PL208404B1

PL208404B1 - Żeliwo walcowane na gorąco i na zimno

Info

Publication number: PL208404B1
Application number: PL377940A
Authority: PL
Inventors: Hideaki Yamamura; Wataru Ohashi
Original assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2011-04-29
Also published as: TWI279444B; RU2312161C2; PL377940A1; BRPI0407452B1; CA2515509C; JP2005060818A; KR100728099B1; US20100172784A1; CA2515509A1; EP1595964A4; JP4523776B2; EP1595964A1; AU2004211557A1; UA79041C2; US20060144478A1; TW200420730A; BRPI0407452A; KR20050097545A; WO2004072314A1; US20110303329A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest żeliwo walcowane na gorąco i na zimno zawierające węgiel, krzem, chrom i/lub nikiel, resztę stanowią żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym węgiel ma postać wydzieleń sferoidalnego lub spłaszczonego grafitu.

Żeliwo ciągliwe jest żeliwem sferoidalnym otrzymanym przez dodanie Mg, Ca, Ce i innych pierwiastków środka sferoidyzyjącego grafit oraz przeprowadzenie sferoidyzacji grafitu, jak również jest litym żeliwem wermikularnym (określanym tu dalej jako żeliwo C/V). Ponadto, jest to żeliwo ciągliwe otrzymane przez obróbkę termiczną surówki białej poprzez odlewanie.

W takim żeliwie C/V grafit nie staje się sferoidalny i występuje jako forma pośrednia masy grafitowej itp. Ponadto, żeliwo ciągliwe ma dobrą lejność i ciągliwość oraz jest ciągliwe jak stal po obróbce termicznej, a zatem jest istotnym materiałem konstrukcyjnym maszyn. To żeliwo ciągliwe jest klasyfikowane jako żeliwo ciągliwe białe, żeliwo ciągliwe czarne, żeliwo ze specjalnym materiałem bazowym, itp.

Spośród nich żeliwo ciągliwe czarne, jeśli pozostaje jako odlewki żeliwa ciągliwego, wykazuje strukturę surówki białej. Jest twarde i kruche, a zatem w procesie produkcyjnym żeliwo jest wyżarzane w celu grafityzacji.

Czas i temperaturę wyżarzania określono na bazie licznych innych czynników odlewania, lecz zazwyczaj takie wyżarzanie obejmuje dwa etapy. Pierwszy etap wyżarzania przeprowadza się w temperaturze 900 do 980°C w czasie 10 do 20 godzin. Podczas takiej obróbki wolny cementyt rozkłada się całkowicie.

Drugi etap wyżarzania przeprowadza się łącząc stopniowe oziębianie do temperatur w zakresie 700 do 760°C w celu bezpośredniej grafityzacji, oraz długotrwałą obróbkę termiczną w temperaturze 700 do 730°C w zakresie grafityzacji cementytu do perlitu. W ten sposób czas wymagany do przeprowadzenia całkowitego procesu wyżarzania wynosi zazwyczaj 20 do około 100 godzin, jak to opisano w Iron and Steel Institute of Japan, wyd. 3, Tekko Binran, tom V. Casting, Forging, and Powder Metallurgy, str. 115 do 116, 1982.

Żeliwo sferoidalne i żeliwo ciągliwe można walcować w pewnym zakresie. Walcowanie półfabrykatów odlewanych z wytworzeniem płyty żeliwnej, arkusza żeliwa, prętów żeliwnych, oraz innych postaci żeliwa walcowanego, może zgodnie z oczekiwaniem prowadzić do rozmaitych zastosowań. Jednakże, warunki walcowania takiego żeliwa mieszczą się w wąskich granicach i jego zastosowania są ograniczone.

Ponadto, jako metodę otrzymywania półfabrykatów odlewanych, służących jako materiały walcowane, zazwyczaj stosuje się odlewanie przez wylanie wytopu do formy piaskowej lub innej z wytworzeniem półfabrykatu odlewanego, ale czasem ciągłe odlewanie przeprowadza się jako środek zwiększający zdolność produkcyjną.

Jednakże, we wspomnianej powyżej metodzie występuje taki problem, że przy odlewaniu żeliwa ciągliwego wymagany jest dłuższy okres czasu do grafityzacji, a zatem zdolność produkcyjna jest wyraźnie gorsza, a ponadto długie ogrzewanie prowadzi do utleniania i odwęglania powierzchni, co dla ograniczenia tego zjawiska stwarza wymóg wygrzewania w atmosferze nieutleniającej, a zatem zwiększa koszty obróbki. Ponadto, pomimo stosowania właściwego cyklu wyżarzania, grafit wytrącony po obróbce nie jest sferoidalny. Nie można zatem stwierdzić, że grafityzacja zapewnia wystarczająco zadowalające właściwości. W szczególności, w sensie równowagi pomiędzy wytrzymałością i ciągliwością oraz wytrzymałości zmęczeniowej, żeliwo ciągliwe nie jest lepsze w porównaniu z typowym żeliwem surowym. Pożądane jest zatem ulepszenie takich właściwości.

