Search

U ovom radu ispitivano je kako brzina hlađenja matične otopine utječe na rast kristala dinatrijevog tetraborat dekahidrata (boraksa) tijekom sonokristalizacije. Ispitivanja su se provodila u šaržnom kristalizatoru laboratorijskog mjerila s pregradama i radijalnim turbinskim miješalom čija je brzina vrtnje bila jednaka potrebnoj za postizanje stanja potpune suspenzije kristala (N JS = 324 o min -1 ). Ultrazvučno djelovanje na otopinu provodilo se pomoću homogenizatora, frekvencije 24 kHz i snage 400 W, kontinuirano pri 20 % amplitudi. Kristalizacija se provodila iz matične otopine zasićene pri 30 °C hlađenjem do temperature od 10 °C pri brzinama od 4, 6, 8, 10 °C h -1 . Kako bi se dobio uvid u utjecaj ultrazvuka na navedeni proces također se provodila i kristalizacija bez njegovog djelovanja pri istovjetnim procesnim uvjetima (N JS = 324 o min -1 , T z = 30 °C) i brzini hlađenja od 6 °C h -1 . Tijekom eksperimenta, nakon nuleacije, provodila se analiza kristala u matičnoj otopini metodom laserske difrakcije te se istodobno određivala i koncentracija matične otopine refraktometrijskom metodom. Iz rezultata provedenih analiza sagledane su promjene raspodjele veličina kristala, srednjeg volumnog promjera kristala i njegove standardne devijacije te specifične površine kristala tijekom procesnog vremena pri svim ispitivanim uvjetima. Produkti kristalizacije pri navedenim procesnim uvjetima su također podvrgnuti granulometrijskoj analizi prosijavanjem te je analiziran i njihov oblik. Za sve ispitivane uvjete određen je i utrošak snage privedene sustavu tijekom miješanja i ultrazvučnog djelovanja. Iz rezultata je uočeno da se u procesu sonokristalizacije bez obzira na brzinu hlađenja matične otopine svojstva kristala ne mijenjaju bitno s obzirom na raspodjelu veličina i njihovu srednju veličinu. Najveći utjecaj brzine hlađenja odrazio se na promjenu specifične površine kristala koja je pak posljedica sekundarne nukleacije u sustavu. S druge strane, kad se usporede rezultati provedenih analiza u sustavima sa ultrazvukom sa sustavom bez ultrazvuka može se zaključiti da utjecaj ultrazvučnog djelovanja na svojstva kristala značajno nadmašuje utjecaj brzine hlađenja. In this work, the influence of the cooling rate of the mother liquor on the growth of crystals of disodium tetraborate decahydrate (borax) during sonocrystallization was studied. The test was carried out in a batch laboratory crystallizer equipped with a radial turbine with four blades whose rotation speed was equal to that required to achieve a state of complete crystal suspension (N JS = 324 rpm). Ultrasonic irradiation of the solution was carried out with a homogenizer with a frequency of 24 kHz and a power of 400 W, continuously at 20% of the amplitude. Crystallization was carried out from a mother liquor saturated at 30 °C by cooling to a temperature of 10 °C at rates of 4, 6, 8, 10 °C h -1 . In order to gain insight into the influence of ultrasound on the process, crystallization was performed without ultrasound, under the same process conditions (N JS = 324 rpm, Tz = 30 °C) at a cooling rate of 6 °C h -1 . During the experiment, after nucleation, crystals in the mother liquor were analyzed by laser diffraction method and at the same time, concentration of the mother liquor was determined using the refractometric method. Changes were observed in crystal size distribution, mean volume diameter of the crystals and its standard deviation, as well as the specific surface area of the crystals during process time. The obtained products were subjected to sieve analysis, and the shape of the crystals was also analyzed. For all investigated process conditions, the power supplied to the systems by mixing and ultrasonic radiation was determined. From the results, it was observed that during the sonocrystallization process, regardless of the cooling rate of the mother liquor, the properties of the crystals do not change significantly with regard to the size distribution and their average size. The greatest influence of the cooling rate was reflected on the change in the crystal specific surface area, which is a consequence of secondary nucleation in the systems. On the other hand, comparing the results obtained in systems with and without ultrasound, it can be concluded that the influence of ultrasound on crystal properties significantly exceeds the influence of the cooling rate.

