33/21 Solidilil ation or Metais and Alloys, No. 33, 1997

Podobne dokumenty
ŻELIWNE ŁOŻYSKA ŚLIZGOWE ODPORNE NA ZUŻYCIE ŚCIERNE

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

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

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

MIKROSKOPIA METALOGRAFICZNA

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

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

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

USZLACHETNIANIE POWIERZCHNIOWE ŻELIW A

TECHNOLOGIA WYTWARZANIA ŁOŻYSK ŚLIZGOWYCH PRZENOŚNIKÓW KUBEŁKOWYCH

ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

STRUKTURA I TWARDOŚĆ WARSTW PRZETAPIANYCH METODĄ GTAW NA ŻELIWIE SFEROIDALNYM

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

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

Zespół Szkół Samochodowych

ŻELIWA NIESTOPOWE. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Charakterystyka składników - ŻELAZO Duże rozpowszechnienie w przyrodzie ok. 5% w skorupie ziemskiej. Rudy żelaza:

26/16 Solidiliklltion of Metais and Alloys, No 26, 19%

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Żeliwo stop żelaza z węglem, zawierający 2,5-4,5% C i inne pierwiastki (Si, Mn, P, S), przeznaczony do wykonywania części maszyn, urządzeń

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Zakład Metaloznawstwa i Odlewnictwa

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

Obróbka cieplna stali

WPŁYW SZYBKIEJ KRYSTALIZACJI NA INTENSYWNOŚĆ ZUŻYCIA ŚCIERNEGO ODLEWÓW ŻELIWNYCH

37/42 KSZTAL TOW ANIE WARSTWY WIERZCHNIEJ ODLEWU STOPU KOBALTU METODĄ GTAW. Zenon OPIEKUN STRESZCZENIE. l. WSTĘP

ZMIANA WŁASNOŚCI STALI SZYBKOTNĄCEJ SKSM PO OBRÓBCE LASEROWEJ

WPŁYW WSTĘPNEGO PRZETAPIANIA ŻELIWA NA JAKOŚĆ NAPRAWCZYCH NAPOIN I SPOIN W ODLEWACH

24/8 Solidilicution of Metal~ :md Alloys, No.24, 1995

Obróbka cieplna stali

BADANIA MATERIAŁOWE ODLEWÓW GŁOWIC SILNIKÓW

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

MECHANIZM KRYSTALIZACJI GRAFITU WERMIKULARNEGO W ŻELIWIE

Nazwa przedmiotu INSTRUMENTARIUM BADAWCZE W INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Instrumentation of research in material engineering

27/36 BADANIE PROCESÓW ODPUSZCZANIA STALI SW7.M PO HARTOWANIU LASEROWYM

GEOMETRIA NADTOPIEŃ I STRUKTURA USZLACHETNIONYCH POWIERZCHNIOWO ODLEWÓW Z NADEUTEKTYCZNEGO STOPU Al-Si

Tematy Prac Magisterskich Katedra Inżynierii Stopów i Kompozytów Odlewanych

Metaloznawstwo II Metal Science II

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

OBRÓBKA CIEPLNA STOPÓW ŻELAZA. Cz. II. Przemiany austenitu przechłodzonego

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WYBRANE WŁASNOŚCI STALIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

ODLEWNICTWO STOPÓW ŻELAZA Casting of ferrous alloys PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

... Definicja procesu spawania łukowego ręcznego elektrodą otuloną (MMA):... Definicja - spawalniczy łuk elektryczny:...