W przeciwień stwie do tego japoń ska publikacja patentowa (A) 7-138636 nie opisuje metody obróbki w celu grafityzacji w krótkim czasie, a grafit wytrącający się po obróbce nie jest całkowicie sferoidalny. Ponadto, w żeliwie otrzymanym przez walcowanie żeliwa sferoidalnego lub żeliwa ciągliwego grafit tworzy cienkie płatki rozłożone warstwowo w czasie walcowania, co powoduje ostatecznie pogorszenie obrabialności.

Ponadto, w ciągłym odlewaniu typowego żeliwa stosuje się grafitowe formy w celu zapobiegania chłodzeniu, ale ciągłe odlewanie żeliwa białego jest trudne z uwagi na jednoczesne występowanie w szerokim zakresie fazy stałej i ciekłej. Jak przedstawiono w japońskim opisie patentowym nr 4074747, nie daje się tego zatem w ogóle przeprowadzić.

W ten sposób, jak przedstawiono w japoń skim opisie patentowym nr 3130670, zastosowanie dwuwalcowego urządzenia do odlewania surówki białej na arkusze i obróbki termicznej, prowadzonej w celu wytworzenia arkuszy żeliwa składających się z żeliwa ciągliwego, można także rozpatrywać

PL 208 404 B1 jako metodę produkcji twardych arkuszy żeliwa, lecz w tym przypadku, tak samo jak przy produkcji żeliwa ciągliwego, powstaje masa grafitowa, tj. sferoidyzacja grafitu jest niewystarczająca, a zatem występuje problem niewystarczającej obrabialności.

W zwią zku z powyż szym zrealizowano niniejszy wynalazek, i jego przedmiotem jest opracowanie żeliwa o doskonałej obrabialności bez obróbki cieplnej wymagającej wielkiego nakładu energii i dł ugiego okresu czasu. Nale ż y zwrócić uwagę , ż e termin ż eliwo odnosi się do samego ż eliwa, odlewanych półfabrykatów żeliwnych otrzymanych przez odlewanie taśm itp., oraz walcowanych półfabrykatów żeliwnych otrzymanych przez walcowanie żeliwa lub półfabrykatów żeliwnych. Istotą wynalazku jest więc żeliwo walcowane na gorąco lub na zimno, zawierające węgiel, krzem, chrom i/lub nikiel, resztę stanowią żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym węgiel ma postać wydzieleń sferoidalnego lub spłaszczonego grafitu, charakteryzujące się tym, że zawartość wagowa węgla i krzemu spełnia zależność 1,7% < (%C) < 4,3 - (%Si)/3, zawartość wagowa chromu i/lub niklu wynosi odpowiednio Cr > 0,1%, Ni > 0,1%, dyspersja wydzieleń grafitu w osnowie ferrytycznej wynosi 50/mm²albo więcej przy zawartości ferrytu wynoszącej 70% i więcej, przy czym wydzielenia grafitu, o powierzchni zewnętrznej częściowo lub całkowicie otoczonej ferrytem, są związane kompleksowo z co najmniej jednym typem cząstek tlenków, siarczków, azotków, lub ich związków kompleksowych, zawierających co najmniej jeden z pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Mg, Ca i REM, które to cząstki mają średnicę od 0,05 do 5 μm.

W żeliwie wydzielenia sferoidalnego lub spłaszczonego grafitu, z zewnętrznymi powierzchniami częściowo lub całkowicie pokrytymi ferrytem, są rozproszone niezależnie lub są skompleksowane.

Półfabrykat z żeliwa może stanowić arkusz żeliwny, płyta żeliwna lub szyna żeliwna korzystnie może mieć grubość 1 do 400 mm.

Niniejsze zgłoszenie omawia także sposób wytwarzania półfabrykatu żeliwnego o doskonałej obrabialności otrzymanego przez odlewanie wytopu o składzie przedmiotowego żeliwa, do którego dodano środek sferoidyzujący, i walcowanie otrzymanego półfabrykatu odlewanego.

Sposób charakteryzujący się tym, że środek sferoidyzujący zawiera co najmniej jeden spośród pierwiastków Mg, Ca, oraz REM, a walcowany półfabrykat poddaje się następnie obróbce termicznej.

