OPTYMALIZACJA SKŁADU CHEMICZNEGO I TECHNOLOGII WYTWARZANIA AUSTENITYCZNEGO ŻELIWA SFEROIDALNEGO

Podobne dokumenty
STRUKTURA ORAZ UDARNOŚĆ ŻELIWA AUSTENITYCZNEGO PRZEZNACZONEGO DO PRACY W NISKICH TEMPERATURACH

MODYFIKACJA STOPU AK64

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

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

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

Nowa ekologiczna metoda wykonywania odlewów z żeliwa sferoidyzowanego lub wermikularyzowanego w formie odlewniczej

TEMPERATURY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO W FUNKCJI SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA ODLEWU

43/59 WPL YW ZA W ARTOŚCI BIZMUTU I CERU PO MODYFIKACJI KOMPLEKSOWEJ NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE ŻELIW A NADEUTEKTYCZNEGO

PARAMETRY STEREOLOGICZNE WĘGLIKÓW W ŻELIWIE CHROMOWYM W STANIE SUROWYM I AUSTENITYZOWANYM

TWARDOŚĆ, UDARNOŚĆ I ZUŻYCIE EROZYJNE STALIWA CHROMOWEGO

KONTROLA STALIWA GXCrNi72-32 METODĄ ATD

OCENA KRYSTALIZACJI STALIWA METODĄ ATD

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WYBRANE WŁASNOŚCI STALIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AK132

Austenityczne żeliwo sferoidalne do pracy w obniżonych temperaturach. Austenitic ductile iron for low temperature applications

ZMĘCZENIE CIEPLNE STALIWA CHROMOWEGO I CHROMOWO-NIKLOWEGO

OCENA POWTARZALNOŚCI PRODUKCJI ŻELIWA SFERO- IDALNEGO W WARUNKACH WYBRANEJ ODLEWNI

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

ANALIZA ODLEWANIA ŻELIWA CHROMOWEGO W FORMIE PIASKOWEJ - FIZYCZNE MODELOWANIE STYGNIĘCIA

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO EN-GJS METODĄ ATD

WPŁYW DODATKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

WYKRESY FAZOWE ŻELIWA CHROMOWEGO Z DODATKAMI Ni, Mo, V i B W ZAKRESIE KRZEPNIĘCIA

ŻELIWO NI-RESIST O OBNIŻONEJ ZAWARTOŚCI NIKLU

WPŁYW WIELKOŚCI WYDZIELEŃ GRAFITU NA WYTRZYMAŁOŚĆ ŻELIWA SFEROIDALNEGO NA ROZCIĄGANIE

WPŁYW MAGNEZU I BIZMUTU NA MODYFIKACJĘ STOPU AlSi7 DODATKIEM AlSr10

MODYFIKACJA SILUMINU AK20. F. ROMANKIEWICZ 1 Politechnika Zielonogórska,

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

STRUKTURA ŻELIWA EN-GJS W ZALEŻNOŚCI OD MATERIAŁÓW WSADOWYCH

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE ŻELIWA SFEROIDALNEGO OBRABIANEGO RÓŻNYMI MODYFIKATORAMI

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AlSi7

MODYFIKACJA SILUMINU AK20 DODATKAMI ZŁOŻONYMI

WPŁYW SZYBKOŚCI WYPEŁNIANIA WNĘKI FORMY NA STRUKTURĘ ŻELIWA CHROMOWEGO

MONITOROWANIE PRODUKCJI I KONTROLA JAKOŚCI STALIWA ZA POMOCĄ PROGRAMU KOMPUTEROWEGO

Krzepnięcie Metali i Stopów, Nr 26, 1996 P Ai'l - Oddział Katowice PL ISSN POCICA-FILIPOWICZ Anna, NOWAK Andrzej

ZASTOSOWANIE METODY ATD DO JAKOŚCIOWEJ OCENY STALIWA CHROMOWEGO PRZEZNACZONEGO NA WYKŁADZINY MŁYNÓW CEMENTOWYCH

OCENA SKUTECZNOŚCI RÓŻNYCH MODYFIKATORÓW DLA ŻELIWA

MODYFIKACJA BRĄZU SPIŻOWEGO CuSn4Zn7Pb6

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

Logistyka ciekłego metalu na przykładzie odlewni żeliwa

WPŁYW MATERIAŁÓW WSADOWYCH I TECHNOLOGII WYTOPU NA WŁAŚCIWOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO

OKREŚLENIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

IDENTYFIKACJA FAZ W MODYFIKOWANYCH CYRKONEM ŻAROWYTRZYMAŁYCH ODLEWNICZYCH STOPACH KOBALTU METODĄ DEBYEA-SCHERRERA

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA PARAMETRY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO

