CS256324B1

CS256324B1 - Sampling body

Info

Publication number: CS256324B1
Application number: CS863679A
Authority: CS
Inventors: Bretislav Skrbek
Original assignee: Bretislav Skrbek
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1986-05-21
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS367986A1

Abstract

Vzorkovací těleso je určené pro předběžnou ryohlou metalurgickou kontrolu, odlévaného kovového materiálu. Je odlito do tvaru trojbokého hranolu, jehož spodní bok tvoří základnu tělesa a jeho strany shodně rovnoramenné trojúhelníky. - Vrcholová hrana tělesa je zaoblena radiusem. Jsou udány výpočty tvaru a optimální poměry základních rozměrů a rozměry doporučené.Vzorkovací těleso je vhodné zejména pro provozy odlévající litinu s červíkovitýa anebo kuličkovým grafitem a při zkouškách novýoh materiálů.The sampling body is intended for preliminary rapid metallurgical inspection of cast metal material. It is cast in the shape of a triangular prism, the lower side of which forms the base of the body and its sides are identical isosceles triangles. - The top edge of the body is rounded with a radius. Calculations of the shape and optimal ratios of the basic dimensions and recommended dimensions are given. The sampling body is particularly suitable for operations casting cast iron with worm-shaped or spheroidal graphite and for testing new materials.

Description

Vynález se týká vzorkovacího tělesa pro předběžnou rychlou metalurgickou kontrolu struktury odlévaného kovového materiálu, zejména litiny.The invention relates to a sampling body for preliminary rapid metallurgical inspection of the structure of a cast metal material, in particular cast iron.

Tvárná litina a litina s červíkovď^grafitem, díky svým známým přednostem, nálézají stále většího uplatnění v konstrukcích výrobků,. Rozhodujícím momentem metalurgické přípravy tekutého kovu těchto litin je nesporné dosažení účinné modifikace, tj. vytvoření podmínek pro vyloučení požadovaného tvaru grafitu v tuhém stavu. U tvárných litin je tento proces v zaběhnutých provozech voelku zvládnut. Při přípravě litiny s červíkovitým grafitem tomu tak ještě zcela není. Je to způsobeno jejím přechodovým postavením mezi šedou a tvárnou litinou. 0 důležitosti operativního stanovení účinku modifikátoru na tvar grafitu zpracovávaného množství litiny není proto pochyb, Zejména v provozech, kde ještě nejsou pokročilé zkušenosti. Proto je důležitá operativní zkouška, která rozhodne o kvalitě litiny ještě před započetím lití do forem. Vzhledem k relativně krátké době trvání účinku modifikátoru musí být znám výsledek takové zkoušky za několik málo minutja to především u litiny s červíkovitým grafitem·Ductile iron and cast iron with worm-shaped graphite, thanks to their well-known advantages, are increasingly being used in product designs. The decisive moment in the metallurgical preparation of the liquid metal of these cast irons is undoubtedly the achievement of effective modification, i.e. the creation of conditions for the exclusion of the required shape of graphite in the solid state. In the case of ductile irons, this process is completely mastered in established operations. In the preparation of cast iron with worm-shaped graphite, this is not yet completely the case. This is due to its transitional position between gray and ductile iron. There is therefore no doubt about the importance of the operational determination of the effect of the modifier on the shape of the graphite of the processed amount of cast iron, especially in operations where experience is not yet advanced. Therefore, an operational test is important, which decides on the quality of the cast iron even before casting into molds begins. Due to the relatively short duration of the effect of the modifier, the result of such a test must be known in a few minutes, especially in the case of cast iron with worm-shaped graphite.

Jsou známy metody, při kterých se zkoumá struktura odlévaných vzorkovacích těles tvarovaných podle použitých diagnostických metod.Methods are known in which the structure of cast sample bodies shaped according to the diagnostic methods used is examined.

