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
Rozložení prvků na lomové ploše vzorku s chunky grafitem Ke zjištění rozložení koncentrace jednotlivých chemických prvků na vzorku v oblasti s výskytem chunky grafitu bylo provedeno jejich mapování. Na obr. 16–19 jsou zobrazeny mapy koncentrací prvků: C, Si, Ce a Mg. Z uvedených map bylo možné zjistit, že obsah Si v oblasti s chunky grafitem byl v rozsahu 2,79 % až 3,15 %, ale v oblasti s kuličkovým grafitem byl rozsah 3,87 až 4,04 %. Dále se zjistilo, že koncentrace Mg v místech výskytu chunky grafitu se pohybovala v rozsahu 0,00 % až 0,14 % a v místech s kuličkovým grafitem byl rozsah 0,18 až 0,24 %. Ze získaných informací o vzniku chunky grafitu lze za hlavní příčinu jeho vzniku označit metalurgickou jakost taveniny. Vliv doby tuhnutí je v případě vzniku chunky grafitu méně významný, což bylo dokázáno porovnáním výsledků experimentu na bloku s modulem odlitku Mo: 3,75 cm z EN-GJS-450-18 (v1), v němž byl nalezen chunky grafit, s výsledky rozboru materiálových vlastností hlavy stojanu s modulem odlitku Mo: 22,5 cm z EN-GJS-400-15U. Autor [15] hodnotil mechanické vlastnosti a mikrostrukturu po celém průřezu a chunky grafit nebyl nalezen. Příčinou vzniku chunky grafitu ve zkušebním bloku z EN-GJS-450-18 (v1) byl vysoký uhlíkový ekvivalent a zvýšený obsah křemíku, niklu a ceru. Predikce chunky grafitu u bloku 200 × 200 × 300 mm Kritérium pro predikci chunky grafitu v programu MAGMA v5.3 je stále ve vývoji. Predikci výskytu lze popsat jako funkci obsahů Si, Ce, Pb, Sb, As a doby tuhnutí.
Obr. 6. Fig. 6.
Mikrostruktura vzorku K1, zv. 12,5× Microstructure of the K1 castin, magnification 12.5×
Obr. 7.
Fig. 7.
Obr. 9.
Fig. 9.
158
Mikrostruktura vzorku S. Tvar grafitu: VI, V, III, velikost grafitu: 5/6, obsah perlitu: 1 %, obsah feritu: 99 %, leptáno, zv. 100× Microstructure of the S sample. The shape of graphite: VI, V, III, graphite size: 5/6, the perlite content: 1%, the ferrite content 99%, etched, magnification 100×
Na obr. 20 jsou zobrazeny výsledky simulace výskytu pórovitosti (porosity [%]) a makropórovitosti (Niyama criterion [K½ · min½ · cm−1]) pro zkušební blok 200 × 200 × 300 mm s vyznačeným umístěním zkušebních vzorků pro zkoušku tahem. Obr. 21 ukazuje oblast předpokládaného výskytu chunky grafitu dle výše uvedeného kritéria. Vyhodnocení experimentálních taveb Vliv uhlíkového ekvivalentu, zvýšeného obsahu křemíku a niklu na vznik chunky grafitu byl ověřen experimentem na zkušebních odlitcích o rozměrech 200 × 200 × 300 mm a 300 × × 300 × 500 mm. Chunky grafit byl zjištěn u zkušebního odlitku 200 × 200 × × 300 mm odlitého z tavby č. 10704/12 (tab. I). Z výsledků metalografického rozboru (obr. 7–12) vyplývá, že chunky grafit se vyskytoval ve středové oblasti zkušebního odlitku. U odlitku z tavby s upraveným chemickým složením se chunky grafit nevyskytoval a mechanické vlastnosti v celém průřezu odpovídaly požadavkům normy EN 1563:2011. Naměřené mechanické vlastnosti uvedené v tab. II odpovídají mikrostruktuře (obr. 6–11). Mechanické vlastnosti predikované simulačním programem MAGMA v tomto případě plně neodpovídají skutečnosti z důvodu nezahrnutí kritéria pro predikci vlivu chunky grafitu na vlastnosti LKG. Toto nově vyvíjené kritérium pro predikci chunky grafitu v LKG zatím není standardní součástí modulu MAGMAiron pro predikci strukturních a mechanických vlastností LKG.
Mikrostruktura vzorku K1. Tvar grafitu: VI a V, velikost grafitu: 5/6, obsah perlitu: 0 %, obsah feritu: 100 %, leptáno, zv. 100× Microstructure of the K1 sample. The shape of graphite: VI. and V., graphite size: 5/6, the perlite content: 0 %, the ferrite content: 100 %, etched, magnification 100×
Obr. 10. Mikrostruktura vzorku K2, zv. 12,5× Fig. 10. Microstructure of the K2 sample, magnification 12.5×
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
Obr. 8. Fig. 8.
Mikrostruktura vzorku S, zv. 12,5× Microstructure of the S sample, magnification 12.5×
Obr. 11. Mikrostruktura vzorku K2. Tvar grafitu: VI, V, velikost grafitu: 5/6, obsah perlitu: 0 %, obsah feritu: 100 %, leptáno, zv. 100× Fig. 11. Microstructure of the K2 sample. The shape of graphite: VI, V, graphite size: 5/6, the perlite content: 0 %, the ferrite content: 100 %, etched, magnification 100×