OKREŚLENIE METODĄ KALORYMETRII SKANINGOWEJ ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W ŻELIWIE SZARYM

Akademia Morska w Szczecinie Instytut InŜynierii Transportu Zakład Techniki Transportu. Materiałoznawstwo i Nauka o materiałach

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

MODYFIKACJA TYTANEM, BOREM I FOSFOREM SILUMINU AK20

WPŁYW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI MATERIAŁU NA GRUBOŚĆ POWŁOKI PO ALFINOWANIU

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

TWARDOŚĆ, UDARNOŚĆ I ZUŻYCIE EROZYJNE STALIWA CHROMOWEGO

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY PODEUTEKTYCZNYCH STOPÓW UKŁADU Al-Si

Wykład 8. Przemiany zachodzące w stopach żelaza z węglem. Przemiany zachodzące podczas nagrzewania

Wykresy równowagi układu żelazo-węgiel. Stabilny żelazo grafit Metastabilny żelazo cementyt

... Definicja procesu spawania łukowego w osłonie gazu obojętnego elektrodą nietopliwą (TIG):...

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

... Definicja procesu spawania gazowego:... Definicja procesu napawania:... C D

WPŁYW DODATKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

TEMPERATURY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO W FUNKCJI SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA ODLEWU

48 Solidification of Metais and Alloys

WPŁYW OBRÓBKI WYKAŃCZAJĄCEJ NA ZUŻYCIE ŻELIW- NYCH ELEMENTÓW ŚLIZGOWYCH J. JAWORSKI 1

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE ŻELIWA SFEROIDALNEGO OBRABIANEGO RÓŻNYMI MODYFIKATORAMI

OBRÓBKA CIEPLNA. opracował dr inż. Stanisław Rymkiewicz

ZASTOSOWANIE NAŚWIETLANIA LASEROWEGO DO BLOKADY PROPAGACJI PĘKNIĘĆ ZMĘCZENIOWYCH

STABILNOŚĆ STRUKTURALNA STALI P92 W KSZTAŁTOWANYCH PLASTYCZNIE ELEMENTACH RUROCIĄGÓW KOTŁÓW ENERGETYCZNYCH ANDRZEJ TOKARZ, WŁADYSŁAW ZALECKI

śeliwa 3 Fe + C grafit

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

MODYFIKACJA BRĄZU SPIŻOWEGO CuSn4Zn7Pb6

ROLA CEMENTYTU WTÓRNEGO W PĘKANIU ŻELIWA SFEROIDALNEGO

KATEDRA WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW I METOD KOMPUTEROWYCH MECHANIKI. Wydział Mechaniczny Technologiczny POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH

OCENA JAKOŚCI ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ ATD

MODYFIKACJA STOPU AK64

... Definicja procesu spawania łukowego elektrodą topliwą w osłonie gazu obojętnego (MIG), aktywnego (MAG):...

ZAPIS PROCESU KRYSTALIZACJI PIERWOTNEJ I WTÓRNEJ ŻELIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

SPRAWOZDANIE ĆWICZENIE NR SP

STRUKTURA WARSTWY PRZYŚCIENNEJ

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Badanie dylatometryczne żeliwa w zakresie przemian fazowych zachodzących w stanie stałym

TERMITOWA SPAWALNOŚĆ BAINITYCZNYCH STALI SZYNOWYCH (NA PRZYKŁADZIE CRB1400, PROFIL 60E1/2)

Technologie Materiałowe II

Stopy żelaza z węglem

Stopy żelaza Iron alloys

WPŁYW AZOTU NA STRUKTURĘ, TWARDOŚĆ I ZUŻYCIE ŚCIERNE ŻELIWA CHROMOWEGO

WPŁYW GRUBOŚCI ŚCIANKI ODLEWU NA MORFOLOGIĘ WĘGLIKÓW W STOPIE WYSOKOCHROMOWYM

MIKROSKOPIA METALOGRAFICZNA

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA ZIMNO

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

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

ĆWICZENIE Nr 5/N. Laboratorium Materiały Metaliczne II. niskotopliwych. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. inż. A.

ĆWICZENIE Nr 2/N. 9. Stopy aluminium z litem: budowa strukturalna, właściwości, zastosowania.

