GRADIENTOWA STRUKTURA ŻELIWA SFEROIDALNEGO

Podobne dokumenty
WPŁYW SZYBKOŚCI KRZEPNIĘCIA NA UDZIAŁ GRAFITU I CEMENTYTU ORAZ TWARDOŚĆ NA PRZEKROJU WALCA ŻELIWNEGO.

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

STRUKTURA ŻELIWA EN-GJS W ZALEŻNOŚCI OD MATERIAŁÓW WSADOWYCH

STRUKTURA ŻELIWA Z GRAFITEM WERMIKULARNYM W ODLEWACH WALCA O RÓŻNEJ ŚREDNICY. Wydział Odlewnictwa, Akademii Górniczo Hutniczej, Kraków

WPŁYW WIELKOŚCI WYDZIELEŃ GRAFITU NA WYTRZYMAŁOŚĆ ŻELIWA SFEROIDALNEGO NA ROZCIĄGANIE

KSZTAŁTOWANIE STRUKTURY ŻELIWA SFEROIDALNEGO W ODLEWACH PŁYTEK O ZRÓŻNICOWANEJ GRUBOŚCI

ROZKŁAD TWARDOŚCI I MIKROTWARDOŚCI OSNOWY ŻELIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE NA PRZEKROJU MODELOWEGO ODLEWU

WPŁYW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI MATERIAŁU NA GRUBOŚĆ POWŁOKI PO ALFINOWANIU

ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

TEMPERATURY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO W FUNKCJI SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA ODLEWU

ROZKŁAD WIELKOŚCI WYDZIELEŃ GRAFITU W GRUBYM ODLEWIE ŻELIWNYM

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNE STALIWA W STANIE STAŁYM

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA PARAMETRY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO

OKREŚLENIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

OKREŚLANIE ZALEŻNOŚCI POMIĘDZY CZASEM KRYSTALIZACJI EUTEKTYCZNEJ A ZABIELANIEM ŻELIWA. Z. JURA 1 Katedra Mechaniki Teoretycznej Politechniki Śląskiej

OKREŚLANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK20 NA PODSTAWIE METODY ATND

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

KRZEPNIĘCIE KOMPOZYTÓW HYBRYDOWYCH AlMg10/SiC+C gr

SZACOWANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK9 NA PODSTAWIE METODY ATND

WYZNACZANIE CIEPŁA KRYSTALIZACJI FAZ W ŻELIWIE EN-GJS NA PODSTAWIE METODY ATD

KONTROLA STALIWA GXCrNi72-32 METODĄ ATD

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AK132

GRANICZNA ROZPUSZCZALNOŚĆ WĘGLA W CIEKŁYM ŻELIWIE Ni-Mn-Cu

WYZNACZANIE MINIMALNEJ GRUBOŚCI WLEWU DOPROWADZAJĄCEGO

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY PODEUTEKTYCZNYCH STOPÓW UKŁADU Al-Si

WPŁYW WARTOŚCI EKWIWALENTU NIKLOWEGO NA STRUKTURĘ ŻELIWA Ni-Mn-Cu

KONTROLA STALIWA NIESTOPOWEGO METODĄ ATD

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE ŻELIWA SFEROIDALNEGO OBRABIANEGO RÓŻNYMI MODYFIKATORAMI

MODYFIKACJA SILUMINÓW AK7 i AK9. F. ROMANKIEWICZ 1 Uniwersytet Zielonogórski, ul. Podgórna 50, Zielona Góra

OKREŚLENIE METODĄ KALORYMETRII SKANINGOWEJ ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W ŻELIWIE SZARYM

OKREŚLENIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK132 NA PODSTAWIE METODY ATND.

STRUKTURA ORAZ UDARNOŚĆ ŻELIWA AUSTENITYCZNEGO PRZEZNACZONEGO DO PRACY W NISKICH TEMPERATURACH

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WYBRANE WŁASNOŚCI STALIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

WPŁYW MATERIAŁÓW WSADOWYCH I TECHNOLOGII WYTOPU NA WŁAŚCIWOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO

SYNTEZA NONOCZĄSTEK WĘGLIKA WANADU W ŻELIWIE SFEROIDALNYM. Wydział Metalurgii AGH, Kraków ul. Mickiewicza 30

