Wpływ powłoki Al-Si na proces wytwarzania

i jakość zgrzewanych aluminiowanych rur

stalowych

dr inż. Krzysztof Żaba

Akademia Górniczo-Hutnicza

im. St. Staszica w Krakowie Wydział Metali Nieżelaznych

Powłoki aluminiowe i stopowe

Powłoka Al

Warstwa faz międzymetalicznych

Al–Fe

Podłoże stalowe

Powłoka Al-Si

Warstwa faz międzymetalicznych

Al–Fe-Si

Podłoże stalowe

Powłoka Al

Warstwa faz

międzymetalicznych

Powłoka Al-Si

Warstwa faz

międzymetalicznych

Podłoże stalowe Podłoże stalowe

Powłoka Al Powłoka Al-Si

Powłoka Al

Układ równowagi fazowej Fe-Al

Fe Al

Powłoka Al

Mechanizm powstawania powłoki Al

Powłoka Al

Struktura powłoki Al

FeAl3

Fe2Al5

Al

Fe

Literatura dotycząca powłoki Al

• V. R. Ryabov: Aluminizing of steel, Oxonian Press, New Delhi 1985.

• ASM Handbook committee: Aluminum coating of Steel, ASM Metals Handbook, on Surface Cleaning, Finishing and

Coating, ASM International, Material Park, OH, 5 (1982) 335-347.

• AK Steel: Technical Bulletin on Aluminized Steel Type 2, AK Steel Corporation, 703, Curtis Street, Middle Town, OH.,

(2010)

• S. G. Denner, R. D. Jones, R. J. Thomas: Hot-dip aluminising of steel strip, 1. Processes, properties and applications,

Iron Steel International, 48, 3 (1975) 241-247.

• S. Kobayashi, T. Yakou: Control of intermetallic compound layers at interface between steel and aluminum by diffusion-

treatment, Materials Science and Engineering A, 338, 1-2 (2002) 44-53.

• H. R. Shahverdi, M. R. Ghomashchi, S. Shabestari, J. Hejazi: Microstructural analysis of interfacial reaction between

molten aluminium and solid iron, Journal of Materials Processing Technology, 124 (2002) 345-352.

• W. J. Cheng, Ch. J. Wang: Growth of intermetallic layer in the aluminide mild steel during hot–dipping, Surface and

Coatings Technology, 204, 6-7 (2009) 824-828.

• W. J. Cheng, Ch. J. Wang: Study of microstructure and phase evolution of hot–dipped aluminide mild steel during high–

temperature diffusion using electron backscatter diffraction, Applied Surface Science, 257, 10 (2011) 4663-4668.

• G. Eggeler, W. Auer, H. Kaesche: Reactions between low alloyed steel and initially pure as well as iron-saturated

aluminium melts between 670 and 800 degree C, Zeitschrift fuer Metallkunde/Materials Research and Advanced

Techniques, 77, 4 (1986) 239-244.

• K. Bouché, F. Barbier and A. Coulet: Intermetallic compound layer growth between solid iron and molten aluminium,

Materials Science and Engineering A, 249, 1-2 (1998) 167-175.

• W. Li, S. Liu, Q. Huang, M. Gu: Hot–Dipped Aluminising (HDA) of a Low Carbon Steel Wire, Materials Science and

Technology, 19 (2003) 1025-1029.

• P. T. Stroup, G. A. Purdy: Effect of coatings on the fatigue behavior of 0.22% carbon steel, Metal Progress (1950) 57-59.

• S. Shibata, S. Morozumi, S. Koda: Formation of the Alloys Layer in the Fe-Al Diffusion Couple, Nippon Kinzoku

Gakkai, 30, 4 (1966) 382-391.