Pro zkušební metodu křivek chladnutí tvaruje se odnímaný vzorek do komolého jehlanu se zabudovaným termočlánkem. Tato metoda vyžaduje nejen náročnou aparaturu, ale i náročnost příprav. Spolehlivost je nízká.For the cooling curve test method, the sample is shaped into a truncated pyramid with a built-in thermocouple. This method requires not only sophisticated equipment but also preparation. Reliability is low.

Další metoda využívající metalurgického ryohlovýbrusu vyžaduje nejméně 5 minut k jeho vyhodnocení.Another method using metallurgical rhodium grinding requires at least 5 minutes to evaluate.

256 324256,324

Metoda odlévání standardních Y-bloků vyžaduje poměrně dlouhou dobu chladnutí - zkouška mechanických vlastností je pro značné roz· měry X-bloků málo operativní.The casting method of standard Y-blocks requires a relatively long cooling time - testing of mechanical properties is not practical for the large dimensions of X-blocks.

Usuzování na tvar grafitu z lomové plochy vzorku přináší určité kladné výsledky ve specifických případech, avšak v praxi při přípravě litiny s červikovitým grafitem je tato metoda nespolehlivá.Judging the shape of graphite from the fracture surface of a sample brings some positive results in specific cases, but in practice, when preparing cast iron with vermiform graphite, this method is unreliable.

Požadovanému času k získání spolehlivých informací o struktuře do 3 minut po modifikaci nevyhovuje žádná ze známých metod.None of the known methods meet the required time to obtain reliable structural information within 3 minutes after modification.

Tyto nevýhody odstraňuje vzorkovací těleso podle vynálezu, jehož podáístatA,spočívá v tom, že je odlito do tvaru trojbokého hranolu, jehož spodní bok tvoří obdélníkovou základovou plochu tělesa, jehož strany jsou vytvořeny shodnými rovnoramennými trojúhelníky s ploohami navzájem rovnoběžnými s rameny svírajícími ostrý úhel a jehož vrcholová hrana je zaoblena radiusem a rozměr od základny tělesa kolmo k temeni jeho rádiusové válcové plochy je výškou tělesa, přičemž pro vzájemné vztahy rozměrových údajů platí, že šířka základny _ _radiU3 tg polovičního úhlu - -^:---výška tělesa - rádiusThese disadvantages are eliminated by the sampling body according to the invention, the main feature of which is that it is cast in the shape of a triangular prism, the lower side of which forms a rectangular base surface of the body, the sides of which are formed by identical isosceles triangles with surfaces parallel to each other with the arms forming an acute angle and whose top edge is rounded by a radius and the dimension from the base of the body perpendicular to the vertex of its radius cylindrical surface is the height of the body, whereby the following applies to the mutual relationships of the dimensional data: width of the base _ _radiU3 tan half angle - - ^: ---height of the body - radius

Hlavní výhodou vzorkovacího tělesa podle vynálezu je jeho jednoduchá výroba, možnost rychlého ochlazení vhozením do vody, rychlé a spolehlivé vyhodnocení ůLtrazvukovou zkouškou nejpozději do 3 minut po odlití vzorkovacího tělesa, použití jednoduchého a vy^soce operativního vyhodnocovacího zařízení: posuvného měřidla a kapesního ultrazvukového tlouštkoměru s displejem.The main advantage of the sampling body according to the invention is its simple production, the possibility of rapid cooling by throwing it into water, rapid and reliable evaluation by ultrasonic testing no later than 3 minutes after casting the sampling body, the use of a simple and highly operational evaluation device: a caliper and a pocket ultrasonic thickness gauge with a display.

Na připojeném zobrazení je znázorněno konkrétní provedení vzorkovacího tělesa podle vynálezu, kde na obr.1 je pohled na vzorkovací těleso zpředu a na obr. 2 pohled ze strany.The attached illustration shows a specific embodiment of the sampling body according to the invention, where Fig. 1 is a front view of the sampling body and Fig. 2 is a side view.

