Repository of Faculty of Metallurgy University of Zagreb
Not a member yet
491 research outputs found
Sort by
Mechanical properties of different cast irons
No full textUz sveprisutne različite materijale koji se danas koriste i dalje značajan udio u proizvodnji drže odljevci iz sivog i nodularnog lijeva. To svakako zahvaljuju svojoj pouzdanosti u primjeni, jednostavnosti dobivanja, relativno niskoj cijeni proizvodnje i nepostojanju alternativnih materijala koji bi ih zamijenili a da ne povisuju značajno cijenu proizvoda.
U proizvodnji odljevaka, neovisno od tipa taline, svakako je bitno zadržavanje kvalitete gotovih proizvoda. Stoga su potrebne brojne kontrole od polaznih sirovina sve do gotovih proizvoda. Tako u ljevaonicama su neizostavne neke osnovne radnje, kao što su kontrola kvalitete taline, kontrola kemijskog sastava i mjerenje mehaničkih svojstava odljevaka.
Kroz ovaj završni rad dan je pregled osnovnih metoda koje se danas redovito koriste u kontroli proizvodnje odljevaka iz sivog i nodularnog ljeva. Kako bi pokazali jedan takav proces dan je i eksperimentalni primjer kontrole kemijskog sastava taline, određivanje strukture nakon skrućivanja i određivanje osnovnih mehaničkih svojstava kao što su tvrdoća i vlačna čvrstoća. Dodatno je dana komparacija između tri različite taline, sivi lijev i dvije nodularnog ljeva.In addition to the ubiquitous variety of materials used today, casting from gray and ductile iron is still significant in production. This is due to their realiability in application, ease of production, relatively low cost of production and the absence of alternative materials the would replace them without significantly increasing the price of the product. In the production of castings, regardless of the type of melt, it is certainly important to maintain the qulity of the final products.
In foundries, some basic actions are indispensable, such as metal quality control, chemical composition control and measurement of mechanical properties of castings. Trough this final paper, an overview of the basic methods that are regularly used today in the control of the production of castings from gray and ductile iron is given.
To show one such process, an experimental example of controlling the chemical composition of a melt, determining the structure after solidification, and determining basic mechanical properties such as hardness and tensile strenght. A comparison is given between three different melts, gray cast iron and two ductile cast iron
Influence of deformation and heat treatment on structure of the cold drawn copper wire
No full textBakar je jedan od najvažnijih obojenih metala, zahvaljujući svojim dobrim svojstvima, još je uvijek nezamjenjiv u primjeni proizvodnje vodiča i u drugimprimjenama.Bakar u lijevanom stanju nije primjenjiv za proizvodnju vodiča iz nekoliko razloga, stoga se naknadno provode postupci deformacije i rekristalizacije kako bi mu se poboljšala svojstva. Istraživanja u ovom diplomskom radu su provedena na žici proizvedenoj UPCAST postupkom vertikalnog lijevanja i naknadno hladno provlačenoj kroz matrice. Lijevana žica promjera 8 mm jenaknadno postupkom kontinuiranog provlačenja kroz više matrica reducirana do konačnog promjera od 2.6 mm. Pri postupku proizvodnje i prerade bakrene žice, u njoj dolazi do različitih promjena u strukturi, mehaničkim svojstvima i električnim svojstvima. U cilju promatranja ovih promjena provedena su strukturna ispitivanja, ispitivanje tvrdoće i mjerene su vodljivosti žice u pojedinim fazama proizvodnje. Ispitivanja su vršena pri stupnjevima redukcije od 24, 46 i 67.5%. Rezultati ispitivanja opisuju strukturne promjenekoje se dešavaju nakon provođenja pojedine redukcija, te isto takoutjecaj redukcije na tvrdoću i vodljivosti žice, kao i utjecaj toplinskog postupka žarenja na strukturu i vodljivost bakrene žice. Rezultati ukazuju kako početna lijevana grubozrnata struktura tijekom redukcije prelazi u sitnozrnatu strukturu usmjerenu u smjeru odvijanja plastične deformacije. Uslijed toga dolazi do smanjenja vodljivosti, što se naknadnom toplinskom obradom mijenja te se ostvaruje dobra vodljivost uz zadržavanje dobrih mehaničkih svojstava žice. Strukturna istraživanja također ukazuju kako nakon toplinske obrade u strukturi bakrenog vodiča dolazi do formiranja kristala blizanaca.Copper is one of the most important non-ferrous metals, thanks to its good properties it is still irreplaceable in the application for conductors of electricity, and in other uses. Copper in its as cast state is not applicable in the production of conductors for several reasons. Deformation and recrystallization processes are subsequently performed to improve its properties. The research in this graduate thesis was conducted on a