej dwu-stopniowej modyfikacji żeliwa dla nadania mu możliwie wysokiej zdolności do gra-fityzacji. Wsad metalowy powinien za-wierać zwiększoną ilość surówki specjal-nej (min. 40%) i być tak skomponowany, aby końcowa zawartość składników che-micznych żeliwa mieściła się w zakresie: C - 3,6–3,7%, Si - 1,95–2,2%, Mn max. - 0,15%, P max. - 0,03%, S max. - 0,02%.Przykładowo sferoidyzacja przeprowadza-na jest poprzez zalewanie ciekłego meta-lu na zaprawę VL63M znajdującą się na dnie kadzi. Zabieg modyfikacji przepro-wadza się po spuście do kadzi 2/3 sto-pionego metalu, dodając zaprawę mody-fikującą ZM 6 na strugę metalu. Niekiedy prowadzona jest tzw. wtórna modyfikacja sprzyjająca dodatkowemu zarodkowa-niu grafitu, co poprawia skłonność żeliwa do tworzenia się ferrytycznej struktury o większej ilości kulek grafitu [17].

Na rysunku 35 pokazano zalewanie formy odlewu łącznika [2].

Rys. 35. Zalewanie formy [2]

W tabeli 2 zamieszczono wymagane dla żeliw sferoidalnych stosowanych na odlewy elementów elektrowni wiatrowych minimalne właściwości mechaniczne, mie-rzone na próbkach przylanych dla odle-wów i odlewanych oddzielnie dla odlewów o grubości ścian w przedziale 60 < t < 200 mm [18].

Tabela 2. Minimalne właściwości mechaniczne żeliwa sferoidalnego dla odlewów o grubości ścian

60 < t < 200mm

Badane parametry

Grubość ścianki

odlewu t, mm

Próbki odlane

oddzielnie

Próbki przylane

Wytrzymałość na rozciąganie Rm,

N/mm2

≤ 3030–60

60–200

≥ 400 ≥ 400≥ 390≥ 370

Umowna granica plastyczności 0,2%, Rp 0,2,

N/mm2

≤3030–60

60–200≥ 240

≥ 240≥ 230≥ 220

Wydłużenie A, %≤30

30–6060–200

≥ 18≥ 18≥ 15≥ 12

Udarność KCV, J 30–6060–200 ≥ 12 ≥ 12

10

Twardość HB 120–160160–180

120–160160–180

30–34 46–52

4,6 x 4,0 x 4,0

19012070

69

105

5,5 x 4,2 x 3,4

17011060

33

112

11


Kolejny przykład wykonanego odlewu dla elektrowni wiatrowej to odlew łączni-ka po wybiciu i oczyszczeniu, pokazano go na rysunku 36.

Rys. 36. Odlew łącznika pomiędzy łopatą wirnika a piastą dla elektrowni wiatrowej E-16 firmy

Enercon po wybiciu i oczyszczeniu [2]

Odlewy elementów elektrowni wiatro-wych poddawane są szczegółowym bada-niom jakościowym zarówno dotyczących metod badawczych stosowanych dla od-lewów, jak i dotyczących kontroli jakości, właściwości i sposobów zabezpieczenia antykorozyjnego. Dla każdego odlewu wymagane są atesty i protokoły dotyczą-ce badań właściwości mechanicznych, nie-niszczących badań magnetycznych (wy-krywanie mikropęknięć na powierzchni), ultradźwiękowych (wykrywanie wad we-wnętrznych), pomiarów odlewu i pokryć antykorozyjnych oraz badań struktura- lnych pod kątem ilości i kształtu sferoi-dów oraz udziału ferrytu w strukturze.

Podsumowanie

Dane statystyczne wskazują na dy-namiczny rozwój energetyki wiatrowej, a zwiększanie mocy turbin i gabarytów siłowni wiatrowych będzie miało istotny wpływ na rozwój wielu gałęzi przemysłu, w tym przemysłu odlewniczego.

Planowane w najbliższych latach duże inwestycje związane z energetyką wiatro-wą będą skutkowały tworzeniem nowych miejsc pracy, jak również rosnącym zapo-trzebowaniem na odpowiedzialne, wyso-kiej klasy odlewy z wysokojakościowego żeliwa sferoidalnego lub być może innych stopów odpornych na działanie czynników korozyjnych i o wysokich właściwościach mechanicznych.

Krajowe odlewnie już od kilku lat uczestniczą w realizacji zamówień związa-nych z produkcją elementów odlewanych dla energetyki wiatrowej zarówno dla od-biorców krajowych, jak i zagranicznych [9]. Produkcja tego typu odlewów należy do kategorii High Technology. Energetyka odnawialna, w tym wiatrowa jest obecnie jednym z najszybciej rozwijających się sektorów przemysłowych. Stwarza to kra-jowym odlewniom dużą szansę w zakresie pozyskiwania nowych zamówień.

Literatura

Renewable 2009, Globar Statur Report.1. www.ren.21.net/pdf/RE-GSR-2009-Update.pdfWerner H., Lappat I.: Im Wind – Guss für 2. Energieanlagen. Konstruieren+Giessen 33, 2008, nr 3, s. 24 Holtzer M., Holtzer G.: Rozwój energety-3. ki odnawialnej szansą dla przemysłu od-lewniczego, Przegląd Odlewnictwa 2009, nr 5–6, s. 290Polskie Stowarzyszenie Energetyki Wia-4. trowej, www.psew.pl/energetyka_wia-trowa.htmWord Wind Energy Report 2008, Word 5. Wind Energy Association WWEA, Febru-ary 2009Energetyka wiatrowa w Polsce, Europie 6. i na Świecie, Raport cz. 1, 2, 3, listopad 2009Polskie Stowarzyszenie Energetyki Wia-7. trowej, Raport: „Wizja rozwoju energety-ki wiatrowej w Polsce do roku 2020”

12


Elektrownie wiatrowe www.vestas.com8. Bogacz T., Turzyński J.: Wykorzystać 9. wiatr, Przegląd Odlewnictwa, 2003, nr 1, s. 13Materiały reklamowe firmy Nordex10. Innovation und Perfektion aus Guss 11. für Getriebe in Windenergieanlagen-Gussbauteile fur Flender-Getrie-be. Konstruieren+Giessen 30, 2005, nr 2, s. 9Swartzlander M., Hays D.: Renewab-12. le Energy Castings Surge, Modern Casting, February, 2008, s. 37Wittor R.G., Hanowski R., Mostafi A.: En-13. twicklung von Gussbauteilen fur Getrie-be von Wind kraftanlagen, Giesserei 90, 9/2003, s. 15Mechanische und Physicalische Eigens-14. chaften von Gusseisen mit Kugelgraphit, Konstruieren+Giessen 32, 2007, nr 2, s. 53

Werner H., Sonntag W.: Neue Dimen-15. sionen – Windenergie fordet die Giese-reibranche, Konstruieren+Giessen 30, 2005, nr 2, s. 10High-Tech-Guss für WindKraftanlagen 16. zur Enzeugung von „grünem” Stram. Konstruieren + giessen 28 (2009), nr 4, s. 4 Zych J., Hawranek R.: Technologia 17. grubościennych odlewów z żeliwa EN-GJS-400-18-LT na przykładzie odle-wu gniazda śmigieł siłowni wiatrowej, Przegląd Odlewnictwa, 2002, nr 6, s. 231Werner H., Werning H.: Sicherheit aus 18. einem Gus: Hochwertiger Sphäro-gus fűr Bauteile von Windkraftanla-gen. Konstruieren+Giessen 23, 1998, nr 1, s. 4.

13

WYBÓR INFORMACJI Z CZASOPISM NAUKOWO-TECHNICZNYCH

01. ZAGANIENIA OGÓLNE

Informacja naukowo-techniczna

Jak zapewnić konkurencyjność pro-dukcji odlewów metali kolorowych i wybrać metodę odpowiednią do współczesnych warunków.Lit.Proiz. 2009, nr 4, s. 27–29

Przedstawiono zalecenia dotyczące mo-dernizacji procesów produkcji odlewów ze stopów metali nieżelaznych, pozwa-lające obniżyć straty produkcji, obniżyć ilość braków, podwyższyć jakość proce-sów i konkurencyjność wyrobów. Doty-czy to zwłaszcza odlewów ciśnieniowych i kokilowych ze stopów aluminium i cyn-ku. Przyczyną opracowania takich zaleceń są wysokie ceny na aluminium w Rosji, a producenci stopów aluminium domagają się przedpłat na zamawiane dostawy. Za-lecenia dotyczą zmiany pieców i elemen-tów nagrzewających, stosowania wysoko-jakościowych materiałów na tygle, topniki, pokrycia na kokile, a także modernizacji maszyn ciśnieniowych. Oprzyrządowanie w odlewniach jest często zużyte, kwalifiko-wani odlewnicy są na „wagę złota”, powsta-ją duże straty energii. A przewiduje się, że w 2011 roku ceny energii elektrycznej i gazu wzrosną dwukrotnie. Autorzy arty-kułu to specjaliści z międzynarodowego centrum technologicznego POLITEGMET. Zalecenia, które wytypowali jako najważ-niejsze, podzielili na trzy grupy ze względu na terminy realizacji w zakładzie.

Rozwój podaży i popytu w przemyśle stopów magnezu.Homm.e.Fond. 2009, nr 397, s. 24–29

Dawniej magnez i jego stopy były używa-ne głównie jako pierwiastki dodawane do stopów aluminium, na odlewy ciśnieniowe i do procesów odsiarczania stali. W cią-gu ostatniej dekady zapotrzebowanie na magnez i jego stopy wzrasta stale około 5% rocznie, głównie dzięki stałemu roz-wojowi odlewnictwa ciśnieniowego, które z kolei wzrasta o 10% rocznie. Jest to możliwe dzięki stałym dostawom magne-zu z Chin. Magnez był stosunkowo tani, ale od roku 2008 ceny magnezu wzrosły trzykrotnie, ponieważ wprowadzono pro-ces silikotermiczny jego otrzymywania. W artykule rozważano możliwości, aktualne i przyszłe, rozwoju podaży i popytu na magnez i jego stopy. Szczególną uwagę zwrócono na odlewnictwo magnezu. Stoso-wanie odlewów ze stopów magnezu stanie się prawdopodobnie przedmiotem wytycz-nych Unii Europejskiej z racji ochrony śro-dowiska. Czynione są starania, aby przez rozwój produkcji magnezu w Rosji, w Afryce i na Bliskim Wschodzie uniezależnić się od dostaw chińskich.

MetFoam, światowy kongres na temat piany metalicznej.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 288, s. 9–13

W dniach 1–4 IX 2009 roku odbył się w Bratysławie kongres MetFoam 2009, na temat piany metali i komórkowych ma-teriałów metalowych. Z tej okazji CTIF przedstawił swoje procesy technologicz-ne otrzymywania piany metali drogą infiltracji, a także rozważania teoretyczne

14


i metody praktyczne pozwalające na kon-trolę tych procesów. Kongres cieszył się dużym zainteresowaniem. Wygłoszono 80 referatów i zorganizowano 60 poste-rów. Omawiano stan rozwoju tych tech-nik w Europie (Niemcy, Francja), w Azji (Japonia, Korea) oraz nowe procesy. Pro-cesy te oparte są na technice odlewania lub na topieniu proszków. Podkreślono ulepszenia istniejących procesów, lepsze zrozumienie zachodzących zjawisk prze-de wszystkim dzięki rozwojowi radioskopii promieniami X.

Model zarządzania zapasami materia-łów w organizacji gospodarczej.Przegląd Odlewnictwa, 2009, t. 59, nr 7–8, s. 414 W pracy przedstawiono probabilistyczny model zapasów typu R (wielkość zapasu), Z (wielkość zamówienia), aby na jego podstawie opracować optymalną strategię zarządzania podstawowymi materiałami w organizacji gospodarczej. Model został zweryfikowany w praktycznej działalności zarządzania zapasami materiałów drzew-nych w przedsiębiorstwie meblarskim przy produkcji seryjnej z stosowaniem techni-ki komputerowej. Opracowana strategia wskazuje innowacyjną metodę podnosze-nia konkurencyjności organizacji gospo-darczych w warunkach globalizacji i pro-cesów integracji produkcji i zarządzania.

Nowa odlewnia żeliwa w ZM Alstom Power w Elblągu.Przegląd Odlewnictwa, 2009, t. 59, nr 7–8, s. 424 W styczniu 2009 uruchomiona została nowa odlewnia żeliwa sferoidalnego, spe-cjalizująca się w produkcji ciężkich i wiel-kogabarytowych odlewów - ciężar jed-nostkowy odlewów do 50 Mg, głównie na potrzeby przemysłu energetycznego. Czas realizacji budowy był rekordowo krót-ki - 20 miesięcy. Odlewnię zaprojektował PRODLEW Warszawa. Artykuł omawia pro-ces technologiczny, zastosowane urządze-nia technologiczne oraz budynek z insta-lacjami. Formiernia pracuje w technologii mas furanowych. Masa wytwarzana jest w

mieszarko-nasypywarkach (dwóch prze-jezdnych i jednej stacjonarnej), które za-silane są w piasek i regenerat za pomocą transportu pneumatycznego. Formy i rdze-nie są wykonywane na płytach formierskich i składane w kesonach odlewniczych, w których są również zalewane. Całość wybitej masy formierskiej jest poddawa-na procesowi regeneracji. Topialnia wypo-sażona jest w dwa piece o pojemności 27 Mg. Żeliwo sferoidalne uzyskuje się przy pomocy metody drutowej. Oczyszcza-nie odlewów odbywa się w oczyszczarce komorowej za pomocą robota wyposa-żonego w pneumatyczną dyszę śrutową, a obróbka cieplna w gazowym piecu ko-morowym z wysuwanym trzonem.

Odlew roku, czyli jak się to robi w Ameryce.Przegląd Odlewnictwa, t. 59, 2009, nr 7–8, s. 464 W niniejszym artykule zwięźle opisa-no przebieg tegorocznego konkursu na amerykański odlew roku, odbywającego się pod auspicjami Amerykańskiego Sto-warzyszenia Odlewników (ang. American Foundry Society) oraz czasopism: Modem Casting i Engineered Casting Solutions. Corocznie kapituła konkursu wybiera od-lew roku, a ponadto przyznaje cztery na-grody „najlepszy w kategorii" oraz cztery wyróżnienia. Konkurs ten jest doskonałym narzędziem marketingowym dla uczestni-czących w nim przedsiębiorstw. Artykuł ten ma też na celu zachęcenie polskich odlewni do czynnego uczestnictwa w pol-skich edycjach konkursu na odlew roku, organizowanego przez Stowarzyszenie Techniczne Odlewników Polskich STOP.

15


02. ZASTOSOWANIE KOMPUTE-RÓW W ODLEWNICWIE

Inteligentny system sterowania pro-cesem w produkcji odlewniczejPrzegląd Odlewnictwa, t. 59, 2009, nr 7–8, s. 404

W ciągu ostatnich 20 lat nastąpił duży postęp w rozwoju narzędzi do analizy da-nych z procesów produkcji. Były to głów-nie sieci neuronowe (NN), sieci Bayes’a (BN), technika fuzzy logic, algorytmy, statystyczne analizy danych i systemy eksperckie. Większość z nich może być stosowana indywidualnie, niektóre mogą być łączone, jak sieci neuronowe NN z technologiami fuzzy albo NN z BN. Kon-trola procesów metalurgicznych wymaga specjalnych rozwiązań. Artykuł stanowi pomost dla inteligentnego zastosowania analizy danych w procesie kontroli pro-dukcji odlewniczej.

Sterowanie reżimami formowania wibracyjnego za pomocą sygnałów energetycznych.Processy lit'ja 2009, nr 4, s. 55–62

Z pozycji efektywności zagęszczania gra-nulowanych materiałów formierskich ba-dano aktywne i pasywne modele proce-sów zagęszczania masy przez wibrację w układach forma piaskowa – formierka wibracyjna. Teoretycznie uwarunkowano, a eksperymentalnie potwierdzono stoso-wanie energetycznych sygnałów dla kon-troli procesu wibracyjnego zagęszczania form i dla kontroli procesu rozszerzalno-ści (zmiany objętości) mas formierskich. W prezentowanej pracy na przykładzie konstrukcji sterowanych wibracyjnych formierek pokazano rozwój i zasady dzia-łania inteligentnych technologicznych sy-stemów w procesach odlewniczych.

