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

Page 12

O D B O R N É R ECEN ZOVA N É ČL Á N K Y

J . O d e h n a l – J . H a m p l – K . Ko n e č n á

Ch u n k y g r a f i t v t ě ž k ý c h o d l i tc í c h z l i t i ny s ku l i č ko v ý m g r a f i t e m

Chunky grafit v těžkých odlitcích z litiny s kuličkovým grafitem Chunky graphite in heavy spheroidal graphite castings Received: 08.04.2016 Received in revised form: 27.04.2016 Accepted: 02.05.2016 669.111 : 669.131.018.2 : 621746-11 chunky graphite—spheroidal graphite cast iron— casting wall thickness

Theoretically and experimentally verified conditions of the formation of chunky graphite in spheroidal graphite cast iron (GJS) are described in the contribution. Influence of chemical composition, the rate of solidification and metallurgical processing of GJS on occurrence of chunky graphite has been verified on test castings with high module. Using the solidification simulation the occurrence of porosit y, of chunky graphite and the reduc tion of mechanical proper ties in the heat axis of the casting were predic ted. Worsened microstruc tural and mechanical proper ties in the critical point s of the test casting were verified with done mechanical test s and detailed microscopic analysis.

Ing. Josef Odehnal, Ph.D. P I L S E N S T E E L , s . r. o . ( L t d .), P l z e ň

doc. Ing. Jiří Hampl, Ph.D. VŠB – TU Ostrava, katedra metalurgie a slévár e n s t v í | Te c h n i c a l U n i v e r s i t y o f O s t r a v a , Fa cult y of Metallurgy and Materials Engineering, Depar tment of Metallurgy and Foundry Engineering

Ing. Kateřina Konečná VŠB – TU Ostrava, katedra metalurgie a slévár e n s t v í | Te c h n i c a l U n i v e r s i t y o f O s t r a v a , Fa cult y of Metallurgy and Materials Engineering, Depar tment of Metallurgy and Foundry Engineering

154

S l é vá re ns t v í . L X I V . k v ě te n – č e r v e n 2016 . 5 – 6

Ú vo d Mezi mikroskopickými vadami LKG je výskyt chunky grafitu velmi nebezpečný, protože v postižených oblastech vede k radikálnímu snížení mechanických vlastností. Problematikou vzniku chunky grafitu v LKG se zabývalo více autorů. Rozbor teorií jeho vzniku poukazuje na různé mechanizmy tvorby tohoto typu grafitu. Zvýšené riziko vzniku chunky grafitu je při odlévání silnostěnných odlitků vysokých hmotností z litiny s kuličkovým grafitem se zvýšeným obsahem křemíku a dlouhou dobou tuhnutí. Te o r i e v z n i k u c h u n k y g ra f i t u Teorie vzniku chunky grafitu se zakládají na předpokladu, že grafit roste na přednostních rovinách. Tento typ grafitu nemůže být vysvětlen jako důsledek degenerace kulovitého tvaru grafitu, „který je přirozeným tvarem grafitu v LKG“ [1], [2]. Výchozí teorie vzniku chunky grafitu jsou následující: – teorie vysvětlující tvorbu chunky grafitu přednostním růstem grafitu podél osy „C“ (obr. 1) [3]; – teorie vzniku chunky grafitu obohacením atomů uhlíku v tekuté fázi mezi rameny dendritů primárního austenitu. Následně se tvoří oblasti přesycené uhlíkem, z nichž se vylučuje chunky grafit [4]; – teorie popisující růst krystalů na základní rovině jako šroubové dislokace [5]; – teorie, která naznačuje růst grafitu uvnitř bublin hořčíkových par v tavenině LKG (obr. 2) [6]; – teorie vzniku chunky grafitu během eutektického tuhnutí, ještě před vyloučením sférolitů [7]. Současné poznatky o vzniku chunky grafitu: a) Všeobecně je uznáván přirozený růst grafitu v kulovitém tvaru v tavenině. Kulovitý tvar je modifikovaným druhem lupínkového grafitu, který roste na sulfidických a oxidických zárodcích. Růst grafitu probíhá mechanizmem povrchové adsorbce [2]. b) Předchozí výsledky vedou k závěru, že tuhnutí silnostěnných odlitků z eutektické litiny s kuličkovým grafitem začíná vylučováním primárních kuliček grafitu. Současně probíhá růst austenitu, který tyto kuličky obklopuje. Růst chunky grafitu je jednoznačně spojen se zvětšujícím se přechlazením během eutektické reakce. Antimon může obsah chunky grafitu podstatně snížit a poměr antimonu k ceru přes 0,8 by mohl tuto degeneraci grafitu pravděpodobně odstranit [8]. c) Nové výsledky zkoumání týkající se očkování tavenin litiny a tvorby chunky grafitu jednoznačně ukazují, že očkování zvyšuje riziko tvorby chunky grafitu. Očkováním odlitých bloků s modulem od 3 do 5 cm byl podíl chunky grafitu zvýšen. Očkováním byl kromě zvýšení počtu kuliček grafitu také podpořen sklon k tvorbě chunky grafitu [9]. d) Z porovnání křivek chladnutí a mikrostruktur LKG vyplývá: – tvorba zárodků primárního grafitu v tavenině (TL konstantní); – počáteční eutektická reakce začíná růstem dendritů austenitu, které obklopují primární sférolity grafitu (TEN konstantní); – k růstu buněk chunky grafitu a sekundárních kuliček grafitu dochází v závěrečné fázi eutektické reakce (TEU konstantní). Počáteční teplota začínající eutektické reakce se zdá být značně závislá na metalurgické kvalitě taveniny, a ne na následném očkování. Teplota prodlevy na začátku eutektické reakce byla dána víceméně přechlazením během

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 5-6 2016  

Slevarenstvi 5-6 2016  

Profile for inasport