No abstract

CET IN SOLIDIFYING ROLL -THERMAL GRADIENT FIELD ANALYSIS KRT W KRYSTALIZUJĄCYM WALCU -ANALIZA GRADIENTOWEGO POLA TEMPERATURYAs the first step of simulation, a temperature field for solidifying cast steel and cast iron roll was created. The convection in the liquid is not comprised since in the first approximation, the convection does not influence the analyzed occurrence of the C → E (columnar to equiaxed grains) transition (CET) in the roll. The obtained temperature field allows to study the dynamics of its behaviour observed in the middle of the mould thickness. This midpoint of the mould thickness was treated as an operating point for the C → E transition. A full accumulation of the heat in the mould was postulated for the C → E transition. Thus, a plateau at the T (t) curve was observed at the midpoint. The range of the plateau existence t C ↔ t E corresponded to the real period of transition, t R C ↔ t R E that occurs in the solidifying roll. At the second step of simulation, the thermal gradients field was studied. Three ranges were distinguished: a/ for the formation of the columnar structure (the C -zone):b/ for the C → E transition (from columnar to fully equiaxed structure):c/ for the formation of the fully equiaxed structure (the E -zone):The columnar structure formation was significantly slowed down during incubation period. It resulted from a competition between columnar growth and equiaxed growth expected at that period of time.≈ 0 relationship was postulated to correspond well with the critical thermal gradient, G crit. . A simulation was performed for the cast steel and cast iron rolls solidifying as if in industrial condition. Since the incubation divides the roll into two zones (columnar and equiaxed) some experiments dealing with solidification were made on semi-industrial scale.A macrosegregation equation for both mentioned zones was formulated. It was based on a recent equation for redistribution after back-diffusion. The role of the back-diffusion parameter was emphasized as a factor responsible for the redistribution in columnar structure and equiaxed structure.Keywords: solidifying roll, thermal gradient field, columnar into equiaxed structure transition, macro-segregation index W pierwszym etapie symulacji wygenerowano numerycznie pole temperatury dla krzepnącego walca staliwnego oraz żeliwnego. Nie uwzględniono konwekcji uznając, że w pierwszym przybliżeniu konwekcja nie wpływa na przebieg transformacji C → E (struktura kolumnowa w równoosiową, CET). Uzyskane pole temperatury pozwala na analizę jego zachowania w środku grubości wlewnicy. Ten punkt wlewnicy zostałpotraktowany jako punkt operacyjny dla transformacji C → E. Postuluje się w tym modelu, że zachodzi pełna akumulacja ciepła we wlewnicy właśnie dla tej transformacji. Stąd, spłaszczenie krzywej T (t) jest obserwowane dla punktu operacyjnego. Zakres tego spłaszczenia oznaczony t C ↔ t E odpowiada rzeczywistemu okresowi transformacji, t Symulacja została przeprowadzona zarówno dla walców staliwnych jak i żeliwnych dla warunków zbl...

Structures obtained during Zn-Cu-Ti single crystal growth by the Bridgman method were investigated. The alloys of composition Zn-Cu0.1wt.%-Ti0.1wt.% were used for single crystals growth, which were produced at rate in the range of 1.8mm/h to 16mm/h. The Zn-Cu-Ti alloys were characterized by multiphase structure; in the solute-hardened matrix by Cu atoms exists a needle-shaped intermetallic phase Zn16Ti. The strong anisotropy of the hexagonal structure gives a significant influence on a second phase distribution in the matrix volume. In the range of the low growth rates (from 1.8mm/h to 10mm/h) oscillatory structures were observed. That effect vanished at the growth rates higher than 10mm/h. The observed oscillatory structures were characterized by existing periodic layers rich in the intermetallic phase of Zn16Ti interlaid with pure matrix (alpha phase Zn with Cu solute).

No abstract

Two different steel substrates are applied to the hot dip (Zn) -coating formation. The influence of the substrate composition on the (Zn) -coating thickening is recorded. Morphologies of both coatings are compared to each other. The transition from stable into meta-stable solidification is revealed. The criterion for the competition between stable and meta-stable solidification is applied to justify the analyzed transition.Keywords: (Zn) -coatings; Fe-Zn phase diagrams; growth kinetics; kinetics law Zastosowano dwie różne stale jako podłoża dla uzyskania dwu zróżnicowanych powłok (Zn). Dokonano porównania wpływu składu obydwu rodzajów podłoża na kinetykę wzrostu powłok (Zn). Dokonano zestawienia morfologii obydwu powłok. Ujawnione zostało przejście od krystalizacji stabilnej do meta-stabilnej. Zastosowano kryterium współzawodnictwa między krystalizacją stabilną a meta-stabilną dla uzasadnienia analizowanego przejścia.