ANALIZA ODLEWANIA ŻELIWA CHROMOWEGO W FORMIE PIASKOWEJ - FIZYCZNE MODELOWANIE STYGNIĘCIA

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 5.4

WPŁYW MAŁYCH DODATKÓW WANADU I NIOBU NA STRUKTUR I WŁACIWOCI MECHANICZNE ELIWA SFEROIDALNEGO

IDENTYFIKACJA CHARAKTERYSTYCZNYCH TEMPERATUR KRZEPNIĘCIA ŻELIWA CHROMOWEGO

TECHNOLOGICZNE ASPEKTY STREFY PRZEWILŻONEJ W IŁOWYCH MASACH FORMIERS KICH

ZMĘCZENIE CIEPLNE STALIWA CHROMOWEGO I CHROMOWO-NIKLOWEGO

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

ANALIZA KRYSTALIZACJI STOPU AlMg (AG 51) METODĄ ATND

MODYFIKACJA STOPU AK64

WPŁYW PRZECHŁODZENIA STOPU AlMg10 NA KRZEPNIĘCIE PODCZAS PŁYNIĘCIA

WPŁYW TEMPERATURY ODLEWANIA NA INTENSYWNOŚĆ PRZEPŁYWU STOPÓW Al-Si W KANALE PRÓBY SPIRALNEJ BINCZYK F., PIĄTKOWSKI J., SMOLIŃSKI A.

PARAMETRY EUTEKTYCZNOŚCI ŻELIWA CHROMOWEGO Z DODATKAMI STOPOWYMI Ni, Mo, V i B

LEJNOŚĆ KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlMg10 Z CZĄSTKAMI SiC

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AlSi7

ODDZIAŁYWANIE ZASYPKI IZOLACYJNEJ NA STRUKTURĘ I WŁAŚCIWOŚCI PRÓBEK PRZYLANYCH DO WLEWNIC. B. DUDZIK 1 KRAKODLEW S.A., ul. Ujastek 1, Kraków

FOTOELEKTRYCZNA REJESTRACJA ENERGII PROMIENIOWANIA KRZEPNĄCEGO STOPU

MODYFIKACJA TYTANEM, BOREM I FOSFOREM SILUMINU AK20

OKREŚLENIE TEMPERATURY I ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W STOPACH Al-Si

SKURCZ TERMICZNY ŻELIWA CHROMOWEGO

OCENA KRYSTALIZACJI STALIWA METODĄ ATD

WPŁYW PRĘDKOŚCI KRYSTALIZACJI KIERUNKOWEJ NA ODLEGŁOŚĆ MIĘDZYPŁYTKOWĄ EUTEKTYKI W STOPIE Al-Ag-Cu

RENTGENOSTRUKTURALNE BADANIA PRZEMIANY EUTEKTOIDALNEJ W ŻELIWIE EN-GJS

KRZEPNIĘCIE STRUGI SILUMINU AK7 W PIASKOWYCH I METALOWYCH KANAŁACH FORM ODLEWNICZYCH

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO EN-GJS METODĄ ATD

MONITOROWANIE PRODUKCJI I KONTROLA JAKOŚCI STALIWA ZA POMOCĄ PROGRAMU KOMPUTEROWEGO

FILTRACJA STOPU AlSi9Mg (AK9) M. DUDYK 1 Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Akademia Techniczno - Humanistyczna ul. Willowa 2, Bielsko-Biała.

EKSPERYMENTALNE MODELOWANIE STYGNIĘCIA ODLEWU W FORMIE

BADANIA NAPRĘŻEŃ SKURCZOWYCH W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO FERRYTYCZNEGO

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE KOMPOZYTÓW AlSi13Cu2- WŁÓKNA WĘGLOWE WYTWARZANYCH METODĄ ODLEWANIA CIŚNIENIOWEGO

MECHANIZM KRYSTALIZACJI GRAFITU WERMIKULARNEGO W ŻELIWIE

OKREŚLENIE CIEPŁA WŁAŚCIWEGO MASY FORMIERSKIEJ METODĄ KALORYMETRII SKANINGOWEJ

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY STOPÓW Al-Si

METODYKA PRZYGOTOWANIA OCENY JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO Z ZASTOSOWANIEM METODY ATD

ROLA CZASU AUSTENITYZACJI W IZOTERMICZNEJ PRZEMIANIE EUTEKTOIDALNEJ ŻELIWA SFEROIDALNEGO

NOWOCZESNE ODMIANY ŻELIWA O STRUKTURZE AUSFERRYTYCZNEJ. A. KOWALSKI, A. PYTEL Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, Kraków

WPŁYW CECH STEREOLOGICZNYCH GRAFITU NA ANIZOTERMICZNĄ PRZEMIANĘ EUTEKTOIDALNĄ W ŻELIWIE SFEROIDALNYM

BADANIA ŻELIWA CHROMOWEGO NA DYLATOMETRZE ODLEWNICZYM DO-01/P.Śl.