copper wire produced by the UPCAST vertical casting process and subsequently cold drawn. The as cast wire with a diameter of 8 mm was subsequently reduced to the final dimension by a continuous drawing process through several dies up to the wire thickness of 2.6 mm. During the production and processing of copper wire, various changes in structure, mechanical properties and electrical properties occur. In order to observe these changes, structural and hardness tests were performed and wire conductivities were measured at individual stages of production. The tests were performed on the wire at reductions of 24, 46 and 67.5%. The test results describe the structural changes that occur after the implementation of individual reductions, as well as the influence of reduction on the hardness and electrical conductivity of the wire, as well as the impact of the thermal annealing process on the structure and conductivity of copper wire. The results indicate that the initial coarse-grained structure in cast state, during reduction brakes down into a fine-grained structure orientated in the direction of plastic deformation. As a result, the conductivity is reduced, which is changed by subsequent heat treatment. After heat treatment a good conductivity is achieved while maintaining the better mechanical properties of the wire. Structural studies also indicate that after heat treatment, twin crystals form in the structure of the copper conductor
Aerobni granulirani mulj u obradi otpadnih voda: mehanizam granulacije i svojstva aerobnih granula
No full textAerobni granulirani mulj (AGS, engl. Aerobic Granular Sludge) predstavlja obećavajuću tehnologiju u obradi otpadnih voda kućanstva i industrije.
Aerobne granule su samoimobilizirane mikrobne nakupine, bez nosača, a karakterizira ih kompaktna gusta struktura, visoko zadržavanje biomase,
visoka učinkovitost uklanjanja onečišćenja i svojstvo brzog taloženja. Na formiranje i stabilnost aerobnog granuliranog mulja utječu brojni
čimbenici, poput koncentracija otopljenog kisika, vrijeme prozračivanja, vrsta izvora ugljika, sile smicanja, period gladovanja, vrijeme taloženja.
Zbog slojevite strukture granule, sa vanjskim aerobnim slojem i anoksičnim i anaerobnim zonama prema središtu granule, moguće je istovremeno
uklanjanje C, N i P. AGS tehnologija ima potencijal smanjenja infrastrukture i operativnih troškova pročišćavanja otpadnih voda. Ovaj rad daje
pregled najnovijih spoznaja iz literature o mehanizmu granulacije i svojstvima aerobnih granula
Influence of the AlSi12 alloy inoculation on the microstructure and mechanical properties development
No full textDue to a wide range of favourable properties, aluminium alloys found its application in almost all industrial branches. Potential of improving the usage properties has been recognized through forming of favourable intermetallic in mutual interaction of numerous alloying elements such as silicon, copper or magnesium, along with trace elements such as iron and manganese. Other important elements such as titanium, boron, strontium or sodium are intently added through targeted melt treatment in order to improve solidification path by increasing the nucleation potential and therefore changing morphology. Consideration of the casting technology parameters which influence the cooling / solidification rate also represent the base for changing the microstructure and final quality of the casting. Synergy activity of alloying and/or trace elements and theirs interaction and technological parameters of casting process is of great importance in consideration of alloy applicability. This investigation deals with EN AC AlSi12 (EN AC 44100) eutectic alloy with narrow solidification interval, intended for rapid cooling/solidification technology such as high pressure casting (HPDC). Effect of different mode of AlSi12 alloy melt treatment on microstructure and mechanical properties was monitored as a quality insurance. Applied melt treatment mode consists of modification of eutectic with addition of AlSr10 master alloy in all investigated cases. The difference in melt treatment mode was in targeted addition of AlTi5B master alloy. Hypothesis of the examination is based on the assumption that targeted melt treatment can influence the solidification manner, development of microstructural characteristics and finally achieving mechanical properties of the alloy in accordance to corresponded casting geometry and/or technology application
Effect of molybdenum on the structure characteristics of as cast titanium-chromium alloys
No full textDentalna medicina je zahvaljujući razvoju novih tehnologija pospješila održavanje oralnog zdravlja koristeći nove materijale sa još pogodnijim svojstvima za dentalnu primjenu.