Powłoka Al-Si

Układy równowagi fazowej Al-Si oraz Al-Fe-Si

Al Si Al Fe

Si

Powłoka Al-Si

Wpływ dodatku Si na strukturę i grubość powłoki Al-Si

Al Al-0.5Si Al-2.5Si Al-5Si Al-10Si

Powłoka Al-Si

0

50

100

150

200

250

0 2 4 6 8 10 12 14

Zawartość Si [%]

Gru

bo

ść w

arst

wy

dy

fuzy

jnej

[ mm

]

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6 7

Zawartość Si [%]

Gru

bo

ść w

arst

wy

dy

fuzy

jnej

[ mm

]

Fe3Al

Fe2Al5

Wpływ dodatku Si na strukturę i grubość warstwy faz międzymetalicznych

Powłoka Al-Si

Powłoka Al-Si

Struktura powłoki Al-Si

Podłoże stalowe

Al

Si

Al

Fe

Si

Fe

5mm

Literatura dotycząca powłoki Al-Si

• V. R. Ryabov: Aluminizing of steel, Oxonian Press, New Delhi 1985.

• C. M. Cotell, J.A. Sprague, F.A. Smidt: Surface Engineering, ASM Metals Handbook on Surface Engineering, ASM

International, Materials Park, OH, 5 (1999) 718.

• D. M. Dovey, A. Waluski: Continuous dip aluminizing of steel, Metallurgia, 67 (1963) 211-217.

• AK Steel: Production Data Bulletin on Aluminized Steel Type 1, AK Steel Corporation, 703, Curtis Street, Middle

Town, OH., (2010)

• G. H. Awan: The Morphology of Coating–Substrate Interface in Hot–Dip–Aluminized Steels, University of Engineering

and Technology Lahore (2007).

• W.-J. Cheng, C.-J. Wang : Microstructural evolution of intermetallic layer in hot-dipped aluminide mild steel, with silicon

addition, Surface & Coatings Technology 205 (2011) 4726–4731.

• P. Liu, T. Thorvaldsson, G. L. Dunlop: Formation of intermetallic compounds during solidification of dilute Al–Fe–Si

alloys, Materials Science and Technology, 2, 10 (1986) 1009-1018.

• N.A. El-Mahallawy, M.A. Taha, M.A. Shady, A.R. El-Sissi, A.N. Attia, W. Rief: Analysis of coating layer formed on steel

strips during aluminising by hot dipping in Al-Si baths, Materials Science and Technology, 13, 10 (1997) 832-840.

• G. Eggeler, W. Auer, H. Kaesche: On the influence of silicon on the growth of the alloy layer during hot dip aluminizing,

Journal of Material Science, 21, 9 (1986) 3348-3350.

• M. V. Akdeniz, A. O. Mekhrabov, T. Yilmaz: The role of Si addition on the interfacial interaction in Fe-Al diffusion

layer, Scripta Metallurgica et Materialia,31, 12, 15 (1994) 1723-1728.

• C. Wei–Jen, W. Chaur–Jeng: Effect of silicon on the formation of intermetallic phases in aluminide coating on mild steel,

Intermetallics, 19, 10 (2011) 1455-1460.

• S. H. Hwang, J. H. Song, Y. S. Kim: Effects of carbon content of carbon steel on its dissolution into a molten aluminum

alloy, Materials Science and Engineering A, 390, 1-2 (2005) 437-443.

• K. Żaba: The influence of heat treatment on selected physical properties of aluminized steel strips, Archives of Civil and

Mechanical Engineering, 10, 4 (2010) 107–118.

Rury stalowe ze szwem

Rury ze szwem

Zgrzewane

Ogniowe Elektryczne

Kontaktowe

Prądem

stałym

Małą częstotliwością

Wielką częstotliwością

Indukcyjne

Średnią częstotliwością

Wielką częstotliwością

Lutowane Spawane

Łukiem krytym

Pod warstwą topnika

Ze szwem wzdłużnym

Ze szwem spiralnym

W osłonie gazowej

W osłonie gazowej

Plazmowe Laserowe

Literatura dotycząca rur stalowych ze szwem (1)

• F. Sievern: Method of and apparatus for forming metal tubes, patent US 1848671 (1932)

• Y. Kusakabe, K. Omura, H. Mori: Tube forming machine Rusing three point Bendig, patent US 6223575 (2001).

• J. Kazanecki, J. Kajtoch, Niebój A.: Współczesne rozwiązania konstrukcyjne walcarek kształtujących rurę szczelinową w

liniach do zgrzewania prądami wielkiej częstotliwości, Hutnik – Wiadomości Hutnicze, 8 (1998) 308-318.