U okviru ovog diplomskog rada provedena su ispitivanja na šest aluminijskih blokova aluminijske legure EN AW-5083 lijevanih polukontinuiranim postupkom izravnog hlađenja (eng. Direct Chill). Cilj ovog rada bio je odrediti kako brzina hlađenja, ovisno o položaju uzoraka u bloku, utječe na promjenu broja zrna po jedinici ispitivane površine i vlačna svojstva (vlačnu čvrstoću, granicu razvlačenja i istezanje) lijevanih blokova. U eksperimentalnom dijelu provedena su mjerenjaveličine, tj. broja zrna po jedinici ispitivane površine i vlačnih svojstava na odgovarajućim mjestima unutar poprečno izrezanih ploča s početka i kraja izlivenih blokova. Polazište za određivanje utjecaja brzine hlađenja je statistički plan pokusa („latinski kvadrat“). Ispitivanjem mikrostrukture unutar ispitivanih ploča uočena je nejednolika raspodjela istoosnih zrna, bez pojave stubičastih zrna i transkristalizacijske zone. Iz grafičkih prikaza utjecaja pojedinih varijabli za sve mjerene veličine potvrđen je očekivani utjecaj brzine hlađenja na razvoj i raspodjelu broja zrna čija vrijednost raste od sredine prema svim rubovima blokova što se na isti način manifestira i na promjeni vlačnih svojstava. Statističkom obradom rezultata ustanovilo se da je najznačajniji izvor varijabilnosti visina, odnosnoširina ploče. Relativno visoki koeficijenti korelacije između ploča s početka i kraja ispitivanih blokova (r = 0, 66 do 0, 77) upućuju na relativno zadovoljavajuću kemijsku, mikrostrukturnu i mehaničku homogenost ispitivanih blokova. Dobiveni rezultati upućuju na relativnu konzistentnost i ponovljivost postupka taljenja, obrade taline i lijevanja blokova aluminijske legure EN AW-5083.

Ispitivanjem svojstava odljevaka od nodularnoga lijeva otkriveno je da dodatak cerija i bizmuta u točno određenom omjeru može povoljno utjecati na sferoidalnu morfologiju grafita i mehanička svojstva, posebno kod debelostijenih odljevaka. U uvodnom dijelu rada, dan je kratak opis osnovnih svojstava nodularnog lijeva, utjecaja kemijskog sastava na mikrostrukturu te tijeka skrućivanja. Poseban naglasak stavljen je na lijevanje debelostijenih odljevaka. Dan je pregled dosadašnjih spoznaja i istraživanja na području chunky grafita, najštetnije i najučestalije greške koja se javlja pri lijevanju debelostijenih odljevaka od nodularnoga lijeva. Obrađene su teorije nastanka i mehanizma rasta chunky grafita te su opisani utjecajni faktori koji dovode do nastanka chunky grafita umjesto nodularnog. Također su navedene metode sprječavanja nastanka chunky grafita. U eksperimentalnom dijelu rada, radi dobivanja različitih brzina hlađenja, odliveni su stošci dimenzija Φ 300 mm × 350 mm. Korištene su tri grupe ispitnih taljevina, EN-GJS-400-15, EN-GJS-400-15 s 3,5 % Si i EN-GJS-400-18 s 0,7 % Ni. Ispitivan je utjecaj povišenja silicija i dodatka nikla pri različitim kombinacijama udjela cerija i bizmuta na morfologiju grafita i mehanička svojstva. Bizmut je dodan kao čisti metal, a cerij kao sastavni dio cjepiva. Primarne taljevine proizvedene su u srednjefrekventnoj indukcijskoj peći. Obrada noduliranjem provedena je Sandwich postupkom. Od svake je taljevine, nakon obrade, uziman uzorak za toplinsku analizu i određivanje kemijskog sastava. Krivulje hlađenja snimane su na dva mjesta u odljevku te su izračunate za svaku točku stošca pomoću programa za simulaciju lijevanja i skrućivanja. Svaki je stožac prepiljen na pola te su na uzdužnim presjecima stošca određeni udjeli područja zahvaćenog chunky grafitom. Iz druge polovice stožaca izrađeni su uzorci za metalografsku analizu iz dijelova s različitim brzinama hlađenja. Na istim je uzorcima u mikro- i makrostrukturi određen udio područja zahvaćenog chunky grafitom. SEM/EDS analiza provedena je s ciljem određivanja mikrosegregacija. Morfologija grafita definirana je pomoću metode dubokog nagrizanja. Statičkim vlačnim ispitivanjem određena su mehanička svojstva odljevaka. Udjeli elemenata u tragovima određivani su ICPOES metodom. Također su napravljene STA analiza te termodinamički izračun ravnotežnog skrućivanja. Formiran je matematički model za procjenu udjela područja chunky grafita u ovisnosti od brzine hlađenja i kemijskog sastava taljevine. Dodatak bizmuta taljevini sa povišenim udjelom silicija pokazao se vrlo djelotvoran pri sprječavanju nastanka chunky grafita. Testing of spheroidal graphite iron castings revealed that addition of cerium and bismuth in a specific ratio can favorably affect spheroidal graphite morphology and mechanical properties, especially in heavy-section castings. In the introduction, influence of chemical composition on the microstructure, mechanical properties and solidification have been studied. A detailed literature review of chunky graphite appearance has been carried out. Formation and growth theories and influential factors on the formation of chunky graphite have been discussed. The methods used for prevention of chunky graphite have been mentioned. In the experimental part, in order to obtain different cooling rates, conical blocks Φ 300 mm × 350 mm have been casted. Three different groups of test melts, EN-GJS-400-15, EN-GJS-400-15 with 3,5 % Si and EN-GJS-400-18 with 0,7 % Ni have been used. The influence of high silicon content and nickel addition on graphite morphology and mechanical properties at different Ce/Bi ratios have been studied. Bismuth was added as a pure element, while Ce was added in Ce containing commercial inoculant. Melts have been prepared in medium frequency induction furnace. Sandwich method has been used for spheroidising treatment. A sample of each melt, after treatment, has been taken for thermal analysis and the estimation of the chemical composition. Cooling curves have been recorded in two locations of the cone block and calculated for each location of the block using casting simulation software. After casting, each block has been sectioned. A macrograph of the sections has been taken and areas affected by chunky graphite have been estimated. Samples with three different cooling rates have been prepared for metallographic examinations. On the same samples chunky graphite area has been estimated in micro- and macrostructure. SEM/EDS has been used as analyzing tool in orders to investigate microsegregation tendencies. The graphite morphology has been revealed by deep etching technique. Mechanical properties have been determined on tensile test bars taken from center of the casting. Attempts to determinate content of low level elements have been carried out by ICP-OES method. STA analysis and thermodynamic calculation of phase equilibrium solidification have also been carried out. Mathematical model for estimation of chunky graphite area depending on cooling rate and chemical composition has been established. Addition of bismuth to melt with increased level of silicon has been proven effective in preventing the formation of chunky graphite.