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

BADANIA STRUKTURY I WŁASNOŚCI ŻELIWA SYNTETYCZNEGO HARTOWANEGO IZOTERMICZNIE W ZŁOŻU FLUIDALNYM

STOPY ŻELAZA. Cz. I. Stale niestopowe konstrukcyjne i o szczególnych właściwościach, staliwa i żeliwa niestopowe

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Zakład Metaloznawstwa i Odlewnictwa

KSZTAŁTOWANIE STRUKTURY ŻELIWA SFEROIDALNEGO PODCZAS CIĄGŁEGO CHŁODZENIA

Technologia obróbki cieplnej. Grzanie i ośrodki grzejne

CHARAKTERYSTYKA ZMIAN STRUKTURALNYCH W WARSTWIE POŁĄCZENIA SPAJANYCH WYBUCHOWO BIMETALI

WPŁYW WANADU NA KSZTAŁTOWANIE STRUKTURY ŻELIWA

36/6 SoUdificaaioa ofmclal.s add AIJoys. No.36, 1998

Technologie Materiałowe II Wykład 2 Technologia wyżarzania stali

OBRÓBKA CIEPLNA STOPÓW ŻELAZA. Cz. I. Wyżarzanie

Transkrypt:

33/21 Solidilil ation or Metais and Alloys, No. 33, 1997 KrLCpnięcic Metali i Stopów, Nr 33, 1997 l'an -Oddział Katowice PL ISSN 020!1-9386 KONSTYTUOWANIE WARSTW ODPORNYCH NA ŚCIERANIE W ODLEWACH Z ŻELIWA ORŁOWICZ Władysław, OPIEKUN Zenon, TRYTEK Andrzej Politechnika Rzeszowska, ul. W. Pola 2, 35.. 959 Rzeszów Streszeznie Praca dotyczy poprawy odporności na zużycie ścierne odlewów z żeliwa. l. Wstęp Analiza materiałów stosowanych w budowie maszyn wskazuje na szerokie zastosowanie żeliwa, które przy dobrych właściwościach użytkowych i wytrzymałościowych ma proporcjonalnie niską cenę. Szczególnie dużą trwałością w warunkach zużycia ścieranego charakteryzują się żeliwne detale, które w warstwie wierzchniej mają wydzielenia cementytu. Zazwyczaj wymaga się, aby materiał w rdzeniu był łatwo obrabialny i wykazywał odpowiednio wysokie własności mechaniczne. Zalecana jest perlityczna struktura metalicznej osnowy i sferoidalne lub płatkowe wydzielenia grafitu. Takie rozwiązania stosuje się między innymi w wałkach rozrządu czy popychaczach. Stwierdzono, że zużycie warstwy zabielonej zmniejsza się ze zwiększaniem udziału i dyspersji cementytu [1]. Dotychczas warstwę wierzchnią żeliwa utwardza s i ę głównie droga odlewniczą poprzez stosowanie ochładzalników albo pokryć form lub rdzeni dodatkami telluru. Wyższą twardość uzyskuje się jednakże drogą przetapiania warstwy wierzchniej skoncentrowanym strumieniem energii [2,3]. Celem pracy było porównanie struktury i twardości warstwy utwardzonej metodą odlewniczą oraz poprzez przetapianie żeliwa skoncentrowanym strumieniem ciepła.

161 l. Badania Badania obejmowały; - wykonanie odlewów płyt z warstwą zabieloną, - przetopienie płyt w obszarze zabielonym i w obszarze nie zabielonym, - badania ultradźwiękowe, - badania metalograficzne, - pomiary twardości. 3. Materiał i metoda badań 3.l. Wykorumie odlewów płyt Badania wykonano na żeliwie o składzie 3,20%C, 2,61 %Si, 0,30%Mn, 0,02%S, 0,064%Mg. Metal przygotowano w piecu indukcyjnym ACEC o pojemności l OOkg. Odlew płyty o wymiarach 100xl00x20 mm zaformowano pionowo na stalowym ochładzalniku o grubości 20nun. 3.2. Wykorumie przetopień Powierzchnię płyty wyrównano metodą frezowania, anastepnie przetapiania z wykorzystaniem elektrody nietopliwej przy natężeniu prądu I = 50A, i szybkości przemieszczania łuku v = 200 mm/min. Dla późniejszych badań metalograficznych płytę przecięto wzdłuż osi podłuź.nej przetopienia. Szkic do badań przedstawiono na rysunku l. 3.3. Badania ultradźwiękowe Badania ultradźwiękowe (zestawem do diagnozowania żeliwa AMEX) obejmowały pomiary prędkości podłużnej fali ultradźwiękowej w warstwie zabielonej drogą odlewniczą (wzdłuż linii l, rysunek l).