• M. Schneider, J. Rzeczycki: Kształtowanie rur zgrzewanych z taśmy stalowej, Hutnik, 3 (1965) 82-94.

• Nippon Steel Corporation, materiały informacyjne firmy (1988).

• K. Nakajima, W. Mizutcmi: Development of a New Forming Process with Vertical Rolls for Electric-Resistance-Weld

Pipes, Transactions of The Iron and Steel Institute of Japan, 17 (1981) 895-910.

• T. Tamuni i inni: An Outline of 26-inch Mill and Quality of Pipes, Kawasaki Steel Technical Report, 2 (1981) 56-67

• E. Yokoyama i inni: Steel Sheet Deformation Behaviour and Forming Load Determination in the 26-inch Cage Forming

ERW Pipe Mill, Kawasaki Steel Technical Report, 4 (1981) 72-83.

• H. Shibano, Y. Watanabe, A Taka, M. Kuriyama, Y. Tsuruta, K. Nabata: New Forming Technology for Medium -

Diameter ERW Tube, Procedings of the Third International Conference on Steel Rolling, Technology of Pipe and Tube

and their Application, Keidanren Kaikan, Tokio (1985) 280-287

• Y. Kuriyama, A Taka, Y. Watanabe, T. Nagao: Roll Forming for Widely Ranging Thickness Diameter Ratio ERW Pipes,

Advanced Technology of Plasticity, Stuttgart (1987) 207-214.

• W. Bungert: New Solutions for ERW Pipe Mill in the Size Range from 1/2"- 4" with Quick-Change over System and

Computerized Mill Settings, Proceedings of 35th Conference Mechanical Working and Steel Processing, Pittsburg,

XXXI (1993) 198-213.

• I. Nakata, F.Wang: New Compact FF Mill for Better Quality, Economical and Eeasy Operation, International

Confenference Euro Tube’97, Bergamo (1997).

Literatura dotycząca rur stalowych ze szwem (2)

• R. M. O’Neill, G. R. Mohr: Impeder device for improving radio-frequency induction welding, patent US 3270176 (1966).

• Charles D. McLain: High frequency weld box, patent US 3733453 (1973).

• M. Schneider, J. Rzeczycki: Kształtowanie rur zgrzewanych z taśmy stalowej, Hutnik, 3 (1965) 82-94.

• S. Grabowski: Nowoczesne metody wytwarzania rur ze szwem, Hutnik, 10 (1981).

• J. Kazanecki: Tendencje rozwojowe w światowej produkcji rur zgrzewanych prądami wysokiej częstotliwości, Wiadomości

Hutnicze, 5 (1989) 282-293.

• H. Grohs: Manufacturing technology of welded pipes and tubes. Proceedings of 3rd International Conference on Steel

Rolling Technology of Pipe and tube and their Application, Tokio (1985) 263-271.

• J. G. Williams: Modern technology for ERW Linepipe Steel Production (X60 to X80 and beyond), Proc. International

Conference Microalloying’95, Pitsburg (1995) 117-139.

• Rury stalowe spawane indukcyjnie wielką częstotliwością, materiały informacyjne firmy Fuch Rohr, (1995).

• The high-frequency induction welded line pipe, materiały informacyjne firmy Mannesman, (1995).

• T. Tamura: An Outline of 26-inch Mil land Quality of Pipes, Kawasami Steel Technical Report, 2 (1981) 56-57.

• High frequency induction (HFI) welded line pipe, materiały informacyjne firmy Tata Steel, (1998).

• High frequency welded - induction steel pipes, materiały informacyjne firmy Ferrum S. A., (1999).

• High frequency induction welded steel tubes, materiały informacyjne firmy Corus Tubes, (2003).

• K. Żaba, S. Nowak: Laserowe spawanie rur, fragment monografii - Akademia Pedagogiczna im. Komisji Edukacji

Narodowej w Krakowie, Instytut Techniki, (2005) 267–275.