Cechy szczególne otrzymywania żeli-wa sferoidalnego z materiałów wtór-nych.Lit.Proiz. 2009, nr 7, s. 5–8

Współczesny stan rozwoju przemysłu budowy maszyn, w tym odlewnictwa, charakteryzuje się coraz większą ilością stosowanych surowców wtórnych. Dla zabezpieczenia żądanego składu żeliwa, w warunkach stosowania surówki prze-róbczej i surowców wtórnych o różnym składzie chemicznym ważny jest dobór odpowiedniego modyfikatora i pierwiast-ków stopowych dla zabezpieczenia od-powiednich właściwości eksploatacyjnych oraz otrzymania zdrowych odlewów, a w szczególności bez zabielenia. Pierwia- stki podzielono na trzy grupy: 1. grafi-tyzatory; 2. antygrafityzatory; 3. takie pierwiastki, które potencjalnie wykazują właściwości 1-szej grupy, ale zachowu-ją się tak jakby należały do 2-giej grupy. Są to H, B, N, S. Następnie oceniano za-gadnienia: czasu działania modyfikatorów grafityzujących, optymalne temperatury nagrzewania, kinetykę rozpuszczania się wtrąceń grafitu w procesie nagrzewania ciekłego żeliwa, wpływ składu chemiczne-go na właściwości mechaniczne i mikro-strukturę żeliwa oraz jego skłonność do zabieleń. Na podstawie kompleksowych badań teoretycznych oraz eksperymen-tów w zakładach „Sievierstal” opracowa-no pakiet programów komputerowych do optymalizacji składu wsadu i dodatków korygujących stopów Fe–C z wykorzy-staniem tablic elektronicznych. Uzyskano dzięki nim oszczędności rzędu 1500 tysię-cy rubli rocznie.

16


03. OCHRONA ŚRODOWISKA I BHP

04. WYTYCZNE PROJEKTOWA-NIA TECHNOLOGII ODLEWNI-

CZYCH

Ochrona środowiska w odlewni.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 287, s. 43–50

Jest to przedruk 24-tej części przeglądu literatury na temat ochrony środowiska w odlewnictwie, opublikowanego w czaso-piśmie Giesserei. Stwierdzono, że ochro-na środowiska zintegrowana z procesem produkcji jest już dobrze „zakotwiczo-na” i praktycznie stosowana w przemy-śle odlewniczym. Aktualnie priorytetem jest zminimalizowanie oddziaływania emi-sji i wszystkich substancji, które mogły-by szkodzić środowisku od momentu ich pojawienia się i w czasie trwania procesu produkcji. Powszechnie omawianym jest problem bardzo drobnych pyłów obecnych w atmosferze odlewni. Ważne są tak-że przepisy EU na temat obecności sub-stancji chemicznych, metod ich pomiaru i neutralizacji, czyli tzw. REACH. Artykuł zawiera omówienie problemów zawartych w 26-ciu publikacjach światowej literatu-ry fachowej.

Energia i środowisko w procesie to-pienia.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 286, s. 13–14 Krótki raport z konferencji organizowa-nej 4 VI 2009 przez Instytut CTIF na te-mat zużycia energii i ochrony środowi-ska w topialni. Analizowano bilans rynku energii (elektryczności i gazu) który dzi-siaj jest wolny zarówno we Francji, jak i w Europie. Próbując określić perspek-tywy tego rynku stwierdzono, że pod-wyżka cen jest nieunikniona zarówno w pojęciach krótko, jak i długotermino-wych. Obok szeregu problemów ekono-micznych omawiano szkodliwość dioksyn, ich toksyczność. Prace w tym zakresie prowadzi dziewiętnastu partnerów w ra-mach projektu finansowanego przez EU pod hasłem: „DIOFUR” Przedstawiono schemat cząsteczki dioksyny. Zawiera ona

dwa atomy tlenu i cztery atomy chloru. Omówiono także straty energii w czasie topienia w piecach indukcyjnych. W sumie wynoszą one 25%, a więc na każde 100% wprowadzonej energii tylko 75% zużywa-na jest na efektywny proces topienia.

Wydzielanie szkodliwych gazów po-chodzących ze składników i dodat-ków do mas formierskich. Casting Plant a. Technology Int. 2009, nr 2, s. 14–25

W ramach realizowanego projektu R&D prowadzono badania dotyczące identyfi-kacji i pomiaru ilości szkodliwych zanie-czyszczeń gazowych wydzielających się w trakcie zalewania formy piaskowej me-talem. Celem projektu było stworzenie bazy danych szkodliwości stosowanych w formie materiałów pochodzących nie tylko z dodatków do mas formierskich czy rdzeniowych, ale również z pokryć, egzotermicznych układów wlewowych czy filtrów. Na przykładzie opracowane-go modelu formy badano wydzielalność gazową z poszczególnych materiałów oraz sumaryczną wydzielalność gazów z formy. Uzyskane wyniki badań pozwoliły na opracowanie zaleceń dla odlewników i producentów materiałów formierskich.

Odlewanie wydrążonych wyrobów przez namrażanie pod niskim ciśnie-niem.Processy lit'ja 2009, nr 4, s. 45–49

Przedstawiono wyniki zastosowania bez-odpadowej technologii otrzymywania wy-drążonych wyrobów, w szczególności wy-tapianych rdzeni, ze stopów aluminium drogą połączenia procesów odlewania pod niskim ciśnieniem z procesem nam-rażania. Omówiono cechy konstrukcyjne formy, schemat technologiczny procesu, optymalne parametry zalewania, możliwe

17


05. TECHNOLOGIA ODLEWA-NIA DO FORM WYKONANYCH Z ZASTOSOWANIEM OGNIO- ODPORNEJ OSNOWY ZIARNO-

WEJ

Właściwości mas ze szkłem wodnym utwardzanych cieplnie w mikrofali.China Foundry 2009, Vol. 6, nr 3, s. 191–196

Ze względu na ochronę środowiska prze-widuje się, że masy klasyczne i masy ze szkłem wodnym będą dominować w tech-nologiach mas formierskich w 21. wieku. Dlatego trwają badania nad udoskonale-

niem tej technologii. Jednym z kierunków badań jest utwardzanie tych mas ciepłem pochodzącym z mikrofali. Zaletą takiego procesu jest minimalna ilość szkła wodne-go w masie, zaś proces utwardzania jest szybki i czysty. Przeszkodą w uzyskiwaniu wysokiej wytrzymałości i osypliwości tych mas jest ich zdolność do pochłaniania wil-goci z otoczenia. Opisano przebieg badań wytrzymałości na ściskanie i wytrzymało-ści resztko jakości powierzchni odlewów uważane jest przez odlewników jako „zło konieczne”. Tymczasem zrozumienie me-chanizmu ich działania, dobre poznanie ich właściwości i częsta kontrola tych właściwości mogą spowodować, że wpro-wadzanie ich do mas nawet w minimalnej ilości, pozwoli na uzyskiwanie odlewów dobrej jakości. Dozowanie dodatków wę-glowych do mas do określonej ilości nie jest trudne, ale stanowi często dla odlewni sprawę drugorzędną. Przedstawiono zale-cenia dotyczące kontroli jakości składni-ków mas formierskich (piasków, bentoni-tów, dodatków zawierających węgiel) oraz zaprezentowano aparaturę kontrolno-po-miarową pozwalającą ocenić jakość tych składników. Przedstawiono analizę ilości stosowanych w kilku odlewniach dodat-ków zawierających węgiel łącznie z tymi, które zawierają węgiel błyszczący, z któ-rej wynika, że maksymalna ilość dodat-ków zawierających węgiel nie przekracza w masie 3%. Stwierdzono również, że ist-nieje współzależność pomiędzy całkowitą ilością węgla w masie, a ilością związków lotnych i wielkością strat prażenia.

Nowa formierko-rdzeniarka DMC firmy Harrison. Mod.Casting 2009, Vol. 99, nr 7, s. 45

Firma Harrison Machine Co. Ltd opraco-Ltd opraco-wała nowy rodzaj formierko-rdzeniarki typu DMC (Dual Mold/Core) umożliwiają-cej równoczesne wykonywanie przez tego samego operatora, form i rdzeni z tej sa-mej masy. Urządzenie przystosowane jest do wykonywania masy o optymalnie ma-łej ilości spoiwa. Formy i rdzenie można wykonywać w poziomie lub pionie. Wy-miana form i rdzennic jest bardzo prosta

rodzaje braków i metody ich usuwania. Wykazano możliwość otrzymywania od-lewów o zadanej grubości ścianek, w tym o różnych grubościach ścianek do 20 mm bez twardniejącego „końca” układu wle-wowego. Proces ten pozwala stosować otrzymane odlewy bez obróbki mecha-nicznej jako gotowe wyroby.

Charakterystyka eksperymentalna i cyfrowa procesu odlewania dzwo-nów.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 288, s. 18–27

Odlewnia Cornille Havard w Normandii produkuje dzwony o małych i średnich wymiarach, o masie dochodzącej do 5 ton z brązu CuSn22. W 2003 roku odlewnia zmodernizowała swój proces technolo-giczny odlewania. Zapewnia on dzwonom lepszą jakość metalurgiczną i akustyczną, a także wyjątkowo dobry wygląd. Odlew-nia chcąc rozszerzyć swój zakres produk-cji o odlewanie dużych dzwonów skiero-wała się do Instytutu Odlewnictwa CTIF z prośbą o przygotowanie procesu produk-cji dużych dzwonów o masie do 10 ton. W tym o przygotowanie procesu produk-cji poprzez zastosowanie skonsolidowanej symulacji cyfrowej i poprzez przeprowa-dzenia wstępnych badań eksperymental-nych. Opisano przeprowadzone badania materiału odlewu i formy. Pozostały jesz-cze badania układu zasilającego i nadle-wów.

18


i szybka. Urządzenie zostało zaprojekto-wane do wykonywania mas z udziałem spoiw nieorganicznych, chociaż można je wykorzystywać również do wykonywania mas z udziałem innych spoiw. Przy oka-zji opracowania tego urządzenia firma we współpracy z Letcast Consortium opra-cowała nową niskoemisyjną technologię zwaną Smart Cure umożliwiającą utwar-dzanie (przedmuchiwanie) form i rdzeni możliwie małą ilością utwardzaczy ga-zowych. Ponadto, opracowanie formier-ko-rdzeniarki DMC wykonującej formy i rdzenie z jednego rodzaju masy było in-spiracją do opracowania nowego rodzaju nietermicznego regeneratora masy.

Firma „Neuhof” Niemcy: System re-generacji z pneumatycznym poda-niem porcji masy.Lit.Proiz. 2009, nr 4, s. 14

Opisano szczegółowo z podaniem szere-gu danych technicznych stanowisko do mechanicznej regeneracji masy produkcji niemieckiej firmy Neuhof. Opis technicz-ny uzupełniony jest kompletem fotografii umieszczonych na czterech stronach kolo-rowej wkładki. Istotę rozwiązania stano-wią: rozdrabniacze wibracyjne i transport pneumatyczny zarówno bryłek masy, jak i regenerowanego piasku. Formy wybija-ne są na kratach wstrząsowych.

O losie i perspektywach stosowania form zamrożonych.Lit.Proiz. 2009, nr 7, s. 14–17

Analizowano podstawowe przeszko-dy wstrzymujące szerokie zastosowa-nie form zamrożonych w przemyśle od-lewniczym. Wskazano technologiczne i organizacyjne metody pokonania tych trudności. Specjalną uwagę zwrócono na połączenie technologii form próżniowych i rdzeni zamrożonych. Podkreślono mniej-sze koszty wykonania rdzeni zamrożo-nych w porównaniu do rdzeni wykonanych z mas wiązanych chemicznie na zimno. Podkreślono, że stosowanie lodu w cha-rakterze spoiwa zabezpiecza absolutną ekologiczną czystość procesu technolo-gicznego. Istnieją trzy podstawowe me-tody zamrażania: konwekcyjna, przewo-

dząca i gazowo-dynamiczna. Omówiono te metody oraz szereg rosyjskich paten-tów zastrzegających poszczególne eta-py procesu produkcji zamrożonych form i rdzeni.

06. TECHNOLOGIA ODLEWANIA KOKILOWEGO I NISKOCIŚNIE-

NIOWEGO

Charakterystyka termiczna różnych metod chłodzenia w procesie odle-wania grawitacyjnego w kokilach.Fonderie Fond.d’Aujourd. 2009, nr 288, s. 29–37

Ciągle wzrastające ceny energii zmuszają odlewników do zmniejszania jej zużycia, zwłaszcza w dziedzinie topienia i poprzez zmniejszenie układów wlewowych i zasi-lających. W tych warunkach Instytut CTIF wykonał prace nad zmniejszeniem wielko-ści nadlewów gwarantując równocześnie krzepnięcie kierunkowe odlewów mające zabezpieczyć je przed powstawaniem wad skurczowych. Prace skierowane były na odlewy kokilowe grawitacyjne. Analizowa-no różne środki do chłodzenia kokil, budo-wę oprzyrządowania kokilowego, metody nakładania pokryć. Opisano doświadcze-nia przy wytapianiu stopu AlSi7Mg06. Przy ocenie wyników przeprowadzonych badań analizowano rozdrobnienie dendry-tów, gęstość i stopień porowatości odle-wów, odlewy prześwietlano promieniami X w celu sprawdzenia obecności (lub nie) wad. Wykonano obszerną analizę porów-nawczą oceny przeprowadzonych badań.

Technologia modyfikowania żeliwa przy produkcji odlewów kokilowych bez zabielenia o zadanych właści-wościach.Lit.Proiz. 2009, nr 6, s. 6–8 Opisano kompleksowe badania modyfika-cji odlewów żeliwnych z zastosowaniem całego szeregu modyfikatorów, m.in.: na osnowie żelazokrzemu z powierzchniowo czynnymi Bi i Te lub z Bi2Ti3; na osnowie

19


krzemu i pierwiastków ziem rzadkich. Wy-niki badań procesu modyfikacji pozwoli-ły zlikwidować zabielenie w kokilowych odlewach części do pomp próżniowych. Najbardziej efektywny okazał się mody-fikator FeSi75z dodatkiem Bi2Te3. Dobre wyniki przynosiło modyfikowanie samym tellurem. W mikrostrukturze występował perlit o dużej odporności na zużycie.

07. TECHNOLOGIA ODLEWANIA

CIŚNIENIOWEGO

Nowa koncepcja chłodzenie form ciś-nieniowych.Casting Plant a. Technology Int. 2009, nr 2, s. 34–41

W ramach projektu FOINMOULDS prowa-dzone były prace nad poprawą chłodzenia form metalowych. Założeniem projektu było opracowanie nowego materiału na formy ciśnieniowe z dodatkiem pianek me-talicznych, których udział, ze względu na porowatość, poprawiałby odprowadzanie ciepła z formy. W opisanym etapie badań skoncentrowano się na koncepcji odpro-wadzania ciepła z formy poprzez kanały chłodzące wypełnione porowatymi pian-kami metalicznymi. Do badań stosowano trzy rodzaje pianek metalicznych, które wprowadzono do kanałów chłodzących o trzech różnych średnicach. Przedstawio-no metodykę badań. Wyniki badań ujęto w formie wykresów i tabel. Stwierdzono, że pianki te poprawiają chłodzenie form ciśnieniowych, są łatwe w zastosowaniu oraz tanie.

Ukryte serce odlewania ciśnieniowe-go. Cast Metal a. Diecasting Times 2009, Vol. 11, nr 4, s. 24

Częścią systemu tłoczenia ciekłego meta-lu do formy ciśnieniowej jest tuleja tłoko-wa i nurnik. Ze względu na nieprzerwany i powtarzalny charakter pracy tłoka, części te należą do najbardziej eksploatowanych elementów maszyny ciśnieniowej. Dlate-

go muszą być bardzo dobrze zaprojekto-wane i precyzyjnie wykonane z materiału o odpowiednich parametrach wytrzyma-łościowych. Przedstawiono i umotywowa-no zalecenia niezbędne w wykonaniu tulei tłokowej i nurnika maszyny ciśnieniowej, a dotyczące: wielkości szczeliny pomiędzy tuleją a nurnikiem, rozszerzalności ciep-lnej materiału, z którego wykonane są te elementy, temperatury pracy, grubo-ści ścianki tulei, zużycia tulei, materiału stosowanego na nurnik (nowa końcówka nurnika typu AMP), sposobu smarowania, ilości smaru i sposobu jego dozowania.

Odlewanie ciśnieniowe stopów cyn-ku. Cast Metal a. Diecasting Times 2009, Vol. 11, nr 4, s. 14

Firma Teck`s Product Technology Cen-tre in Mississauga opracowało nowy stop cynku (o roboczej nazwie HP alloy), który charakteryzuje się bardzo dobrą płynnoś-cią umożliwiającą wykonywanie odlewów ciśnieniowych o grubościach ścianek oko-ło 0,3 mm. Stop zawiera około 4,5% Al, 0,01% Mg i 0,07% Cu. Omówiono i po-kazano na fotografiach i rysunku przykła-dy odlewów ciśnieniowych wykonanych z tego stopu (obudowa zamka do samo-chodu, pudełko, naczynie na hostię).

