Strukturę siluminu przedstawiono na rysunku oznaczonym literą
C
D
A
B
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2021 (arkusz M.37-SG-21.01).
Strukturę siluminu pokazano na rysunku D, bo widać tam typowy obraz stopu aluminium z krzemem: jasne dendryty roztworu stałego α-Al oraz ciemniejsze, drobniejsze obszary eutektyki Al-Si między ramionami dendrytów. To jest bardzo charakterystyczne dla odlewanych stopów Al-Si, szczególnie siluminów podeutektycznych i okołoeutektycznych. Skala 50 μm też pasuje do obserwacji metalograficznej takiego odlewu po wypolerowaniu i wytrawieniu zgładu. Moim zdaniem najłatwiej zapamiętać to tak: silumin zwykle nie ma grafitu jak żeliwo, tylko układ aluminium + krzem, często w postaci dendrytycznej i eutektycznej. W praktyce taka struktura ma duże znaczenie, bo wpływa na lejność, skurcz, szczelność odlewu, obrabialność i wytrzymałość. W odlewni kontroluje się ją przez skład chemiczny, temperaturę zalewania, szybkość chłodzenia oraz modyfikację, np. sodem lub strontem, żeby krzem eutektyczny był drobniejszy. Dobre praktyki branżowe i normy dla odlewów aluminiowych, np. PN-EN 1706, wymagają powiązania struktury z gatunkiem stopu i własnościami mechanicznymi, a nie tylko patrzenia na obrazek na oko.
Jeśli wybrano A, B albo C, to najpewniej pomylono ogólny wygląd zgładu metalograficznego z konkretną strukturą siluminu. W metaloznawstwie samo to, że obraz jest czarno-biały i ma jakieś wydzielenia, nie wystarcza do identyfikacji stopu. Rysunek A przypomina raczej strukturę żeliwa szarego, gdzie widoczne są płatkowe wydzielenia grafitu w metalicznej osnowie. To zupełnie inny materiał niż stop aluminium z krzemem. Grafitowe płatki dają charakterystyczne, cienkie i nieregularne ciemne ślady, a w siluminie szuka się dendrytów α-Al oraz eutektyki Al-Si. Obraz B ma wygląd iglasto-płytkowy, typowy bardziej dla struktur stali po przemianach fazowych, np. układów martenzytycznych albo Widmanstättena, a nie dla odlewniczego stopu Al-Si. Z kolei obraz C kojarzy się z żeliwem sferoidalnym, bo widać kuliste wydzielenia grafitu rozmieszczone w osnowie. Częsty błąd polega na tym, że ktoś widzi kulki lub ciemne obszary i od razu myśli o krzemie, ale krzem w siluminie nie wygląda jak grafit sferoidalny w żeliwie. W praktyce przy rozpoznawaniu mikrostruktur trzeba patrzeć na morfologię faz, skalę powiększenia, sposób rozmieszczenia wydzieleń i materiał, którego pytanie dotyczy. Silumin to stop nieżelazny Al-Si, więc jego typowy obraz to dendryty aluminium i eutektyka krzemowa, właśnie jak na rysunku D. Z mojego doświadczenia najlepiej porównywać takie zdjęcia z atlasem struktur, bo pamięć wzrokowa działa tu naprawdę dobrze, ale musi być połączona z wiedzą o składzie chemicznym i krzepnięciu stopu.