WPŁYW TEMPERATURY WYGRZEWANIA NA UDZIAŁ FAZ PIERWOTNYCH W STRUKTURZE ŻAROWYTRZYMAŁEGO ODLEWNICZEGO STOPU KOBALTU

KRYSTALIZACJA I SKURCZ STOPU AK9 (AlSi9Mg) M. DUDYK 1, K. KOSIBOR 2 Akademia Techniczno Humanistyczna ul. Willowa 2, Bielsko Biała

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTUR I MORFOLOGI PRZEŁOMÓW SILUMINU AK64

PARAMETRYCZNY OPIS CECH PRZEPŁYWU METALI I STOPÓW W KANAŁACH FORM ODLEWNICZYCH

REJESTRACJA PROCESÓW KRYSTALIZACJI METODĄ ATD-AED I ICH ANALIZA METALOGRAFICZNA

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK9

WPŁYW DOBORU ZASTĘPCZEJ POJEMNOŚCI CIEPLNEJ ŻELIWA NA WYNIKI OBLICZEŃ NUMERYCZNYCH

WPŁYW WANADU NA KSZTAŁTOWANIE STRUKTURY ŻELIWA

WPŁYW MAGNEZU I BIZMUTU NA MODYFIKACJĘ STOPU AlSi7 DODATKIEM AlSr10

WPŁYW MODYFIKACJI NA PRZEBIEG KRYSTALIZACJI, STRUKTURĘ I WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE BRĄZU CYNOWO-FOSFOROWEGO CuSn10P

KOMPUTEROWE MODELOWANIE KRYSTALIZACJI, UKŁADÓW WLEWOWYCH I ZASILANIA ODLEWÓW

WPŁYW SKŁADU CHEMICZNEGO I STOPNIA SFEROIDYZACJI GRAFITU NA WŁASNOŚCI MECHANICZNE ŻELIWA

FUNKCJA GĘSTOŚCI ZIAREN FAZY PIERWOTNEJ MAGNEZU DLA STOPU AZ91

ANALIZA STATYSTYCZNA WPŁYWU SKŁADU CHEMICZ- NEGO NA WŁASNOŚCI MECHANICZNE ŻELIWA ADI CZ. I ŻELIWO NIESTOPOWE

OCENA SKUTECZNOŚCI RÓŻNYCH MODYFIKATORÓW DLA ŻELIWA

ZAPIS PROCESU KRYSTALIZACJI PIERWOTNEJ I WTÓRNEJ ŻELIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

OPTYMALIZACJA PROCESU ZALEWANIA DUŻEGO WLEWKA Fe-Si-Mg W CELU UJEDNORODNIENIA JEGO SKŁADU CHEMICZNEGO

WŁAŚCIWOŚCI ŻELIWA SZAREGO NADTOPIONEGO WĄZKĄ LASEROWĄ. S. ADAMIAK 1 Instytut Techniki, Uniwersytet Rzeszowski Rzeszów, ul.

TEMPERATURA LEJNOŚCI ZEROWEJ SILUMINÓW. J. MUTWIL 1, D. NIEDŹWIECKI 2 Wydział Mechaniczny Uniwersytetu Zielonogórskiego

EMPIRYCZNE WYZNACZENIE PRAWDOPODOBIEŃSTW POWSTAWANIA WARSTWY KOMPOZYTOWEJ

WŁAŚCIWOŚCI AUSTENITYCZNEGO ŻELIWA SFEROIDALNEGO. E. GUZIK 1, D. KOPYCIŃSKI 2 Wydział Odlewnictwa AGH, ul. Reymonta 23, Kraków

MODYFIKACJA SILUMINU AK20. F. ROMANKIEWICZ 1 Politechnika Zielonogórska,

Modelowanie komputerowe przemian fazowych w stanie stałym stopów ze szczególnym uwzględnieniem odlewów ADI

MODELOWANIE KINETYKI AUSTENITYZACJI ŻELIWA SFEROIDALNEGO PERLITYCZNEGO. W. KAPTURKIEWICZ 1 Wydział Odlewnictwa AGH, ul. Reymonta 23, Kraków