Porównanie właściwości mecha-nicznych odlewów ciśnieniowych ze stopów aluminium otrzymywanych w maszynach zimno i gorąco komoro-wych oraz przy dużych i małych pręd-kościach wypełniania formy ciśnie-niowej.Cast Metals Res. 2009, Vol. 22, nr 5, s. 374–381

Badano właściwości mechaniczne odle-wów ciśnieniowych ze stopów aluminium otrzymywanych różnymi technikami. Za-stosowano dwa procesy: ultra powolny w maszynie zimnokomorowej i bardzo szybki w maszynie gorącokomorowej. W obu przypadkach uzyskano znacz-ne podwyższenie wytrzymałości mecha-nicznej i zmęczeniowej. Stwierdzono, że właściwości mechaniczne odlewów z ma-

20


szyny gorącokomorowej były wyższe niż właściwości odlewów otrzymanych drogą ultrapowolnego wypełniania w maszy-nie zimnokomorowej. Różnice te wynika-ją z różnic we właściwościach materiału tzn. morfologii mikrostruktury i wad we-wnętrznych w odlewach. Okrągłe drobne komórki dendrytyczne w odlewach z ma-szyny gorącokomorowej powodują wyso-ką odporność na pęknięcia zmęczeniowe a niska odporność na powstawanie pęk-nięć odlewów z maszyny zimnokomorowej jest przede wszystkim wynikiem wzrostu fazy α bogatej w aluminium i obecności włókien eutektyki krzemowej. Wytrzy-małość na zmęczenie była także wiązana z ilością wad wewnętrznych. W zależności od techniki odlewania wady wewnętrzne miały także różny charakter: drobne po-rowatości dla odlewów z maszyny gorą-cokomorowej, a dla odlewów z maszyny zimnokomorowej przy powolnej i dużej prędkości wypełniania wnęki występował skurcz w czasie krystalizacji i rozproszo-ne struktury zamrożone.

Sprawdzanie modelu cyfrowego prze-pływu cieczy poprzez badania analo-gowe wodne w czasie fazy wolnego wtrysku w procesie odlewania ciśnie-niowego.Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 6, s. 401–407

Powietrze przechwycone przez ciekły me-tal w czasie procesu ciśnieniowego odle-wania ma duży wpływ na powstawanie porowatości w pionowej zimnokomorowej maszynie do ciśnieniowego odlewania. W opisywanych badaniach opracowano 3-wymiarowy komputerowy model dyna-miki cieczy, w którym ruchome warunki brzegowe ruchu tłoka były szczegółowo rozważane. Zgodnie z zasadą pracy ma-szyny ciśnieniowej zaprojektowano wod-ny system analogowy i przeznaczono do badań powolnego wtrysku. Zastosowa-no kolorową kamerę dużej prędkości do zapisywania modelowego przepływu cie-czy przy różnych modelach ruchu tłoka. Wyniki symulacji cyfrowej zgadzają się z wynikami analogowego eksperymen-tu wodnego. Potwierdza to prawidłowość opracowanego modelu cyfrowego proce-

su wtrysku przy odlewaniu ciśnieniowym w maszynie zimnokomorowej.

Siluminy miedziowe do ciśnieniowe-go odlewania części motocykli.Lit.Proiz. 2009, nr 7, s. 9–13 W artykule omawiano uczestnictwo od-lewni na terytorium Permu i Udmurtii w przyswojeniu technologii produkcji ja-kościowych odlewów ciśnieniowych (czę-ści motocykli). Omawiano właściwości i gatunki siluminów zawierających miedź. Obejmuje te gatunki norma GOST 1583- 93. W USA występują 24 odmiany tych siluminów. Połączenie krzemu z aluminium daje stopy o wysokich właściwościach mechanicznych i w odlewnictwie ciśnie-niowym wypełniają one niszę dla odlewów znajdujących zastosowanie w wielu gałę-ziach przemysłu, zwłaszcza w motoryzacji. W szczególności stop konstrukcyjny silu-min AK9M2 znalazł szerokie zastosowanie na części samochodów i motocykli. W arty-kule przestawiono wyniki badań właściwo-ści tego stopu a specjalnie wpływ magne-zu i cynku na właściwości podstawowego stopu Al-8,5 Si-2,2% Cu. Omówiono także wpływ innych pierwiastków na właściwości tego stopu przy odlewaniu ciśnieniowym, kokilowym i z krystalizacją pod ciśnieniem. Określono ich właściwości mechaniczne, fizykochemiczne, odlewnicze, odporność na korozję. Podano przykłady odlewów na części motocykli. Odlewy te charak-teryzują się dobra jakością powierzchni, odpowiednią gęstością i wysokimi właści-wościami mechanicznymi. Podano przy-kłady typowych odlewów. Omówiono ich mikrostrukturę i właściwości.

21


08. TECHNOLOGIA ODLEWANIAPRECYZYJNEGO. PRASOWANIE

W STANIE CIEKŁYM. ODLEWANIE W FORMACH

SKORUPOWYCH

Korzyści z zastosowania szybko- obrotowych mieszadeł w procesie wykonywania ciekłej mieszanki cera-micznej. Incast 2009, Vol. 22, nr 4, s. 16–19

Prędkość szybkoobrotowego mieszania ciekłej mieszanki ceramicznej określane jest na 4–6 tys. FPM (stóp/min), co od-powiada 20,32–30,48 m/s. Opisano me-chanizm mieszania ciekłej mieszanki ce-ramicznej, a na fotografiach pokazano przykłady prawidłowego i nieprawidłowe-go mieszania. Podano zalecenia dotyczące geometrii mieszadła zapewniającego mie-szance ceramicznej optymalne mieszanie. Pokazano stosowane mieszadła wykona-ne ze stali oraz nowe, bardziej odporne na ścieranie, a więc o dłuższej żywotno-ści mieszadła wykonane z polimeru (po-ly-peller blade). Przedstawiono oddzia-ływanie dodatku lateksu polimerowego na lepkość ciekłej mieszanki ceramicznej w zależności od ilości obrotów mieszadła.

Modele z tworzywa spienianego FOPAT dla odlewnictwa precyzyjne-go. Mod.Casting 2009, Vol. 99, nr 7, s. 46–47

Firma FOPAT z Ohio, rozpoczęła produk-cję nowego tworzywa pianowego o na-zwie FOPAT. Tworzywo to zachowuje się podobnie jak tworzywo stosowane na modele spieniane, z powodzeniem za-stępuje modele wytapiane i nadaje się do wykonywania odlewów precyzyjnych, ponieważ wykonane z niego modele cha-rakteryzują się gładką powierzchnią i do-skonałą dokładnością wymiarową. Modele z tego materiału mogą być wykonywane w tradycyjnym oprzyrządowaniu (plastik lub kompozyt). W porównaniu do modeli

woskowych modele wykonane z tworzywa FOPAT charakteryzują się brakiem naprę-żeń, wytrzymują temperaturę do 200°F, nie wymagają podgrzewania, nie pękają, mają niską gęstość 4–5 Ibs./cu.ft. (fun-tów/stopę3), co odpowiada 64,1–80,1 kg/m3 nie występuje u nich zjawisko peł-zania w długich i cienkich przekrojach, są sztywne i lekkie w transporcie oraz skła-dowaniu. Firma, która zastosowała to tworzywo w miejsce modeli woskowych zaoszczędziła 5 mln $ rocznie.

Optymalizacja technologicznych pa-rametrów materiałów na modele za pomocą matematycznego modelowa-nia.Processy lit'ja 2009, nr 3, s. 43–47

Rozpatrzono problemy wytwarzania od-lewów zgazowanych, łopatek turbin z ża-roodpornych i żarowytrzymałych stopów metodą odlewania z wytapianych mode-li, w szczególności problemy jakości mo-deli. Udowodniono konieczność naukowo uzasadnionego wyboru składu mieszanek modelowych przy produkcji modeli zga-zowanych łopatek turbin. Przedstawio-no matematyczny model dla określenia technologicznych parametrów składów mas modelowych i ich zależność od za-wartości poszczególnych komponentów. Zaproponowano nową modelową kom-pozycję na osnowie parafiny i cerezyny, a także sposób jego produkcji (wykonania). Wprowadzono nomogramy do określania optymalnej (najkorzystniejszej) procento-wej zawartości składników w mieszance.

Powstawanie powierzchniowej war-stwy odlewów przy odlewaniu ze zga-zowywanych modeli.Procesy lit’ja 2009, nr 5, s. 70–73 Analizowano wpływ gęstości modeli ze spienionego polistyrenu, prędkości pod-noszenia się poziomu metalu w formie i temperatury zalewanego metalu na ja-kość powierzchni odlewu przy odlewaniu metodą zgazowywanych modeli. W pro-cesie tym zewnętrzna warstwa odlewów powstaje pod działaniem produktów roz-padu spienionego polistyrenu: w stanie

22


gazowym, ciekłym i stałym. Przy odle-waniu żeliwa największy wpływ ma po-wstająca faza ciekła składająca się z cięż-kich węglowodorów. Powstają przy tym charakterystyczne wady powierzchnio-we: pofałdowania, pęcherze, jamy skur-czowe wypełnione węglem, metaliczne warstewki, pęcherze gazowe często wy-pełnione wydzieleniami węgla błyszczą-cego, przypalenia. Omawiano ich wygląd i charakterystyczne rozłożenie. W bada-niach zwrócono szczególną uwagę na ja-kość powierzchni odlewów z żeliwa sfero-idalnego w zależności od grubości ścianki modelu, temperatury zalewania i gęstości materiału modeli. Wyniki przedstawiono na wykresach.

Analiza odporności termicznej form skorupowych w technologii traconych modeli.Lit.Proiz. 2009, nr 8, s. 19–21

Podwyższenie odporności termicznej form skorupowych przy odlewaniu z traconych modeli pozwala na podwyższenie jakości odlewów i obniżenie kosztów produkcji. Przy wykonywaniu form ceramicznych stosuje się często materiały zawierające kwarc w charakterze wypełniacza sus-pensji i do obsypywania. Mają one obni-żoną odporność termiczną. Zamiana ma-teriałów kwarcowych innymi materiałami pozwala zwiększyć odporność termiczną form skorupowych oraz dokładność wy-miarową odlewów oraz obniżyć ilość bra-ków. Wykazano, że najlepsze właściwości termiczne przy wykonywaniu form skoru-powych uzyskuje się poprzez zastąpienie kwarcu popiołem z elektrociepłowni.

O skłonności materiałów modelowych do odkształcania i powstawania pęk-nięć w technologii wytapianych mo-deli.Lit.Proiz. 2009, nr 8, s. 35–40

W charakterze kryterium odporności na powstawanie pęknięć i skłonności do od-kształceń materiału odlewu należy sto-sować stosunek temperatury przejścia materiału odlewu ze stanu plastycznego w stan sprężysty do temperatury krysta-lizacji tego materiału. Kryterium to ma

charakter teoretyczny. Dla osiągnięcia wysokiej dokładności wymiarowej odle-wów otrzymywanych w formach z wyta-pianych modeli należy stosować modele o dużej dokładności kształtu, bez od-kształceń. Ochładzanie tych modeli w pres-formie do temperatury otoczenia nie jest zawsze możliwe. Omówiono róż-ne rodzaje skurczu odlewów. Stwierdzono między innymi, że im większa jest defor-macja plastyczna materiału tym mniejszy jest jego technologiczny skurcz w odlewie. W rezultacie badań określono współczyn-nik Ks oceny skłonności materiału do od-kształcenia i powstawania pęknięć w od-lewie. Na podstawie obszernych rozważań teoretycznych tego problemu ustalono, że materiały o współczynniku Ks ≤ 0,4 nie są podatne na odkształcenia, a materiały o Ks ≤ 0,5 nie są zdolne do powstawania pęknięć w odlewach ochładzanych w nie-podatnej formie do temperatury otaczają-cego środowiska.

Badanie stanu form skorupowych elektroforetycznych przy nagrzewa-niu na wskroś.Lit.Proiz. 2009, nr 7, s. 31–33

Przeprowadzono badania stanu naprę-żenia – odkształcenia w formach skoru-powych elektroforetycznych na osnowie piasku kwarcowego. W wyniku dawniej przeprowadzonych badań stwierdzono, że decydujące znaczenie na stan naprężeń i odkształceń w takich formach ma różni-ca temperatur na grubości formy. Dla do-kładnego zbadania występujących zjawisk zastosowano model matematyczny, zbu-dowany na podstawie równań mechaniki ośrodków ciągłych. Przeprowadzono po-nadto eksperymenty. Próbki nagrzewano przez wprowadzanie do gorącego pieca oraz nagrzewano z piecem. Podstawowy wzrost naprężeń w formach skorupowych następował po osiągnięciu przez formę temperatury przemian fazowych kwarcu. Przy nagrzewaniu próbek w gorącym pie-cu naprężenia w formie skorupowej są prawie dwa razy większe niż przy nagrze-waniu próbek z piecem.

23


09. INNE TECHNOLOGIE ODLEWANIA

Charakterystyka techniczna maszyny do ciągłego odlewania półwyrobów (MHLZ) przy odlewaniu okrągłych półwyrobów w warunkach ZAO Do-nieckiego Zakładu Elektrometalur-gicznego.Processy lit'ja 2009, nr 2, s. 40–46

W Donieckich Zakładach Elektrometalur-gicznych produkuje się metodą ciągłego odlewania rury z gatunków staliwa węglo-wego konstrukcyjnego, wysokostopowe-go i nierdzewnego stosowane w zakładach budowy maszyn i łożysk, w przemyśle ru-rociągowym, naftowo-gazowym, w ener-getyce. Produkuje się rury o średnicach 120, 130, 150, 160 i 180 mm. Przedsta-wiono charakterystyczne cechy podstawo-wych elementów oprzyrządowania: kon-strukcyjnych części maszyny sortującej ciągłego odlewania rur. Omówiono cechy szczególne technologii ciągłego odlewania okrągłych półwyrobów przez zamkniętą strugę.

Anizotropia właściwości mechanicz-nych struktury dendrytycznej przy odlewaniu ciągłym miedzi zawierają-cej tlen.Processy lit'ja 2009, nr 3, s. 50–58

Badano strukturę odlewu o prostokątnym przekroju, otrzymanego na stanowisku ciągłego odlewania HAZELETT przezna-czonego do dalszej przeróbki plastycznej na gorąco. Prowadzono okresowe bada-nie twardości Brinell’a na poprzecznych przekrojach odlewanych półwyrobów wzdłuż poprzecznego pionowego prze-kroju. Na podstawie odchyłek kształtu odcisków próby Brinell’a od prawidłowe-go kształtu okręgu udowodniono anizo-tropię właściwości miedzi otrzymywanej metodą ciągłego odlewania. Określono zależności charakteryzujące anizotropię odlewanego metalu. Na podstawie analizy modelu środowiska sprężysto-plastycz-nego stwierdzono słuszność założenia

o obecności zależności miedzy kształtem odcisków, rozłożeniem dendrytów oraz teksturą odlewanego metalu. Słuszność wyników potwierdzono ich obróbką staty-styczną.

Ocena zmiennych procesów w techni-ce pionowego odlewania odśrodko-wego.Cast Metals Res. 2009, Vol. 22, nr 5, s. 382–389

Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu procesu pionowego odlewania odśrodkowego na właściwo-ści mechaniczne i metalurgiczne nadeu-tektycznego stopu Al-18Si. W wyniku naturalnej wibracji towarzyszącej temu procesowi odlewania odśrodkowego oraz w celu zrozumienia wpływu wibracji wy-posażenia w połączeniu z działaniem siły odśrodkowej wykonano trzy różne bada-nia: odlewania grawitacyjnego, odlewania grawitacyjnego z wibracją oraz odlewa-nia odśrodkowego. Stwierdzono, że właś-ciwości metalurgiczne i mechaniczne od-lewów wykonanych w formach wirujących zależą od łącznego efektu oddziaływania ciśnienia odśrodkowego i/lub dynamiki cieczy oraz od wibracji wywołanej proce-sem jako takim. Przedstawiono korelację pomiędzy różnymi technikami odlewania oraz otrzymanymi właściwościami meta-lurgicznymi i mechanicznymi.

10. TOPIENIE

Badanie parametrów obróbki żeliwa azotkiem magnezu.Processy lit'ja 2009, nr 4, s. 24–30

Badano zdolność do rafinowania i sfero-idyzacji reagentu zawierającego azotek magnezu w szerokim zakresie intensyw-ności jego wzajemnego oddziaływania z ciekłym żeliwem. Zamianę metaliczne-go magnezu azotkiem przeprowadzono w celu złagodzenia intensywności prze-biegu reakcji. Azotek magnezu zawiera 72% Mg. Intensywność reakcji sferoi-dyzacji jest regulowana szybkością dyso-cjacji azotku magnezu. Pełna dysocjacja

24


geometryczne i sposób wyłożenia oraz ze-wnętrzne warunki odprowadzania ciepła. Podano wzory na obliczanie rozkładu tem-peratury w rozpatrywanej przestrzeni. Są to równania Fourrié–Kierhoffa o współ-rzędnych cylindrycznych. Wyniki obliczeń rozkładu temperatury i strat cieplnych przedstawiono na wykresach.

