Odlévání slitin na bázi Cu-Fe a Cu-Cr

Abstract

Tato práce se zabývá studiem nemísitelných slitin na bázi Cu-Fe a Cu-Cr, které se vyznačují omezenou mísitelností v tekutém stavu. Pozornost je zaměřena na různé podmínky tuhnutí a jejich vliv na výslednou mikrostrukturu, dále pak technologiím přípravy, legujícím prvkům a na využití těchto slitin. Cílem experimentální části práce bylo zkoumat vliv podmínek tuhnutí na mikrostrukturu. Byly odlity ingoty slitin Cu-Fe (40 hm. %) a Cu-Cr (20 hm. %) do měděné kokily, pískové formy o pokojové teplotě a pískové formy předehřáté na 700 °C. Ingoty slitiny Cu-Cr byly zhotoveny ve variantě s práškovitou a hrubší kusovitostí vsázky Cr. Následně byly připraveny metalografické vzorky a byla provedena analýza jejich mikrostruktury pomocí optického mikroskopu. Ve středu ingotů byla pozorována separace taveniny. Experiment potvrzuje, že podmínky tuhnutí zásadně ovlivňují mikrostrukturu a tím i vlastnosti slitin Cu-Fe a Cu-Cr, přičemž pro technické aplikace je klíčové dosáhnout co nejjemnější a nejhomogennější struktury.

The aim of this thesis is a study of immiscible Cu-Fe and Cu-Cr-based alloys, which exhibit a metastable miscibility gap in liquid state. The research examines solidification conditions and their impact on the resulting microstructure, preparation technologies, alloying elements, and applications of these alloys. The experimental part aimed to investigate how solidification conditions influence microstructure. Cu-Fe (40 wt.%) and Cu-Cr (20 wt.%) alloy ingots were cast into copper molds, room-temperature sand molds, and sand molds preheated to 700°C. The Cu-Cr alloy ingots were produced using both powdered and coarser lump forms of Cr charge. Metallographic samples were prepared, and microstructure examination was performed using optical microscopy. Melt separation was observed in the ingot centers. The experiment confirms that solidification conditions fundamentally affect the microstructure and properties of Cu-Fe and Cu-Cr alloys, with achieving the finest and most homogeneous structure being critical for technical applications.