{' '} {' '}
Limited time offer
SAVE % on your upgrade.

Page 34

PŘ EK L A DY

K. Röhrig

L e g o v a n á l i t i n a – 25 . d í l. V l i v l e g u j í c í c h p r v k ů n a v l a s t n o s t i l i t i ny

uhlíku, resp. stupně nasycení. Při přechodu od perlitické k feritické základní kovové hmotě se zvětšuje množství grafitu téměř o pětinu. Zdá se, že ani počet a množství grafitových částic nemá význačný přímý vliv. Výjimkami jsou přirozeně nehomogenity jako flotace grafitu nebo grafitových buněk. Vyšší počet částeček však zjemněním zrna a méně výraznými hranicemi zrn ovlivňuje základní kovovou hmotu. Znázornění na obr. 2 by se dalo rozšířit doprava k lupínkovému grafitu. V litině s kuličkovým grafitem se mohou díky vázání síry na zbytkový obsah hořčíku nebo na kyslík objevit v okrajových částech odlitku podíly lupínkového grafitu. Totéž platí u litiny s červíkovitým grafitem v důsledku příliš pomalého chladnutí v tlustostěnných partiích odlitku v důsledku nedostatečného zpracování (očkování) [3], [4], [5]. Tím dochází k výrazným ztrátám u mechanických vlastností. U litiny s lupínkovým grafitem jsou souvislosti mnohem složitější. Protože jsou vrubové účinky grafitu s rostoucím podílem, tzn. zvyšujícím se obsahem uhlíku, silnější, pevnost se s nárůstem obsahu uhlíku snižuje. Pevnost v tahu závisí na maximální délce lupínků podle vzorce [18]: Rm = k / √Grmax

(1)

kde je: Rm pevnost v tahu, Grmax maximální délka lupínku grafitu, k koeficient z modulu pružnosti a energie na tvorbu nového povrchu. Protože maximální délka grafitových lupínků je omezena průměrem buněk, je pevnost při vyšším počtu zrn, resp. buněk, vyšší. Jako příklad závislosti pevnosti v tahu na obsahu uhlíku ukazuje obr. 5 starší vyhodnocení. Toto vyhodnocení více než 200 průmyslových šarží GJL-200, GJL-250 a GJL-300 sice ukazuje tendenci, ale také velmi veliký rozptyl. Regresní rovnice sestavená z těchto hodnot zní: Rm [N/mm2] = 1109 − 248 % C

(2)

Přesnost hodnoty B = 43 % je kvůli tomu, jak je nízká, zklamáním. Existuje tedy mnoho dodatečných ovlivňujících veličin. Obvykle se však pevnost nepopisuje jenom jako závislost na obsahu uhlíku samotném, ale jako závislost na stupni nasycení S, nebo na ekvivalentu uhlíku (CE), ve kterých jsou společně

Obr. 5. Souvislost mezi obsahem uhlíku a pevností LLG v tahu v 30mm zkušební tyči u tavenin vyrobených průmyslově [8]

32

S l é vá re ns t v í . L X V . l e d e n – ú n o r 2017 . 1–2

zahrnuty účinky uhlíku, křemíku, fosforu a případně dalších prvků. Stupeň nasycení ovšem není žádná exaktní míra obsahu uhlíku, resp. grafitu, ale popisuje situaci taveniny vztahující se na eutektické složení nebo také na podíl primárních dendritů. Obr. 6 ukazuje u průmyslových tavenin typickou závislost pevnosti na stupni nasycení. I zde se dá pozorovat velmi velká šířka rozptylu. Dvě zjednodušené regresní rovnice pro souvislost zní: Rm [N/mm2] = 981 − 785 · Sc

(3a)

Rm [N/mm ] = 1020 − 825 · Sc

(3b)

2

Další zjednodušená rovnice zní: Rm [N/mm2] = 1000 − 800 · Sc

(3c)

Regresní přímka podle rovnice (3b) je vynesena na obr. 6 jako RG = 100. Ostatní přímky v tomto diagramu udávají tzv. stupeň zralosti, který popisuje odchylku naměřených hodnot od rovnice (3b) používané jako normální vztah [8], [9]. Vyhodnocení ostatních souborů hodnot ovšem poskytlo a poskytuje jiné regresní rovnice. Příslušný výpočet pro hodnoty na obr. 5 dává např. regresní rovnici: Rm [N/mm2] = 904 − 655,7 · Sc

(4)

Je nutné poznamenat, že tyto rovnice jsou staré již více než 40 let a platí pro dnešní vsázkové materiály a výrobní podmínky pravděpodobně jen kvalitativně. Tak obsahovala např. většina tehdejších želez ještě poměrně více fosforu, který zvýšil stupeň nasycení asi do 0,5 % P a také pevnost. Pro tvrdost platí podobné souvislosti. Zatímco množství grafitu hraje u litiny s kuličkovým a s červíkovitým grafitem jen malou roli, je jeho vliv u litiny s lupínkovým grafitem skutečně silný. Rostoucí množství grafitu snižuje tvrdost v podobném rozsahu jako pevnost v tahu. Pro dvě různá železa byly vypočítány následující závislosti: tvrdost HB = 539 − 87 · % C − 25 · % Si + 15 · % Mn

(5a)

tvrdost HB = 576 − 94 · % C − 23 · % Si

(5b)

Také zde hrají roli četné faktory a postarají se o výrazný rozptyl. Je možné vytvořit vztah mezi tvrdostí a pevností v tahu, ze kterého ale vyplývají také různé rovnice, takže předpověď pevnosti v tahu z jednoduchého měření tvrdosti jako u oceli je často příliš nepřesné. Použitelná rovnice je podle odkazu [8] následující:

Obr. 6. Typická závislost pevnosti LKG v 30mm zkušební tyči na stupni nasycení u tavenin vyrobených průmyslově [8]

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 1-2 2017  

Slevarenstvi 1-2 2017  

Profile for inasport