Wybrane problemy oceny intensyw-ności przemieszania przy przedmu-chiwaniu metalu w kadzi gazem obo-jętnym.Processy lit'ja 2009, nr 5, s. 11–19

Analizowano wyniki modelowania fizycz-nego procesów mieszania kąpieli w kadzi przy przedmuchiwaniu przez jeden lub dwa układy do przedmuchiwania ciekłego metalu. Szczególną uwagę zwrócono na grubość warstwy żużla, rozchód wdmu-chiwanego gazu, a także wpływ ilości i rozłożenia dysz do przedmuchiwania na zachowanie się żużla. Przedstawiono ory-ginalne empiryczne zależności pomiędzy ilością dysz i innymi czynnikami, takimi jak: konfiguracja kadzi i zużycie gazu a intensywnością procesu przemieszania metalu. Wzory te opracowano dzięki ma-tematycznej obróbce wyników ekspery-mentów.

Wpływ czynników zewnętrznych na mikrostrukturę krystalizującego sto-pu.Lit.Proiz. 2009, nr 8, s. 13–15

Stwierdzono, że obecnie obok zabiegów klasycznej modyfikacji stopów prowadzi się modyfikację poprzez zewnętrzne od-działywania na ciekłe stopy. Jako przykład podano rafinowanie stopu pod wpływem działania prądy stałego. Opisano stosowa-ne urządzenie i jego działanie. Omówiono wyniki badań krystalizacji stopów alumi-nium z dodatkiem 1,5% Fe w polu magne-tycznym i przy oddziaływaniu prądu elek-trycznego. Wykazano, że obróbka stopu polem elektromagnetycznym w procesie krystalizacji pozwala otrzymywać odlewy o jednorodnej, drobnoziarnistej struktu-rze. Stwierdzono powstawanie struktury drobnoziarnistej na brzegu próbki i kon-

na magnez i molekularny azot zachodzi w temperaturze około 1500°C, co świad-czy o wysokiej odporności termodyna-micznej azotku. Opisano proces wytwa-rzania azotku magnezu. W jego wyniku otrzymuje się jednorodny materiał ciem-noszarego koloru. Wprowadza się go do kąpieli w postaci kawałków lub brykietów. Charakter reakcji rozkładu azotku mag-nezu różni się od reakcji przebiegających przez wprowadzanie innych znanych do-tychczas zapraw. Opisano ten proces.

Wprowadzanie strumienia metalu do ciekłego stopu o niższej temperatu-rze .Processy lit'ja 2009, nr 4, s. 55–62

Opisano wybrane fizyczne cechy szczegól-ne procesów technologicznych opartych na wzajemnym oddziaływaniu nieizome-trycznych stopionych metali przy otrzy-mywaniu stopów i odlewanych wyrobów. Badano szereg charakterystycznych wa-riantów wprowadzania strugi metalu do roztopionych stopów o różnych tempera-turach, gęstości i przewodności cieplnej. W formie kryteriów określono podstawowe racjonalne parametry fizyczne przebiegu procesów przygotowania stopów meto-dą mieszania, odlewania suspensyjnego z zastosowaniem cieczy chłodzących, otrzymywania ciał o kształcie kulistym oraz odlewanych ciągle w środowisku ciekłego metalu. Otrzymane wyniki wykorzystano w sposób szczególny do opracowania pro-cesu technologicznego z zastosowaniem elektromagnetycznego oddziaływania na środowisko ciekłych metali, dla otrzymy-wania kulistych i płaskich wyrobów, do wprowadzania pierwiastków stopowych do kadzi w postaci ciekłych żelazostopów oraz obróbki stali aluminium.

Straty cieplne ciekłej stali przy jej wy-trzymywaniu w kadzi rozlewniczej.Processy lit'ja 2009, nr 2, s. 13–16

Dla prognozowania cieplno-fizycznego stanu ciekłego metalu w kadzi zastoso-wano metodę modelowania matematycz-nego. W obliczeniach uwzględniono cechy konstrukcyjne kadzi, takie jak: wymiary

25


centrację wtrąceń niemetalicznych i pę-cherzy gazowych w jej środku.

Stała kontrola zużycia wymurówki i szczątkowej grubości ścianki w elektrycznych piecach do wyta-piania, piecach podgrzewających i piecach odlewniczych (indywidu-alna kontrola jarzm w indukcyjnych piecach tyglowych). Przegląd Odlewnictwa, t. 59, 2009, nr 7–8, s. 434

Nie do końca dające się przewidzieć awa-rie oraz niszczenie wykładziny pieca przez metal prowadzą w odlewniach do wielu przestojów w produkcji, stanowiąc rów-nież szczególne zagrożenie dla persone-lu obsługującego piece. Coraz większego znaczenia nabierają techniki pomiaru, pozwalające zapobiegawczo prowadzić naprawy wykładziny, zmierzające do zwiększenia ich trwałości. Ważne staje się ustalanie terminów napraw, co pociąga za sobą eliminację lub ograniczenie przesto-jów. W artykule opisane zostały trzy sy-stemy pomiaru oraz nadzoru indukcyjnych pieców odlewniczych: SAYEWAY, SAYELI-NE oraz SAYESEARCH, które pozwalają na efektywne i bezpieczne wykorzystywanie materiałów ogniotrwałych w urządzeniach do topienia, przetrzymywania i odlewania metalu. W zakresie indukcyjnych pieców tyglowych średniej częstotliwości arty-kuł koncentruje się na doświadczeniach praktycznych, dlatego też opisuje system selektywnej kontroli izolacji elektrycznej między cewką i każdym pojedynczym jarzmem w tych piecach.

11. OCZYSZCZANIE I WYKAŃCZANIE ODLEWÓW

Procesy wykańczania w odlewni. Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 287, s. 30–36

W okresie od 2007 do 2009 prowadzono we Francji wspólne prace sześciu odlewni nad ustaleniem optymalnych dostępnych procesów technologicznych automatycz-

nego wykańczania odlewów. Projektem kierował Instytut CTIF. Projekt finanso-wany był przez Ministerstwo i Związek Odlewników Francuskich. Celem tym było stworzenie odlewnikom możliwości awan-su technologicznego, zwłaszcza dla małych i średnich zakładów poprzez automaty-zację i robotyzację. Opisano poszczegól-ne etapy realizacji projektu. Rozwiązania technologiczne podzielono na dwie grupy: gniazdo zautomatyzowane i robot o sześ-ciu osiach przenoszący odlewy i narzędzia oraz oczyszczanie odlewów strumieniem wody z dodatkiem materiału abrazyjnego, oczyszczanie przez skrawanie, cięcie pla-zmą. Zakończono obliczaniem rentowno-ści przy realizacji wybranego projektu.

12. METALOZNAWSTWO I OBRÓBKA CIEPLNA

Zjawisko segregacji międzydendry-tycznej w obszarze dwufazowym (mushy zone) podczas krzepnięcia kierunkowego nadstopu Inconel 718.China Foundry 2009, Vol. 6, nr 3, s. 209–213

Opisano badania zjawiska segregacji mię-dzydendrytycznej zachodzącego w obsza-rze dwufazowym (mushy zone) krzepną-cego kierunkowo nadstopu Inconel 718. Badania prowadzono z zastosowaniem mikroskopu skaningowego mikroskopu elektronowego i spektrometru dysper-sji energii. Wyliczono liczbę Rayleigh’a. Stwierdzono, że podczas krzepnięcia nad-stopu Inconel 718 następuje segregacja Nb i Mo do fazy ciekłej, co powoduje, że gęstość fazy mushy zone wzrasta od góry do dołu próbki i jest to zjawisko nieodwra-calne. Dla nadstopu Inconel 718 najwyż-szą wartość liczby Rayleig’a (Rar) uzysku-je się w temperaturze 1326°C.

26


723 K powiększyło istotnie zawartość fazy nanokryształów w materiale amorficznym i wytrzymałość do 1300 MPa. Określono zależności właściwości mechanicznych od ilości nanostrukturalnej fazy w materiale amorficznym.

Strukturyzacja faz tlenkowych w pro-cesach odtleniania stopów Fe–C krze-mem i aluminium. Warunki powsta-wania i strukturyzacja krzemianów aluminium. Część 4.Processy lit'ja 2009, nr 5, s. 19–28

Zbudowano wielofazowy wykres układu Al2O3–SiO2. Obejmuje on następujący po sobie szereg faz przejściowych. Doko-nano analizy składu chemicznego stanu ciekłych i stałych krzemianów aluminium – wtrąceń niemetalicznych powstających przy odtlenianiu stali krzemem i alumi-nium. Wtrącenia te mają niskie wartości współczynników rozszerzalności termicz-nej zbliżone do wartości tych współczyn-ników dla faz węgliko–azotków, odpo-wiedzialnych za kruche pękniecie przy działaniu naprężeń zmęczeniowych od-lewanego lub przerabianego plastycznie metalu w czasie jego eksploatacji. Rów-nowagowe produkty odtleniania, takie jak wtrącenia niemetaliczne w metalu, ocenia się według wykresów równowag fazowych odpowiadających im układów tlenków. Pozwala to zbudować wykres pośrednich faz tlenkowych w zależności od koncen-tracji tlenu i pierwiastków stosowanych do odtleniania stali.

Czynniki decydujące o wytrzymałości stopów aluminium – krzem, odlewa-nych pod ciśnieniem.Lit.Proiz. 2009, nr 6, s. 12–18

Analizowano czynniki ułatwiające podwyż-szenie właściwości wytrzymałościowych siluminów dwu- i wieloskładnikowych przy odlewaniu ciśnieniowym. Określo-no względny ułamek udziału składowej eutektycznej przy krystalizacji w warun-kach nierównowagi. Ujawniono specjalną budowę ziaren eutektycznych. Ustalono dominujący pierwiastek stopowy fazy α w eutektyce. Przedstawiono ocenę gęsto-ści dyslokacji w stałych roztworach fazy

Mikrostruktura modyfikowanych żelazokrzemem odlewów żeliwnych otrzymanych za pomocą zgazowa-nych modeli. Processy lit'ja 2009, nr 3, s. 17–23

Metodą metalograficznej analizy badano mikrostrukturę odlewanych próbek typu „płytka”. Ustalano wpływ długości i wy-sokości doświadczalnego odlewu w zależ-ności od jego objętości. Pokazano zależ-ność mikrostruktury żeliwnych odlewów od hydro-gazodynamiki gazów w procesie wytapianych modeli. Opisano analitycznie mechanizm wzajemnego oddziaływania modeli polistyrenowych, modyfikatora, ciekłego metalu w układzie metal-zgazo-wany model-zdyspergowany modyfikator – forma odlewnicza.

Wpływ obróbki cieplnej na strukturę i właściwości mechaniczne stopów objętościowo amorfizowanych na osnowie cyrkonuProcessy lit'ja 2009 nr 3 s. 59–63

W literaturze brak jest danych o deforma-cji w stałych materiałach, które nie mają uporządkowania dalekiego. Do takich ma-teriałów należą stopy amorficzne, których właściwości mechaniczne określa się za pomocą danych o deformacji plastycznej. Jednym z ważniejszych czynników okre-ślających wielkość odkształcenia plastycz-nego płaszczyzny poślizgu wokół odcisku penetratora. Mechanizm ich powstawania jest wynikiem kompensacji braku możli-wości poślizgu w materiale amorficznym. Scharakteryzowano metodę pomiaru twardości i mikrotwardości z zastosowa-niem sztywnego penetratora w kształcie piramidy według GOST-94-50-76. Metoda ta pozwala na określenie pełnego zakre-su właściwości w powierzchniowych war-stwach materiału amorficznego. Badano wpływ temperatury nagrzewania i czasu wytrzymywania na właściwości fizyko-me-chaniczne stopu Zr62,9Cu17,7Ni9,7 Al7,5 Ti2,2. Wykazano, że podwyższenie tem-peratury z 682 do 729 K doprowadziło do podwyższenia wytrzymałości tego stopu do około 450 MPa. Wytrzymywanie takich próbek przez 20 minut w temperaturze

27


α, uwarunkowanych zarówno wprowadze-niem pierwiastków stopowych, jak i spe-cyfiką procesu odlewania ciśnieniowego.

Analiza termiczna zastosowana do estymacji kinetyki krystalizacji sto-pów aluminium.Cast Metals Res. 2009, Vol. 22, nr 5, s. 345–352

Ocena kinetyki krystalizacji za pomocą analizy termicznej jest pożytecznym na-rzędziem służącym do kontroli jakości kąpieli Al-Si, jest szybka i w dużej mierze powtarzalna. Przedstawione serie zapisów analizy termicznej stopów, wykonane w standardowych próbkach, potwierdzają dobrą powtarzalność tych badań. Zostały one opracowane przez zastosowanie analizy podobnej do zastosowanej przez Newtona, aby otrzymać ilości wydzielonego ciepła w danym momencie i z tego kinetykę krystalizacji. Zaproponowano alternatyw-ną metodę, która jest potwierdzona tym, że ustalone ciepło krystalizacji mieści się w 5% wartości obliczonej z danych ter-modynamicznych. Stwierdzono dużą po-wtarzalność wyników badań kinetyki kry-stalizacji przy założeniu, że osiągnięte zostaną niezbędne warunki prowadzenia eksperymentów: dostatecznie wysoka temperatura ogrzania foremki do odlewa-nia próbek, wysoka i równomiernie rozło-żona temperatura metalu.

Komputerowa symulacja rozwoju mi-krostruktury w czasie krystalizacji żeliwa sferoidalnego.Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 6, s. 416–426

Przedstawiono model termo-mikro-strukturalny procesu krzepnięcia dane-go eutektycznego żeliwa sferoidalnego. Równowaga termiczna opisana jest na poziomie makroskopowym i uwzględnia zarówno odlewaną część, jak i formę w której odlew jest wykonany. Modele za-rodkowania i wzrostu przedstawiają roz-wój mikrostruktury, uwzględniona jest również mikrosegregacja krzemu. Wzór wynikowy otrzymano stosując dyskre-tyzację mikroobszaru, w którym rozwój

mikroobszaru uwzględniony jest dzięki punktom integracyjnym Gaussa. Rezulta-ty obliczeń numerycznych przedstawiono w postaci krzywych chłodzenia i porów-nano z dostępnymi wartościami ekspe-rymentalnymi. Ponadto badano zdolność do reagowania (z uwzględnieniem zmian w szybkości chłodzenia i parametrów za-rodkowania. Zgodność pomiędzy danymi eksperymentalnymi i numerycznymi jest akceptowalna w aspekcie ilościowym, jak i jakościowym. Zasugerowano drogi pro-wadzące do poprawy modelu matema-tycznego.

13. ŻELIWO I ODLEWY ŻELIWNE

Wpływ zawartości krzemu i szybko-ści chłodzenia na powstanie zabieleń w odlewach z modyfikowanego w ka-dzi wysokowytrzymałego żeliwa. Processy lit'ja 2009, nr 4, s. 17–24 Otrzymano eksperymentalne dane o wpły-wie zawartości krzemu (2,0–3,5%) i szyb-kości chłodzenia (0,45–8,3°C/s) na zabie-lenie odlewów z modyfikowanego w kadzi żeliwa o wysokiej wytrzymałości. Przed-stawiono wpływ grafityzującego modyfi-kowania w kadzi na obniżenie skłonności do zabieleń, na strukturę i właściwości tego żeliwa. Dowiedziono korzyści z za-stosowania wysokowytrzymałego żeliwa klasy 500-7 z podwyższoną zawartością krzemu.

Badanie jakości żeliwa z dodatkami materiałów żużlowych w charakterze nośników pierwiastków stopowych.Processy lit'ja 2009, nr 2, s. 3–6

Opracowano technologię otrzymywa-nia żeliwa odpornego na zużycie poprzez wprowadzanie do kąpieli odpadów za-wierających chrom. Wprowadzanie tego pierwiastka stopowego odbywa się po-przez fazę żużlową, dzięki powstawaniu fazy metalu przejściowego ze stanu cie-kłego w homogenicznym układzie tlen-kowym. Eksperymenty wprowadzania chromu prowadzono w piecach łukowych

28


w procesie zasadowym z wykorzystaniem żużli zawierających chrom - zwałowanych w stalowni zakładów „Dnieprospecstal”. Żużle te wprowadzano do żeliwa o pod-stawowym, standardowym składzie. Ilość wprowadzanego żużla wahała się od 22 do 43%. Otrzymano żeliwo o zawarto-ści chromu od 9 do 13%. Uzysk chromu z tlenków omawianego żużla wynosił 90–95%.