U okviru ovog diplomskog rada određivan je utjecaj brzine hlađenja na veličinu tj. broj zrna po jedinici površine i mehanička svojstva (vlačnu čvrstoću, granicu razvlačenja i istezljivost) bloka legure EN AW-5754 lijevanog polukontinuiranim vertikalnim postupkom izravnog hlađenja vodom (Direct-Chill). U eksperimentalnom djelu ovoga rada, u svrhu određivanja kinetike pojedinih faza u leguri EN AW-5754, proveden je termodinamički proračun fazne ravnoteže pomoću programskog paketa Thermo-Calc (TCW 5.0) s kojim je pretpostavljen slijed izlučivanja faza: αAl, Al3Fe, Mg2Si, Al6Mn i Al3Mg2. Prisutnost pojedinih intermetalnih faza i njihova morfologija ispitana je pretražnim elektronskim mikroskopom (SEM) opremljenim s energijskim disperzivnim spektrometrom (EDS) pomoću kojih su kvantitativnom analizom utvrđeni sljedeći mikrostrukturni konstituenti: crna intermetalna faza Mg2Si nepravilnog razgranatog oblika i bijela intermetalna faza Al8(Fe, Mn)Mg3Si6 morfologijom vrlo sličnom kineskom pismu. Ispitivanjem mikrostrukture poprečno izrezane ploče s kraja bloka legure EN AW-5754 u lijevanom stanju i njihovom kvantifikacijom utvrđena je nejednolika raspodjela istoosnih zrna po poprečnom presjeku ispitivane ploče (bez zone stubičastih kristala) s povećanjem broja zrna po jedinici površine od sredine prema najintenzivnije hlađenim rubovima bloka. Dobivene vrijednosti vlačne čvrstoće i istezljivosti pokazuju trend povećanja od sredine prema rubu bloka, što analogno prati promjenu mikrostrukture. Vrijednosti za granicu razvlačenja ne pokazuju karakterističan trend ponašanja.

U ovom radu ispitivan je utjecaj dodatka bizmuta na mikrostrukturu i mehanička svojstva debelostijenih odljevaka od nodularnog lijeva kvalitete EN-GJS-400-15. Dodavanje bizmuta u pravilnom udjelu može spriječiti nastanak degeneranih oblika grafita te rezultirati povećanjem broja nodula i poboljšanjem nodularnosti grafita. Djelovanje bizmuta jako ovisi o prisutnom udjelu cerija, tako da samo pravilan omjer između ova dva elementa može rezultirati visokokvalitetnim odljevcima od nodularnog lijeva. Odlivena su dva ispitna odljevka oblika stošca dimenzija φ 300 mm x 350 mm. Iz svakog su stošca uzeta po tri uzorka s tri različita mjesta (od ruba prema centru odljevka), s različitim brzinama hlađenja, radi metalografske analize te tri epruvete iz toplinskog centra odljevka radi određivanja mehaničkih svojstava. Bizmut je dodan u udjelu od 0, 01 % kao 99, 99 % čisti metal, nakon cijepljenja u mlaz taljevine. Cerij je dodan kao sastavni dio cjepiva. Toplinska analiza i analiza kemijskog sastava provedene su s ciljem kontrole kvalitete taljevine. Smanjenje brzine hlađenja od rubnih dijelova prema toplinskom centru odljevka potiče degeneraciju grafita. Dodatak bizmuta potiče izdvajanje grafita nepravilnog oblika, neovisno o brzini hlađenja. Na mehanička svojstva dodatak bizmuta nema značajan utjecaj, osim na istezljivost. Dodatak bizmuta uzrokovao je povišenje vrijednosti istezljivosti za 40 %.