Vzorkovací těleso má tvar trojbokého hranolu, jehož spodní bok je základovou plochou vzorkovacího tělesa T. Stranami tohoto trojbokého hranolu jsou dva shodné rovnoramenné trojúhelníky o základně, která tvoří šířku a obdélníkové základy tělesa I, přičemž plochy těchto obou stranových trohúhelníků jsou vzájemně rovnoběžné ve vzdálenosti délky b základny tělesa T. Ramena stranových rovnoramenných trojúhelníků svírají ostrý úhel Celá vrcholová hrana trojbokého hranolu je zaoblena radiusem r a vytváří válcovou plochu přecházejíoí do boků trojbokého hranolu.The sampling body has the shape of a triangular prism, the lower side of which is the base surface of the sampling body T. The sides of this triangular prism are two identical isosceles triangles with a base that forms the width and rectangular bases of the body I, while the surfaces of these two lateral triangles are parallel to each other at a distance of the length b of the base of the body T. The arms of the lateral isosceles triangles form an acute angle. The entire vertex edge of the triangular prism is rounded with a radius r and forms a cylindrical surface that passes into the sides of the triangular prism.

256 324256,324

Kolmioe od základní plochy tělesa T k temeni jeho vrcholové válcové plochy určuje výšku v tělesa T.The perpendicular from the base surface of the solid T to the vertex of its top cylindrical surface determines the height v of the solid T.

Po řadě provedených zkoušek doporučuje se zachovat tyto vzájemné poměry základních rozměrových údajů a jejich přípustné tolerance:After a number of tests have been performed, it is recommended to maintain the following mutual ratios of basic dimensional data and their permissible tolerances:

b k v - 0,6 - 0,5 a k v - 0,4 - 0,45 Eka - 0,20-0,22b k v - 0.6 - 0.5 and k v - 0.4 - 0.45 Eka - 0.20-0.22

- 14° - 16° / Použité vztahové znaky a jejich význam: šířka a - šířka obdélníkové plochy základny tělesa T, jejíž rozměr se rovná základně stranových rovnoramenných trojúhelníků délka b - délka obdélníkové plochy základny tělesa T výška v. “ kolmá vzdálenost od základny tělesa T k temeni jeho vrcholové válcové plochy rádius r - rádius r udává poloměr vrcholové válcové kmety plochy tělesa T úhel _ úhel svírají ramena rovnoramenných stranových trojúhelníků /- 14° - 16° / Reference symbols used and their meaning: width a - width of the rectangular area of the base of the body T, the size of which is equal to the base of the lateral isosceles triangles length b - length of the rectangular area of the base of the body T height v. " perpendicular distance from the base of the body T to the vertex of its top cylindrical surface radius r - radius r indicates the radius of the top cylindrical surface of the body T angle _ angle formed by the arms of the lateral isosceles triangles /

Za použití výše uvádějí se tyto údajů:Using the above, the following data is provided:

uvedeného vysvětlení významu vztahových znaků vzorce, určující vzájemné vztahy rozměrových tgthe above explanation of the meaning of the relational signs of the formula, determining the mutual relationships of the dimensional tg

tg rtg r

ř eC úCř eC úC

TT

Vzorkovací těleso T se odlévá do pískové formy vytvarované modelem o optimálních rozměrech. Po odlití vzorku zkoušené litiny je nutno nechat proběhnout eutektickou přeměnu litiny tj. vytvoření grafitu a ztuhnutí. Vzorkovací těleso T se pak vyklepne z for-r my a vhodí do vody, aby schladlo.The sample body T is cast into a sand mold shaped by a model of optimal dimensions. After casting the sample of the tested cast iron, it is necessary to allow the eutectic transformation of the cast iron to take place, i.e. the formation of graphite and solidification. The sample body T is then knocked out of the mold and thrown into water to cool.

256 324256,324

Zkosené boky tělesa T zrušuji tuhnutí litiny ve funkční části vzorkovacího tělesa T \ onačené měrnými plochami M bez vnitřních nehomogenit. Válcovíx nlnoha vroholového zaoblení tělesa T umožňuje rychlejší a stabilnější tuhnutí než jiné tvary ukončení, např. htfanaté. Ostré hrany tělesa T jsou již na modelu zaobleny radiusem oca 1 mm.The beveled sides of the body T eliminate the solidification of the cast iron in the functional part of the sampling body T \ surrounded by specific surfaces M without internal inhomogeneities. The cylindrical shape of the corner rounding of the body T allows for faster and more stable solidification than other termination shapes, e.g., tapered. The sharp edges of the body T are already rounded on the model with a radius of 1 mm.