Wpływ oddziaływania elektromagne-tycznego na składniki struktury au-stenitycznego żeliwa sferoidalnego.Processy lit'ja 2009, nr 2, s. 36–40

Wykazano wpływ oddziaływania elektro-magnetycznego na składniki struktural-ne żeliwa austenitycznego sferoidalne-go CzN9G6D2Sz w odlewach o grubości ścianek od 5 do 30 mm. Przedstawiono zależność wpływu indukcji magnetycznej w warunkach zróżnicowanego ekwiwa-lentu węgla eutektycznego na ilość fazy ferromagnetycznej w strukturze żeliwa. W prowadzonych eksperymentach stoso-wano zmienne pole magnetyczne w cza-sie procesu krzepnięcia odlewu w formie. Próby prowadzono w zbudowanym do tego celu specjalnym urządzeniu. Pozwo-liło to wykorzystać siłę elektromagnetycz-ną do ukształtowania strumienia ciekłego metalu, skierowanego wzdłuż powierzchni krystalizacji odlewu w formie odlewniczej, a w przypadkach koniecznych zmieniać jego prędkość, kierunek, jak również re-alizować oddziaływanie sił na krzepnący metal.

Wpływ modyfikowania na ilość i roz-łożenie wydzieleń grafitu w nieokre-ślonym żeliwie.Lit.Proiz. 2009, nr 6, s. 9–11

Badano proces grafityzacji żeliwa stopo-wego o złożonym składzie chemicznym, krzepnącego formach wirujących. Badania prowadzono w celu ustalenia optymalnych parametrów modyfikacji przy produkcji walców. Otrzymanie wymaganego kształ-tu i rozłożenia grafitu w roboczej warstwie walca określa się zawartością krzemu w żeliwie i wzrostem jego zawartości w procesie modyfikacji, parametrami czasu

i temperatury zalewania i krzepnięcia. Niezbędny kształt i rozłożenie grafitu po-winny odpowiadać 4 do 6 punktom (w skali 1 do 10) co gwarantuje wzrost o 14% od-porności walców do walcownia blach.

Wykańczanie masywnych odlewów żeliwnych odlewanych w masach wiązanych chemicznie. Sprawdzanie w przemyśle. Część 3.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 289, s. 2534

Jest to kontynuacja publikacji z numeru 276 niniejszego czasopisma. Przedstawio-no wyniki badań prowadzone w odlewni Ferry–Capitain – zamieszczono opisy wad powierzchniowych dużych odlewów żeliw-nych, takich jak przeciwwag (odlewy wie-lotonowe dla przemysłu górniczego, ce-mentowego i energetycznego). Odlewnia ta była partnerem przy realizacji badań prowadzonych przez Instytut CTIF. Elimi-nacja wad powierzchniowych i wykańcza-nie powierzchni takich odlewów pochłania około 20% kosztów produkcji tych wyro-bów. Określono parametry wpływające na powstawanie wad wywołanych penetra-cją metalu. W artykule skupiono się na doborze pokrycia, a w szczególności na rodzaju zastosowanego materiału ognio-trwałego. Dobór jego zależy od rodzaju stosowanej masy: krzemowej lub chro-mitowej. Zachowanie się pokrycia zależy z kolei od jego struktury: ziarnistej lub płytkowej. Mogą być też materiały o bu-dowie mieszanej: płytkowo–ziarnistej. I te ostatnie uznano za optymalne. Jako naj-lepiej zapobiegające powstawaniu wady typu penetracji metalu uznano pokrycie o składzie: masa chromitowa + pokrycie z magnezytu + pokrycie z andaluzytu.

Studium deformacji żeliwa sferoidal-nego z uwzględnieniem prawa zgnio-tu metali.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 287, s. 13–28

Jeżeli odlew w czasie eksploatacji podlega punktowym przeciążeniom powtarzającym się w czasie to przy badaniu obciążeń na-leży uwzględniać zachowanie się materiału

29


pod wpływem odkształceń plastycznych w tym pełzanie. Dotyczy to szczególnie płyt zaworów typu zasuwy, dla których norma EN 124 przewiduje możliwość przeciąże-nia prowadzącego do trwałego odkształ-cenia plastycznego, szczególnie w środku płyty. Dotyczy to także innych odlewów pracujących w analogicznych warunkach obciążeń, na przykład różnego rodzaju dźwigni. Dlatego symulację naprężeń lub odkształceń wykonano z zastosowaniem prawa sprężysto–plastycznego. Opiera się ona na pomiarze efektu Bauschinge-ra. W artykule opisano badania prowa-dzone nad obliczaniem naprężeń dla że-liwa EN-GJS-500-7. Prace podzielono na dwie części: pierwsza – eksperymentalna, druga polegała na obliczeniach struktury, aby przewidzieć możliwie najdokładniej zachowanie się belki w kształcie litery „T” pod działaniem silnych oraz słabych ob-ciążeń cyklicznych.

14. STALIWO I ODLEWY STALIWNE

Wpływ dodatku azotu na mikrostruk-turę, erozję i korozję stali nierdzew-nej w kwaśnej zawiesinie. China Foundry 2009, Vol. 6, nr 3, s. 197–201

Przedstawiono badania wpływu dodat-ku azotu na mikrostrukturę i erozjo-ko-rozję czterech rodzajów stali nierdzew-nej, zawierającej około 25% Cr, 5-6% Ni i 1-2% Mo. Próbki były najpierw zanurzone w roztworze kwasu przez 1,5 h w temp. 1050°C, potem oziębiane i odpuszczane w 550°C przez 1,5 h. Do badań stosowa-no m.in. mikroskop optyczny, krzywą po-laryzacji, mikroskop skaningowy. Opisano metodykę badań, a uzyskane wyniki za-mieszczono w tabelach, na wykresach i na zdjęciach mikrostruktury. Stwierdzono, że dodatek azotu, jako czynnika stabilizują-cego austenit, nawet w małej ilości może zastępować działanie Ni w stopie (ze wzrostem ilości azotu maleje ilość ferry-tu w stopie). Wpływ zawartości azotu na krzywą polaryzacji w badanych czterech

stopach nie miał istotnego znaczenia oraz że dodatek azotu wpływał na erozję sto-pów w różny sposób.

Odporność chemiczna form ciśnienio-wych przeznaczonych do wykonywa-nia stopów aluminium.Casting Plant a. Technology Int. 2009, nr 2, s. 26–33

Formy ciśnieniowe wykonywane są głów-nie ze stali narzędziowej przeznaczonej do pracy na gorąco ze względu na to, że wnęka formy ciśnieniowej narażona jest na działania chemiczne, mechaniczne i cieplne w trakcie wprowadzania do niej metalu. Celem prowadzonych prac było przeanalizowanie mechanizmu oddziały-wania ciekłego stopu aluminium na ma-teriał wnęki formy. Symulacja procesu polegała na zanurzaniu próbek wykona-nych z dwóch rodzajów stali narzędzio-wej (W300 i W360) o średnicy 20 mm i długości 200 mm w ciekłym aluminium i przetrzymywaniu ich tam w temperatu-rze 750°C do 10 godzin. Badano proces rozpuszczania się stali w ciekłym metalu, ubytek wagi próbek oraz tendencję do tworzenia na granicy styku ciekłego alumi-nium i próbki, warstwy metalicznej złożonej z obu rodzaju metali. Opisano przebieg badań, a uzyskane wyniki zamieszczono na wykresach i fotografiach.

Postępowe technologie wytwarzania wydrążonych elektrożużlowych pół-wyrobów dla kół do walcarek i kutych tulei.Processy lit'ja 2009, nr 5, s. 57–61

Przedstawiono charakterystyczne cechy procesu odśrodkowego odlewania elek-trożużlowego odlewów dużych pierścieni o wymiarach Φ 600/300 mm, H = 290 mm, o masie 4 tony ze stali konstruk-cyjnej 20H2N4A. Przedstawiono dane o składzie chemicznym stali, jej strukturze i o właściwościach mechanicznych otrzy-mywanych odlewów. Wykazano, że odle-wane odśrodkowo i elektrożużlowo deta-le ze stali 20H2N4A charakteryzują się jednorodnością zarówno chemiczną, jak i fizyczną. Mogą być stosowane zarówno

30


15. STOPY METALI NIEŻELAZNYCH I ODLEWY

Z TYCH STOPÓW

Wpływ strontu na właściwości nawo-dorowanego siluminu AK9.Processy lit'ja 2009, nr 5, s. 28–33

Podstawową ideą opracowania techno-logii odlewania stopów aluminium jest kompensacja skurczu krzepnącego odle-wu rozproszoną wodorową fazą. Przy mo-dyfikowaniu siluminów strontem następu-je zwiększenie porowatości w odlewach, a z drugiej strony modyfikacja zapobiega tworzeniu się pęcherzyków przy zaniku przegrzania ale znacznie podwyższa poro-watość w procesie krystalizacji stopu. To-warzyszy temu podwyższenie właściwości mechanicznych stopu, co w pewnym stop-niu kompensuje ujemny wpływ porowato-ści. Stront wprowadzano w postaci zapra-wy: Al + 12% Si + 10% Sr. Przedstawiono i analizowano wyniki badań eksperymen-talnych nad wpływem strontu (0,1 %) na porowatość i właściwości mechaniczne nawodorowanego, wtórnego siluminu AK9 w zależności od zawartości w nim wtrąceń tlenkowych i wytrzymywaniu po nawodo-rowaniu. Przedstawione wyniki mogą być zastosowane w praktyce przy odlewaniu stopów aluminium z wysokim stopniem zanieczyszczenia wodorem i Al2O3.

Określenie zdolności do skurczu i możliwości zasilania stopów alumi-nium.Liv.Vestn. 2009, R. 56, nr 4, s. 177

Opracowano metodę określania zdolności do skurczu stopów aluminium. Pozwala ona na samodzielne projektowanie no-wych odlewów i ich systemów zasilania. Wyniki tej metody mogą być stosowane także do optymalizacji symulacji pro-cesów zalewania odlewów i interpretacji otrzymanych wyników. Wykonane według opisanej metody odlewy prześwietlano promieniami X, badano krzywe stygnięcia i oceniano stopień porowatości, a otrzy-mane wyniki badań porównano z wynika-mi symulacji. Na tej podstawie otrzymano

w stanie po odlaniu, jak i po przeróbce plastycznej na gorąco.

Ekonomiczne rozwiązania przy kuciu stali na gorąco dla szerokiego pola zastosowań.Homm.e.Fond. 2009, nr 397, s. 30–39

Aby odpowiedzieć na wzrost cen surow-ców i energii oraz na coraz bardziej dra-styczne wymagania w zakresie ochrony środowiska hutnicy i ich klienci współpra-cują nad opracowaniem nowych gatun-ków stali. Nowe rozwiązania prowadzą do zmniejszenia masy wyrobów i zwiększenia efektywności silników. Pojawiły się nowe koncepcje w działaniu pojazdów, ciężkie-go wyposażenia dla prac publicznych, czę-ści składowych fundamentów, urządzeń transmisyjnych, układów wtryskowych i sterujących. Stały się one lżejsze, a ich wytrzymałość mechaniczna wzrosła. Cele te osiągnięto dzięki opracowaniu materia-łów, które pozwolą eliminować obróbkę termiczną. Drugim elementem jest pod-wyższenie właściwości mechanicznych w tych samych kształtach geometrycz-nych wyrobu lub redukcja masy przy utrzymaniu takich samych właściwości mechanicznych. Problemy te wyjaśniono na przykładzie kutego wału korbowego. Porównano żywotność odkuwki i odlewu z żeliwa sferoidalnego. W nowych rozwią-zaniach istotną rolę odegrały stale mikro-skopowe. Stosowane w nich najczęściej pierwiastki to tytan, niob i wanad. Ich za-wartość wynosi zwykle < 0,1%, ale mogą osiągnąć nawet 0,35% masy. Pierwiastki te tworzą wydzielenia takie jak węgliki i węgliko-azotki. Po raz pierwszy wpro-wadzano niob w latach 1940–1960. Omó-wiono podstawowe gatunki stali mikro-stopowych, gatunki ferryto-perlityczne i bainityczne. Podano przykłady stosowa-nia oraz porównano oba rodzaje na krzy-wych CTP.

31


tych pęknięć była połączona zarówno z dużą porowatością, jak i z niedostatecz-nym poziomem modyfikacji lub z wystę-powaniem płytek związku międzymeta-licznego opartego na żelazie. Uważa się, że dominacja takich cech w pobliżu po-wierzchni żakietu wodnego jest spowodo-wana zbyt niską prędkością krystalizacji w tym rejonie. Pęknięcia zmęczeniowe zo-stały prawie całkowicie usunięte poprzez utrzymywanie wskaźnika gęstości < 2 dla kontroli porowatości, poprzez poprawie-nie objętościowej szybkości krystalizacji aby osiągnąć SDAS poniżej 35 mikronów oraz poprzez ograniczenie zawartości że-laza do 0,12%, a także poprzez zastoso-wanie masy formierskiej o wyższej jakości do wykonania rdzeni wodnych i w końcu poprzez adaptację praktyki hartowania w wodzie polimerowej w czasie obróbki termicznej.

Rozdrabnianie ziarna w stopach mie-dzi.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 289, s. 16–24

Przedstawiono wyniki badań rozdrobnie-nia ziarna i jego wpływu na właściwości trzech gatunków stopów miedzi: brązów klasycznych i aluminiowych oraz mosią-dzów. Ziarna rozdrabniano przez dodatek cyrkonu. Jednak dodatek cyrkonu przy-niósł niewielki wzrost wydłużenia i wy-trzymałości na rozciąganie. Występują przy tym duże straty cyrkonu zarówno przy jego wprowadzaniu, jak i przy wy-trzymywaniu kąpieli. Dla mosiądzów bar-dziej skutecznym okazał się dodatek boru. Jego zawartość waha się w pomiędzy 100 i 200 ppm. Może być on wprowadzany w postaci bezwodnego boraksu. Zgar i pa-rowanie boru są nieznaczne. Stwierdzono, że w przypadku stopów miedzi rozdrabia-nie ziarna ma sens tylko dla mosiądzów i to w przypadku, gdy konstrukcja odlewu sprzyja powstawaniu pęknięć lub w celu poprawienia odporności na korozję.

kilka brakujących parametrów dla pro-gramu symulacji takich jak współczynnik wymiany ciepła i parametry cut-off dla określenia porowatości skurczowej.

Opracowanie wskaźnika lejności dla ciśnieniowych stopów magnezu.Cast Metals Res. 2009, Vol. 22, nr 5, s. 357-366

Artykuł rozpoczęto od analizy literatu-ry na temat związków pomiędzy lejnoś-cią stopów magnezu a ich skłonnością do pęknięć na gorąco. Kryteria powstawa-nia pęknięć na gorąco podzielono na trzy grupy. Kryteria te wymagają zbierania da-nych z intensywnych eksperymentów pro-wadzonych w czasie rzeczywistym. Opisa-no takie eksperymenty i na ich podstawie opracowano wskaźnik cząstkowej lejności odlewów ciśnieniowych ze stopów mag-nezu, oparty na takich charakterystycz-nych danych o właściwościach stopu jak: przewodność cieplna w stanie stałym, za-kres temperatur krzepnięcia, wrażliwość na pęknięcia na gorąco. Wskaźnik ten dla cienkościennych odlewów opracowano stosując przemysłowy wskaźnik wad od-lewów ciśnieniowych dla pięciu różnych stopów oraz o analizę regresji otrzymaną na podstawie danych z przeprowadzonych badań. Test na pęknięcia na gorąco stopu oraz podatność na pęknięcia na gorąco określono stosując próbkę na hamowany skurcz.

Wady zmęczeniowe w odlewach niskociśnieniowych głowic cylindrów z AlSi10Mg.Cast Metals Res. 2008, Vol. 21, nr 6, s. 408–415

Głowice cylindrów nowoczesnych samo-chodów są poddawane obciążeniom zmę-czeniowym o długich i krótkich cyklach. Należą do tzw. „bardzo odpowiedzial-nych” odlewów ze stopów aluminium. Ce-lem ustalenia czy stop AlSi10Mg nadaje się na te głowice wykonano próbne odle-wy z tego stopu. Stwierdzono po próbach, że pęknięcia zmęczeniowe pojawiły się na lub blisko powierzchni „żakietu wod-nego”, co pokazuje najwyższe napręże-nia szczątkowe po hartowaniu. Większość

32


16. KOMPOZYTY

O celowości stosowania materiałów, stosowanych w technologiach szyb-kiego prototypowania przy produkcji odlewniczego oprzyrządowania. Processy lit'ja 2009, nr 2, s. 50–55

Stosowanie odlewniczego oprzyrządowa-nia wykonanego za pomocą technik szyb-kiego prototypowania i wykorzystanie materiałów stosowanych w tej technice pozwalają zabezpieczyć szybkie otrzy-mywanie odlewów o wysokiej jakości zarówno szczelnych, jak i o dużej do-kładności wymiarowej dzięki możliwości regulowania warunków procesu krzep-nięcia odlewów. Przedstawione wyni-ki badania mikrotwardości materiałów kompozytowych wykazały, że kompo-zyty na osnowie metalowej Fe-Cr ze względu na wysoką odporność na ob-ciążenia termiczne, można stosować w warunkach podwyższonego zużycia o nieznacznym nagrzewaniu się powierzchni. Przykładem mogą być pres-formy automatów termoplastycznych lub kokile stosowane w indywidualnej produkcji od-lewów ze stopów aluminium.