ZAPIS PROCESU KRYSTALIZACJI PIERWOTNEJ I WTÓRNEJ ŻELIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

OKREŚLANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK20 NA PODSTAWIE METODY ATND

Próba ocena jakości żeliwa z różną postacią grafitu w oparciu o pomiar aktywności tlenu w ciekłym stopie i wybrane parametry krzywej krystalizacji

WPŁYW ALUMINIUM NA NIEKTÓRE WŁAŚCIWOŚCI I STRUKTURĘ STALIWA

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

ĆWICZENIE Nr 6. Laboratorium Inżynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. B. Surowska. Opracował dr inż.

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

RENTGENOSTRUKTURALNE BADANIA PRZEMIANY EUTEKTOIDALNEJ W ŻELIWIE EN-GJS

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

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY PODEUTEKTYCZNYCH STOPÓW UKŁADU Al-Si

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

MODYFIKACJA SILUMINU AK12. Ferdynand ROMANKIEWICZ Folitechnika Zielonogórska, ul. Podgórna 50, Zielona Góra

URUCHOMIENIE PRODUKCJI ARMATURY Z ŻELIWA O GWARANTOWANEJ UDARNOŚCI W NISKICH TEMPERATU- RACH

WPŁYW WYBRANYCH CZYNNIKÓW TECHNOLOGICZNYCH NA STOPIEŃ ZAGAZOWANIA SILUMINÓW

ĆWICZENIE Nr 7. Laboratorium Inżynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. B. Surowska. Opracował: dr inż.

ZMIANA SKŁADU CHEMICZNEGO, TWARDOŚCI I MIKROSTRUKTURY NA PRZEKROJU POPRZECZNYM BIMETALOWYCH, ŻELIWNYCH WALCÓW HUTNICZYCH

WYTWARZANIE ŻELIWA Z GRAFITEM WERMIKULARNYM POPRZEZ OBRÓBKĘ STOPU ALUMINIUM I MISZMETALEM CEROWYM

ANALIZA WPŁYWU PARAMETRÓW TECHNOLOGICZNYCH ODLEWANIA NA TRWAŁOŚĆ PŁYT PODWLEWNICOWYCH

Wtrącenia niemetaliczne w staliwie topionym w małym piecu indukcyjnym

MONITOROWANIE PRODUKCJI ŻELIWA SFEROIDALNEGO W WARUNKACH ODLEWNI

24/9 s.. lidilicatiun uf Metal~ and Alluys, Nu.24, 1995

SYSTEM KOMPUTEROWY KONTROLI I STEROWANIA JAKOŚCIĄ ŻELIWA Z WYKORZYSTANIEM METODY ATD

OKREŚLENIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK132 NA PODSTAWIE METODY ATND.

WPŁYW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI MATERIAŁU NA GRUBOŚĆ POWŁOKI PO ALFINOWANIU

WŁAŚCIWOŚCI ŻELIWA EN-GJS W ZALEŻNOŚCI OD MATERIAŁÓW WSADOWYCH

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

Zespół Szkół Samochodowych

ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

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

9/42 ZASTOSOWANIE WĘGLIKA KRZEMU DO WYTOPU ŻELIW A SZAREGO W ŻELIWIAKU WPROW ADZENIE.

Ocena jakości metalurgicznej żeliwa sferoidalnego w oparciu o analizę termiczną ATAS

OBRÓBKA CIEPLNO-PLASTYCZNA ŻELIWA SFEROIDALNEGO

Recykling złomu obiegowego odlewniczych stopów magnezu poprzez zastosowanie innowacyjnej metody endomodyfikacji

WYBRANE ASPEKTY ZABIEGU WERMIKULARYZOWANIA ŻELIWA W FORMIE ODLEWNICZEJ

PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA

SKURCZ TERMICZNY ŻELIWA CHROMOWEGO

WPŁYW CECH STEREOLOGICZNYCH GRAFITU NA ANIZOTERMICZNĄ PRZEMIANĘ EUTEKTOIDALNĄ W ŻELIWIE SFEROIDALNYM

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

ĆWICZENIE Nr 5. Laboratorium Inżynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. B. Surowska. Opracował: dr inż.

