Tr e n d y v ý v o j e b í l ý c h o t ě r u v zd o r ný c h l i t i n J . S u c h á n e k
(11–14, 14–18, 18–23 a 23–28 %). Zároveň mají tyto litiny podle požadované aplikace tři úrovně obsahu C a jsou dále legovány prvky, které zajišťují jejich prokalitelnost (Mo, Ni, Cu).
Chromové bílé litiny mají 20–40 obj. % komplexních karbidů (Fe,Cr)7C3 v matrici složené z martenzitu, bainitu, austenitu a sekundárních karbidů. Velký objemový podíl primárních nebo eutektických karbidů v jejich mikrostrukturách zajišťuje vysokou tvrdost potřebnou pro odolnost proti abrazivnímu a erozivnímu účinku částic. Mikrostruktura kovové matrice je závislá na obsahu legujících přísad a na tepelném zpracování. Musí zajistit správnou rovnováhu mezi odolností proti opotřebení a houževnatostí potřebnou pro odolnost proti opakovaným nárazům. Množství, tvar, rozměry i rozložení primárních i eutektických karbidů (Fe,Cr)7C3 v odlitcích z bílých otěruvzdorných litin jsou určeny chemickým složením a procesem krystalizace. Při tepelném zpracování se v důsledku ochuzení matrice o uhlík a chrom tvoří sekundární karbidy (Fe, Cr)23C6, které jsou rozptýleny v matrici. Strukturu kovové matrice je tedy možno regulovat legováním a tepelným zpracováním, kdežto primární karbidická fáze se nemění od ztuhnutí odlitku.
T r e n d y ve v ý vo j i b í l ýc h o t ě r u v z d o r nýc h l i t i n Obr. 2 Mikrostruktura bílé chrom-molybdenové litiny Cr15Mo (zvětšení 500×) Fig. 2. Microstructure of white chromium-molybdenum Cr15Mo cast iron (magnification 500×)
Obr. 1 Mikrostruktura bílé chromové litiny Cr27Mo (zvětšení 500×) Fig. 1. Microstructure of white chromium Cr27Mo cast iron (magnification 500×)
Současné výzkumné práce jsou orientovány do 4 základních směrů: 1. Zvýšit odolnost bílých otěruvzdorných litin proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení bez snížení jejich houževnatosti.
Tab. I. Chemické složení a tvrdost bílých otěruvzdorných litin podle EN 12513 Tab. I. Chemical composition and hardness of white wear resistant cast irons according to the EN 12513 standard obsah prvků [hmot. %]
tvrdost HV (min.)
C
Si
Mn
P
S
Ni
Cr
Mo
Cu
EN-JN2019
350
2,4–3,9
0,4–1,5
0,2–1,0
–
–
–
max. 2,0
–
–
EN-GJN-HV520
EN-JN2029
520
2,5–3,0
max. 0,8
max. 0,8
max. 0,10 max. 0,10
3,0–5,5
1,5–3,0
–
–
EN-GJN-HV550
EN-JN2039
550
3,0–3,5
max. 0,8
max. 0,8
max. 0,10 max. 0,10
3,0–5,5
1,5–3,0
–
–
EN-GJN-HV600
EN-JN2049
600
2,5–3,5
1,5–2,5
0,3–0,8
max. 0,08 max. 0,08
4,5–6,5
8,0–10,0
–
–
max. 1,0
0,5–1,5
max. 0,08 max. 0,08
max. 2,0
11–14
max. 3,0
max. 1,2
max. 1,0
0,5–1,5
max. 0,08 max. 0,08
max. 2,0
14–18
max. 3,0
max. 1,2
max. 1,0
0,5–1,5
max. 0,08 max. 0,08
max. 2,0
18–23
max. 3,0
max. 1,2
max. 1,0
0,5–1,5
max. 0,08 max. 0,08
max. 2,0
23–28
max. 3,0
max. 1,2
Symbol
číslo
EN-GJN-HV350
1,8–2,4
EN-GJN-HV600 (XCr11)
EN-JN3019
EN-GJN- HV600 (XCr14)
EN-JN3029
EN-GJN- HV600 (XCr18)
EN-JN3039
EN-GJN- HV600 (XCr23)
EN-JN3049
600
2,4–3,2 3,2–3,6 1,8–2,4
600
2,4–3,2 3,2-3,6 1,8–2,4
600
2,4–3,2 3,2–3,6 1,8–2,4
600
2,4–3,2 3,2–3,6
S l é vá re ns t v í . L X V . l e d e n – ú n o r 2017 . 1–2
17
L EG OVA N É L I T I N Y
M i k r o s t r u k t u ra c h r o m ov ýc h b í l ýc h l i t i n
Sekundární karbidy hrají důležitou roli pro dosažení houževnatosti a odolnosti proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení (obr. 1) [4], [5]. Růst odolnosti proti opotřebení – s růstem obsahu uhlíku je spojen s postupným růstem podílu karbidů ve struktuře. Tvorba velkých primárních (nadeutektických) karbidů M7C3 je však spojena nejen s velkou tvrdostí, ale i se zvýšenou křehkostí. Proto v praxi se běžně používají podeutektické bílé chromové litiny, které mají vhodnou kombinaci houževnatosti a odolnosti proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení [6], [7]. Chromové bílé litiny pro všeobecné použití obsahují 23–28 % Cr a až do 1,5 % Mo. Přísada Mo zabraňuje perlitické transformaci a zajišťuje maximální tvrdost. Je proto vhodné legovat chromové litiny vždy Mo kromě nejtenčích průřezů. Chromové bílé litiny se rovněž legují Ni a Cu do 1 %, které zlepšují prokalitelnost. Přitom Ni a Cu nemění morfologii krystalizace. I když maximální docílená tvrdost není tak vysoká jako u Cr-Mo bílých litin, používají se tyto litiny s úspěchem v případech kombinovaného účinku opotřebení částicemi a korozního působení okolního prostředí. Chrom-molybdenové litiny, které obsahují 11–23 % Cr a do 3,5 % Mo, lze používat v litém stavu s matricí austenitickou nebo austeniticko-martenzitickou nebo tepelně zpracované s matricí martenzitickou s malým podílem zbytkového austenitu pro maximální odolnost proti opotřebení a houževnatost (obr. 2). Mají vyšší tvrdost karbidů M7C3 (vliv Mo) a mohou být tepelně zpracované pro dosažení vyšší tvrdosti odlitků.