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlSi13Cu2 WYTWARZANYCH METODĄ SQUEEZE CASTING

WPŁYW SKŁADU CHEMICZNEGO NA ZAKRES TEMPERATUR KRZEPNIĘCIA ZAEUTEKTYCZNEGO ŻELIWA TYPU Ni-Mn-Cu

SPEKTRALNE CIEPŁO KRYSTALIZACJI ŻELIWA SZAREGO

Transkrypt:

90/8 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rok 006, Rocznik 6, Nr 8 (/) ARCHIVES OF FOUNDRY Year 006, Volume 6, N o 8 (/) PAN Katowice PL ISSN 64-508 GRADIENTOWA STRUKTURA ŻELIWA SFEROIDALNEGO E. FRAŚ, M. GÓRNY, H. LOPEZ AGH - University of Science and Technology, Reymonta, 0-059 Cracow, Poland University of Wisconsin-Milwaukee, 00 N. Cramer, Milwaukee, WI 50, USA STRESZCZENIE Badania wykonano z wykorzystaniem super cieńkościnnych odlewów z żeliwa sferoidalnego. Określono ich strukturę oraz gradienty: gęstości kulek grafitu, udziału ferrytu oraz eutektyki cementytowej. Przedstawiono podstawy teoretyczne spadku temperatury w odlewach oraz jego związku z kształtowaniem się gradientów strukturalnych. Wyniki obliczeń teoretycznych zweryfikowano doświadczalnie oraz obliczono także absolutną wartość skłonności żeliwa do zabieleń. Key words: ductile cast iron, gradient materials. WPROWADZENIE Zaawansowane zastosowania konstrukcyjne wymagają wielofunkcyjnych elementów roboczych, posiadających więcej niż jedną własność użytkową. Spowodowało to rozwój nowych materiałów zwanych materiałami gradientowymi []. Żeliwo sferoidalne, charakteryzuje się dużą wrażliwością na szybkość stygnięcia, co w konsekwencji prowadzi do gradientów strukturalnych G x, czyli ciągłej zmiany cech strukturalnych żeliwa (a zatem i właściwości) wzdłuż jednego z jego wymiarów. W ostatnim okresie czasu wzrasta zapotrzebowanie na super cienkościenne odlewy z żeliwa sferoidalnego o grubości ścianki poniżej mm, zapewniających wysoki stosunek wytrzymałości do masy odlewu []. Celem niniejszej pracy jest uwzględnienie tych dwóch nowych tendencji rozwoju materiałów, poprzez zbadanie kształtowania się gradientów strukturalnych w odlewach super cieńkościennych.. METODYKA BADAŃ Do badań wykorzystano żeliwo sferoidalne wytopione w piecu indukcyjnym, które odlewano do form piskowych odtwarzających płytki o grubości s = 0,5 cm i długości 0.0 cm. W belce żużlowej umieszczono termoelement Pt/Pt Rh w celu analizy termicznej i pomiaru początkowej temperatury żeliwa T p, która wynosiła 80 o C. Przy tej temperaturze długość Z otrzymanych próbek była mniejsza, niż długość wnęki formy. Z pomiarów wynika, że średnia długość Z =7,5 cm. Po przecięciu płytek wzdłuż długości, wykonano typowe badania metalograficzne, które pozwoliły określić gęstość kulek grafitu N (mm - ) oraz udziały ferrytu f f i eutektyki cementytowej f c, 9