162 materiał nie zablelon materiał zabielony od ochhdzalnika Rys. l. Szkic próbki do badań struktury i pomiarów twardości. 3.4. Badania metalograficzne Badania metalograficzne wykonano z zastosowaniem mikroskopu optycznego Neophot 2 i elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) typu Novoscan 30. Obejmowały one obserwację struktury obszaru zabielonego od ochładzalnika (wzdłuż linii 1 i linii 2, rys. l). 3.5. Pomiary twardości Twardość mierzono metodą RockweBa wg skali C na powierzchni obszaru zabielonego (wzdłuż linii l, rysunek l) i na powierzchni przetopienia (wzdłuż linii 3, rysunek l). 4. Wyniki badań Wyniki pomiarów prędkości podłużnej fali ultradźwiękowej oraz twardości w obszarze zabielonym metalurgicznie przedstawiono na rysunku 2. Strukturę w tym obszarze przedstawiono na rysunku 3. Przy stosowanych parametrach przetapiania (1 = 50A, v = 200mm/min) wykonano ścieg o szerokości około 8 mm i głębokości około 3,5 mm. W tak małym obszarze ze względu na rozmiary głowicy zestawu AMEX nie mógł być zrealizowany pomiar prędkości podłużnej fali ultradźwiękowej. Był on za to wystarczający dla przeprowadzenia pomiarów twardości.

163 V) 6100 -=-------------, ~E EroJ ~ -.J 59Xl ~ -~ 5800 8. ~ 5700 :~ ~ 5600 ~ :~ 5500 -g. 'O et ~ 5400 ::l 2 10 18 26 34 42 50 58 66 74 82 ro Odległość od czoła próbki, mm u 0:: I :~ o "E ~ ~ f- 50 45 40 35 3:) 25 20 2 10 18 26 34 42 50 58 66 74 a2 ro Odległoś ć od czoła próbki, mm Rys.2. Zmiana prędkości podłużnej fali ultradźwiękowej i twardości obszam zabielonego w wyniku oddziaływania ochładzalnika a) 2 mm od czoła b) 12 mm od czoła c) 22 mm od czoła c) 2 mm od czoła d) 12 mm od czoła Rys. 3. Struktura obszam zabielonego poprzez oddziaływanie ochladzalnika, wzdłuż linii l (rys. l), a, b- mikroskop optyczny, c, d- SEM. Traw. 4% HN0.1

164 Pomiary te wykonane na powierzchni przetopienia ( wzdłuż linii 4, rysunek l) wykazywały wartość 65 HRC. Struktw ę obszaru przetopionego, strefy wpływu ciepła i materiału rodzimego przedstawiono na rysunku 4. a) przetopienie, strefa wpływu ciepła, material rodzimy b) przetopienie c) strefa wpływu ciepła Rys. 4. Stiuktura obszam przetopionego, stj efy wpływu ciepła i m a tetiału rodzimego wzdłuż linii :2 (tys. 1), a- mikroskop optyczny, b, c- SEM. Traw. 4% HN0 3 5, Podsumowanie Użyte w badaniach żeliwo niestopowe ma skład bliski eutektycznemu. Przy szybkościach chłodzenia uzyskiwanych w fonnie z ochładzałnikiem osiągane jest przechłodzenie ciekłego roztwom względem równowagowej temperatmy eutektycznej, przy którym dokonuje się równoczesny wzrost eutektyki grafitowej i