Při odlévání tenkostěnných a malých litinových odlitků se volí dolní meze tolerancí doporučených rozměrů. Při odlévání robustních silnostěnných odlitků naopak se volí rozměry v horních mezích, přičemž rozměr délky b základny tělesa T může zůstat neměnný, tj. při doporučených 40 mm.When casting thin-walled and small cast iron castings, the lower limits of the recommended dimensions are selected. When casting robust thick-walled castings, on the contrary, the dimensions are selected in the upper limits, while the length dimension b of the base of the T body can remain unchanged, i.e. at the recommended 40 mm.

Byl proveden praktický příklad ověření vzorkovacího tělesa T při kontrole struktury eutektické tvárné litiny ultrazvukovým tlouštkoměrem /KVARO-6, SSSí^/ dvojitou sondou o kmitočtu 2,5 MHz. Sondy byly přiloženy v oblasti m.ěrnýoh ploch M. Byla stanovena mezní velikost relativní rychlosti zvuku v_r «0,91. Tvárná litina byla určena pro odlitky o hmotnostech několika kg a tloušťkách stěn od 8 do ifa. Pro dané hmotnosti a síly stěn odlitki a chemiekého složení tvárné litiny byly shledány tyto optimální rozměry vzorkovacího tělesa T :A practical example of verification of the sampling body T when checking the structure of eutectic ductile iron was carried out using an ultrasonic thickness gauge /KVARO-6, SSSí^/ with a double probe with a frequency of 2.5 MHz. The probes were placed in the area of the measuring surfaces M. The limiting value of the relative speed of sound v _r «0.91 was determined. Ductile iron was intended for castings weighing several kg and with wall thicknesses from 8 to ifa. For given weights and wall thicknesses of the casting and chemical composition of the ductile iron, the following optimal dimensions of the sampling body T were found:

šířka a width and 28,5 28.5 mm mm délka b length b 40 40 mm mm výška v. height in. 66 66 mm mm rádius r radius r 6 . 6 . mm mm uhel 0^ angle 0^ 15° 15°

Pokud se vzorkovací těleso T nechá ztuhnout a ve formě sohladnout i přes eutektoidní přeměnu_?lze strukturu doplňkově hodnotit na bocích vzorkovacího tělesa T spojenýoh vrcholovou válcovou plochou metodou magnetického bodového pólu nebo metalograficky.If the sample body T is allowed to solidify and become uniform in shape despite the eutectoid transformation _, the structure can be additionally evaluated on the sides of the sample body T connected by a cylindrical top surface using the magnetic point pole method or metallographically.

Vzorkovací těleso podle vynálezu je zvlášť vhodné v provozech, kde se vyrábí litina s červíkovitým nebo kuličkovitým grafitem.The sampling body according to the invention is particularly suitable in plants where cast iron with vermiform or spheroidal graphite is produced.

Ze vzorkovacího tělesa lze odebírat třísky!<chemickou analýzu. Použití vzorkovacího tělesa je zvlášť vhodné při vývojových metalurgických praceoh.The sampling body can be used to collect chips for chemical analysis. The use of the sampling body is particularly suitable for development metallurgical work.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

256 324

A sample body for preforming the structure of the cast metal material, characterized in that it is cast in the shape of a triangular prism whose lower side forms a rectangular base surface of the body (T) of width (a) and length (b) and sides are formed by equal isosceles triangles with faces parallel to the arms forming an acute angle (8fr), and whose apex is rounded by a radius / r / and the dimension from the ground perpendicular to the top of the radial cylindrical surface of the body / ϊ / is height / v / The same as for the dimensional relationship of each other, the / / / spread / a / _ _{radiae / r /} tg angle —— * -; - £ height / v / - radius / r /