Određivanje distribucije temperaturnih polja kod elektrolučnog zavarivanja taljenjem je vrlo važno zbog njihovog utjecaja na mehanička svojstva i kvalitetu zavarenih spojeva. U radu se prikazuju analitički modeli za 2D i 3D vođenje topline temeljeni na rješenjima Fourierove diferencijalne jednadžbe za vođenje topline. Pored toga, autori daju pojednostavljene jednadžbe za proračun trajanja hlađenja i brzine hlađenja za 2D i 3D modele vođenja topline., It is of high importance to determine the distribution of thermal fields in arc fusion welding processes due to their influence on mechanical properties and quality of welded joints. This paper presents analytical models for 2D and 3D heat conduction based on solutions of the Fourier’s heat conduction differential equation. Furthermore, authors provide simplified equations for the calculation of cooling time and cooling rate for 2D and 3D heat conduction models.

U okviru ovog rada istražen je utjecaj modifikacije eutektika aluminij-silicij i brzine hlađenja na mehanička svojstva aluminijskih odljevaka. Rad se sastoji od teorijskog i eksperimentalnog dijela. U teorijskom dijelu objašnjena su svojstva aluminijskih legura te je navedena primjena aluminijskih odljevaka. Detaljno je objašnjeno skrućivanje metalnih odljevaka, s naglaskom na skrućivanje odljevaka od aluminijskih legura. Navedeni su načini obrade taljevine aluminijskih legura, a posebno je obrađeno područje modifikacije eutektika aluminij- silicij. U okviru toga objašnjeni su načini modifikacije te je opisano djelovanje kemijskih modifikatora na mikrostrukturu i mehanička svojstva Al-Si legura. U eksperimentalnom dijelu ispitan je utjecaj modifikacije stroncijem eutektika aluminij-silicij i brzine hlađenja na mikrostrukturu i mehanička svojstva AlSi12 legure. U tu svrhu izvedena je simulacija lijevanja te su lijevani štapovi različitih debljina s nemodificiranom taljevinom i taljevinom modificiranom AlSr10 legurom. Provedena je kemijska analiza, radiografska, metalografska i mehanička ispitivanja uzoraka. Na temelju dobivenih rezultata utvrđeno je da modifikacija AlSi12 legure dodavanjem AlSr10 legure u taljevinu i povećanjem brzine hlađenja poboljšava mehanička svojstva odljevaka, u vidu povećanja vlačne čvrstoće i istezljivosti.

Chunky grafit predstavlja jednu od najštetnijih degeneracija grafita u debelostijenim odljevcima od nodularnog lijeva. Ova se greška javlja u toplinskom centru odljevka te uzrokuje pad mehaničkih svojstava, osobito vlačne čvrstoće i istezljivosti. Do pojave chunky grafita dolazi u prvom redu zbog smanjenja brzine hlađenja zbog čega je broj nodula manji, a sklonost degeneraciji grafita, osobito nastanku chunky grafita, veća. U ovom radu ispitivan je utjecaj različitih brzina hlađenja na morfologiju grafita i mehanička svojstva nodularnog lijeva kvalitete EN-GJS- 400-15. Odlivene su Y-probe debljine stijenke 25 i 75 mm te valjak promjena 200 mm i visine 300 mm. Utvrđeno je postojanje chunky grafita u toplinskom centru valjka te smanjenje mehaničkih svojstava.

U radu je analiziran utjecaj različitih udjela bizmuta pri različitim brzinama hlađenja na morfologiju grafita i strukturu metalne osnove u nodularnom lijevu. Različite brzine hlađenja ostvarene su lijevanjem stepenastih uzoraka sa 7 različitih debljina stijenki (3, 12, 25, 38, 50, 75 i 100 mm). Broj grafitnih čestica i nodula/mm2 povećavao se s povećanjem brzine hlađenja. Smanjenjem brzine hlađenja povećano je stvaranje raznih nepravilnih, odnosno degeneriranih oblika grafita. To je rezultiralo padom nodularnosti ispod donje granice za nodularni lijev (80, 0 %). Dobiveni rezultati pokazuju da suvišak elemenata rijetkih zemalja (RE) rezultira degeneracijom grafita, posebno u debelim stijenkama. Štetan učinak elemenata rijetkih zemalja može se potpuno neutralizirati bizmutom i time značajno smanjiti degeneracija grafita. Međutim, potreban dodatak bizmuta ovisi o debljini stijenke. U stijenkama debljine 3, 0 i 12, 0 mm nodularnost > 90, 0 % je postignuta bez dodatka bizmuta. Dodatci bizmuta od 3, 1 do 42, 0 ppm imali su štetan učinak u stijenci debljine 3, 0 mm, jer je došlo do stvaranja karbida. Nodularnost u stijenci debljine 25, 0 mm je povećana sa 81, 2 % na 88, 3 % dodatkom 5, 3 ppm bizmuta (omjer RE/Bi = 6, 1). U stijenkama debljine od 38, 0 do 100, 0 mm prihvatljiva nodularnost (> 80, 0 %) ostvarena je u uzorku koji sadrži 42, 0 ppm bizmuta (omjer RE/Bi = 0, 76). Povećanjem brzine hlađenja u stijenkama debljine 75, 0 i 100, 0 mm upotrebom hladila postignuta je nodularnost od 83, 2, odnosno 78, 0 %. Smanjenje brzine hlađenja rezultiralo je povećanjem udjela ferita u metalnoj osnovi. Dodatkom bizmuta povećan je broj grafitnih čestica/mm2, što je pospješilo stvaranje ferita. Udjeli bizmuta od 3, 1 do 10, 0 ppm nisu značajnije utjecali na metalnu osnovu analiziranih uzoraka. Međutim, udio bizmuta od 42, 0 ppm rezultirao je povećanjem udjela perlita u metalnoj osnovi.