ODLEWNICTWO STOPÓW ŻELAZA Casting of ferrous alloys PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

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

ĆWICZENIE Nr 6. Laboratorium InŜynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. inŝ. A. Weroński

Odlewnicze procesy technologiczne Kod przedmiotu

KONTROLA STALIWA NIESTOPOWEGO METODĄ ATD

WPŁYW PROCESU ODTLENIANIA I MODYFIKACJI NA UDZIAŁ I MORFOLOGIĘ WTRĄCEŃ NIEMETALICZNYCH STALIWA WĘGLOWEGO

UDARNOŚĆ ŻELIWA SFEROIDALNEGO FERRYTYCZNO-PERLITYCZNEGO

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

ANALIZA KRYSTALIZACJI STOPU AlMg (AG 51) METODĄ ATND

STATYSTYCZNA ANALIZA WPŁYWU SKŁADU CHEMICZNEGO I STRUKTURY NA WŁAŚCIWOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO

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

NOWE NAWĘGLACZE O WYSOKIM STOPNIU PRZYSWOJE- NIA PRODUKCJI PEDMO S.A. TYCHY. PEDMO S.A., Tychy, ul. Towarowa 23, Polska 2,3

WPŁYW WARUNKÓW PRZESYCANIA I STARZENIA STOPU C355 NA ZMIANY JEGO TWARDOŚCI

WPŁYW AZOTU NA STRUKTURĘ, TWARDOŚĆ I ZUŻYCIE ŚCIERNE ŻELIWA CHROMOWEGO

EKSPERYMENTALNE MODELOWANIE STYGNIĘCIA ODLEWU W FORMIE

WPROWADZANIE FeSi DO CIEKŁEGO ŻELIWA METODĄ PNEUMATYCZNĄ

BADANIE PROCESU KRYSTALIZACJI ODLEWNICZYCH MATERIAŁÓW ODPORNYCH NA ŚCIERANIE

Tematy Prac Magisterskich Katedra Inżynierii Stopów i Kompozytów Odlewanych

Transkrypt:

41/17 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rok 2005, Rocznik 5, Nr 17 Archives of Foundry Year 2005, Volume 5, Book 17 PAN - Katowice PL ISSN 1642-5308 OPTYMALIZACJA SKŁADU CHEMICZNEGO I TECHNOLOGII WYTWARZANIA AUSTENITYCZNEGO ŻELIWA SFEROIDALNEGO A. TABOR 1, J. S. RĄCZKA 2 Politechnika Krakowska im. T. Kościuszki Instytut Inżynierii Materiałowej Pracownia Odlewnictwa STRESZCZENIE W referacie przedstawiono krytyczną ocenę dotychczasowych danych z prac dotyczących metod wytwarzania austenitycznego żeliwa sferoidalnego, prezentowanych w literaturze naukowo-technicznej. Stwierdzono, że mimo opracowania szeregu czynników decydujących o ukształtowaniu struktury i właściwości tego tworzywa, to jednak w specyficznych warunkach eksploatacyjnych jego zachowanie jest wciąż niezbadane. Stanowiło to podstawę podjęcia badań, które doprowadziły do określenia i przedstawienia optymalnego składu chemicznego żeliwa, doboru składu wsadu metalowego, odpowiedniego procesu technologicznego obejmującego: wytapianie żeliwa wyjściowego, przeprowadzenie sferoidyzowania, modyfikowania i zalewania form, wykonanych z materiałów zapewniających swobodne krzepnięcie i stygnięcie odlewów. Przeprowadzone i omówione badania struktury oraz właściwości mechanicznych, doprowadziły do ustalenia optymalnych wartości poszczególnych czynników i opracowania metod, zapewniających otrzymanie austenitycznego żeliwa sferoidalnego wysokiej jakości. Key words: austenitic ductile iron, chemical composition, manufacture, optimum p a- rameters. 1 Dr inż., atabor@mech.pk.edu.pl 2 Prof. zw. dr hab. inż. 333