Modelowanie procesów powstawa-nia stopów suspensyjnych.Processy lit'ja 2009, nr 3, s. 11–14

Rozpatrywano problemy modelowania procesu kształtowania się materiałów kompozytowych w stadium fazy ciekłej matrycy przy wprowadzaniu do niej skła-dowej fazy stałej w postaci proszku. Skon-struowano reaktor dla procesu mieszania i określono jego parametry technologicz-ne, opracowano metodykę otrzymywania stopów suspensyjnych o zadanym składzie przeznaczonych do otrzymywania kom-pozytów. Po wprowadzeniu fazy składowej stałej lub ciekłej następuje chłodzenie o regulowanej prędkości w celu zachowa-nia struktury stopu stanowiącego osnowę metalową. Warunkiem koniecznym jest sprecyzowanie warunków otrzymywania stopów suspensyjnych, równomierne-go rozłożenia składowej fazy kompozytu

w osnowie. Istotnym jest dobór tempe-ratury stopu przy ustalaniu jego lepkości. Do procesu modelowania wybrano wodę i suspensję.

Powstawanie jam skurczowych w od-lewach kompozytowych.Lit.Proiz. 2009, nr 8, s. 29–34

Badano powstawanie jam skurczowych w odlewach kompozytowych otrzymywa-nych metodą próżniowego przesycania. Opracowano zalecenia dla zminimalizo-wania wymiarów nadlewów. Zajmowano się problemami związanymi z produkcją porowatego, odlewanego aluminium. Po-rowate aluminium stosowane jest jako materiał do wytłumiania szumów filtrów mechanicznych i elektrochemicznych, wymienników ciepła i innych urządzeń. Posiada ono wysokie właściwości me-chaniczne i antykorozyjne. Szerokiemu zastosowaniu porowatego aluminium stoi na przeszkodzie wysoka cena tego materiału spowodowana trudnościami z uzyskaniem zdrowych odlewów. Tech-nologia produkcji przewiduje przesycanie poprzez próżniowe zasysanie podgrzane-go stopem wypełniacza wydzielającego wodór.

17. SYSTEMY ZAPEWNIANIA JAKOŚCI, STATYSTYCZNA

KONTROLA PROCESU (SPC), CERTYFIKACJA, KONTROLA

JAKOŚCI, BADANIA ODBIORCZE

Potwierdzenie prawidłowości mode-lu porowatości za pomocą tomografii rentgenowskiej.Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 286, s. 16–24

Literatura na temat zagazowania alumi-nium wykazuje, że poziom porowatości w odlewie jest tym większy, im większy jest poziom rozpuszczonego wodoru i im dłuższy jest czas krystalizacji. Poziom rozpuszczonego wodoru mierzono apara-

33


woduje bardzo znaczne obniżenie wy-stępowania wtrąceń (niektórzy autorzy twierdza, iż do 50% w porównaniu z ich liczbą przy zalewaniu bez filtra). W wyni-ku zastosowania filtrów można zaoszczę-dzić 10–60% pierwotnych kosztów na operacje czyszczenia i naprawy odlewów.

Badania laboratoryjne masy formier-skiej ratunkiem dla odlewni. Mod.Casting 2009, Vol. 99, nr 7, s. 37–40,

W odlewni Landers Foundry, w Kolumbii wybudowana została nowa, automatycz-na linia formierska zastępująca pracę 16 formierek. Automatyczna linia pracowa-ła na masie formierskiej stosowanej do wykonywania form na formierkach, bez rozgraniczenia na masę przymodelową i wypełniającą. Po 3 miesiącach pracy no-wej linii ilość braków w odlewni wynosiła 22%. W celu zmniejszenia ilości braków firma opracowała i rozpoczęła realizację programu kontrolującego jakość masy formierskiej. Badania obejmowały po-miary: wilgotności, zagęszczalności, gę-stości i masy próbek, przepuszczalności, wytrzymałości na ściskanie, ścinanie, gli-ny aktywnej, analizę sitową, straty praże-nia, wydzielalność gazów. Uzyskane wyni-ki analizowano i na bieżąco korygowano. Na podstawie badań opracowano proce-dury poprawiające jakość mas formier-skich poprzez poprawę ich parametrów. W efekcie zmniejszono ilość braków do 9%.

tem AISCAN. Symulację procesów wypeł-niania formy i krystalizacji wykonano za pomocą urządzenia Quikcast. Umożliwiło to symulację krzywej chłodzenia. Stwier-dzono dobrą korelację pomiędzy symu-lacją porowatości, pomiarami gęstości i badaniem tomografem rentgenowskim. Równocześnie model Gursona tłumaczy spadek wydłużenia występujący na prób-kach do pomiaru rozciągania na próbkach o wyższej zawartości gazów w porówna-niu do próbek zdrowych.

Zastosowanie koncepcji ważonego wykresu Ishikawy do analizy wad od-lewów.Przegląd Odlewnictwa, t. 59, 2009, nr 7–8, s. 430

Przedstawiono sposób analizy wad odle-wów oparty na koncepcji ważonego dia-gramu Ishikawy. Znany diagram Ishikawy, po określeniu zbioru przyczyn głównych i zbioru podprzyczyn, uzupełnia się o wagi cząstkowe. Przypisanie wag poszczegól-nym przyczynom i podprzyczynom wag pozwala wyodrębnić na wykresie Ishikawy przyczyny najistotniejsze i wyeliminować mniej ważne. Na konkretnym przykładzie przedstawiono metodykę analizy wad od-lewów ilustrując kolejne kroki odpowied-nimi tabelami i rysunkami.

Filtracja odlewów staliwnych.Przegląd Odlewnictwa, t. 59, 2009, nr 7–8, s. 444

Artykuł jest krótkim przeglądem najczęś-ciej występujących wad odlewów staliw-nych oraz możliwości zastosowania piano-wych filtrów ceramicznych Vukopor jako środka do ich eliminacji. W odlewach sta-liwnych najtrudniejsza jest identyfikacja wtrąceń: zażużlen, zapiaszczeń. Omówio-no krótko zagadnienie powtórnego utle-niania stali i jego następstwa na czystość tlenkową odlewanej stali. Powtórne utle-nianie może być także przyczyną szere-gu poważnych i często nieusuwalnych wad wewnętrznych i powierzchniowych odlewów, takich jak: bąble, ospowatość, zażużlenie wżarcie itp. Włączenie filtrów ceramicznych do układu wlewowego po-

18. MASZYNY I URZĄDZENIA

Stacja przygotowania mas formier-skich firmy Eirich w Turcji.Casting Plant a. Technology Int. 2009, nr 2, s. 12–13

Zaprezentowano nową stację wykonywa-nia bentonitowych mas formierskich w tu-reckiej odlewni żeliwa Akdőkűm. W pierw-szym etapie budowy wykonano nową linię formierską przystosowana do form o wiel-kości 1,250 x 1,000 x 400/350 i wydajności 100 form/godz. W drugim etapie budowy połączono nową linię z istniejącym syste-

34


mat „Roboty dla małych i średnich zakła-dów”. Celem konferencji było podsumo-wanie prac prowadzonych na ten temat w ramach Unii Europejskiej. Na wstępie stwierdzono, że w zakresie robotyza-cji małych i średnich zakładów Francja jest niedoinwestowana w porównaniu do Włoch i Niemiec. Z przeprowadzonej an-kiety wynika, że robotyzacja prowadzi do wzrostu wydajności produkcji. Cytowa-no przykłady, między innymi odlewnię kokilową aluminium - Alu Livry wyposa-żoną w roboty do wykańczania odlewów. Omawiano problemy bezpieczeństwa pra-cy związane z robotyzacją. Stosowane są urządzenia do obserwacji pracy robotów takie jak kamery i lasery. Poruszano tak-że problem adaptacji pracy robotów do prędkości pracy w małych zakładach po-przez zmniejszenie prędkości pracy robo-tów oraz uwzględnienie przerw w pracy, kiedy personel penetruje strefę działa-nia robotów i automatyczne włączanie się urządzenia po wycofaniu się obsługi z tej strefy. Podano stronę internetową, z której można uzyskać więcej informacji w tym zakresie.

Przyczynek do problemu pneuma-tycznej klasyfikacji piasku.Lit.Proiz. 2009, nr 8, s. 9–10

Scharakteryzowano budowę pneumatycz-nego klasyfikatora piasku, którego budo-wa i zasady działania są opatentowane. Schematycznie przedstawiono zasady jego działania. Opisywany klasyfikator pneumatyczny zabezpiecza wymaganą jakość frakcjonowania drobnych materia-łów sypkich i proszkowych o frakcji 0–3 mm i rozdziela je na dwie i więcej frak-cje.

Międzynarodowe Targi Poznańskie Innowacje-Technologie-Maszyny ITM PolskaPrzegląd Odlewnictwa, t. 59, 2009, nr 7–8, s. 448

W roku 2009 Targi Poznańskie odbyły się prawie dokładnie w 80 rocznicę Powszech-nej Wystawy Krajowej, która dała począ-tek targom o zasięgu międzynarodowym.

mem wykonywania mas. Trzy linie wyko-nywania form obsługują dwie wirnikowe mieszarko-chłodziarki próżniowe Eiricha o wydajności porcji masy 7 m3 (mieszar-ki Evactherm RV32VAC). Masa systemem przenośników taśmowych i kubełkowych transportowana jest do zbiorników masy nad formierkami. Cała linia wykonywania i transportu mas jest w sposób ciągły mo-nitorowana (np. poziom wilgoci w masie).Właściwości masy są na bieżąco kontrolo-wane przez laboratorium. Masa obiegowa jest składowana w 5 silosach i sukcesyw-nie wprowadzana do obiegu po odświeże-niu.

Charakterystyczne cechy modelowa-nia matematycznego formierek wi-bracyjnych o zmiennej przyłożonej masie. Processy lit'ja 2009, nr 3, s. 35–42

Dla technologii zgazowywanych modeli badano model i opracowano urządzenie do formowania wibracyjnego z układem dwukonturowym regulowania parame-trów wibracji. Zbudowanie reologicznego modelu zagęszczania wibracyjnego mate-riału sypkiego przeprowadzono z uwzględ-nieniem efektu dynamicznego przejścia mechanicznego układu dwumasowego (forma – urządzenie robocze) do układu o jednej skonsolidowanej masie. Uwarun-kowano eksperymentalnie wprowadzenie do systemu sterowania funkcjonalnych, korygujących ogniw uwzględniających stopień i fizykochemiczną naturę zanie-czyszczenia piasku produktami rozkładu modeli i jego niezależnym nawilgoceniu.Przedstawiono praktyczny sposób stero-wania procesem formowania z cykliczno–liniowym zadaniem częstotliwości wibracji w warunkach kierunkowej synchronizacji wzbudników wibracyjnych urządzenia ro-boczego.

Roboty dla małych i średnich odlew-ni. Fonderie Fond.d'Aujourd. 2009, nr 286, s. 10–11

Relacja z konferencji, która odbyła się 29 IV 2009 roku w Senlis we Francji na te-

35


Obecnie Targi ITM Polska, są najwięk-szymi targami nowoczesnych technologii przemysłowych w nowej Europie. Podział na Salony Tematyczne ułatwia zwiedzają-cym wybór interesujących dziedzin. Sa-lon Metalurgii, Hutnictwa, Odlewnictwa i Przemysłu Metalowego tzw. METALFO-RUM jest szczególnie prezentowany przez firmy wiodące w rozwoju nowoczesnych technologii i urządzeń, co daje odlewni-kom możliwość zapoznania się z trendami i postępem na polu odlewnictwa. Targi to nie tylko coraz większa liczba wystawców i zwiedzających, ale głównie nawiązywa-nie kontaktów i dzielenie się swymi osiąg-nięciami i wiedzą.

19. HISTORIA ODLEWNICTWAI ODLEWY ARTYSTYCZNE

Istotne zdarzenia w historii odlewni-ctwa.Homm.e.Fond. 2009, nr 397, s. 48–56

Artykuł jest tłumaczeniem z amerykań-skiego czasopisma Modern Casting. Zaczyna się od stwierdzenia, że nasza cywilizacja nie rozwijałaby się tak szybko, gdyby nie wysiłek, zawziętość i pomysło-wość odlewników. Odlewy stanowiły inte-gralną część rozwoju technicznego ludz-kości. Umożliwiły one budowę urządzeń, które pozwoliły ludziom wyżywić się, wal-czyć o demokrację, budować infrastruk-turę, środki transportu: samochody, po-ciągi i samoloty. Odlewy były i ciągle są – kluczowym czynnikiem umożliwiającym poprawę stopy życiowej i rozwoju USA. Odlewnicy byli żołnierzami, mężami sta-nu, wynalazcami. Między innymi Deklara-cję Niepodległości Ameryki w 1776 roku podpisało siedmiu odlewników. W czasach wojen produkowali armaty, a w czasach pokoju odlewali dzwony. W XX wieku na-stąpił duży postęp w procesach techno-logicznych stosowanych w ciągu ubie-głych 400 lat. W artykule przedstawiono historię rozwoju odlewnictwa począwszy od 9 000 lat przed Chrystusem (pierwsze przedmioty z miedzi naturalnej wykopa-

ne na Bliskim Wschodzie pochodzą z tego okresu). Wymieniono istotne momen-ty rozwoju odlewnictwa od początku do końca XV wieku. Od 1600 roku do 1900 roku w podziale co sto lat, a od 1900 roku w okresach dziesięcioletnich. Ostatnie in-formacje kończą się na 2000 roku.

„Lew śpiący" - historia jednego odle-wu. Przegląd Odlewnictwa, t. 59, 2009, nr 7–8, s. 468

Wokół rzeźby „Lew śpiący", od momentu jej powstania do dzisiaj, są kontrowersje i niedomówienia. Nie jest jednoznacznie rozstrzygnięta kwestia autorstwa. Jeden z odlewów, stojący obecnie na bytomskim Rynku, jest własnością miasta stołeczne-go Warszawy, gdyż brak stuprocentowej pewności na to, że właśnie on stał w By-tomiu od 1873 roku. Nie ma natomiast wątpliwości, że figura „Śpiącego lwa" jest wybitnym przykładem XIX-wiecznego od-lewnictwa artystycznego.

36

Szkolenia-konferencje-seminaria-spotkania

Posiedzenie Komisji Metalurgiczno-Odlewniczej PAN

W dniu 16 czerwca br. w Instytucie Odlewnictwa odbyło się zebranie wyjaz-dowe Komisji Metalurgiczno-Odlewniczej Polskiej Akademii Nauk. Po otwarciu spot-kania przez przewodniczącego Komisji profesora Tadeusza Karwana, głos zabrał dyrektor Instytutu, profesor Jerzy J. Sob-czak.

W swoim wystąpieniu przedstawił krótko historię Instytutu, a następnie omówił aktualną sytuację, ze szczególnym uwzględnieniem realizowanych projektów badawczych, współpracą zagraniczną i za-kres oraz stan prowadzonych inwestycji, przede wszystkim w zakresie doposażenia laboratoriów Instytutu w unikalną apara-turę badawczą.

W końcowej części swojego wystąpie-nia przedstawił wizję rozwoju Instytutu na najbliższe lata.

W drugiej części spotkania człon-kowie Komisji zwiedzili wybrane labo-ratoria Instytutu, w tym: Centrum Ba-dań Wysokotemperaturowych oraz nowe stanowiska szybkiego prototypowania i tomografii komputerowej.

Spotkanie zakończono dyskusją, w której członkowie komisji wyrazili uzna-

nie dla zachodzących zmian w organizacji Instytutu oraz nowego wyposażenia labo-ratoriów w bardzo nowoczesną, a niekiedy unikalną aparaturę badawczą, co stawia Instytut Odlewnictwa w szeregu najlep-szych jednostek badawczych tego typu w kraju i stwarza realne szanse na dalszy jego rozwój.

37

Odlewnictwo Współczesne Szkolenia-konferencje-seminaria-spotkania

Seminarium Naukowe

Dnia 24.08.2010 r. w Instytucie Od-lewnictwa odbyło się seminarium nauko-we Pani Elizabeth Purgert (University of Cincinnati USA, Energy Industries of Ohio) pt. „Zastosowania mikroskopu z sondą skanującą do charakteryzacji granicy roz-działu metal-ceramika".