Schemat wytwarzania aluminiowanych rur

stalowych z jednostkowymi procesami

USUWANIE POWŁOKI

FORMOWANIE

ZGRZEWANIE

USUWANIE WYPŁYWKI

NAPYLANIE

KALIBROWANIE

CIĘCIE

TAŚMA

ROZCINANIE

PERFOROWANIE

GOTOWA RURA

GOTOWE RURY

Schemat wytwarzania aluminiowanych rur

stalowych z jednostkowymi procesami

ROZCINANIE

PERFOROWANIE

USUWANIE POWŁOKI

FORMOWANIE

ZGRZEWANIE

USUWANIE WYPŁYWKI

NAPYLANIE

KALIBROWANIE

CIĘCIE

TAŚMA

GOTOWA RURA

GOTOWE RURY

Analiza jednostkowych procesów

wytwarzania aluminiowanych rur

ROZCINANIE

PERFOROWANIE

USUWANIE POWŁOKI

FORMOWANIE

ZGRZEWANIE

USUWANIE WYPŁYWKI

NAPYLANIE

KALIBROWANIE

CIĘCIE

powłoka Al–Si

podłoże

Literatura dotyczącą technologii wytwarzania

aluminiowanych rur stalowych

• K. Żaba: Ocena jakości taśmy stalowej z powłoką Al-Si, przeznaczonej na rury zgrzewane, Rudy i Metale Nieżelazne, 53,

11 (2008) 680–694.

• S. Nowak, K. Żaba: Relacja pomiędzy wymaganiami stawianymi zgrzewanym rurom przeznaczonym na elementy układów

wydechowych, a własnościami blachy wsadowej, materiały konferencyjne (2005) 239–245.

• K. Żaba, S. Nowak, S. Kąc, S. Starzykowski: Analiza zużycia narzędzi w procesie perforacji taśm stalowych z powłoką

Al-Si, przeznaczonych na elementy układów wydechowych, Rudy i Metale Nieżelazne, 51, 2 (2006) 71–78.

• K. Żaba, S. Nowak, S. Kąc: Analiza procesu rozcinania stalowych taśm z powłoką Al-Si, przeznaczonych na rury do

elementów układów wydechowych, Rudy i Metale Nieżelazne, 51, 6 (2006) 363–366.

• S. Nowak, K. Żaba, G. Sikorski, M. Szota, P. Góra: Analiza zużycia narzędzi w linii zgrzewania rur: ocena

niezawodności, Rudy i Metale Nieżelazne, 51, 11 (2006) 672–676.

• K. Żaba, S. Nowak: Pomiar temperatury w linii technologicznej zgrzewania stalowych rur z powłoką Al-Si, Rudy i Metale

Nieżelazne, 52, 8 (2007) 473–481.

• S. Nowak, B. Świątek, K. Żaba, A. Lis: Projektowanie procesu wytwarzania zgrzewanych rur z powłokami Al-Si,

przeznaczonych na elementy układów wydechowych, Rudy i Metale Nieżelazne, 52, 2 (2007) 70–76.

• M. Szota, S. Nowak, K. Żaba, S. Kąc: Badania procesu uzupełniania powłoki Al-Si na stalowych rurach zgrzewanych,

przeznaczonych na elementy układów wydechowych, Rudy i Metale Nieżelazne, 53, 1 (2008) 14–19.

• K. Żaba, W. Muzykiewicz, S. Nowak: Analysis of the perforation process of steel strips used in automotive industry,

Archives of Civil and Mechanical Engineering, 8, 3 (2008) 145–154.

• K. Żaba, M. Madej: Selected problems of abrasion resistance of aluminized steel tubes, Archives of Metallurgy and

Materials, 56, 4 (2011) 860-869.

• K. Żaba, M. Hyrcza-Michalska: Investigations of the technological plasticity of strips and tubes produced from low-

carbon steel with Al-Si coatings, Steel Research International – Special Edition, (2012) 635–638.

• K. Żaba: Quality assessment of aluminized steel tubes, Archives of Foundry Engineering, 10, 3 (2010) 23–28.

