06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

1

ODLEWNICTWO - 2

dr hab.Andrzej Modrzyński

Professor of Poznań Technical University 

(Poland)

tel.: (+048) (0-61) 66-52- 422
fax: (+048) ( 0-61) 66-52- 217
e-mail: 

modan@sol.put.poznan.pl

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

2

Zjawiska zachodzące podczas studzenie 

metalu oraz procesów  krzepnięcia i 

krystalizacji



 proces formowania warstwy 

powierzchniowej odlewu 



 proces powstawania struktury pierwotnej 

odlewu 



 chemiczne i fizyczne procesy prowadzące 

do powstawania wtrąceń niemetalicznych 



 zjawisko skurczu metalu podczas 

studzenia metalu w formie w stanie 

ciekłym , procesu krzepnięcia i studzenia 

w stanie stałym

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

3

Proces tworzenia warstwy 

wierzchniej odlewów 

Warstwa wierzchnia odlewów

Procesy 

fizyczne i  i 

reakcje 

chemiczne  na 

powierzchni 

granicznej :

Ciekły metal - 

forma

Ciekły metal

Forma

Ciężar 

i grubość 

ścianki odlewu

-Skład chemiczny 
stopu,

- napięcie 
powierzchniowe,

- temperatura 
zalewania , 

- gęstość stopu ,
- właściwości  
termofizyczne 
stopu 

- skład masy 
formierskiej,

- wielkość ziarna 
osnowy 
piaskowej,

-twardość formy,
-Właściwości 
termofizyczne 
masy 
formierskiej ,

- kształt i 
wymiary formy 
odlewniczej

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

4

Właściwości termofizyczne



  - współczynnik przewodnictwa 

ciepła



c

w 

– ciepło właściwe ( kJ /kg)



 b= ( ) 

0.5

- współczynnik 

akumulacji ciepła



  - współczynnik rozszerzalności 

cieplnej 



 T

t

 – temperatura topnienia 

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

5

Wpływ wielkości ziarna osnowy masy 

formierskiej na chropowatość 

powierzchni odlewów 

15
0
10
0

50

R

a

,m

Wielkość

ziarna 
,mm

0,16

0,2

O,10

0,063

0,00
5

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

6

Proces krystalizacji i tworzenie struktury 

odlewu  



 Zarodkowanie 

* Homogeniczne 
* Heterogeniczne



Wzrost ziaren 



Tworzenie struktury odlewu

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

7

Zarodkowanie homogeniczne 

Ciekły 
metal

Ciekły metal

 

Zarodek

G

o 

– energia swobodna 

G

1 

– energia swobodna 

Kiedy  :

G

1

 – G

o

 < 0

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

8

Zarodkowanie homogeniczne 

Podczas procesu powstawania zarodka:

G

V 

– energia swobodna objętościowa 

maleje 

G

F

 – energia powierzchniowa na granicy faz 

wzrasta  

Zgodnie z powyższym :

G = - G

v

 + G

F

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

9

Zarodkowanie homogeniczne

s

l

l

o

r

r

t

t

L

G































2

3

4

3

4

Gdzie :

L – ciepło topnienia , kJ/kg

t – stopień przechłodzenia , 

o

C

T

l 

 - Temperatura likwidus  ,

o

C



o

 – gęstość ciekłego metalu , kg/m

3



s-l

 – napięcie powierzchniowe na granicy faz ( ciało stałe-ciecz 

),

r   - promień zarodka 

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

10

Zarodkowanie homogeniczne

Promień 

zarodka

G

r 
-krytyczny

G

F

G

V

G

Wzrost

zarodka

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

11

Zarodkowanie homogeniczne

 Wartość  r 

kr 

może być wyznaczona z 

zależności :

dG /d r = 0

   2 

(l-s) 

t 

l

R 

kr  

= --------------------------------

          L

o 

t

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

12

ZARODKOWANIE HETEROGENICZNE

( WYMAGA MNIEJSZEJ ENERGII )



 

POWSTAWANIE ZARODKA NA 

NIEDOSKONAŁOŚCIACH SIECI 

KRYSTALICZNEJ OSNOWY ( GRANICE 

ZIARN, BŁĘDY UŁOZENIA SIECI, 

DYSLOKACJE ),



 ZARODEK POWSTAJE NA WTRĄCENIACH 

NIEMETALICZNYCH ZAWARTYCH W 

CIEKŁYM MEALU,



 ZARODKOWANIE NA KONTACIE CIEKŁEGO 

METALU Z MATERIAŁEM FORMY

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

13

ZARODKOWANIE 

HETEROGENICZNE



 WYSTĘPYJE PODCZAS 
WYKONYWANIA ODLEWÓW Z 
CZYSTYCH METALI TECHNICZNYCH 
(O OBNIŻONYM STOPNIU 
CZYSTOŚCI ) I STOPÓW 
ODLEWNICZYCH (OBECNOŚĆ 
WTRĄCEŃ I KONTAKT CIEKŁEGO 
METALU Z FORMĄ ODLEWNICZĄ ).

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

14

Zmiana temperatury w procesie 

krzepnięcia

(stop eutektyczny – T

l

 = T

s

 ) 

Temperatur
a

Czas

T

l

=T

s

T- stopień 

przechłodzenia

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

15

Odmiany procesy krystalizacji



 Zarodkowanie warstwowe



 Zarodkowanie objętościowe



 Zarodkowanie mieszane

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

16

KRYSTALIZACJA 

WARSTWOWA

T

l

-T

s

T

>>1

F

F

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

17

KRYSTALIZACJA OBJĘTOŚCIOWA

T

l

-T

s



T

<<1

F

F

06/04/21

Foundry Section - Poznan Univ
ersity of Technology

18

KRYSTALIZACJA MIESZANA

T

l

-T

s

T

=1

F

F