Prezentowane wyniki badań dotyczyły oddziaływania super stopów niklu z cera-miką tlenkową stosowaną na tygle i formy odlewnicze. Prezentowane badania zosta-ły w całości wykonane przez Panią Eliza-beth Purgert w Instytucie Odlewnictwa w Centrum Badań Wysokotemperaturowych przy zastosowaniu uniwersalnego kom-pleksu aparaturowego do badań właści-wości ciekłych metali i stopów w wysokiej temperaturze oraz mikroskopu SPM typu NTERGA-THERMA zakupionego w ramach projektu „Doposażenie Małopolskiego Centrum Innowacyjnych Technologii i Ma-teriałów".

38


Planowane Szkolenie: Seminarium-Szkolenie Sekcji Badań Materiałowych Klubu POLLAB

Sekretariat Seminarium:dr inż. Marzanna Książek e-mail: [email protected] tel.: +48 (12) 2618 229mgr Joanna Madej e-mail: [email protected] tel.: +48 (12) 2618 381

Adres do korespondencji:ul. Zakopiańska 7330-418 KrakówNIP: 675-000-00-88 tel.: +48 (12) 26 18 111fax: +48 (12) 26 60 870Dane Hotelu:Hotel Kontrastul. Forteczna 22, Krakówtel.: +48 (12) 262 30 50 52www.hotel-kontrast.pl

Miejsce konferencji:Instytut Odlewnictwaul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Termin: 22-24.09.2010

Koszt uczestnictwa: 400 PLNDla członków z nieopłaconymi składkami członkowskimi Klubu POLLAB koszt: 475 PLN

Wpłatę prosimy dokonać na konto:Bank Pekao SA O/KrakówNr konta 20 1240 4722 1111 0000 4856 6733

Prosimy wpłatę dokonać i kartę zgłoszenia wysłać do dnia 10.09.2010 r.Tytuł wpłaty: Seminarium POLLAB

Organizator:

Karta zgłoszenia - Zgłaszam następujące osoby do udziału w seminarium: 2/2 verte>

www.iod.krakow.pl

Mapka dojazduznajduje się na stronie: www.iod.krakow.pl

Imie Nazwisko: .................................................

Firma: ......................................................

......................................................

NIP: ......................................................

Adres: ...................................................... kod: ......................................................

Tel.: ......................................................

e-mail: ......................................................

Nr członkowski w klubie POLLAB ..........................

Imie Nazwisko: .................................................

Firma: ......................................................

......................................................

NIP: ......................................................

Adres: ...................................................... kod: ......................................................

Tel.: ......................................................

e-mail: ......................................................


Seminarium - SzkolenieSekcji Badań Materiałowych Klubu POLLAB

22-24 września 2010 Kraków

15-lecie Sekcji

30-spotkanie

10:00 - 11:00 - Rejestracja gości - Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, Kraków

11:00 - Otwarcie Spotkania - Jubileuszowe 30-te Spotkanie Sekcji Badań MateriałowychWystąpienie Dyrektora Instytutu• Wystąpienie Koordynatora projektu • Małopolskiego Centrum Innowacyjnych Technologii i Materiałów - promocja aparatury zakupionej w ramach projektu europejskiego: „Doposażenie infrastruktury badawczej MCITiM” Nowoczesne stanowisko rentgenowskiej • tomografii komputerowej przeznaczone do zastosowania w pracach badawczych i pracach usługowych na rzecz gałęzi

8:00 - 9:00 - Śniadanie 9:30 - Wyjazd do Instytutu Metalurgii i Inżynierii

Materiałów PAN (Kraków)10:00 - Wystąpienie Dyrektora Instytutu

Elastyczny zakres - kto potrzebuje takiej • formy - wykład przedstawiciela PCA

11:00 - Zapoznanie się z możliwościami badawczymi nowo zakupionych, nowoczesnych urządzeń

12:30 - Wyjazd do Instytutu Zaawansowanych Technologii Wytwarzania (Kraków)

13:00 - Wystąpienie Dyrektora Instytutu Zapoznanie się z możliwościami badawczymi • nowo zakupionych, nowoczesnych urządzeń

14:00 - Obiad w IZTW15:00 - Wycieczka po Krakowie - Śladami Królów

Polskich19:00 - Kolacja na Starym Mieście 21:30 - Wyjazd do hotelu

przemysłu korzystających z usług odlewnictwa – (wykład)Zwiedzanie Zespołu Laboratoriów Badaw-• czych i Zakładów Instytutu Odlewnictwa

14:00 - Zakwaterowanie w Hotelu Kontrast14:30 - Obiad15:30 - Wyjazd do Oddziału Metali Lekkich (Skawina)

Instytutu Metali Nieżelaznych w GliwicachWystąpienie Dyrektora Instytutu• Zapoznanie się z możliwościami badawczy-• mi nowo zakupionych, nowoczesnych urzą-dzeń

20:00 - Kolacja

8:00 - 9:00 - Śniadanie 9:00 - 12:00 - Obrady

Sprawy organizacyjne Sekcji. • Omówienie porównań międzylaboratoryj-• nych:

Ocena radiogramu odlewu żeliwa – -Małgorzata Matuszak, Huta MałapanewPomiar grubości metodą ultradźwiękową -- Marek Lipnicki, Koli Sp. z o.o.Pomiar twardości metodą Rockwella - -Małgorzata Stępniak, LAB TEST Pomiar twardości metodą Vickersa - -Małgorzata Stępniak, LAB TESTGrubość warstwy nawęglanej – -Antoni Rzepkowski, Politechnika ŁódzkaNowe porównania międzylaboratoryjne -

12:30 - Obiad 13:00 - Wyjazd uczestników

22 września 2010 – środa

23 września 2010 – czwartek 24 września 2010 – piątek

Karta zgłoszenia - Seminarium SBM - POLLAB - 22-24 września 2010 Kraków

Imie Nazwisko: .................................................

Firma: ......................................................

......................................................

NIP: ......................................................

Adres: ...................................................... kod: ......................................................

Tel.: ......................................................

e-mail: ......................................................


Ramowy program

Koszt uczestnictwa: 400 złDla członków z nieopłaconymi składkami członkowskimi Klubu POLLAB koszt: 475 zł

Opłatę za udział w seminarium w wysokości...........przekażemy na konto nr:

Bank Pekao SA O/KrakówNr konta 20 1240 4722 1111 0000 4856 6733Tytuł wpłaty: Seminarium POLLAB

Do dnia 10.09.2010 r.

Rezerwacja hotelu:

Uprzejmie informujemy, iż istnieje możliwość przyjazdu do hotelu na własny koszt, w dniu poprzedzającym seminarium, po wcześniejszym zgłoszeniu w hotelu.

1/2 verte>

22/23 23/24

39

Jacek Krokosz*, Rafał Pabiś*, Michał Dziewulski**

*Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków**Muzeum Narodowe, al. 3 Maja 1, 30-062 Kraków

Z historii odlewnictwa...

Analiza składu chemicznego wybranych obiek-tów metalowych w Muzeum Narodowym w Krakowie z zastosowaniem mikrofluoroesencji rentgenowskiej

W artykule przedstawiono historię i stan obecny Muzeum Narodowego w Kra-kowie oraz opisano charakterystykę ba-danych eksponatów zestawiając ich skła-dy chemiczne. Przeprowadzone badania składu chemicznego obiektów muzealnych w tym przypadku luf armatnich, pozwo-liły jednoznacznie zakwalifikować odpo-wiednio te obiekty. Okazało się bowiem, że pierwotnie wszystkie lufy zaliczano do obiektów „żelaznych”. Wnikliwa analiza wykazała, że dwie z nich są odlewami z brązu, zaś dwie są rzeczywiście wyko-nane ze stopów żelaza.

Wstęp

Muzeum Narodowe w Krakowie utwo-rzone zostało w 1879 roku jako pierwsza na-rodowa instytucja muzealna, która do dziś pozostaje naukowo–badawczą placówką o największej w Polsce liczbie zbiorów. Znacząca ilość eksponatów, będąca w posiadaniu Muzeum, pozyskiwana od różnych darczyńców (z zakupów itp). spowodowała, że w miarę upływu lat ot-wierano kolejne oddziały.

Według pierwotnych założeń Muze-um miało kolekcjonować dzieła współ-czesnej sztuki polskiej, a także w mniej-szej ilości sztuki obcej. Jednak znaczące dary w postaci rzemiosła artystycznego,

numizmatów, militariów, zabyt-ków archeologicznych i etnograficz-nych, wreszcie dokumentów i pa-miątek historycznych, a także sztuki Dalekiego Wschodu wpłynęły na wszech-stronność kolekcji muzealnej. W nie-mal wszystkich budynkach znajdują się też działy zbiorów, dostępnych dla celów badawczych. Zasoby wzrosły znacznie i wynoszą obecnie około 780 tysięcy muzealiów (wraz z depozytami i zbiorami bibliotecznymi), przechowywa-nych w dwudziestu jeden Działach.

Powierzone bezcenne dziedzictwo narodowe Muzeum nie tylko przechowu-je, opracowuje naukowo i konserwuje w dziesięciu własnych pracowniach kon-serwatorskich, lecz także upowszechnia poprzez przygotowywanie galerii stałych, wystaw zmiennych w kraju i za grani-cą, a także dzięki szerokiej działalności wydawniczej.

Zakres działania Muzeum zapisany zostały już w pierwszym statucie, który powstał w 1881 roku. Obecny, dziewiąty z kolei, pochodzi z roku 2005. W roku 2001 po raz pierwszy wpisano w statut Muzeum jego misję, która brzmi:

„Misją Muzeum jest świadczenie o wartościach narodowych i ogólnoludz-kich poprzez upowszechnianie sztuki światowej i polskiej, zwłaszcza ośrod-ka krakowskiego, oraz poprzez działania

*wszystkie fotografie są dziełem autorów

40


muzealne obejmujące kolekcje i dzieła o wartości naukowej, historycznej i arty-stycznej, powstałe jako rezultat przeko-nań tych, których łączy poczucie przyna-leżności lub uznanie dla kultury polskiej - bez względu na miejsce zamieszkania, narodowość czy wyznanie”.

Wypełniając tę misję, Muzeum chro-ni powierzone mu dziedzictwo narodowe. Czyni to nowoczesnymi środkami, lecz z głębokim poszanowaniem tradycji. Dzięki temu – mamy nadzieję – znajdzie poczesne miejsce i odegra niemałą rolę w zjednoczonej Europie [1].

Dzięki uprzejmości przedstawicieli Muzeum Narodowego w Krakowie, a tak-że chęci poszerzenia informacji naukowej o posiadanych zbiorach przeprowadzono badania składu chemicznego niektórych, wytypowanych eksponatów z wykorzysta-niem analizatora firmy Niton XL3t GOLDD XRF (rys. 3), którego zasada działania opiera się na mikrofluorescencji rentge-nowskiej [2, 3, 4].

Wykonanie badań

Przedmiotem pomiarów przeprowa-dzonych w Galerii „Broń i barwa w Pol-sce”, mieszczącej się w Gmachu Głównym Muzeum Narodowego w Krakowie, były dwa typy obiektów: lufy armatnie i moź-dzierzowe oraz napierśniki husarskie.

Cztery przebadane lufy armatnie po-chodzą z okresu XVII i XVIII wieku i po-mimo zróżnicowanego wagomiaru posia-dają wspólne cechy charakterystyczne. Wszystkie należą do typów bojowych, o kształcie konicznym, szersze w części dennej i zwężające się do wylotu, o de-koracji ograniczonej do kilku tradycyjnie przeznaczonych do tego miejsc. Każda z części konstrukcyjnych luf - denna, czopowa i wylotowa - wzmocniona zo-

Rys. 1. Lufa armatnia nr inw. MNK V.3642

stała pogrubieniami w postaci pierścieni. W części czopowej znajdują się 2 ozdobne uchwyty służące do podnoszenia działa, w kształcie delfinów lub potworów mor-skich, podczas gdy uchwyt mocowany za częścią denną lufy, w postaci wydatnej gałki, zdobiono najczęściej motywem ro-ślinnym.

Pierwsza z luf, którą przedstawia rysunek 1, o numerze inwentarzowym MNK V.3642, datowana na XVII wiek, została podarowana Muzeum w roku 1909 przez Władysława Chodkiewicza. Długość lufy wynosi 178 cm, a średnica wylotu 6 cm. W części dennej umiesz-czono herb Lis w otoczeniu gałązek pal-mowych. Herb ten został odlany wraz z lufą i częściowo uległ zatarciu. Uniemoż-liwia to niestety odczytanie otaczających go liter, które pozwoliłby na bliższe da-towanie broni i ustalenia fundatora dzia-ła. Z ośmiu liter można za prawdopodob-ne uznać zaledwie kilka, w kolejności: N. (lub A.), K. (lub R.), K., ?, K., T.?, S., R.?. Ograniczając zakres poszukiwań do ro-dzin posługujących się herbem Lis, któ-rych nazwiska zaczynają się od liter K lub R, otrzymujemy w dalszym ciągu kilka-naście prawdopodobnych nazwisk, co na obecnym etapie uniemożliwia postawienie żadnej pewniejszej hipotezy dotyczącej ewentualnego fundatora.

Nazwa (nr inw.)

Skład chemiczny, % wag.

Zr Pb Zn Cu Co Fe Mn Cr V Ti Al S P Si

Armata duża (MNK

V.3642)

0,013 0,091 1,016 0,157 0,859 84,63 0,9 0,082 0,079 0,225 1,007 6,199 0,317 4,301

Tabela 1. Skład chemiczny lufy armatniej dużej nr MNK V.3642

41


Druga lufa (rys. 2), o nume-rze inwentarzowym V.3640, o długoś-ci 126 cm i średnicy wylotu 7,8 cm, jest równocześnie historycznie naj-ciekawszą ze wszystkich zbadanych. W części dennej lufy znajduje się odlany herb Korczak w postaci trzech poziomych pasów, otoczony wieńcem i literami: „I. S. G. M. I. K. M.”. Poniżej znajduje się niekompletny obecnie napis: „Białł… iew/ANNO 1666”. Napisy te odnoszą się do twierdzy w Białej Cerkwi (obecnie na Ukrainie w odległości około 80 km od Kijowa). W XVII wieku znajdowały się tu umocnienia będące częścią systemu obronnego Kresów polskich przed ataka-mi Tatarów, Kozaków i Rosjan, rozbudo-wane przez Stefana Czarnieckiego. Biała Cerkiew zasłynęła m.in. aktem podpisa-nia traktatu pomiędzy Polską a Kozakami, po wygranej przez Jana Kazimierza bitwie pod Beresteczkiem.

W latach 1661–1668 komendantem twierdzy był Jan Stachórski (zm. 1669), który otrzymał to stanowisko od króla Jana Kazimierza, dzięki wstawiennictwu hetmana Stanisława Jabłonowskiego. To najpewniej do jego osoby odnoszą się ini-cjały wokół herbu na lufie, które można odczytać jako: „JAN STACHÓRSKI GENE-RAŁ MAJOR JEGO KRÓLEWSKIEJ MOŚCI”. Stachórski, po bogatej w doświadczenia karierze wojskowej, podczas której brał

udział w licznych walkach z wojskami szwedzkimi w latach 1656–1658, a następ-nie przeciw wojskom moskiewskim w roku 1660, gdzie odniósł liczne rany, znalazł się ostatecznie pod komendą Stefana Czar-nieckiego, wraz z którym tłumił powstania i ruchawki kozackie na Ukrainie. Osadzony wraz ze swoim oddziałem w Białej Cerkwi, awansował na stopień generał-majora i rozbudował stacjonujący tam garnizon z 500 do 3 tysięcy żołnierzy. Jako komen-dant prowadził liczne potyczki z najeż-dżającymi te tereny Tatarami Krymskimi, wojskami moskiewskimi i Kozakami, od-pierając niejednokrotnie szturmy na do-wodzoną przez siebie twierdzę.

W roku 1666, w okresie licznych po-tyczek na tym terytorium, odnaleziono w twierdzy stare lufy spiżowe. W celu wzmocnienia garnizonu, Stachórski kazał przetopić stare działa i odlać z nich nowe lufy. Dalsze losy dział z odlewni biało-cerkiewnej nie są dobrze znane. Wiado-mo jedynie, iż część odnotowana zosta-ła w inwentarzu Kamieńca Podolskiego w roku 1789, a 100 lat później jedna z nich w niewyjaśnionych okolicznościach znalazła się w Krakowie. Niewytłumaczone pozostaje także użycie herbu Korczak na lufie. Jan Stachórski pieczętował się her-bem Ostoja, a herbu tego nie używał także żaden z pozostałych komendantów twier-dzy, którzy zastąpili po roku 1668 Sta-chórskiego.