Cel pracy

Określenie wpływu powłoki Al–Si

na jakość jednostkowych procesów

wytwarzania rur

oraz tych procesów na stan i właściwości

powłoki, ukierunkowane na

uzyskanie wyrobów o wymaganej jakości

technologicznej i eksploatacyjnej

Zakres badań

2.1. Badania

w procesie

rozcinania

taśmy

2.2. Badania

w procesie

perforo–wania

taśmy

2.3. Badania

w procesie

usuwania powłoki z

krawędzi

taśmy

2.4.

Badania

w procesie

formo–

wania rury

szczeli–

nowej

2.5. Badania

w procesie

zgrzewa–nia rury

szczeli–

nowej

2.7. Badania

w procesie

napylania powłoki

na zgrzew

2.8. Badania

w procesie

kalibro–

wania rury

2.9. Badania

w procesie

cięcia

rury

2.6. Badania

w procesie

usuwania wypływki

zewnę–

trznej i wewnę–

trznej

1. Badania materiału wsadowego –

aluminiowanej taśmy stalowej 3. Badania wyrobu gotowego –

aluminiowanej rury stalowej

2. Badania w jednostkowych

procesach wytwarzania

aluminiowanych rur stalowych

Metodyka badań

Metodyka badań

Wyniki badań taśmy

TAŚMA

ROZCINANIE

PERFOROWANIE

USUWANIE POWŁOKI

FORMOWANIE

ZGRZEWANIE

USUWANIE WYPŁYWKI

NAPYLANIE

KALIBROWANIE

CIĘCIE

GOTOWA RURA

Wyniki badań taśmy

Ra=1,9-2,2mm

Rz=12-14mm

gt=1,496-1,504mm

gp=18,7-22,6mm

Wyniki analizy składu chemicznego taśmy stalowej

Powierzchnia i struktura powłoki

Wyniki badań właściwości mechanicznych

taśmy

Mikroanaliza składu chemicznego powłoki

63 mHV

167 mHV

1 2 4 3

1

2

3

4

Mikroanaliza składu chemicznego w wybranych obszarach powłoki i podłoża

Mikroanaliza składu chemicznego powłoki

Si Al Fe

Mikroanaliza składu chemicznego wzdłuż linii pomiaru od powierzchni powłoki do podłoża

Wpływ odkształcenia plastycznego na jakość

powłoki

Powierzchnia i struktura powłoki po odkształceniu

Wyniki badań odporności powłoki na ścieranie

i erozję w strumieniu cząstek stałych

Powierzchnia powłoki po obróbce

erozyjnej w strumieniu cząstek stałych Powierzchnia powłoki po badaniach ścieralności

gp=0mm

gp=20mm

Wyniki badań odporności powłoki na korozję

Powierzchnia i struktura powłoki po 12 miesiącach oddziaływania środowiska korozyjnego

Wyniki badań odporności powłoki na korozję

Powierzchnia i struktura powłoki po 4 miesiącach

Powierzchnia i struktura powłoki po 8 miesiącach

Powierzchnia i struktura powłoki po 12 miesiącach

Stopień skorodowania powierzchni

powłoki Al-Si

Kationy Zawartość [mg/dm3] Aniony Zawartość [mg/dm

3]