zależnie od odległości x mierzonej od belki żużlowej do końca płytek. Do przeliczenia powierzchniowej gęstości kulek grafitu na gęstość objętościową N v, wykorzystano równanie Wiencka [] i znajomość udziału grafitu w żeliwie f g. v N N = () fg. WYNIKI BADAŃ DOŚWIADCZALNYCH I ICH DYSKUSJA Wyniki badań doświadczalnych aproksymują następujące równania Gęstość kulek grafitu, (współczynnik korelacji R = 0,97) N = 45+ 4,75 exp(0,6 x) () Gradient gęstości kulek grafitu G = dn / dx 0,6 x,7e () N = Udział ferrytu (współczynnik korelacji R = 0,98) Gradient udziału ferrytu ff = 4,78,89 x + 0,9 x 0,0 x G f f = df / dx = 0,58 x 0,0 x f,89 Udział eutektyki cementytowej (współczynnik korelacji R = 0,94) f c =,08x 4, (6) Gradient udziału eutektyki cementytowej G = df / dx,08 (7) f c c = Z badań doświadczalych wynika, że istnieje krytyczna odległość w odlewie x cr =6, cm, przy której następuje przejście od krystalizacji żeliwa szarego do połowicznego. W obszarze żeliwa szarego, gęstość kulek N się powiększa, a udział ferrytu f f maleje, wraz ze wzrostem odległości x. W obszarze żeliwa połowicznego, zwiększanie odległośći x, oznacza zwiększanie się udziału eutektyki cementytowej. We wszystkich przypadkach w miarę powiększania odległości x, zwiększają się również gradienty strukturalne., i G.Można wykazać [4], że temperaturę ciekłego metalu T G N G ff f c wewnątrz strugi, określa następujące równanie 4 a Z x Z T i = Tp exp (8) π c s u u gdzie: a - współczynnik akumulacji ciepła formy, c - ciepło właściwe matalu, u - prędkość przepływu metalu. Z równania (8) wynika, że największy spadek temperatury T i występuje w metalu na czole strugi. Dlatego też czas odprowadzania ciepła przegrzania z czoła strugi jest (4) (5) i 40

najkrótszy, i krystalizuje ono w pierwszej kolejności, powodując zatrzymanie się strugi na odległości Z. Krzywe stygnięcia żeliwa w kilku punktach x Z pokazuje schemat na rys. Odpowiadające tym punktom krzywe stygnięcia żeliwa, wykazują coraz wyższą temperaturę przemiany eutektycznej T m, w miarę zmniejszania się odległości x. u Z Czoło strugi Temperature T p T i Wnęka formy T s T m, T m, T m, Tsc T c x x Rys.. Zmiana temperatury w ciekłym żeliwie oraz krzywe stygnięcia żeliwa Fig.. Temperature changes in liquid cast iron and cooling curves x x Gęstość kulek grafitu N v i minimalną temperaturę T m krystalizacji eutektyki grafitowej, określają równania [4] Ns N = (9) exp ProductLog y gdzie: T m [ ( )] b = Ts (0) Pr oductlog[y] Ti Ti 0,4 0,9 ln ln L b c + T c Tc y = 4 a T c, L e, D,β, N s, b - są zdefiniowane w tablicy. e N / s s 5 π D T c / 4 β Punkty na rys.a pokazują wyniki badań doświadczalnych, zaś linia ciągła wyniki obliczeń, zgodnie z równaniem (9). Warto zauważyć dość dobrą zbieżność wyników. () 4

Po podstawieniu równania (8) do () a następnie do (9) i uwzględnieniu rów (), można go zróżniczkować względm x, i otrzymuje się gradient gęstości kulek grafitu G N = dn / dx wzdłuż długości próbki x. Wyrażenie na GN jest bardzo skomplikowane i dlatego wykorzystując dane z tablicy, podano tylko wyniki numeryczne (krzywa na rys. b). Dla porównania, na tym samym rysunku (krzywa ) pokazano również gradient G N, wyznaczony na podstawie danych doświadczalych (rów. ()). Z rysunku wynika, że gradient kulek grafitu G N, osiąga największe wartości na odległści xcr, przy której rozpoczyna się strefa żeliwa połowicznego. Tablica. Dane termofizyczne Table. Thermophysical data Parametr Wartość i jednostka Wspólczynnik akumulacji ciepła materiału formy a = 0,09-0,; J/(cm s / o C) Równowagowa temepratura eutektyki grafitowej T s = 5,9+5,5 Si; o C Temperatura krystalizacjieutektyki cementytowej T c = 0 +4,(C-, Si); o C Ciepło krystalizacji eutektyki grafitowej L e = 08,8; J/cm Wspólczynnik dyfuzji węgla w austenicie D =,9 x 0-6 ; cm /s Ciepło właściwe żeliwa c = 5,95; J/(cm o C) Współczynnik rozpuszczalności w układzie Fe-C-X β = 0,0055; o C Nucleation coefficients of graphite N s = 6,8 0 0 ; cm - b = 85,4; o C 4500 4000 szare a) zabielenia 600 500 szare b) zabielenia N, m m - 500 000 500 x cr.5 5 7.5 0.5 5 7.5 x, cm GN, m m - c m - 400 00 00 00.5 5 7.5 0.5 5 7.5 x, cm x cr Rys.. Wpływ odległości x na nodule count, punkty dane doświadczalne (a) i gradient N F, krzywa - wartości teoretyczne, krzywa - wartości doświadczalne (b) Fig.. Influence of dystance x on nodule count N F, points experimental data (a) and gradient of N F, curve - values theoretical, curve - experimental values (b) 4