U radu je analiziran utjecaj varijacija udjela antimona na mikrostrukturne značajke u različitim debljinama stijenki odljevaka od nodularnog lijeva. Odliveni su stepenasti uzorci za 7 različitih debljina stijenki (3, 12, 25, 38, 50, 75 i 100 mm). Udio antimona je variran od 4, 1 do 290, 0 ppm. Dobiveni rezultati pokazuju da nodularnost, broj grafitnih čestica/mm2 i broj nodula/mm2 opada s porastom debljine stijenke, odnosno sa smanjenjem brzine hlađenja. Veličina grafitnih čestica i nodula povećavala se s porastom debljine stijenke. Udio grafita nepravilnih oblika povećavao se sa porastom debljine stijenke. U stijenkama debljine 38, 0 do 100, 0 mm nije ostvarena prihvatljiva nodularnost bez primjene hladila ili odgovarajućeg dodatka antimona. Ustanovljeno je da su sporo formiranje austenitne ovojnice oko nodula ili neprilagođeni udjeli elemenata rijetkih zemalja (RE) debljini stijenke odljevka uzrokovali stvaranje nepravilnih oblika grafita. To je posebno izraženo u debelim stijenkama, zbog sporog hlađenja (tj. skrućivanja) i segregacije elemenata rijetkih zemalja po granicama austenita. Ti uvjeti rezultiraju stvaranjem uskih tekućih kanala na granicama austenita preko kojih su nodule povezane s ostatkom taline, što u konačnici rezultira njihovom degeneracijom. Pravilnim dodatkom antimona prema debljini stijenke neutraliziran je suvišak elemenata rijetkih zemalja, što je rezultiralo povećanjem broja nodula/mm2 i nodularnosti iznad 80, 0 % u svim stijenkama bez povećanja brzine skrućivanja. Dobiveni rezultati pokazuju da se prihvatljiva nodularnost u stijenkama debljine 75, 0 i 100, 0 mm mogla ostvariti i primjenom hladila jer se povećava brzina hlađenja, odnosno skrućivanja. U tom slučaju nije bio potreban dodatak antimona. Za postizanje nodularnosti od 93, 8 % u stijenkama debljine 3, 0 i 12, 0 mm, zbog brzog skrućivanja nije bio potreban dodatak antimona. Udjeli antimona od 39, 0 do 290, 0 ppm rezultirali su karbidima u stijenci debljine 3, 0 mm. Udio antimona od 39, 0 ppm, tj. omjer RE/Sb = 0, 86 rezultirao je povećanjem nodularnosti u stijenci debljine 25, 0 mm sa 81, 2 % na 91, 9 %. Nodularnost od 90, 1 % u stijenci debljine 38, 0 mm ostvarena je sa 100, 0 ppm antimona (omjer RE/Sb = 0, 33). U stijenci debljine 50, 0 mm nodularnost je povećana sa 72, 3 % na 84, 8 % pri omjeru RE/Sb = 0, 86. Isti omjer rezultirao je povećanjem nodularnosti sa 49, 6 % na 83, 2 % u stijenci debljine 75, 0 mm, odnosno sa 68, 6 % na 87, 0 % u stijenci debljine 100, 0 mm. U uzorcima koji su sadržavali do 39, 0 ppm antimona, udio ferita povećavao se s povećanjem debljine stijenke. Udjeli antimona od 100, 0 do 290, 0 ppm rezultirali su vrlo visokim udjelima perlita u metalnoj osnovi. U tim uzorcima ne postoje značajnije razlike u udjelu perlita između tankih i debelih stijenki.