U ovom radu tehnologijom lijevanja uspješno je proizvedeno 6 legura Ti-Cr-Mo različitih kemijskih sastava. Odgovarajućim metodama analizirane su im strukturne značajke u svrhu određivanja njihovog potencijala za primjenu u dentalnoj medicini. Upotrebom metoda rendgenske difrakcije, svjetlosne i scanning elektronske mikroskopije, energijsko-disperzijske spektometrije te Vickersove metode za određivanje mikrotvrdoće utvrđeno je da su u svim legurama prisutne α i β faza i to kao supstitucijske čvrste otopine, a u legurama s višim udjelom molibdena još i martenzitna α’’ faza. Mikrotvrdoća određena svim legurama ima zadovoljavajuće vrijednosti za dentalnu primjenu.Thanks to the development of new technologies, dental medicine has improved the maintenance of oral health by using new metallic materials with even more suitable properties for dental use.
In this work, six of Ti-Cr-Mo alloys with different chemical composition were produced by casting technology. Structural characteristics of this alloys were analyzed with purpose of determination their potential for application in dental medicine. Using the X-ray diffraction, light and scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy and Vickers method for microhardness determination it was established that in all investigated alloys α and β phase were presented as supstitutional solid solutions. Besides these two phases in alloys with higher content of molybdenum martensitic α’’ phase is presented. Determination of microhardness of all alloys showed satisfying values for dental applications
Thermodinamic modelling of Cu-Al-Mn-Ag alloys
No full textCu-Al-Mn legure s prisjetljivošću oblika (Cu-SMA) sve se više koriste kao zamjena vrlo skupim legurama na bazi Ni-Ti, nitinola, no uglavnom u području elektronike i drugih industrija, nešto manje u bioinženjerstvu, s obzirom da biokompatibilnost nitinola još uvijek nema kvalitetnu zamjenu. Efekt prisljetljivosti oblika posljedica je bezdifuzijske martenzitne transformacije, koja podrazumjeva rekristalizacijski proces u čvrstom stanju.
Osnova svih SMA legura na bazi bakra su binarni sustavi Cu-Al i Cu-Zn te se dodavanjem daljnjih komponenti definiraju svojstva prisjetljivosti oblika (SE), mehanička svojstva i temperature transformacija. Dodavanjem mangana osnovnoj binarnoj Cu-Al leguri,proširuje se područje -faze, a time se povećava duktilnost materijala, kao i svojstvo hladnogdeformiranja materijala.
U ovom radu istražen je utjecaj srebra na mikrostrukturu i temperature faznih transformacija ternarnih Cu-Al-Mn legura. Cu-Al-Mn-Ag legure pripremljene su taljenjem u elektrolučnoj peći. Proveden je termodinamički proračun programom Thermo-Calc te su određene temperature transformacija Cu-Al-Mn-Ag legura, dinamičkim mjerenjima kroz 5 ciklusa zagrijavanja/hlađenja. Mikrostrukturna ispitivanja provedena su skenirajućom elektronskom mikroskopijom(SEM). Rezultati mikrostrukture korelirani su s promjenom sastava Cu-Al-Mn-Ag legure i udjelom srebra te pomakom temperatura transformacija.Cu-SM Ashape memory alloys became very attractive for commercial use and they are frequently used instead of very expensive Ni-Ti alloy,mostly in electronic and other industries due to still irreplaceable biocompatible properties of nitinol. Shape memory effect is a consequence of the diffusionless martensitic transformation, which implies a change of crystal structure. All Cu-SMA alloys are based on binary Cu-Al and Cu-Zn systems. Addition of manganese to binary Cu-Al alloy, broadens-phase region, increases ductility and cold workability of material.
In this paper, the effect of silver addition on the microstructure and transformation temperatures of Cu-Al-Mn alloys was investigated. Cu-Al-Mn-Ag alloys were prepared by melting in the electric-arc furnace. Thermodynamic calculation and solidification mechanism was performed by software Thermo-Calc 5 and transformation temperatures of Cu-Al-Mn-Ag alloys were carried out through two dynamic cycles in DSC. Microstructural investigations were performed by scanning electron microscopy (SEM). Microstructural results were correlated with silver content in Cu-Al-Mn-Ag alloy as well as transformation temperatures
Pregled svjetske proizvodnje čelika u razdoblju od 2000. do 2019. godine
No full textPrema arheološkim i drugim podatcima poznato je da se čelik koristio još u dalekoj prošlosti. Od tada, pa sve do danas, upotreba čelika ne gubi na značaju. Dapače, svjetska proizvodnja čelika, kao najvažnijeg metalnog materijala,i dalje raste. Štoviše, proizvodnja čelika u svijetu 20-ak godina 21. stoljeća raste. Izvanredna svojstva kojima odlikuje ovaj „zeleni materijal“ poput velike čvrstoće, tvrdoće, mogućnosti toplinske i mehaničke obrade omogućuje primjenu čelika u gotovo svim područjima ljudskih djelatnosti poput građevinarstva (razni profili, žice, šipke), prometa (mostovi, željezničke pruge, automobili), medicine (kirurški instrumenti, implantati), itd.