Wiadomo, że przy T m = T c, rozpoczyna się krystalizacja eutektyki cementytowej. Uwzględniając ten warunek oraz równania (), (8), (0) i (), można obliczyć krytyczną odległość x cr, przy której pojawiają się zabielenia w odlewie gdzie s T Z s T x = 0,44 c u A ln c 4 a + c ln c cr A () a Tp u Tp A = 0, 0,54 / 0,8 a Tc 0,7 + CT / c Le s β () CT skłonność żeliwa do zabieleń CT / 6 b = exp 4 Ns β D Tsc Tsc (4)lub znając krytyczną gęstośc kulek grafitu N v,cr przy temperaturze T c CT = N v, cr β D T 4 sc / 6 (5) Skłonność żeliwa do zabieleń, obliczona zgodnie z równaniem (4) dla danych z tablicy, wynosi CT = 0,4 s / / o C /, a krytyczna długość próbki x cr = 6,08 cm (rów. ()- (4)). Z doświadczenia wynika, że przy gęstości kulek grafitu N = 966 mm -, (N v = 6675 mm - ), zaczynają się pojawiać w próbce zabielenia. W związku z tym można przyjąć N v = N v,cr i zgodnie z rów. (5) dla danych z tablicy, otrzymuje się CT = 0, s / / o C /, co po wykorzystaniu rów. (), () i (5)), pozwala obliczyć x cr = 6,4 cm. Warto zauważyć, że obie obliczone wartości x cr, są zbliżone do wyniku doświadczanego x cr = 6, cm. x c r, c m 7.5 5.5 0 7.5 5.5 szare zabielone 0. 0.5 0.4 0.45 0.5 CT, s o C - Rys.. Wpływ skłonności żeliwa do zabieleń CT na krytyczną długość x cr odlewu Fig.. Influence of chilling tendency on critical distanece x cr 4

W praktyce odlewniczej, skłonność żeliwa do zabieleń najsilniej zwiększa zabieg modyfikacjima oraz powiększanie współczynnika nasycenia eutektycznego. Na rysunku pokazano wpływ skłonności żeliwa do zabieleń CT na krytyczną długość próbki x cr, przy której pojawiają się zabielenia, lub inaczej - eutektyka cementytowa. Z rysunku wynika, że w odlewie płytki o grubości s = 0,5 cm, żeliwo będzie szare, gdy jego CT = 0, s / / o C / zaś połowiczne, gdy CT = 0,47 s / / o C /. WNIOSKI. Wykazano, że pomimo stałej grubości ścianki s w odlewach super cieńkościennych, występują duże gradienty: gestości kulek grafitu, ferrytu i cementytu.. Wyniki badań doświadczalnych są dość dobrze zgodne z wynikami obliczeń teoretycznych. LITERATURA [] M. Koizumi, Recent Progress of Functionaly Gradient Materials in Japan, Ceramic Engineering and Science Proceedings,99, vol.4, p.. [] D.M.Stefanescu, R. Ruxanda, L.P. Dix, The metallurgy and tensile mechanical properties of thin wall spheroidal graphite irons, Int. J. Cast Metals Research, 004, vol.7, p.759. [] K. Wiencek, J.Ryś, The estimation of Fe C particle density in steel by simple counting measurements made in plan sections, Materialas Engineering, 998, No., p.96. [4] E Fraś, M. Górny, H. F. López.: Eutectic Transformation in Ductile Cast Iron Part I-Theoretical Bacground, Metallurgy and Foundry Engineering, 005, vol., Nr., p.. GRADIENT STRUCTURE OF DUCTILE IRON SUMMARY Researches using super thin-walled castings made of ductile iron were made. Structure and gradients of density of graphite nodules, ferrite and cementite eutectic fraction were determined. It has been presented theoretical basis of temperature drop in castings and its relationship with the formation of gradients in structure. Results of theoretical computations were experimentally werified and also the absolute value of chilling tendency was calculated. Praca wykonana w ramach grantu PBZ/KBN-00TO8 004. Recenzował: Prof. Edward Guzik 44