Na+ 276,60 Cl

– 439,0

K+ 2,06 SO4

2– 55,54

Mg2+

7,69 HCO3– 268,0

Ca2+

89,52 CO32–

<0,5

Fe+2

2,186 NO3– 4,7

K 37,056 A 762,54

Wyniki badań odporności powłoki na

działanie cykli cieplnych

Powierzchnia powłoki Al-Si przed badaniem

Powierzchnia powłoki Al-Si po badaniu

Struktura powłoki Al-Si po badaniu

T=400°C, t=15min

T=20°C, t=1min

10-krotnie

Wyniki badań w jednostkowych procesach

wytwarzania rur

Wyniki badań w procesie rozcinania taśmy

TAŚMA

ROZCINANIE

PERFOROWANIE

USUWANIE POWŁOKI

FORMOWANIE

ZGRZEWANIE

USUWANIE WYPŁYWKI

NAPYLANIE

KALIBROWANIE

CIĘCIE

GOTOWA RURA

Wyniki badań w procesie rozcinania taśmy

Obserwacja przekroju poprzecznego krawędzi taśmy po rozcinaniu

Wyniki badań w procesie rozcinania taśmy

1 1

2 3

3

2

Mikroanaliza składu chemicznego na przekroju taśmy po rozcinaniu

Wyniki badań w procesie rozcinania taśmy

Obserwacja krawędzi cięcia noża krążkowego

Nóż krążkowy nowy Nóż krążkowy zużyty

Fragmenty zużytego noża krążkowego

Wyniki badań w procesie perforowania taśmy

TAŚMA

ROZCINANIE

PERFOROWANIE

USUWANIE POWŁOKI

FORMOWANIE

ZGRZEWANIE

USUWANIE WYPŁYWKI

NAPYLANIE

KALIBROWANIE

CIĘCIE

GOTOWA RURA

Wyniki badań w procesie perforowania taśmy

Obserwacja przekroju poprzecznego otworu po perforowaniu

Wyniki badań w procesie perforowania taśmy

1

3

1

2 1

3

2

Mikroanaliza składu chemicznego na przekroju otworu

Wyniki badań w procesie perforowania taśmy

Stempel nowy Stempel zużyty

Fragmenty zużytego stempla

Obserwacja krawędzi stempla

Wyniki badań w procesie usuwania powłoki z

krawędzi taśmy

TAŚMA

ROZCINANIE

PERFOROWANIE

USUWANIE POWŁOKI

FORMOWANIE

ZGRZEWANIE

USUWANIE WYPŁYWKI

NAPYLANIE

KALIBROWANIE

CIĘCIE

GOTOWA RURA

Wyniki badań w procesie usuwania powłoki z

krawędzi taśmy

powłoka Al–Si

podłoże

Mikroanaliza składu chemicznego w wybranych obszarach krawędzi taśmy po usunięciu powłoki

Wyniki badań w procesie formowania rury

szczelinowej

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

TAŚMA

ROZCINANIE

PERFOROWANIE

USUWANIE POWŁOKI

FORMOWANIE

ZGRZEWANIE

USUWANIE WYPŁYWKI

NAPYLANIE

KALIBROWANIE

CIĘCIE

GOTOWA RURA

Wyniki badań w procesie formowania rury

szczelinowej

Grubość powłoki na zewnętrznej powierzchni rury

Wyniki badań w procesie formowania rury

szczelinowej

Chropowatość powłoki na zewnętrznej powierzchni rury

Wyniki badań w procesie formowania rury

szczelinowej

Wpływ środka smarnego na grubość i chropowatość powłoki po ścieraniu

Wyniki badań w procesie zgrzewania rury

szczelinowej

TAŚMA

ROZCINANIE

PERFOROWANIE

USUWANIE POWŁOKI

FORMOWANIE

ZGRZEWANIE

USUWANIE WYPŁYWKI

NAPYLANIE

KALIBROWANIE

CIĘCIE

GOTOWA RURA

Wyniki badań w procesie zgrzewania rury

szczelinowej

Wyniki badań w procesie zgrzewania rury

szczelinowej

Al

Si

Fe

Al

Si

Fe

Mikroanaliza składu chemicznego w strefie zgrzewu

Wyniki badań w procesie usuwania wypływki

TAŚMA

ROZCINANIE

PERFOROWANIE

USUWANIE POWŁOKI

FORMOWANIE

ZGRZEWANIE

USUWANIE WYPŁYWKI

NAPYLANIE

KALIBROWANIE

CIĘCIE

GOTOWA RURA

Wyniki badań w procesie usuwania wypływki

Obserwacje obszarów zgrzewu po usunięciu wypływki zewnętrznej i wewnętrznej

Wyniki badań w procesie napylania powłoki

TAŚMA

ROZCINANIE

PERFOROWANIE

USUWANIE POWŁOKI

FORMOWANIE

ZGRZEWANIE

USUWANIE WYPŁYWKI

NAPYLANIE

KALIBROWANIE

CIĘCIE

GOTOWA RURA

Wyniki badań w procesie napylania powłoki

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35

Odległość od powierzchni powłoki [mm]