Prezentirani su eksperimentalni podaci dobiveni istraživanjem kinetike šaržne kristalizacije vodene otopine kalijevog sulfata. Eksperimenti su provedeni u šaržnom kristalizatoru volumena 0, 7 dm3 s dvostrukom stijenkom za izmjenu topline. Za miješanje otopine korišteno je miješalo s četiri ravne lopatice nagnute pod kutem od 45°, koje izaziva aksijalni tok u kristalizatoru. Koncentracija otopine i točka nukleacije određeni su mjerenjem vodljivosti konduktometrijskom ćelijom. Provedena su tri seta eksperimenata. Ispitan je utjecaj različite temperature zasićenja, promjene intenziteta miješanja kao i različite brzine hlađenja na granulometrijska svojstav kristala odnosno kinetiku šaržne kristalizacije. Linearna brzina rast kristala, gustoća populacije nukleusa i brzina nukleacije dobiveni su Nyvltovom indirektnom metodom koja je bazirana na analizi podataka uvrštenih u funkciju gustoće populacije n(L) dobivenih raspodjela veličina kristala. Protpostavljen je “SIG” kinetički model, model koji pretpostavlja veličinski nezavisan rast čestica kristala ; G=G(L)=const. Povećanje temperature zasićenosti kao i intenziteta miješanja uzrokuje suženje metastabilne zone. Povoljni hidrodinamički uvjeti i veća temperatura otopine pogoduju procesu nukleacije. Porast brzine hlađenja uzrokuje povećanje širine metastabilne a nukleacija se odvija na većem stupnju prezasićenosti. Granulometrijska svojstva kristala su utvrđena analizom na standardiziranim sitima. Najveći kristali su dobiveni pri najnižim brzinama hlađenja, većoj temperaturi zasićenosti i neočekivano, pri nižem broju okretaja. Brzina rasta kristala očekivano raste za veće temperature zasićenosti s obzirom na manji postignuti stupanj prezasićenosti kao i za veće brzine hlađenja kao rezultat visoke pokretačke sile. Povoljni hidrodinamički uvjeti daju sve uže raspodjele, sitnije kristale i time manje brzine rasta. Brzina nukleacije pokazuje izrazitu zavisnost o broju okretaja miješala uslijed loma novonastalih kristala kao i za najveću brzinu hlađenja, odnosno najveći maksimalno postignuti stupanj prezasićenosti.

In this study the effect of the cooling rate on the microstructure of Al94Mn2Be2Cu2 alloy was investigated. The vacuum induction melted and cast alloy was exposed to different cooling rates. The slowest cooling rate was achieved by the DSC (10 K•min-1), the moderate cooling rate succeeded by casting in the copper mould (≈1 000 K•s-1) and the rapid solidification was performed by melt spinning (up to 106 K•s-1). The microstructure of the DSC-sample consisted of α-Al matrix, and several intermetallics: τ1-Al29Mn6Cu4, Al4Mn, θ-Al2Cu and Be4Al(Mn,Cu). The microstructures of the alloy at moderate and rapid cooling consisted of the α-Al matrix, i-phase and θ-Al2Cu. Particles of i-phase and θ-Al2Cu were much smaller and more uniformly distributed in melt-spun ribbons., U ovoj je studiji istraživan utjecaj brzine hlađenja na mikrostrukturu legure Al94Mn2Be2Cu2. Legura sintetizirana vakuumskim indukcionim taljenjem i postupkom lijevanja bila je izložena različitim brzinama hlađenja. Najsporije je bilo hlađenje kod DSC (10 K•min-1), umjerene brzine hlađenja prilikom lijevanja u bakreni kalup (≈1 000 K•s-1) a najviše brzine skrućivanja postignute su pomoću metode melt spinning (do 106 K•s-1). Mikrostruktura DSC uzoraka sastoji se od matrice α-Al i nekoliko intermetalnih faza: τ1-Al29Mn6Cu4, Al4Mn, θ-Al2Cu i Be4Al(Mn,Cu). Mikrostruktura legura umjereno i brzo hlađenih sastoji se od matrice α-Al, i-faze i θ-Al2Cu. Čestice i-faze i θ-Al2Cu mnogo su manje i ravnomjerno raspoređene u trakama izrađenima metodom melt spinning.

U okviru ovog rada određivan je utjecaj brzine hlađenja bloka (ovisno o mjestima uzimanja uzoraka) aluminijske slitine EN AW-5083, lijevanog polukontinuiranim, vertikalnim postupkom izravnim hlađenjem vodom (VDC- postupkom) na broj zrna po jedinici ispitivane površine, tvrdoću i vlačna svojstva. Ispitivanja su provedena u cilju ocjene djelovanja uvjeta lijevanja i učinkovitosti cijepljenja na postizanje finozrnate, istoosne i ujednačene mikrostrukture, kao osnovnog preduvjeta efikasne naknade obrade i kvalitetnog konačnog proizvoda. Ustanovljeno je da postoji korelacija između promjene broja zrna po jedinici površine i izmjerenih vrijednosti tvrdoće, te da je osim uske rubne zone dobivena jednolika veličina zrna i tvrdoća po presjeku bloka, bez izražene zone štapićastih ili pojave „perjastih“ kristala. Vrijednosti vlačne čvrstoće i istezanja pokazuju trend povišenja uz rubove ploča, odnosno prate promjenu mikrostrukture tj. broja zrna po jedinici površine. Vrijednosti granice razvlačenja nemaju karakterističan trend ponašanja. Dobiveni rezultati ukazuju na korektne parametre lijevanja i cijepljenja taljevine.