165 stykających się z ochładzalnikiem. W tym obszarze jest największa szybkość chłodzenia metalu. Bardzo duża szybkość chłodzenia żeliwa obniża temperaturę przemiany eutektycznej poniżej krytycznej temperatury krystalizacji. W tych warunkach wzrastać mogą dwie eutektyki ( cementytowa i grafitowa). Przy większym przechłodzeniu ciekłego metalu szybkość wzrostu eutektyki cementytowej jest coraz większa w stosunku do szybkości wzrostu eutektyki grafitowej. W związku z tym eutektyka grafitowa w strukturze żeliwa może być obserwowana tylko przy znacznych powiększeniach mikroskopowych. Przy dużych szybkościach chłodzenia (zamrażanie kropli ciekłego żeliwa) obserwowano obecność cząstek grafitu o wymiarach rzędu l o 3-10- 2 mm [4]. W związku z tym stwierdza się [5], że zrealizowanie krystalizacji zwykłego żeliwa wyłącznie według układu metastabilnego jest mało prawdopodobne. lejiwo nagrzewane skoncentrowanym strumieniem ciepła osiąga w jeziorku temperaturę około 2800 C. Przy tej temperaturze rozpuszczalność węgla w stopie jest znaczna. Jeśli pr.zyjmie się, że rozpuszczalność węgla w żeliwie w temperaturze 2700 C wynosi 11,15% (według [6]) i że szybkość stygnięciajeziorka ciekłego metalu jest bardzo duża o czym świadczy fakt, że austenit w eutektyce przemienił się na bainit i martenzyt, a przy powiększeniu 3200x nie stwierdzono wydzieleń grafitu to być może prawdopodobna jest krystalizacja badanego żeliwa według układu metastabilnego. Uzyskanie struktury będącej mieszaniną cementytu bainitu i martenzytu pozwala uzyskać wyższą twardość w warstwie wierzchniej żeliwa przetopionego skoncentrowanym strumieniem ciepła (65HRC) w porównaniu do twardości powierzchniowej warstwy odlewu uzyskanej w efekcie oddziaływania ochładzaimka (48 HRC). W pracy nie stwierdzono wpływu struktury osnowy materiału wyjściowego (ledeburyt przemieniony lub ferryt+ perlit) na twardość warstwy przetopionej. żeliwie Prace nad zagadnieniem konstytuowania warstwy wierzchniej (w niestopowym i innych stopach odlewniczych) z wykorzystaniem skoncentrowanego strumienia ciepła są intensywnie prowadzone w Zakładzie Inżynierii Materiałowej Folitechniki Rzeszowskiej, a ich efekty znajdują zastosowanie w praktyce przemysłowej. Powinny one również rozszerzyć wiedzę z zakresu krystalizacji stopów w warunkach bardzo szybkiego chłodzenia ze stanu ciekłego.

166 Literatura l. Podrzucki C., Maj Z., Wojtysiak A.: Schalenhartguss ft1r Motorteile mit erhohter Verschleissfestigkeit 56 G.W.K., V ortrag Nr 22, DUsseldorf 1989 2. Orłowicz W., Opiekun Z.: Sposoby utwardzania warstwy wierzchniej żeliwnych elementów silnika spalinowego. International Scientific Conference on Engineering Design and Research of Automotive Vehicles and machines, SAKON'96, Rzeszów 1996, s. 155-160 3. Orłowicz W., Opiekun Z.: Wear reistance improvement of cast iron machine parts. Medzinarodna Konferencia Nove Smery vo Vyrobnych Technológiach, Ko~ice Prdov, 1997 4. Podrzucki C.,: Żeliwo, Wyd. ZG STOP, Kraków 1991 5. Fraś E: Krystalizacja żeliwa. Skrypty uczelniane AGH nr 611, Kraków 1977 6. Ruer R., Biren 1. : Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie, t 113, 1920