Effect of SiO2 concentration in silica sol on interface reaction during titanium alloy investment casting

Wei, Yuliang; Hu, Ke-hui; Lu, Zongqing

doi:10.1007/s41230-018-7066-x

Cited by 10 publications

(4 citation statements)

References 13 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…У роботі [26] показано, що реакція між титановими сплавами та керамічними формами Y 2 O 3 -SiO 2 залежить від вмісту SiO 2 у сполучному, при чому, коли вміст SiO 2 менше 20 %, товщина реакційного шару становить менше 3 мкм, при збільшенні вмісту SiO 2 до 25 %, товщина реакційного шару різко зростає приблизно до 15 мкм. При вмісті SiO 2 менше 15 %, незважаючи на хорошу хімічною інертністю, міцність лицьового покриття є низькою, тому це призводить до збільшення шорсткості виливків.…”

Section: проблеми технології формиunclassified

“…Аналізуючи поверхні керамічних форм автори роботи [26] запропонували модель взаємодії, згідно якої весь процес складається з трьох стадій: стадії поверхневого контакту, стадії змочування та стадії внутрішньої реакції. Поверхневий контакт існує завжди, а тому розплавлений титан реагує з менш інертними складовими керамічної форми, наприклад SiO 2 , яке присутнє в сполучному.…”

Section: проблеми технології формиunclassified

See 1 more Smart Citation

Problems of Materials Choice for Ceramic Molds to Obtain Titanium Alloys Shape Castings

Kaliuzhnyi¹,

Mykhnian²,

Voron³

et al. 2021

Processy litʹâ

View full text Add to dashboard Cite

Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна) ПРОБЛЕМИ ВИБОРУ МАТЕРІАЛІВ КЕРАМІЧНИХ ФОРМ ДЛЯ ОДЕРЖАННЯ ФАСОННИХ ВИЛИВКІВ ІЗ ТИТАНОВИХ СПЛАВІВВиробництво точного дрібносерійного або одиничного титанового литва є економічно і технологічно доцільним за умови використання одноразових керамічних ливарних форм. Надзвичайно важливим є вибір матеріалу внутрішнього контактного шару форми та забезпечення заданих технологічних характеристик -шорсткості, міцності, тощо. В ході аналізу, представленого в статті показано, що серед керамічних вогнетривів найкращу інертність до дії титанових сплавів демонструють оксид ітрію, цирконати кальцію та барію. Але через низькі технологічні властивості такі покриття не набули широкого застосування. Показано, що сполучні речовини також значною мірою впливають на інертність керамічних форм. Зменшення взаємодії титану з керамічними формами, які містять кремнезем у якості сполучної речовини, може бути досягнуто за рахунок введення мінімальної кількості SiO 2 . З екологічної точки зору замість етилсилікатів краще застосувати водні розчини кремнезолів. Перспективними сполучними матеріалами є також алюмозолі та золі цирконію. Визначено, що підвищення інертності корундових форм може бути досягнуто шляхом їх модифікування добавками дрібнодисперсного порошку титану, який при спіканні утворює захисний шар на поверхні форм, що зменшує взаємодію рідкого металу з керамічною формою. Відзначається, що механізм утворення реакційного (альфованого) шару на поверхні титанових виливків до цього часу точно не визначений. Міжфазні реакції між титаном та керамічною формою не можна передбачити лише термодинамічним розрахунком, а потрібно враховувати коефіцієнти змочування матеріалів, хімічний склад сплаву, кінетику процесів розчинення та випаровування вогнетривких оксидів. Ключові слова: титанове литво, лиття в одноразові керамічні форми, взаємодія розплаву та форми.В иготовлення виробів та деталей з титану та його сплавів може проводитися різними технологіями. Одержувати титанові вироби складної геометрії найбільш раціонально методами точного лиття. Такий підхід відповідає принципам ресурсозбереження, адже точні литі заготовки за своєю конфігурацією наближаються до геометрії кінцевого виробу, а тому потребують мінімальної подальшої обробки.