Za

wart

ość

Al,

Fe

[%]

Al

Fe

1

1

2

3

4

2 3 4

Mikroanaliza składu chemicznego napylonej powłoki

Wyniki badań w procesie napylania powłoki

Wpływ odkształcenia na jakość napylonej powłoki

Roztłaczanie równoległe Spłaszczanie pierścienia

Roztłaczanie na stożku Rozciąganie pierścienia

Wyniki badań rur

TAŚMA

ROZCINANIE

PERFOROWANIE

USUWANIE POWŁOKI

FORMOWANIE

ZGRZEWANIE

USUWANIE WYPŁYWKI

NAPYLANIE

KALIBROWANIE

CIĘCIE

GOTOWA RURA

Wyniki badań rur

Ra=1-1,1mm

Rz=7-8mm gt=1,496-1,51mm

gp=19,8-20,1mm

Powierzchnia i struktura powłoki na rurze poza obszarem złącza

Wyniki badań właściwości mechanicznych rur

rura

Mikroanaliza punktowa składu chemicznego

powłoki na rurze

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35

Odległość od powierzchni powłoki [mm]

Za

wart

ość

Al,

Fe,

Si

[%]

Al

Fe

Si

167 mHV

63 mHV

1

2

3

1 2 3

Mikroanaliza składu chemicznego w wybranych obszarach powłoki i podłoża

Mikroanaliza liniowa składu chemicznego

powłoki na rurze

Al Si Fe

Mikroanaliza składu chemicznego wzdłuż linii pomiaru od powierzchni powłoki do podłoża

Wpływ odkształcenia plastycznego na jakość

powłoki na rurach

Roztłaczanie równoległe

Roztłaczanie na stożku Rozciąganie pierścienia

Spłaszczanie pierścienia

Wyniki badań odporności powłoki na ścieranie

i erozję w strumieniu cząstek stałych

Powierzchnia powłoki po obróbce

erozyjnej w strumieniu cząstek stałych Powierzchnia powłoki po badaniach ścieralności

gp=0mm

gp=19mm

Wyniki badań odporności powłoki na korozję

Powierzchnia i struktura powłoki po 12 miesiącach oddziaływania środowiska korozyjnego

Analiza wyników-ujęcie syntetyczne

Analiza wyników-ujęcie syntetyczne

Analiza wyników-ujęcie syntetyczne

Analiza wyników-ujęcie syntetyczne

Analiza wyników-ujęcie syntetyczne

Analiza wyników-ujęcie syntetyczne

Analiza wyników-ujęcie syntetyczne

Analiza wyników-ujęcie syntetyczne

Podsumowanie

• W rozprawie zaprezentowano wyniki kompleksowych badań dotyczących

powłoki Al–Si na stalowych taśmach i rurach. Kompleksowe podejście

wyraziło się wszechstronnymi badaniami materiału wsadowego, badaniami

w procesach wytwarzania wyrobów z takich materiałów w postaci

stalowych rur zgrzewanych, przeznaczonych na elementy układów

wydechowych oraz badaniami gotowych wyrobów.

• Badania stanu powłoki na rurach wytworzonych metodą zgrzewania

wykazały, że w warunkach procesu nie dochodzi do jej degradacji, nie

ulega pękaniu, zachowuje pełną przyczepność a odpowiednie kalibrowanie

narzędzi, ich stan oraz warunki realizacji procesu zapewniają wymaganą

jakość powierzchni oraz złącza a tym samym jakość rur.

• Wyniki badań dowodzą, że możliwe jest uzyskanie wysokiej jakości

aluminiowanych rur stalowych ze szwem w złożonych i kontrolowanych

procesach produkcyjnych pod warunkiem, że uwzględnione zostanie

wzajemne oddziaływanie powłoki Al–Si na te procesy i równocześnie

wpływ tych procesów na powłokę.

Dziękuję bardzo za uwagę

Efekt Sandelina 0,03-0,13% Si

Efekt Bablika > 0,28% Si

Efekt Sebisty’ego 0,13-0,28% Si