1. WPROWADZENIE Żeliwo sferoidalne, ze względu na bardzo dobre właściwości użytkowe, należy do czołowych stopów odlewniczych żelaza z węglem i znajduje zastosowanie przede wszystkim jako materiał na odlewy dla przemysłu motoryzacyjnego, maszyn roln i- czych, odlewy rur i armatury oraz wiele innych [1,2,3,4,5,6]. Żeliwo austenityczne wysokoniklowe, zostało wprowadzone do produkcji już w 1930 roku jako żeliwo typu Ni-Resist, będące produktem firmy International Nickel Ltd. [7,8]. Żeliwo to, w licznych odmianach, o specjalnych właściwościach fizycznych, znalazło wszechstronne zastosowanie, będąc przede wszystkim materiałem odpornym na korozję chemiczną, a także na działanie wysokiej i niskiej temperatury oraz na korozję gazową. Tworzywo to, wytwarzane w USA i krajach Europy Zachodniej miało w latach 1975-1980 największe tempo rozwoju produkcji i zastosowania odlewów z żeliwa sferoidalnego ok. 6% rocznie [9]. Struktura takiego żeliwa składa się z austenitu i grafitu, często z wydzieleniami węglika eutektycznego, którą uzyskuje się w wyniku przesunięcia temperatury przemiany eutektoidalnej, będącego wynikiem oddziaływania niklu, a także miedzi i magnezu poniżej temperatury pokojowej [8]. Mając na uwadze dane źródłowe [6,8,10], z których wynika, że mimo opracowania szeregu czynników decydujących o ukształtowaniu żeliwa sferoidalnego, strukt u- ry austenitycznej, to jednak wytwarzanie i jego zachowanie w wysokiej i n iskiej temperaturze, a także w specyficznych warunkach eksploatacji, jest wciąż niewystarczające. Dane te stanowiły podstawę do podjęcia w Politechnice Krakowskiej badań w tym zakresie i opracowania technologii produkcji tego tworzywa, dostosowanej do waru n- ków krajowych [6]. 2. BADANIA WŁASNE 2.1. Przeprowadzenie wytopów i odlewanie próbek do badań Dla uzyskania wymaganych, dla określonych warunków eksploatacyjnych, optymalnych właściwości mechanicznych austenitycznego żeliwa sferoidalnego, w programie badań założono ustalenie składu chemicznego żeliwa wyjściowego, ilościowy dobór odpowiednich dodatków stopowych (Ni, Cr, V, Mn) oraz wsadu metalowego, sferoidyzatora i modyfikatora. Wytopy żeliwa wyjściowego przeprowadzone zostały w Instytucie Odlewnictwa w Krakowie, w piecu indukcyjnym średniej częstotliwości o pojemności tygla 60 kg i wyłożeniu zasadowym. Przedstawiona w badaniach technologia, dostosowana jest do warunków krajowych; uwzględnia sposób wytapiania odpowiedniego wsadu metalowego, zapewniającego uzyskanie wymaganego składu chemicznego metodą sferoidyzowania i modyfikowania wytwarzanego żeliwa sferoidalnego, możliwy do zastosowania w kraju. 334