Ovaj rad daje pregled ukupne svjetske proizvodnje sirovog čelika, uključujući i proizvodnju čelika po pojedinim postupcima. Dana je analiza proizvodnje čelika i po pojedinim regijama: EU, Sjeverna Amerika, Azija, itd. Kina je i u 21. stoljeću nastavila trend najvećeg proizvođača čelika u svijetu (taj primat je preuzela još 1996. godine). U Kini je proizvedeno u 2019. godini 996,342 milijuna t čelika, što čini više od 53,1 % svjetske proizvodnje. Za razliku od proizvodnje čelika u 2000. godini došlo je do promjena u redoslijedu (od 2. do 10. mjesta) najvećih svjetskih proizvođača čelika. Po proizvodnji čelika u 2019. godini 10 najvećih svjetskih proizvođača su: Kina, Indija, Japan, SAD, Rusija, Južna Koreja, Njemačka. Turska, Brazil i Iran. Sadašnji trend ukazuje da će proizvodnja čelika u svijetu nadalje rasti.According to archeologicalandother data, itisknownthatsteelwasusedinthedistant past. Fromthenuntiltoday, the use ofsteelhasnotlostitssignificance. Indeed, worldsteelproduction, as the most important metal material, continues to grow. Moreover, steelproductionintheworldhasbeengrowing for about 20 years. Theoutstandingpropertiesofthis "greenmaterial" such as highstrength, hardness, heatandmechanical processing capabilitiesallowtheapplicationofsteelinalmostallareasof human activitiessuch as construction (variousprofiles, wires, bars), transport (bridges, railways, cars), medicine (surgicalinstruments, implants), etc.
Thispaperprovidesanoverviewofthe total worldproductionofcrudesteel, includingtheproductionofsteelbyindividualprocesses. Ananalysisofsteelproductionisalsogivenbyindividualregions: EU, North America, Asia, etc. China hascontinuedthe trend ofthelargeststeelproducerintheworldinthe 21st century (ittookoverthisprimacyin 1996). In China, 996.342 milliontonsofsteelwereproducedin 2019, whichmakesup more than 53.1% ofworldproduction. Unlikesteelproductionin 2000, therewerechangesintheorder (2nd to 10th place) oftheworld'slargeststeelproducers. According to steelproductionin 2019, the 10 largestworldproducers are: China, India, Japan, USA, Russia, South Korea, Germany. Turkey, Brazil and Iran. Thecurrent trend indicatesthatworldsteelproductionwillcontinue to grow
Determination of adsorption properties of metallurgical waste
No full textU ovom radu su istraživana adsorpcijska svojstva metalurškog otpada. Istraživanja su provedena na otpadu iz proizvodnje čelika-elektropećna troska, otpadu iz ljevaonice-otpadna kalupna mješavina i otpadu iz proizvodnje aluminija-anodna prašina. Provedena je kemijska i mineraloška analiza kao i određivanje specifične površine, volumena i promjera pora, te određivanje funkcionalnih grupa ispitivanih uzoraka. Radi potvrde dobivenih rezultata koji se odnose na adsorpcijska svojstava ispitivanih otpada napravljeni su dodatni adsorpcijski eksperimenti u realnim uvjetima. Adsorpcijska svojstva ispitivanih uzoraka uspoređena su s adsorpcijskim svojstvima aktivnog ugljena, najboljeg komercijalnog adsorbensa. Unatoč različitim sastavima i strukturama ispitivanih uzoraka, dobiveni rezultati su pokazali da se svi ispitivani otpadni materijali mogu koristiti kao alternativni jeftini adsorbensi.In this paper, the adsorption properties of metallurgical waste were investigated. The research was carried out on waste from the production of steel – electric arc furnace slag, waste from the foundry - waste mould mixture and waste from the production of aluminium - anode dust. Chemical and mineralogical analysis was performed, as well as the determination of the specific surface area, volume and diameter of pores, and the determination of the functional groups of the tested samples. In order to confirm the obtained results related to the adsorption properties of the tested wastes, additional adsorption experiments were performed in real conditions. The adsorption properties of the tested samples were compared with the adsorption properties of activated carbon, the best commercial adsorbent. Despite the different compositions and structures of tested samples, the obtained results showed that all tested waste materials can be used as alternative cheap adsorbents
Razvoj inovativne ultra-lake Al-Mg-Li legure otporne na degradaciju u ekstremnim svemirskim uvjetima
No full textOptimizacija kemijskog sastava kombiniranim dodatkom litija i magnezija omogućila je dodatno smanjenje mase vozila, poboljšanje modula elastičnosti, specifične čvrstoće, udarne žilavosti, otpornosti na umaranje te smanjenje rasta pukotina uslijed umaranja. U odnosu na druge legirajuće elemente, dodatcima litija smanjuje se gustoća za otprilike 3 % te povećava modul elastičnosti za 6 % dok dodatak magnezija direktno utječe na razvoj mikrostrukture i očvršćivanje krute otopine. Razvoj mikrostrukture tijekom skrućivanja aluminij-magnezij-litij legure te mehanička svojstva rezultat su brojnih parametara kao što su: kemijski sastav, obrada taline, brzina hlađenja, postupak lijevanja te naknadna toplinska obrada.