U svrhu dobivanja kristala željene raspodjele, oblika i čistoće, potrebno je provoditi kristalizaciju pri optimalnoj prezasićenosti, stoga je bitno odrediti različite utjecaje na širinu metastabilne zone. Na širinu metastabilne zone utječe: brzina hlađenja otopine, intenzitet miješanja, otapalo, toplinsko tretiranje otopine te prisutnost nečistoća u sustavu. Širina metastabilne zone utječe na prezasićenost kod koje dolazi do nukleacije, na brzinu nukleacije i rast kristala, a u konačnici i na granulometrijska svojstva nastalih kristala. Sustav koji je korišten za ispitivanje utjecaja na širinu metastabilne zone kod šaržne kristalizacije hlađenjem je vodena otopina K2SO4. Istraživanja su provedena u posudi Rushtonovih dimenzija s dvostrukom stjenkom volumena 0, 684 dm3. Za miješanje otopine korišteno je miješalo s četiri ravne lopatice nagnute pod kutom od 45° koje izaziva aksijalni tok u kristalizatoru. Točka nukleacije, kao i promjena koncentracije otopine određeni su mjerenjem vodljivosti otopine konduktometrijskom ćelijom. U tri serije eksperimenata utvrđen je utjecaj procesnih parametara na širinu metastabilne zone. Određen je utjecaj početne zasićenosti na širinu metastabilne zone. Širina se smanjuje kod viših temperatura. Nađeno je da veće brzine miješanja otopine u rasponu od 300-700 min-1 te manje brzine hlađenja također sužavaju širinu metastabilne zone. Nukleusi nastali na višim prezasićenostima uzrokuju nastanak sitnijih kristala ili nastanak aglomerata.

U ovom radu su analizirani utjecaji različitih debljina stijenki odljevka (6, 3 mm, 12, 7 mm, 25, 4 mm i 38, 1 mm) i udjela sivog sirovog željeza, čeličnog otpada i povratnog materijala u metalnom ulošku na mikrostrukturu nodularnog lijeva. Ustanovljeno je da se broj nodula/mm2, nodularnost i udio perlita povećava sa smanjenjem debljine stijenke odljevka, zbog porasta brzine hlađenja. S povećanjem debljine stijenke odljevka povećava se udio ferita i veličina grafitnih nodula, a smanjuje broj nodula/mm2, nodularnost i udio perlita. Dobiveni rezultati potvrđuju koristan učinak dodatka sivog sirovog željeza na nukleacijski potencijal nodularnog lijeva, rezultirajući povećanjem broja nodula/mm2 i nodularnosti u svim stijenkama odljevka. Upotreba visokog udjela čeličnog otpada i povratnog materijala u metalnom ulošku rezultira smanjenjem nukleacijskog potencijala, broja nodula/mm2 i nodularnosti.

The objective of this paper was to investigate some important parameters related to ductile iron matrix microstructure. Ductile iron round bars of various diameters in order to achieve various cooling rates were obtained in different conditions. None heat treatment was used to obtain different pearlite contents in the microstructures. The correlation between kind of inoculants, specimens size, carbon equivalent, and matrix microstructure was investigated. The results demonstrated that the slow cooling rate, inoculants with rare earth elements, and relatively little residual magnesium content decreased the pearlite content. This study is of great importance for the development of new economical methods for production of ductile iron castings., U radu je istraživan utjecaj nekoliko značajnih procesnih parametara na mikrotrukturu nodularnog lijeva. Od nodularnog lijeva odlivene su ispitne palice različitih promjera da bi se ostvarile različite brzine hlađenja. Različiti udjeli perlita u mikrostrukturama nisu dobiveni toplinskom obradom. Istraživane su koleracije između vrste cjepiva, veličine uzoraka, ugljičnog ekvivalenta i mikrostrukture nodularnog lijeva. Dobiveni rezultati pokazuju da niska brzina hlađenja, cjepiva s elementima rijetkih zemalje i relativno niski rezidualni udjeli magnezija smanjuju udio perlita. Ovo istraživanje je od velike važnosti za razvoj novih ekonomičnih metoda za proizvodnju odljevaka od nodularnog lijeva.

Pentaeritritol je organska sol koja se koristi u proizvodnji visoko kvalitetnih alkidnih smola, lakova i dodataka mazivima. Budući da brojni faktori utječu na granulometrijska svojstva kristala o kojima ovisi kvaliteta nastalih proizvoda, vrlo je bitno odrediti procesne uvjete koji će dati kristale željene kvalitete. Kod necijepljene kristalizacije uobičajeno je kontrolirati raspodjelu veličina kristala odabirom odgovarajućeg režima hlađenja otopine. Šaržna kristalizacija iz vodene otopine pentaeritritola provodila se pri različitim brzinama hlađenja. Korištena su četiri različita temperaturna profila: linearni, kontrolirani, stupnjeviti i prirodni. Mjerenjem promjene vodljivosti i temperature omogućeno je kontinuirano praćenje promjene koncentracije i prezasićenosti otopine u reaktoru. Objašnjenje za dobivene raspodjele može se tražiti u načinu promjene prezasićenosti tijekom provedbe eksperimenata. Kod prirodnog i linearnog hlađenja prezasićenost se povećava naglo do nukleacije, a potom nakon postignute maksimalne vrijednosti pada. Postignute visoke vrijednosti prezasićenosti dovode do nekontrolirane nukleacije što rezultira velikim brojem nukleusa i sitnijim česticama. Kod kontroliranog hlađenja, proces se vodi tako da se prezasićenost održava na nižim vrijednostima duže vrijeme, a onda se i postižu jednolikije raspodjele, pomaknute u grublja područja.