ARCHIWUM ODLEWNICTWA Do badań ustalono następujący zakres składu chemicznego żeliwa wyjściowego: C=2,8 3,4%, Si=2,3-3,0%, Mn=ok.4,0%, P=ok.0,4% S=ok.0,015%. Natomiast zawartość pierwiastków stopowych mieściła się w przedziałach: Ni=10,0 25%, Cr=1,0 1,2%, V=0,5 0,8%. Wsad metalowy do wytopu żeliwa wyjściowego składał się ze specjalnej s u- rówki LS (SOREL METAL) o składzie: C=ok.3,9 4,5%, Si=1,01-1,50%, Mn=0,009%, Pma 0,07%, Sma 0,01%, wyprodukowanej przez Hutę Szczecin S.A., złomu obiegowego żeliwa sferoidalnego o znanym składzie chemicznym i małej zawartości siarki oraz: nawęglacza (antracytu), żelazokrzemu Si75, manganu elektrolitycznego, chromu metalicznego i żelazowanadu. Do zabiegu sferoidyzowania, z uwagi na wymaganą w wytwarzanym żeliwie sferoidalnym dużą zawartość niklu, zastosowano zaprawę FeNiMg17 (17% Mg). Po wprowadzeniu do żeliwa wyjściowego wyżej wymienionego sferoidyzatora, przeprowadzono zabieg modyfikowania przy użyciu żelazokrzemu Si75 o granulacji 1 3 mm w ilości 0,5 0,7% w stosunku do ciekłego metalu. Temperatura przegrzania kąpieli metalowej w piecu indukcyjnym wynosiła 1480ºC, natomiast sferoidyzowanie żeliwa przeprowadzono w kadzi odlewniczej JPK, przy temperaturze 1420ºC. Następnie, po modyfikowaniu żelazokrzemem, przy temp e- raturze 1390ºC odlewano wlewki (klin YII), wykonane zgodnie z normą PN-72/H83221, w formach piaskowych z masy bentonitowej. W celu uzyskania zróżnicowanych rodzajów żeliwa sferoidalnego przeprowadzono łącznie 5 wytopów. 3. WYNIKI PRZEPROWADZONYCH BADAŃ I ICH OMÓWIENIE Skład chemiczny żeliwa sferoidalnego uzyskanego z wyżej wymienionych wytopów zestawiono w tabeli 1. Tabela 1. Skład chemiczny uzyskanego żeliwa sferoidalnego Zawartość wytopu C Si Mn P S Mg Ni Cr V 1 3,5 2,7 0,3 0,05 0,006 0,08 9,7 - - 2 2,8 2,3 4,0 0,04 0,015 0,08 23,0 - - 3 3,0 2,3 4,1 0,04 0,010 0,05 24,2 1,2-4 3,0 2,1 3,5 0,03 0,009 0,08 24,0-0,63 5 2,4 3,0 4,0 0,05 0,010 0,08 25,0-0,65 Dla określenia struktury żeliwa sferoidalnego uzyskanego do badań, przeprowadzono, zgodnie z normą PN-75/H-04661, badania metalograficzne, przy użyciu mikroskopu NEOPHOT 32, przy powiększeniu 100- i 500-krotnym, które doprowadziły do jakościowej oceny postaci wydzieleń grafitu oraz osnowy metalowej. Próbki do badań przygotowano zgodnie z obowiązującymi zasadami, zaś zgłady trawiono o d- czynnikiem Mi15Fe. Uzyskane wyniki tych badań przedstawiono w tabeli 2 i rys. 1 i 2. 335

Tabela 2. Opis wydzieleń grafitu oraz osnowy badanego żeliwa sferoidalnego Postaci grafitu Osnowa wytopu 1 Gf9 Gw 90/60% martenzyt + austenit Gf8 Gw 90/40% 2 3 4 5 Gf9 Gw 90/40% Gf8 Gw 90/60% austenit + węgliki eutektyczne i wtórne Rys. 1. Mikrostruktura żeliwa sferoidalnego z wytopu nr 1. martenzyt + austenit + grafit. Traw. Ni15Fe, pow. 500:1 Rys. 2. Mikrostruktura żeliwa sferoidalnego z wytopu nr 2 (tab.1). austenit + faza węglikowa + grafit. Traw. Ni15Fe, pow. 500. 336

ARCHIWUM ODLEWNICTWA W badaniach uwzględniono również zabieg homogenizowania próbek z uzyskanego żeliwa sferoidalnego o osnowie austenitycznej, w temperaturze 1000ºC w ciągu 6 i 10 godzin, dla oceny wpływu tego zabiegu na ujednorodnienie struktury i właściwości wytrzymałościowe tego tworzywa. Badania wytrzymałościowe przeprowadzono zgodnie z normami PN-91/H- 04310 i PN-67/H-04311. Badania prowadzono przy temperaturze 20ºC na maszynie wytrzymałościowej INSTRON 1273 o maksymalnym obciążeniu 100kN. Wyniki badań właściwości mechanicznych, określane na próbkach z wytopów 2,3,4 i 5, wykonanych z klinów YII zgodnie z PN, nie poddawanych obróbce cieplnej i po homogenizowaniu w temperaturze 1000ºC, zestawiono w tabelach 3-6. Tabela 3. Wyniki badań R m, R 0,2, A 5 i Z próbek z żeliwa sferoidalnego z wytopów 2-5 (bez obróbki cieplnej) R m R 0,2 A 5 Z wytopu MPa MPa % % 2 461 242 31 30 3 431 248 24 22 4 457 281 18 18 5 442 280 16 17 ) wartości średnie z trzech pomiarów Tabela 4. Wyniki badań R m, R 0,2, A 5 i Z próbek z żeliwa sferoidalnego z wytopów 2-5po homogenizowaniu (1000ºC/6h) R m R 0,2 A 5 Z wytopu MPa MPa % % 2 368 242 12 15 3 343 231 8 8 4 489 284 25 23 5 383 250 11 11 ) wartości średnie z trzech pomiarów Tabela 5. Wyniki badań R m, R 0,2, A 5 i Z próbek z żeliwa sferoidalnego z wytopów 2-5po homogenizowaniu (1000ºC/10h) R m R 0,2 A 5 Z wytopu MPa MPa % % 2 397 249 17 14 3 311 221 7 7 4 458 257 27 23 5 354 264 8 10 ) wartości średnie z trzech pomiarów 337

