V ý r o b a a v l a s t n o s t i a u s t e n i t i c k ý c h l i t i n V. K a ň a
S l é vá re ns t v í . L X V . l e d e n – ú n o r 2017 . 1–2
7
L EG OVA N É L I T I N Y
se vyloučilo maximum grafitu [8]. Vyšší obsah uhlíku na jedné straně zlepšuje dosazování litiny, na druhé straně se lepších pevností a tažností dosahuje při nižším obsahu uhlíku. Uhlík však současně s křemíkem zvyšuje náchylnost litiny k vylučování chunky grafitu [3]. Výpočet uhlíkového ekvivalentu u austenitické litiny je komplikován vysokým obsahem legujících prvků, zejména niklu. Nikl totiž zvyšuje aktivitu uhlíku (ε = +2,9 [9]), a proto snižuje jeho rozObr. 1. Struktura austenitické litiny bez Obr. 2. Struktura austenitické litiny s ob- karbidotvorných prvků pustnost v litině, takže se eutektická sahem 1,7 % Cr Fig. 1. Structure of austenitic cast iron Fig. 2. Structure of austenitic cast iron with koncentrace uhlíku posunuje k nižším without carbide-forming elements the content of 1.7 % Cr hodnotám koncentrace uhlíku. V literatuře jsou uváděny empirické rovnice, které uvažují vliv křemíku a niklu. Pro stanovení uhlíkového ekvivalentu v ausznaček je přípustný obsah karbidů. Chceme-li austenitickou tenitických litinách se doporučuje používat následující rovnici matrici zajistit a zamezit tím případné korozi pod napětím, pak [1], [2], [3], [6], [7], [13] a [14]: by složení litiny mělo odpovídat následujícímu vzorci pro výCe = % C + 0,33 · % Si + 0,047 · % Ni − 0,0055 · % Ni · % Si počet niklového ekvivalentu [3], [5], [6]: (2) (1) Niekv. = % Ni + % Cr + 2 · % Mn > 23,5 Obsah uhlíku je navíc omezen eutektickou koncentrací. U těžV případě, že tato rovnice není splněna, hrozí nestabilita auských odlitků, zejména s masivní tloušťkou stěn, hrozí při přetenitu a jeho transformace na martenzit při nízkých teplokročení jeho eutektické koncentrace nebezpečí flotace grafitu. tách, příp. i při pokojové teplotě a zejména pak při spolupůKřemík – snižuje tvorbu karbidů a do austenitické litiny se sobení mechanického namáhání [6]. Platnost kritéria dle rovpřidává podle tloušťky stěny. V tlustostěnných odlitcích jsou nice (1) potvrzují jak uvedené literární zdroje, tak i praktické k dispozici jen velmi malé tolerance pro změny uhlíku, niklu zkušenosti z lití experimentálních taveb ve školní slévárně na a křemíku, které vyhovují podmínkám, za jakých nevzniká VUT v Brně. Při jeho splnění bylo vždy dosaženo homogenní chunky grafit [5]. Křemík je podobně jako u ostatních litin austenitické struktury. Více se problematikou stability austedůležitý při očkování litiny. K očkování se používají slitiny na nitické struktury v litém stavu, ale zejména pak ve stavu po bázi FeSi, ale bez obsahu KVZ, zejména ceru a bez vápníku. expozici zvýšeným teplotám zabývá literatura [1], [7], [8], [9], Z dalších legujících prvků může být v austenitické litině obsažen: [10]. Chrom – jeho rozpustnost v austenitické matrici je asi 0,5 %, Uhlík – snižuje teplotu likvidu, zlepšuje tekutost a způsobuje nad touto koncentrací se začnou vylučovat feromagnetické grafitizační expanzi, čímž zlepšuje dosazování litiny. Obsah karbidy typu (FeCr)3C a (FeCr)7C3, které zvyšují korozivzdornost, pevnost, otěruvzdornost a zlepšují vlastnosti za vysouhlíku má nejvýraznější vliv na licí vlastnosti, vylučování grafikých teplot [2]. Pokud jsou však karbidy vyloučeny ve formě tu a hustotu (těsnost) odlitků. Ukázalo se, že je dobré nastavit souvislého síťoví, pak dochází k výraznému poklesu mechanejvyšší možný obsah uhlíku, který je dovolen dle normy, aby nických vlastností materiálu. Přítomnost většího množství karbidů také značně zhoršuje obrobitelnost. Mangan – nedělá při výrobě austeniticTab. I. Chemické složení austenitické litiny s kuličkovým grafitem dle ASTM A 439 [4] ké litiny běžně žádné problémy, pokud Tab. I. Chemical composition of austenitic spheroidal graphite cast iron according to the ASTM A 439 standard [4] se jeho obsah drží pod přibližně 2 %. Při výrobě nemagnetických, zvláštních Označení Ni Cr Si Cu Mn C max. jiné druhů austenitické litiny, jako GGL-NiMn Ni-Resist D-2 18,0–22,0 1,75–2,75 1,0–3,0 0,5 max. 0,70–1,25 3,0 – 13 7 (Nomag) a GGG-NiMn 13 7 (Nod0,12–0,20 Ni-Resist D-2W 18,0–22,0 1,50–2,20 1,5–2,2 0,5 max. 0,5–1,5 3,0 umag) (značení dle DIN 1694), jejichž Nb obsah manganu se pohybuje kolem Ni-Resist D-2B 18,0–22,0 2,75–4,00 1,5–3,0 0,5 max. 0,70–1,25 3,0 – 6,5 %, může vysoký obsah manganu Nicrosilal 18,0–22,0 1,0–2,5 4,5–5,5 0,5 max. 0,5–1,5 3,0 – působit ve slévárnách vážné technické Spheronic potíže. Mangan ve vyšších koncentraNi-Resist D-2C 21,0–24,0 0,5 max. 1,0–3,0 0,5 max. 1,8–2,4 2,9 – cích tvoří karbidy, které se vyskytují obNi-Resist D-2M 22,0–24,0 0,2 max. 1,5–2,5 0,5 max. 3,75–4,50 2,6 – zvláště v litém stavu. Protože tyto karbiNi-Resist D-3A 28,0–32,0 1,0–1,5 1,0–2,8 0,5 max. 1,0 max. 2,6 – dy jsou nemagnetické, nemají nepříznivý Ni-Resist D-3 28,0–32,0 2,5–3,5 1,0–2,8 0,5 max. 1,0 max. 2,6 – vliv na požadovanou nižší magnetickou Ni-Resist D-4A 29,0–32,0 1,5–2,5 4,0–6,0 0,5 max. 0,5–1,5 2,6 – propustnost, ale zhoršují obrobitelnost Ni-Resist D-4 28,0–32,0 4,5–5,5 5,0–6,0 0,5 max. 1,0 max. 2,6 – odlitků [3]. Mangan nepřispívá ke zvýNi-Resist D-5 34,0–36,0 0,1 max. 1,0–2,8 0,5 max. 1,0 max. 2,4 – šení korozivzdornosti a jeho použití přiNi-Resist D-5B 34,0–36,0 2,0–3,0 1,0–2,8 0,5 max. 1,0 max. 2,4 – padá v úvahu jen u odlitků, u kterých se Ni-Resist D-5S 34,0–37,0 1,15–2,25 4,9–5,5 0,5 max. 1,0 max. 2,3 – požaduje nemagnetičnost, ale nevyNi-Resist D-6 12,0–14,0 0,2 max. 2,0–3,0 0,5 max. 6,0–7,0 3,0 – žaduje se korozivzdornost [5]. Přísada