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

Page 29

K i n e t i k a o d e z n í v á n í o č ko v a c í h o ú č i n ku v l i t i n á c h, j e h o v l i v n a n u k l e a c i g r a f i t u

Kinetics of fading of the inoculation effect in cast irons, its influence on graphite nucleation, number of eutectic cells and thereof resulting impacts on metallographic structure Received: 29.08.2016 Received in revised form: 30.08.2016 Accepted: 30.08.2016 669.13 : 621.745.4 : 669.111 : 669.017 cast iron—inoculation— graphite—structure

Cer tain simplification of described course of graphitization process is mentioned in the submit ted work. Chosen procedure enables to deduce conclusions about consequences of fading of the inoculation ef fec t.

Ú vo d Očkování litin je proces, při němž dochází při mimopecním zpracování taveniny, dle všeobecně rozšířeného výkladu, k tvorbě heterogenních krystalizačních zárodků nukleace grafitu. Přítomnost heterogenních zárodků vede ke zmenšení podchlazení a tím k žádoucímu ovlivnění výsledné metalografické struktury odlitku. Známou skutečností je, že tento proces netrvá po neomezenou dobu udržování taveniny, ale že postupně odeznívá (obr. 1). Odeznívání očkovacího účinku je dle [1] možno vysvětlit jako důsledek hrubnutí heterogenního vměstku, k němuž dochází v průběhu udržování taveniny. Hrubnutí je způsobeno difuzí řízeným procesem, přičemž velké vměstky rostou na úkor malých. Hnací síla je zajištěna zmenšením celkového mezifázového povrchu částice–tavenina, což postupně snižuje celkovou energii soustavy. Za předpokladu zachování celkového objemu vměstků má hrubnutí vměstku za následek snížení jejich hustoty (obr. 2) a tedy i počtu míst pro nukleaci grafitu. Kinet ika koagulace heterogenních vměst k ů V příspěvku [2], kde je řešena kinetika odeznívání očkovacího účinku, je odvozen matematický vtah (1) pro stanovení počtu heterogenních vměstků Nt v závislosti na době izotermického udržování taveniny: Nt = N 0 exp (−λt)

(1)

kde: N 0 [cm−3] je celkový počet heterogenních vměstků vzniklých procesem očkování, λ [min−1] je koeficient pravděpodobnosti koagulace, t [min] je čas izotermického udržování taveniny. Závislost zvětšování poloměru kulovitého vměstku rt [m] na době izotermického udržování taveniny vyjadřuje vztah:

 λt  rt = r0 exp   3

(2)

kde r0 [m] je poloměr kulovitého vměstku, vzniklého procesem očkování. Matematický vztah (3) pak vyjadřuje závislost zmenšování celkového povrchu heterogenních kulovitých vměstků St [cm2cm−3] v jednotkovém objemu taveniny na době izotermického udržování taveniny:

 – λt  S t = S 0 exp    3 

(3)

kde S 0 [cm2cm−3] je celkový povrch kulovitých vměstků vzniklých procesem očkování v jednotkovém objemu taveniny. Teoretická funkční závislost výše uvedených vztahů (1, 2 a 3) je znázorněna na obr. 3. O b j e m ová r yc h l o s t h e t e r o g e n n í n u k l e a c e g ra f i t u Protože pomocí rovnic (1) až (3) nelze přímo stanovit vliv odeznívání očkovacího účinku na proces nukleace grafitu, bylo třeba nalézt postup, který by umožnil tuto otázku vyjasnit. Vyhovujícím řešením se ukázal postup úpravy obecné rovnice objemové rychlosti heterogenní nukleace Vhet, který lze dle [3] popsat rovnicí ve tvaru:

Ing. Rostislav Martinák Z- M o d e l , s p o l . s r. o . ( L t d .), B l a n s ko

V

 – G   kT

  

S l é vá re ns t v í . L X I V . z á ř í – ř í j e n 2016 . 9 –10

(4)

363

53. S L É VÁ R EN SK É D N Y® – V Y B R A N É P Ř ED N Á ŠK Y

Kinetika odeznívání očkovacího účinku v litinách, jeho vliv na nukleaci grafitu, počet eutektických buněk a z toho plynoucí dopady na metalografickou strukturu

R. Mar tinák

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 9-10 2016  

Slevarenstvi 9-10 2016  

Profile for inasport