Iako je u industriji zrakoplovnih i svemirskih letjelica veliki naglasak stavljen na mehanička svojstva materijala, njihovo ponašanje prilikom izloženosti ekstremnim uvjetima te podložnost degradaciji značajno utječu na stabilnost i dugovječnost letjelica. Slabija otpornost metalnih materijala poput čelika, aluminijskih, magnezijevih te titanovih legura na degradaciju potječe od kompleksne mikrostrukture nastale tijekom lijevanja, oblikovanja termo-mehaničkom obradom te završne toplinske obrade. Iako mikrostruktura nastala tijekom proizvodnje pozitivno utječe na mehanička svojstva, međusobna interakcija pojedinih mikrostrukturnih konstituenata te reakcija s metalnom osnovom dovodi do degradacije materijala. Degradacija materijala rezultira nastankom pukotina te raslojavanjem površinskih slojeva. Nestabilnosti materijala dodatno pridonose naprezanja zaostala tijekom oblikovanja gnječenjem te mogući porast u veličini zrna.
Rezultati elektrokemijskih ispitivanja provedenih na aluminijskoj leguri s dodatcima 2,18 mas.% magnezija te 1.92 mas.% litija ukazuju na dobru otpornost materijala na degradaciju prilikom izlaganja ekstremnim svemirskim uvjetima. Uočena stabilnost posljedica je međusobne interakcije magnezija i litija te njihovog utjecaja na razvoj mikrostrukture i formiranje pasivnog zaštitnog sloja na površini materijala.
Dugovječnost, proizašla iz otpornosti na degradaciju, u kombinaciji s visokim funkcionalnim svojstvima ovu leguru čine potencijalnim i vrlo interesantnim inovativnim inženjerskim materijalom u zrakoplovnoj industriji i svemirskoj tehnologiji
Book of abstracts; 19th International foundrymen conference, Humans - Valuable Resource for Foundry Industry Development
No full textKnowledge is becoming an increasingly important resource for economic development. The Republic of Croatia is facing the challenges of the world economy, with the aim to meet certain requirements in shaping the education system. Ensuring the quality assurance of the education system is just one of the requirements set up as a continuous mission of University of Zagreb Faculty of Metallurgy and other co-organizers from the high-education. As the level of education of the population affects the progress of the economy, it is extremely important for the Republic of Croatia to increase the ratio of highly educated persons. In recent years, the ratio of the highly educated population of the Republic of Croatia has been growing, but in comparison with Europe, Croatia is still lagging behind. In order to increase the share of highly educated persons, it is necessary to invest in the quality of education, both in higher education and in secondary and primary education. This would increase awareness of the importance of education, which would ultimately result in an increase in the ratio of highly educated and competent professionals.
Metal industry as a base branch represents an important factor contributing to the economic potential of each country. Current market development as well as technical and economic objective, the production of high-quality, low-cost and environmentally friendly casting, requires application of recent and advanced materials, as well as production technologies, followed and supported by understanding of production process. The metal industry has been recognized as a “driving subdivision” of economy development.
The motto of the 19th International Foundrymen Conference is focused to the HUMANS as a valuable resource for foundry industry development. Human resources have an unavoidable role in scientific, technological and practical aspects concerning research, development and application of casting technology with the common perspective – increase of competitiveness