Tabela 6. Wyniki badań udarności (KVC) żeliwa sferoidalnego z wytopów 2-5 wytopu Bez obróbki cieplnej Po homogenizowaniu 1000 C/6h Po homogenizowaniu 1000 C/10h KCV KCV KCV J/cm 2 J/cm 2 J/cm 2 2 35 32 34 3 28 25 25 4 38 35 35 5 27 22 14 ) średnie wartości z trzech pomiarów Z przeprowadzonych badań wynika, że optymalne właściwości wytrzymałościowe wykazały próbki żeliwa sferoidalnego o osnowie austenitycznej z wytopów nr 2 i 4. Świadczy to o tym, że dobrany skład chemiczny żeliwa, a w szczególności zawartość niklu, zapewniły optymalne warunki dla mechanizmu kształtowania się grafitu kulkowego i osnowy austenitycznej, podczas krystalizacji żeliwa sferoidalnego z tych wytopów. Poza tym, korzystny wpływ na wyniki badanych właściwości mechanicznych żeliwa sferoidalnego o osnowie austenitycznej z tych wytopów wykazał zabieg wygrzewania próbek (homogenizowania) w temperaturze 1000ºC. Zabieg ten potwierdził korzystny mechanizm ukształtowania i ujednorodnienia ostatecznej struktury osnowy badanego żeliwa, z wydzieleniami bardzo drobn ej, o kulistym kształcie fazy węglikowej. Z przeprowadzonych badań wynika, że dla zapewnienia wysokiej jakości żeliwu sferoidalnemu o osnowie austenitycznej, skład chemiczny żeliwa wyjściowego przed sferoidyzowaniem powinien mieścić się w przedziałach: 3,0-3,5% C, 1,8-2,0% Si, 3,5-4,0% Mn, 0,04% P, 0,02% S, 20-24% Ni. Dla uzyskania żeliwa o wyżej wymienionym składzie chemicznym i minimalną zawartością innych pierwiastków poza układem podstawowym, najkorzystniejszy wsad metalowy powinien składać się z surówki LS, miękkiego, bez pierwiastków stopowych, złomu stalowego, złomu obiegowego żeliwa sferoidalnego aust e- nitycznego, w miarę potrzeby z czystych żelazostopów FeSi, FeMn, elektrokostek itp. Przed sferoidyzowaniem żeliwo powinno zostać przegrzane do temperatury ok. 1480ºC. Z uwagi na korzystny wpływ niklu na kształtowanie struktury o osnowie austenitycznej, do sferoidyzowania najlepiej jest zastosować zaprawę magnezowoniklową o zawartości 17% Mg w ilości 1,8-2,0% w stosunku do masy metalu, dostos o- wanej do metody wprowadzania stopu, zapewniającej uzyskanie zawartości magnezu w żeliwie w zakresie 0,03-0,05 Mg%. 338