show abstract

Section: проблеми технології формиunclassified

Problems of Materials Choice for Ceramic Molds to Obtain Titanium Alloys Shape Castings

Kaliuzhnyi¹,

Mykhnian²,

Voron³

et al. 2021

Processy litʹâ

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Wei et al [20] considered that the whole interfacial reaction process can be divided into three stages: surface contact stage, wetting stage and internal reaction stage. However, some researchers pointed out that the interfacial reaction process consists of the decomposition of the ceramic mold and the diffusion of free elements [21,27] .…”

Section: Analysis Of Interfacial Reaction Process and Mechanismmentioning

confidence: 99%

Characteristics of interfacial reactions between Ti-6Al-4V alloy and ZrO2 ceramic mold

Sun

Zhao

et al. 2020

China Foundry

View full text Add to dashboard Cite

The interfacial reaction between Ti-6Al-4V alloy and ZrO 2 ceramic mold with zirconia sol binder was investigated by keeping the 12 g alloy melt in a vacuum induction furnace for 15 s. The microstructures, element distribution and phase constitution of the interface were identified by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD). The results show that the whole interface reaction layer can be divided into three regions: metal penetration layer, transition layer, and hardened layer according to the structure morphology, which has the characteristics of severe metal penetration, finer lamellar, and coarse oxygen-rich α phase, respectively. The erosion of the alloy melt on the ceramic mold promotes the decomposition of zirconia, which leads to the increase of local Zr concentration, greatly increasing the activity coefficient of Ti, aggravating the occurrence of interfacial reaction. Thus, the interfacial reaction shows the characteristics of chain reaction. When the oxygen released by the dissolution of zirconia exceeds the local solid solubility, it precipitates in the form of bubbles, resulting in blowholes at the interface. The result also indicates that the zirconia mold with zirconia sol binder is not suitable for pouring heavy titanium alloy castings.

show abstract

“…Joenoes and Gruzleski [27] studied the effects of Mg addition on the microstructure of modified and unmodified Al-7%Si-0.3 Mg (A356) alloys and found that Mg causes the silicon morphology to change from a fine acicular to a lamellar, and even to a rounded structure in unmodified condition. It has been reported that as the Mg addition to Al-Si alloys increases, the strength of the alloys increases at the expense of ductility [27,28,29].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Dry sliding wear characteristics of Al-7Si-0.3Mg alloy with minor additions of magnesium at high temperature

Prabhudev¹,

Kori²

2021

Tribology - Materials, Surfaces & Interfaces

View full text Add to dashboard Cite

In this paper, effect of minor additions of magnesium content in the form of master alloys on the high-temperature dry sliding wear behaviour for A356 alloy has been reported. Alloy composition, normal pressures and sliding distances on A356 alloy at constant temperature of 300 °C was studied. The cast alloys and worn surfaces were characterized by SEM/EDX microanalysis. The results indicate that the wear rate of A356 alloy increases with an increase in normal pressures and sliding distances in all the cases and decreases when 0.7% Mg is added to A356 alloy. The decrease in wear rate after the addition of Mg is mainly due to changes in microstructure which lead to improvement in mechanical properties. Further, worn surface study indicates that the formation of iron-rich oxide layer between the mating surfaces during sliding improves sliding wear performance.

show abstract

Effect of SiO2 concentration in silica sol on interface reaction during titanium alloy investment casting

Cited by 10 publications

References 13 publications

Problems of Materials Choice for Ceramic Molds to Obtain Titanium Alloys Shape Castings

Problems of Materials Choice for Ceramic Molds to Obtain Titanium Alloys Shape Castings

Characteristics of interfacial reactions between Ti-6Al-4V alloy and ZrO2 ceramic mold

Dry sliding wear characteristics of Al-7Si-0.3Mg alloy with minor additions of magnesium at high temperature

Contact Info

Product

Resources

About