Nazwa (nr inw.)


Sb Sn Bi Pb Zn Cu Ni Fe Mn V Ti Al Si

Armata średnia (MNK

V. 3640)

1,062 13,708 0,19 4,852 0,552 72,22 0,095 1,773 0,193 0,051 0,307 1,001 3,528

Tabela 2. Skład chemiczny lufy armatniej średniej nr MNK V.3640

42


Trzecia z luf (rys. 3), MNK V.3641, posiada długość 92 cm, ale średnicę wy-lotu zaledwie 3,9 cm. Lufa ta posiada na części dennej odlany herb Kolumna w owalnym kartuszu pod koroną, z moty-wem zdobniczym (panoplium) złożonym z różnego rodzaju broni. Działo to odnale-zione zostało w Nowo Radomsku (obecnie Radomsk) w budynku naczelnika powiatu w roku 1917 i przekazane jeszcze w tym samym roku do zbiorów Muzeum Narodo-wego. Herb Kolumna należy do kilkunastu rodzin, z których najsłynniejsze nazwiska to Czosnkowscy i Walewscy, mających licznych członków zasłużonych w polskiej wojskowości.


Nazwa (nr inw.)


Nb Zr Zn Cu Co Fe Mn Cr V Ti Al S P Si

Armata mała (MNK

V.3641)

0,004 0,005 0,357 0,075 0,358 74,462 0,204 0,076 0,056 0,259 4,319 6,419 0,644 12,673

Czwarta lufa (rys. 4), o numerze inwentarzowym MNK V.3636, dato-wana jest na okres XVII wieku, a od-lana została prawdopodobnie na te-renie Niemiec. Długość lufy wynosi 54,5 cm, a średnica otworu wylotowe-go to 2,5 cm. Lufa ta jest ozdobiona w charakterystyczny dla tego okresu spo-sób, ze wzorem liści akantu na części wy-lotowej lufy oraz z uchwytami czopowymi w postaci delfinów. Uchwyt części dennej odlany został na kształt liściastej kiści. Otwór zapałowy nosi ślady zawiasów, do których niegdyś przymocowane było za-mknięcie, chroniące wlot przed wilgocią i warunkami atmosferycznymi. Na części dennej znajduje się niewypełniona tarcza herbowa, która może sugerować, iż dział-ko to stanowi model lub niedokończony wyrób odlewni, na które nie naniesiono jeszcze herbu i inicjałów fundatora. Lufa ta trafiła do Muzeum w roku 1950, urato-wana przed zniszczeniem po wykupieniu jej z centrali złomu.


Tabela 3. Skład chemiczny lufy armatniej małej nr MNK V.3641

43


Nazwa (nr inw.)


Sb Sn Bi Pb Zn Cu Ni Fe V Ti P Si

Lufa-3636 (MNK

V.3636)2,121 5,622 0,088 2,286 0,102 86,895 0,168 0,086 0,021 0,146 0,866 0,685

Armatka brązowa na lawecie (rys. 5), nr inw. MNK V.3689, posiada długość 64 cm i średnicę wylotu 3 cm. Jest to naj-prawdopodobniej model działka lub mała armatka wiwatowa, nie posiadająca zna-czenia bojowego. Różni się ona także de-koracją od pozostałych badanych luf, wy-konaną na powierzchni za pomocą rylca, a nie odlaną wraz z lufą. Uchwyty umiesz-czone w części czopowej pozbawione są już charakterystycznej dekoracji i mają kształt zwykłych kabłąków. Laweta, na której znajduje się armatka została zre-konstruowana na początku XX wieku. Ar-matka wykopana została na krakowskim Kazimierzu i podarowana Muzeum przez dra Klemensa Bąkowskiego w roku 1904.

Rys. 5. Armatka na lawecie nr inw. MNK V.3689

Nazwa (nr inw.)


Sb Sn Mo Pb Zn Cu Ni Fe V Ti Si

Armatka (MNK

V.3689)0,974 3,426 0,005 3,55 6,102 83,367 0,772 0,776 0,006 0,067 0,655

Rys. 6. Lufy moździe-rzy nr inw. MNK V.3633

i MNK V.3634

Wykonując pomiary zbadano także trzy lufy moździerzy. Dwie z nich (rys. 6) o numerach inwentarzowych MNK V.3633 i MNK V.3634 umocowane są na drewnia-nych klockach służących za łoże, z doda-nymi żelaznymi uchwytami do transportu broni. Moździerze te różnią się od luf ar-matnich mniejszymi rozmiarami, posiada-jąc długość od ok. 30 do 40 cm i kaliber wylotu lufy o średnicy około 4–5 cm.

Pierwszy z omawianych moździerzy posiada na części czopowej odlany herb Gryf. Drugi z moździerzy ozdobiony został herbem umieszczonym pod kapeluszem kardynalskim, sam jednak herb pozostaje nieczytelny. Prawdopodobnie w kartuszu znajduje się Ostoja, choć brak w polskiej historii kardynała pieczętującego się takim herbem. Moździerz ten odnaleziony został w Nowo Radomsku (obecnie Radomsk) w roku 1917, w budynku naczelnika powiatu, wraz z opisywanym wcześniej działem MNK V.3641.

Tabela 4. Skład chemiczny lufy armatniej nr MNK V.3641

Tabela 5. Skład chemiczny lufy armatniej nr MNK V.3689

44


Nazwa (nr inw.)


Nb Zr Bi Pb Zn Cu Co Fe Mn Cr V Ti Al S P Si

Moździerz XVII (MNK V.3633) 0 0,004 0,004 0 0,349 0,051 0,393 84,426 0,298 0,067 0,046 0,088 2,035 5,375 0,836 5,935

MoździerzXVIII (MNK V.3634) 0,006 0,007 0 5,956 0,289 0,07 0,473 76,675 0,299 0,071 0,047 0,099 1,772 7,226 0,321 6,593

Trzeci z moździerzy, pozbawiony łoża (rys. 7), o numerze MNK V.3637, jest zarazem najbardziej ozdobnym z przeba-danych egzemplarzy. Podarowany przez Radę miasta Podgórza (obecnie dzielnica Krakowa) w roku 1900, posiada w części czopowej uchwyty wykonane na kształt del-finów skaczących przez falę. Część czopo-wa, na całej powierzchni zdobiona jest ryl-cem na kształt zaokrąglonych rybich łusek. W części dennej znajduje się kartusz z herbem Pilawa oraz inicjałami „F. M. P. Z.” i datą „AD 1753”. Jest to kolejny, swo-bodnie potraktowany herb, umieszczono go bowiem pod mitrą książęcą. Ponieważ żadna z rodzin herbu Pilawa nie miała pra-wa do używania tytułu książęcego w tym czasie, fakt ten znacznie utrudnia odgad-nięcie fundatora i właściciela herbu.

Rys. 7. Lufa moździerzy nr inw. MNK V.3637

Nazwa (nr inw.)


Sb Sn Pb Zn Cu Ni Fe V Ti Al Si

Lufa (MNK V.3637) 0,958 6,919 1,838 1,038 80,695 0,258 0,363 0,023 0,14 3,071 4,388

Przy okazji zbierania danych składu chemicznego luf armatnich, przebadano także żelazne kule armatnie, które przed-stawia rysunek 8.

Rys. 8. Kule armatnie

Tabela 6. Skład chemiczny moździerzy XVII w.

Tabela 7. Skład chemiczny lufy nr MNK V.3637

45



Mo Nb Zr Zn Cu Co Fe Mn Cr V Ti Al S P Si

Kula duża 0 0,003 0,002 3,008 0,033 0,178 91,297 0 0,065 0,086 0,074 0 1,657 1,085 2,139

Kula średnia 0,005 0 0,003 0,074 0,053 0,283 84,684 0,971 0,048 0,037 0,062 2,26 3,14 1,546 6,732

Kulamała 0 0,003 0,006 0,365 0,107 0,305 83,001 0,404 0,063 0,064 0,151 2,646 4,027 0,482 8,264

Drugą kategorią zbadanych obiektów były napierśniki żelazne od zbroi husar-skich (rys. 9–11), o numerach inwenta-rzowych MNK V.21, MNK V.22 i MNK V.32. Napierśnik husarski składa się z płyty głównej, tworzącej górną część zbroi, po-siadającą wyprofilowane wycięcia na szy-ję i ramiona, oraz z kilku żelaznych folg w dolnej części, mocowanych za pomocą nitów i skórzanych pasów, dzięki którym zbroja uzyskiwała namiastek elastyczności i dawała większą swobodę ruchów. Ilość folg zmieniała się wraz z upływem czasu, ale warto wspomnieć iż jest to charakte-rystyka polska, obca zbrojom zachodnio-europejskim. Kolejną specyfiką obecną jedynie przy polskich zbrojach husarskich jest zdobnictwo mosiądzem, zainspirowa-ne sztuką ludową. Stąd nity obecne na elementach zbroi przykryte są wyciętymi z mosiądzu wizerunkami kwiatuszków, a środek stanowi krzyż kawalerski z wy-

bitymi stemplem wzorami. Wszystkie trzy napierśniki należą do tzw. typu „młodsze-go”, który datowany jest na koniec wieku XVII i 1. połowę wieku XVIII. Różniły się one od typu „starszego” dekoracją oraz szczegółami budowy.

Za najstarszy napierśnik z tej gru-py należy uznać obiekt o numerze MNK V.22. Posiada on wciąż cechy napierśni-ka typu „starszego”: zakończony jest w dole aż czterema folgami oraz posia-da bardzo bogatą mosiężną ornamenty-kę w postaci ozdobnie wyciętych lamó-wek przykrywających wycięcia przy szyi i ramionach. Określamy go jednak jako typ „młodszy” ze względu na zastosowa-nie na środku płyty głównej ozdobnika w postaci krzyża kawalerskiego, charak-terystycznego dla tej grupy napierśników. Obiekt ten pochodzi z dawnego depozytu Akademii Umiejętności w Krakowie.

Rys. 9. Napierśnik nr inw. MNK V.22

Tabela 8. Skład chemiczny kul armatnich

46


Nazwa (nr inw.)


Sb Nb Pb Zn Cu Ni Fe Cr V Ti S P Si

Zbroja 22-1 (MNK V.22) 0 0 0,118 0,613 0,413 0,081 95,868 0,016 0,012 0,011 0,523 0,103 1,324

Zbroja 22-2 el. ozdobny (MNK V.22)

0,073 0,024 0,516 25,56 72,482 0,028 0,288 0 0,028 0,007 0 0 0,506

Drugi napierśnik, MNK V.21, posiada już zredukowaną liczbę folg do trzech, a także znacznie uboższą ornamentykę, ograniczoną do dekorowanego stemp-lem krzyża kawalerskiego pośrodku pły-ty głównej oraz kilku mosiężnych roze-tek na dolnych folgach. Zdobnictwo tej zbroi, identyczne także na kilku innych zbrojach znajdujących się w innych mu-zeach, łączone jest z majątkiem Siedlisz-cze niedaleko Chełma Lubelskiego należą- cego do rodziny Rzewuskich, oraz z cho-rągwią husarską pułku hetmańskiego Rzewuskich. Datowanie tych zbroi zosta-ło przesunięte na lata 20-te i 30-te XVIII wieku. Obiekt ten znalazł się w Muzeum w roku 1948, dzięki darowi Janiny z Ko-walskich Korneckiej.


Nazwa (nr inw.)

Skład chemiczny, % wag

Sb Pb Zn Cu Ni Fe Cr V Ti S Si

Zbroja 21-1 (MNK V.21) 0 0 0,133 0,119 0,168 97,938 0,023 0,006 0 0,261 1,051


0,061 0,216 27,761 70,928 0 0,102 0 0,025 0,008 0 0,602

Najwięcej wątpliwości budzi trzeci z napierśników, MNK V.32, co do które-go istnieje podejrzenie, iż albo pochodzi z wieku XIX lub został w wieku XIX prze-robiony z wykorzystaniem starego napier-śnika. Pochodzący z daru Władysława Jó-zefa Fedorowicza z roku 1922, napierśnik ten jest najcięższy i najbardziej masywny ze wszystkich opisywanych tutaj egzem-plarzy. Dekoracja mosiądzem wykonana została bardzo niedbale i jest prawdo-podobnie lana, podczas gdy na pozosta-

łych egzemplarzach była wykonywana za pomocą repusowania lub stemplowania. Ilość folg ograniczona została do dwóch, a na wycięciach na ramionach oraz w pa-sie brak jest otworów na skórzane pasy, dzięki którym zbroję taką noszono lub mocowano do naplecznika. Różnice te, dotyczące kwestii praktycznej i konstruk-cyjnej zbroi, poddają w wątpliwość jej pełną autentyczność [5, 6].

Tabela 9. Skład chemiczny zbroi nr MNK V.22


47



Nazwa (nr inw.)


Sb Sn Pd Ru Pb Zn Cu Ni Fe Cr V S P Si

Zbroja 32-1 (MNK V.32) 0 0 0 0 0,096 0,034 0,086 0 98,896 0,025 0,008 0,385 0,058 0,242


0,098 0,032 0,017 0,009 0,206 24,32 74,559 0,097 0,108 0 0 0 0 0,279

Podsumowanie

Pomiary składu chemicznego siedem-1. nastu obiektów muzealnych, przepro-wadzone za pomocą urządzenia Niton XL3t Goldd XRF pozwoliły na bliższą ich charakterystykę.Przeprowadzone badania składu che-2. micznego obiektów muzealnych w tym przypadku luf armatnich, pozwoliły jed-noznacznie zakwalifikować odpowied-nio te obiekty. Pierwotnie uważano, że wszystkie lufy są zaliczane do obiek-tów żelaznych. Jednak wnikliwa analiza wykazała, że dwie z nich są odlewami z brązu (rys. 2 i rys. 4), zaś dwie są rze-czywiście wykonane ze stopów żelaza (rys. 1 i rys. 3). Interesującym elementem w prze-3. prowadzonych badaniach jest analiza składu chemicznego zbroi - napierśni-ków. Jak wykazują badania napierśnik wykonany jest z blachy stalowej zaś umieszczone na nim ozdoby z mosią-dzu o zawartości Zn około 25%.

Literatura

h t t p : / / w w w. m u z e u m . k r a k o w. p l /1. Historia.9.0.htmlAnalizator serii Niton XL3t900 GOLDD In-2. strukcja obsługi, Thermoscientific USA. Laboranalityka Sp. z o.o., 2009Krokosz J., Pabiś R., Wiłkojć E., Kosecki J., 3. Fudal A.: Analiza składu chemicznego luf dział z XVI-XVIII w. oraz kul ze zbrojowni Zamku Królewskiego na Wawelu z wyko-rzystaniem metody mikrofluoroescencji rentgenowskiej, Prace Instytutu Odlewni-ctwa, 2009, T. XLIX, nr 3, s. 37 Krokosz J., Pabiś R., Kowalski M.: Badania 4. składu chemicznego dzwonów w koście-le parafialnym pod wezwaniem Św. Jana Chrzciciela w Dobczycach, Odlewnictwo Współczesne Polska i Świat, 2010, R. 3, nr 1, s. 40Wagner M., Stachórski J.: [w:] Polski Słow-5. nik Biograficzny, Kraków, 2002, T. XLIGrodzicka M.: Zabytkowe działa spiżowe 6. w zbiorach polskich [w:] Studia i Materiały do Historii Wojskowości, Warszawa, 1960, T. VI/2


48

Wydawnictwa

Publikacje

W niniejszej publikacji zaprezentowano wyniki badań statystycznych prowadzonych przez Instytut Odlewnictwa w Krakowie na zle-cenie Ministerstwa Gospodarki. Przedstawiono informacje dotyczące rynku odlewów w Pol-sce, w tym: status organizacyjny polskich od-lewni, ich strukturę własnościową, wielkość produkcji, strukturę produkcji odlewów ze sto-pów żelaza i metali nieżelaznych, stosowane technologie, zużycie materiałów wsadowych, eksport, strukturę zatrudnienia oraz sytuację finansową przemysłu odlewniczego.

Statistical research in the Polish foundry

industryStatistical research in the Polish foundry industry

with r

espec

t to

:

auto

motive

el

ectr

onic

s build

ing

avia

tion

house

hold

applia

nce

s to

ols

cast

ste

el

cast

iro

n

non-f

erro

us

met

al allo

ys

mark

et m

echanis

m

analysis trends forecasts

dev

elopm

ent

pote

ntials

2010

ISBN 978-83-88770-51-7

Statistical research in the Polish foundry industry

www.iod.krakow.pl

Fo

reca

st & d

evelo

pm

en

t tren

ds in

Po

lish fo

un

dry

ind

ustry

Odlewnictwo Współczesne - Polska i Świat

Documents

Transcript of Odlewnictwo Współczesne - Polska i Świat