A thermodynamic justification for the joint formation is developed on the basis of the diffusion brazing of the Ni/Al/Ni system. The phenomena of dissolution and solidification were included into the description. The first solid/solid transformation is also discussed. Mainly, a description for the isothermal brazing occurrence in the meta-stable conditions is developed. It involves the application of the criterion of higher temperature of the solid / liquid (s/l) interface. The dissolution of the filler metal in the substrate is described by the N 0 -solute concentration within the dissolution zone (liquid film) distinguished at the substrate surface. The selection of the N 0 − parameter by the dissolution is justified by the Thermocalc calculation of the Ni-Al phase diagram for meta-stable equilibrium. According to the model assumptions, the solidification is accompanied by partitioning or by undercooled peritectic reaction resulting in formation of the intermetallic phase. The average Al -solute concentration measured across some Al 3 Ni 2 /Al 3 Ni/Al 3 Ni 2 joints confirms that the N 0 -solute concentration is conserved within the analyzed joint sub-layers. The Ni-Al phase diagram for meta-stable equilibrium referred to the solidification is also calculated by means of the Thermocalc Software. It allows locating the solidification path, s/l interface path and redistribution path onto the mentioned diagram. Superposition of both calculated phase diagrams is also given to show that the joint formation occurs cyclically under the meta-stable conditions.Keywords: meta-stable equilibrium, joint formation model, dissolution, solidificationZaproponowano termodynamiczne uzasadnienie dla kształtowania się złącza na przykładzie spajania dyfuzyjnego systemu Ni/Al/Ni. Do proponowanego opisu włączono zjawiska rozpuszczania i krystalizacji. Pierwsza przemiana w stanie stałym również poddana jest dyskusji. Głównie, opis dotyczy przebiegu spajania dyfuzyjnego w warunkach metastabilnych. Wymaga on zastosowania kryterium wyższej temperatury frontu krystalizacji. Rozpuszczanie składnika łączącego (Al) w podłożu (Ni) jest opisane stężeniem N 0 w strefie rozpuszczania (w ciekłej błonce wyróżnionej tuż przy powierzchni podłoża). Selekcja parametru N 0 jest uzasadniona obliczeniami z użyciem program Thermocalc Software Programem tym wyznaczono diagram fazowy Ni-Al dla równowagi metastabilnej odniesiony do zjawiska rozpuszczania. Zgodnie z założeniami proponowanego opisu krystalizacji towarzyszą rozdział składnika lub przechłodzona reakcja perytektyczna skutkujące formowaniem się fazy międzymetalicznej. Średnie stężenie Al zmierzone w złączach Al 3 Ni 2 /Al 3 Ni/Al 3 Ni 2 potwierdza, że stężenie N 0 jest zachowane w podwarstwach analizowanych złącz. Również, wyznaczono diagram fazowy Ni-Al dla równowagi metastabilnej odniesiony do krystalizacji. Wykorzystano ponownie program Thermocalc Software. Pozwoliło to na zlokalizowanie ścieżki krystalizacji, ścieżki frontów krystalizacji, ścieżki redystrybucji na diagramie fazowym równowagi m...

Some Fe-Al particles less than 50 µm in diameter were deposited onto the steel substrate by means of the D-gun spraying. A solidification mechanism of an individual particle is described. The particle subjected to the description contained nominally 63 at.% Al. The description was preceded by the TEM / SAED analysis of both the Fe-Al coating and Ni-20Cr interlayer. The whole number of the analyzed particles was partially melted during the deposition. The solidification products like: amorphous phase sub-layer, oscillatory sub-layer which contains two types lamellae distributed alternately and typically non-equilibrium phase sub-layer were revealed. In the micro scale, solidification was considered as a process which occurred in two directions: towards the substrate and towards the non-melted particle part. Both solidification processes underwent the positive thermal gradients. The boron addition was localized within the eutectic precipitates pushed and then rejected by the solid/liquid interface of the solidifying non-equilibrium phase. The proposed model is a general one and therefore can be applied to other systems description.Keywords: Fe-Al coating, Ni-20Cr interlayer, rapid solidification, D-gun spraying, boron localization, competitive growth of phases Cząstki proszku Fe-Al mniejsze niż 50 µm w średnicy zostały osadzone detonacyjnie na podłożu stalowym. Opisuje się mechanizm krystalizacji pojedynczej cząstki. Cząstki poddane opisowi zawierały nominalnie 63 at.% Al. Opis poprzedzono badaniami struktury metodą TEM / SAED dotyczącymi zarówno powłoki Fe-Al jak i międzywarstwy Ni-20Cr. Wszystkie analizowane cząstki były częściowo nadtopione podczas osadzania. Zidentyfikowano produkty krystalizacji takie jak: podwarstwę amorficzną, podwarstwę oscylacyjną zawierającą periodycznie ułożone płytki dwu faz oraz podwarstwę zawierającą fazę typowo nierównowagową. W mikroskali proces wzrostu faz jest analizowany jako zachodzący w dwu kierunkach: w stronę podłoża i w stronę niestopionej części cząstki. Obydwa procesy wzrostu zachodziły w obecności dodatniego gradientu temperatury. Bor dodany do powłoki został zlokalizowany w eutektyce odepchniętej przez front krystalizacji fazy typowo nierównowagowej. Proponowany model ma charakter ogólny i może być zastosowany do opisu innych systemów.

The article presents an outline of the new technology of pyrometallurgical processing of slag in the direct-to-blister process. The analysis is based on the example of the production process of KGHM Polish Copper SA. A new way of implementing the technology of recovery of copper from the flash furnace slag by means of different feedstocks has been proposed. The method of controlling the processes is another innovation discussed in the paper. The presented concept intensify the reduction reactions, using the Carbo-N-Ox method, of copper compounds to forms of metallic phases in the slag. The processes of coagulation are accelerated and the processes crystallization of metallic phases are under control.Keywords: slag, decopperisation, reagents, recycling W artykule przedstawiono zarys nowej technologii pyrometalurgicznego przetwarzania żużli w procesie jednostadialnego otrzymywania miedzi. Zaproponowano nowy sposób realizacji technologii odzyskiwania miedzi z żużli z pieca zawiesinowego z zastosowaniem odmiennych materiałów wsadowych. Zaproponowano sposób sterowania procesami. Proponowana koncepcja prowadzi do intensyfikowania reakcje redukcji związków miedzi, metodą Carbo-N-Ox, do postaci faz metalicznych w żużlu. Przyspieszone też zostaną procesy koagulacji faz metalicznych. Zaproponowany został sposób analizy formowania się faz metalicznych w żużlu.