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
Tab. I. Tab. I.
Chemické složení tavby 10704/12 Chemical composition of the 10704/12 melt
Chemické složení tavby 10704/12 po dodatečné modifikaci předslitinou NiMg5(M) C
Mn
Si
P
S
Cr
Ni
Cu
Mo
V
Ti
3,30
0,289
3,43
0,024
0,009
0,027
0,269
0,03
0,00
0,004
0,014
Al
Co
Sb
As
Mg
Pb
Bi
Ce
Zn
CEL
0,022
0,002
0,002
0,002
0,050
0,002
0,002
0,002
0,001
4,25
Tab. II. Tab. II.
Mechanické vlastnosti vzorků ze zkušebního odlitku 200 × 200 × 300 mm Mechanical properties of samples from the test casting 200 × 200 × 300 mm
Dosažené výsledky mechanických vlastností odlitků z EN-GJS-450-18C R p0,2 [MPa]
R m [MPa]
A 5 [%]
Z [%]
KV [J]
HB
K1
429
525
16,3
14,2
3,7
–
S
380
387
0,4
0,7
4,1
–
K2
434
518
10,8
10,2
3,9
–
min. 350
min. 450
min. 14
inf.
inf. 7,0
160–190
Označení
EN 1563:2011
Metalurgické zpracování litiny Vsázka pro tavbu o hmotnosti 600 kg v elektrické indukční peci (EIP) byla složena z následujících surovin: surové železo PIG NOD: 35 %, pakety z hlubokotažného plechu: 50 %, litinový odpad: 10 %, elektrodový grafit: 1 %, SiC: 2 %, FeSi 65%: 2 %. Vsázka byla roztavena a upravena na předepsané chemické složení v EIP. Po dosažení předepsané teploty se provedl odpich do pánve, ve které proběhla modifikace a očkování polévací metodou. V pánvi bylo připraveno předepsané množství směsi modifikační předslitiny FeSiMg6(O) a FeSiMg6(M) v poměru 30 : 70 zasypané 0,6 % očkovací předslitiny SMW 605 (FeSi65Al CaBi). Po modifikaci a očkování byl odebrán vzorek pro chemickou analýzu taveniny a na základě výsledku proběhla přísada VL4 (NiMg5), konečné chemické složení viz tab. I. Následně se termickou analýzou provedla kontrola taveniny. Teplota taveniny v pánvi po modifikaci a očkování dosáhla teploty 1360 °C a byla odlita do připravených forem. Pro porovnání vlivu metalurgické kvality taveniny na vznik chunky grafitu byla provedena i druhá srovnávací tavba se směrným chemickým složením C = 3,0–3,3 %, Si = 3,1–3,4 %. Tavba byla realizována podle předchozího předpisu, ale bez použití předslitiny NiMg5. Zkušební odlitky Model zkušebního bloku o rozměrech 200 × 200 × 300 mm byl na dvou stěnách opatřen chladítky o ∅ 100/100 mm a na dvou stěnách chladítky 100 × 100 × 80 mm; dále se doplnila vtoková soustava a výfuky (obr. 3). Rychlost ochlazování stanovená simulací byla 20 °C/s. Druhý zkušební blok o rozměrech 300 × 300 × 500 mm byl ochlazován chladítky o rozměrech 500 × 250 × 200 mm a spodní plocha 75 × 50 × 150 mm; dále se doplnila vtoková soustava a výfuky. Rychlost ochlazování stanovená simulací byla 23 °C/s. Formy byly zhotoveny z křemenného ostřiva pojeného furanovou pryskyřicí. Po ztuhnutí a vychladnutí se zkušební bloky vyjmuly z formy a vzorky se připravily pro mechanické zkoušky a metalografický rozbor. Mechanické vlastnosti zkušebního bloku 200 × 200 × 300 mm Zkušební vzorky pro zkoušku tahem a rázem v ohybu byly vyrobeny dle rozřezového plánu (obr. 4). V tab. II jsou uvedeny dosažené hodnoty mechanických vlastností.
Predikce mechanických vlastností u bloku 200 × 200 × 300 mm Při daném chemickém složení experimentální tavby (tab. I) jakosti EN-GJS-450-18 byly simulovány mechanické vlastnosti (obr. 5) – jejich reálně zjištěné hodnoty jsou uvedeny v tab. II. Metalografický rozbor vzorků zkušebního bloku 200 × 200 × 300 mm Metalografické vyhodnocení tvaru grafitu a struktury dle EN ISO 945-1 na vzorcích ze zkušebního bloku je uvedeno na obr. 6–11. Vzorky na metalografický rozbor byly odebrány ze závitových hlav tahových zkoušek, a tak struktura materiálu odpovídá naměřeným mechanickým vlastnostem.
Mikroskopická analýza – REM Po získání výsledků mechanických vlastností ze zkoušek tahem se provedl rozbor vzorků na elektronovém mikroskopu (REM) lomové plochy vzorku S, kde byl zjištěn obsah chunky grafitu. Na fotografiích (obr. 12–15) je porovnání morfologie zrnitého a chunky grafitu: rozhraní zrnitého a chunky grafitu na lomové ploše (obr. 12), křehký štěpený lom se zrnitým grafitem (obr. 13), lomová plocha jen s chunky grafitem (obr. 14) a „vřetenová“ morfologie chunky grafitu (obr. 15).
Obr. 3. Fig. 3.
Obr. 5. Fig. 5.
Zkušební odlitek s chladítky (blok 200 × 200 × 300 mm) A test casting with chills (the block 200 × 200 × 300 mm)
Obr. 4. Fig. 4.
Rozřezový plán zkušebního odlitku 200 × 200 × 300 mm A plan of cutting the casting 200 × 200 × 300 mm
Výsledky simulace maximálních hodnot R p0,2 , R m a A 5 u zkušebního bloku – bez ohledu na chunky grafit Results of simulation of maximum values R p0.2, R m and A 5 in the test block – regardless of chunky graphite
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
157
O D B O R N É R ECEN ZOVA N É ČL Á N K Y
Sn 0,004
J . O d e h n a l – J . H a m p l – K . Ko n e č n á