ARCHIWUM ODLEWNICTWA Najkorzystniejszym modyfikatorem wpływającym na utworzenie optymalnego kształtu i ilości grafitu kulkowego oraz struktury osnowy metalowej jest czysty technicznie żelazokrzem FeSi75T, nie zawierający aluminium. Istotny wpływ na ukształtowanie właściwej struktury żeliwa ma temperatura odlewania żeliwa oraz rodzaj formy. Z badań wynika, że temperatura odlewania powinna być utrzymana w granicach 1380-1400ºC, zaś materiał na formy powinien zapewniać swobodne krzepnięcie i stygnięcie odlewów. Mimo tego, przy dużym zróżnicowaniu grubości ścianek odlewów, zapewnienie odlewom takiego krzepnięcia i stygnięcia nie zawsze jest możliwe, dlatego też dla doprowadzenia do optymalizacji właściwości mechanicznych, korzystne okazuje się homogenizowanie odlewów w temperaturze 1000ºC, w zależności od grubości ścianek w czasie 6-10 godzin. Dotrzymanie wyżej wymienionych warunków procesu wytwarzania odlewów z żeliwa sferoidalnego o osnowie austenitycznej, zapewnia uzyskiwanie tego tworzywa o optymalnych właściwościach mechanicznych. Przeprowadzone badania wykazały, że najlepsze wyniki uzyskane zostały w przypadku próbek z wytopów nr 2 i 4. Z przedstawionych i omówionych wyników badań wynika, że założony cel, tj. optymalizacja składu chemicznego i procesu technologicznego, ze względu na właściwości mechaniczne żeliwa sferoidalnego o austenitycznej osnowie metalowej, został osiągnięty. W artykule wykorzystano część wyników badań prowadzonych w ramach Projektu Badawczego Nr T08B 030 13. Umowa KBN Nr 340/T08/97/13. Mikrofotografie Pani Janina Radzikowska LITERATURA [1] Piaskowski J., Jankowski A.: Żeliwo sferoidalne. Wydanie I i II, PWT, Warszawa 1957. WNT, Warszawa 1974. [2] Piaskowski J.: Żeliwo sferoidalne. Metody produkcji, własności. Badanie. Praca naukowo-badawcza, nr 3066. Instytut Odlewnictwa, 1950. [3] Rączka J., Tabor A., Haduch Z.: Odlewnictwo. Skrypt Politechniki Krakowskiej, Kraków 1984. [4] Rączka J. S., Tabor A., Lewandowski K.: Nowoczesna metoda produkcji żeliwa sferoidalnego z zastosowaniem nowej konstrukcji urządzenia GLINPOL 96 do zabezpieczającego wymogi bezpieczeństwa i ochrony środowiska. Etap I Projektu Celowego Nr 7T08B03696C/2950. Politechnika Krakowska, 1996. [5] Tabor A.: Polskie urządzenie do ekologicznej produkcji żeliwa sferoidalnego. Dwumiesięcznik Politechniki Krakowskiej Politechnika, nr 3 (15) 99, s.26. [6] Tabor A., Rączka J. S.: Mechanizm procesu krystalizacji i kształtowania struktury oraz właściwości austenitycznego żeliwa sferoidalnego. Politechnika Kra- 339

kowska. Projekt badawczy KBN, nr: T08B03013, nr: 340/T08/97/13, Kraków 1999. [7] Rickard A. J.: Giesserei 68 (1981), nr 3, s.61. [8] Podrzucki C.: Żeliwo. Struktura, właściwości, zastosowanie. T. I i II. Wyd. Z. G. STOP, Kraków 1991. [9] Nickel O.: Giesserei 68(1981), nr 3. s.59. [10] Tyszko Z.: Stosowanie żeliwa w przemyśle chemicznym. Mat. Konf. s.140, Gdańsk 1962. [11] Górny Z. i in.: Teoria procesów technologicznych w odlewnictwie metali. Wyd. Naukowo-techniczne, Warszawa 1965. OPTIMIS ING THE CHEMICAL COMPOSITION AND TECHNOLOGY OF MAKING AUSTENITIC DUCTILE IRON TO ADAPT THE PROCESS TO THE DOMESTIC CONDITIONS. SUMMARY The study gives a critical review of data published so far in scientific and technical literature on the methods of manufacturing austenitic ductile iron. It has been noted that in spite of progress made in our knowledge on numerous factors affecting the formation of structure and properties of this cast material, under some specific performance conditions its behaviour is still not fully satisfactory. This was the reason for starting the investigation which finally resulted in determining an optimum chemical composition of cast iron, choice of the composition of metal charge, specification of appropriate technological process, including melting of base iron, spherodising trea t- ment, inoculation and pouring of moulds made from materials which ensure free solid i- fication and cooling of castings. The eaminations of structure and mechanical properties carried out and d e- scribed in the present study resulted in determination of optimum parameters and in developing the methods which ensure manufacture of high-quality austenitic ductile iron. Recenzował: prof. dr hab. inż. Edward Guzik 340