Vývoj nové slitiny typu Al - Si Cu Sb a výzkum jejích vlastností

Ing. Jaromír CAIS

Disertační práce

Development of a New Al - Si - Cu Sb Alloy and Research of Its Properties

Anotace:

Tato disertační práce se zaměřuje na vývoj nové slitiny na typu Al-Si-Cu použitelnou pro výrobu odlitků v automobilovém průmyslu. Při vývoji nové slitiny je využito přídavku antimonu, kdy bylo na základě předchozího výzkumu zjištěno podstatné zvýšení tažnosti Al-Si slitin prostřednictvím přídavku tohoto prvku. Vývoj slitiny je prováděn s cílem zvýšení plasticity odlitků ze slitin typu Al-Si, kde například u ráfků pro osobní auta je požadovaná tažnost min. 4 % u slitiny AlSi7Mg0,3 (typicky používána pro tento účel) a v současnosti využívané slitiny nejsou schopny takovéto hodnoty tažnosti dosáhnout. V první části práce byla provedena optimalizace chemického složení s důrazem na dosažení co nejvyšší hodnoty tažnosti při zachování pevnosti za normálních a zvýšených teplot. Zároveň vhodné chemické složení slitiny vytvořilo podmínky pro možnost jejího tepelného zpracování. Optimalizace parametrů procesu tepelného zpracování byla druhou částí, na níž se vývoj nové slitiny zaměřil. Náplní práce bylo dosažení optimálního chemického složení z hlediska obsahu Sb, komplexní popsání mikrostruktury vyvíjené slitiny v průběhu jejího vývoje a prozkoumání vlivu mikrostrukturních změn při současné optimalizaci tepelného zpracování na změny mechanických vlastností a dále komplexní hodnocení mechanických vlastností (s důrazem na vysokou hodnotu tažnosti). Cílem práce bylo vyvinout novou slitinu aplikovatelnou pro potřeby automobilového průmyslu jako náhradu v současnosti používaných slitin typu Al-Si jejichž vlastnosti se z hlediska hodnot tažnosti v litém stavu vzhledem k jejich aplikaci stávají nedostačujícími.

Abstract:

This thesis focuses on the development of new Al-Si-Cu alloy applicable to the production of castings in the automotive industry. The antimony addition is used in the development of a new alloy which is based on previous research that revealed a substantial increase in ductility of an Al-Si alloy by addition of this chemical element. Development of the alloy is carried out with the aim of increasing the plasticity of castings from Al-Si alloys, when for example, the elongation at the rims for passenger cars is required to be min. 4% for the alloy AlSi7Mg0,3 (typically used for this purpose) and alloys that are currently used are unable to reach that value of ductility. In the first part of thesis there was done an optimising chemical composition with emphasis on achieving the highest values of elongation, while maintaining strength at normal and higher temperatures.At the same time an appropriate chemical composition of the alloy created the conditions for the possibility of heat treatment. Optimization of the heat treatment parameters were the main topics of the second part of the thesis, on which is the new alloy development focused. The core of the thesis was to achieve optimal chemical composition in terms of antimony content, a comprehensive description of the microstructure of the new alloy during its development, an investigation on the influence of microstructural changes in the optimization of heat treatment on changes of mechanical properties and comprehensive evaluation of mechanical properties (with an emphasis on high ductility value). The aim of the thesis was to develop a new alloy applicable to the needs of the automotive industry as a replacement for currently used Al-Si alloys whose properties are in terms of elongation values in the cast state with respect to their application becoming inadequate.

Klíčová slova

hliníková slitina, legování, modifikace, mikrostruktura, mechanické vlastnosti, tažnost

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 5. 10. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: prof. Ing. Štefan Michna, PhD.

UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM

Fakulta výrobních technologií a managementu

Doktorský studijní program / obor:
Strojírenská technologie / Strojírenská technologie