In this paper, the influence of vanadium content and cooling rate on the stereological parameters of phases present in the structure of Fe-C-Cr-V alloys. Experimental results indicate that both vanadium content and cooling rate affects the crystallization process in Fe-C-Cr-V alloys. The changes in the volume fraction, size and morphology of the present phases in the structure of Fe-C-Cr-V alloys, suggest that with increased vanadium content, the alloy composition approaches the eutectic composition in the fourcomponent Fe-C-Cr-V system, causing a decrease of the solidification temperature interval. U ovom radu ispitivan je uticaj sadržaja vanadijuma i brzine hlađenja na stereološke parametre faza prisutnih u strukturi Fe-C-Cr-V legura. Eksperimentalni rezultati pokazuju da vanadijum, kao i brzina hlađenja, utiču na tok kristalizacije Fe-C-Cr-V legura. Promene zapreminskog udela, veličine i morfologije faza prisutnih u strukturi Fe-C-Cr-V legura, ukazuju da sa povećanjem sadržaja vanadijuma sastav legure se približava eutektičkom u četvorokomponentnom Fe-C-Cr-V sistemu, što utiče na smanjenje temperaturnog intervala očvršćavanja.

Poznavanje reoloških svojstava hrane od velikog je značenja, bilo da se radi o postizavanju određenih svojstava hrane ili o vođenju procesa pri proizvodnji hrane. Tekstura je jedan od značajnijih čimbenika koji određuju kakvoću namirnica, pa tako i onih kojima se smrzavanjem želi očuvati veća stabilnost tijekom vremena. Cilj rada je bio istraživanje utjecaja udjela netopljive i topljive suhe tvari, brzine smicanja i brzine hlađenja na reološka svojstva kaše jabuke kod niskih temperatura prije smrzavanja i tijekom smrzavanja. Pripremljena je kaša jabuke sorte Idared sa različitim udjelom netopljive suhe tvari mješanjem u različitim omjerima seruma i pulpe koji su prethodno razdvojeni centrifugiranjem. Kaša sa različitim udjelom topljive suhe tvari pripremljena je dodatkom šećera saharoze. Mjerenja su provedena na rotacionom viskozimetru Rheotest 3 sa kriostatskom jedinicom. Reološka svojstva ispitivanih kaša su određena mjerenjem i grafičkim prikazom ovisnosti smičnog naprezanja i brzine smicanja pri 10 oC, te izračunavanjem koeficijenta konzistencije i indeksa tečenja. Također je mjerena ovisnost smičnog naprezanja o temperaturi i brzini hlađenja kod konstantne brzine smicanja. Određena je temperatura nakon koje dolazi do naglog povećanja smičnog naprezanja i manjeg snižavanja temperature (Tk), kao i najniža temperatura pothlađivanja kod koje još dolazi do smicanja (Tm). Ispitivanja su pokazala da reološka svojstva kaše jabuke kod niskih temperatura ovise o udjelu netopljive i topljive suhe tvari, te da brzina smicanja i brzina hlađenja kod pojedinih tipova kaše različito utječu na reološka svojstva kaše tijekom smrzavanja. Hlađenjem ispitivanih kaša jabuke u području smrzavanja dolazi do pothlađivanja kaše do temperature (Tm) koja je ovisila o načinu hlađenja, brzini smicanja i udjelu suhe tvari. Značajne promjene reoloških svojstava kaše jabuke u području pothlađivanja su vjerojatno zbog nastajanja kristala leda kao novih krutih čestica i njihovog rasta, a zapažene su pri temperaturama od -5, 55 do -10, 50 oC, ovisno o brzini smicanja.

U okviru atestnog ispitivanja novog tipa opreme za hlađenje mlijeka kompletirane sa programiranim uređajem za njeno automatsko pranje (cisterna tip ZHN od 3.000 lit.) autori su, osim provjere njenih tehnoloških svojstava, pratili i njen utjecaj na bakteriološku kvalitetu mlijeka. Temperaturni režim postignut pri hlađenju mlijeka u ovoj cisterni uklapa se u rigorozne norme mljekarski razvijenih zemalja. Sprečavanje kontaminacije mlijeka za vrijeme muže i njegovo prihvaćanje u efikasno saniranu cisternu, uz brzo djelovanje niske temperature, doprinijelo je da se dobije mlijeko sa ukupnim brojem bakterija od 35.550 u 1 ml, što predstavlja takav bakteriološku kvalitetu koji može biti cilj ne samo naše, već i mljekarski razvijenijih zemalja, Regarding the atestional investigations of new type of milk refrigerating equipment which was connected with programmed device for it's automatic washing, the cistern type BHZ with 3,000 I capacity, the authors were, besides testing it's technological characteristics, following it's influence on bacteriologic quality of milk. The temperature regim which was reached in milk refrigerating in this cistern fit' into rigorous standards of countries with developed milk industry. Preventing of milk contamination during the milking and it's receiving in effectly cleansed cistern with quick action of low temperature has contributed, tc receive milk with total number of bacteries 35,550 in 1 ml of milk, what pictures bacteriologic quality which should be not only the aim of our but of more developed milk industries too.