Fig. przedstawiają. fotografie metalicznych struktur końcowych arkuszy według jednego z rozwiązań wynalazku. Fig. 1(a) przedstawia fotografię metalicznej struktury według przykładu nr 1a, fig. 1 (b) - struktury według przykładu nr 1b, zaś fig. 1(c) - struktury według przykładu porównawczego nr 1.

Fig. 2(.) przedstawiają powiększone fotografie grafitu w końcowych arkuszach według przykładów wynalazku, na których fig. 2(a) przedstawia powiększoną fotografię grafitu według przykładu nr 1a a fig. 2(b) - grafitu według przykładu nr 1b.

Fig. 3(.) przedstawiają fotografie metalicznych struktur końcowych arkuszy według przykładów wynalazku po poddaniu korozji roztworem Nytal, przy czym fig. 3(a) przedstawia fotografię metalicznej struktury według przykładu nr 1a, fig. 3(b) - metalicznej struktury według przykładu nr 1b, zaś fig. 3(c) metalicznej struktury według przykładu nr 2b.

Fig. 4 przedstawia widok urządzenia do ciągłego odlewania według pewnego rozwiązania wynalazku.

Współtwórcy wynalazku stwierdzili, że poprzez odlewanie wytopu przedmiotowego żeliwa, do którego dodano środek sferoidyzujący, tak aby uzyskać półfabrykat żeliwny, walcowanie tego półfabrykatu odlewanego, a następnie jego obróbkę termiczną, możliwe jest wytworzenie żeliwa z grafitem sferoidalnym o doskonałej obrabialności, będącego żeliwem walcowanym, w którym są rozproszone cząstki sferoidalnego grafitu.

Do wytopu przedmiotowego żeliwa dodano środek sferoidyzujący, a następnie przeprowadzono odlewanie. Otrzymany półfabrykat odlewany nie miał jakichkolwiek cząstek grafitu w swej strukturze. Następnie walcowano ten półfabrykat odlewany we względnie niskiej temperaturze, po czym poddano go obróbce termicznej we względnie wysokiej temperaturze. Otrzymane żeliwo miało cząstki sferoidalnego grafitu w swej strukturze. Stosując zaginadło blacharskie stwierdzono, że obrabialność była bardzo dobra. Stwierdzono, że cząstki sferoidalnego grafitu w żeliwie były pokryte na części lub wszystkich swych zewnętrznych powierzchniach ferrytem, oraz że żeliwo zawierające dużo fazy ferrytowej ma dobrą obrabialność. Takie same, jak powyższe wyniki, otrzymano dla żeliwa w postaci arkuszy, płytek, szyn, itp.

Ponadto ostatnio stwierdzono, że w przypadku żeliwa, w którym cząstki rozproszonego grafitu nie są sferoidalne lecz spłaszczone uzyskuje się dobrą obrabialność, i również tłumienie drgań i dźwiękochłonność są lepsze, oraz że możliwe jest wytworzenie żeliwa, w którym cząstki spłaszczo4

PL 208 404 B1 nego grafitu są rozproszone przez odlewanie wytopu przedmiotowego żeliwa, do którego dodano środek sferoidyzujący, i walcowanie tego półfabrykatu odlewanego.

Środek sferoidyzujący dodano więc do wytopu przedmiotowego żeliwa, a następnie odlewano. W strukturze pół fabrykatu odlewanego nie stwierdzono jakichkolwiek czą stek grafitu. Nastę pnie ten półfabrykat odlewany walcowano na gorąco we względnie wysokiej temperaturze. Otrzymano żeliwo o strukturze, w której był y rozproszone czą stki spłaszczonego grafitu. Stosują c zaginadł o blacharskie stwierdzono, że obróbka była łatwa oraz lepsze było tłumienie drgań i dźwiękochłonność. Stwierdzono, że cząstki spłaszczonego grafitu w żeliwie były częściowo lub w całości pokryte na swej zewnętrznej powierzchni ferrytem, oraz że żeliwo zawierające dużo fazy ferrytowej ma dobrą obrabialność. Takie same, jak powyższe wyniki, otrzymano dla żeliwa w postaci arkuszy, płytek, szyn, itp.

Walcowanie na gorąco wstrzymano w połowie i stwierdzono, że walcowany półfabrykat odlewany miał zmniejszone cząstki sferoidalnego grafitu (i grafitu w ogóle) w swej strukturze, oraz potwierdzono, że cząstki spłaszczonego grafitu obserwowane w płycie żeliwnej, otrzymanej przez walcowanie, powstają w wyniku wytrącania cząstek sferoidalnego grafitu w czasie ogrzewania lub walcowania półfabrykatu odlewanego i spłaszczanego przez walcowanie.

Wynalazek opracowano na bazie tych stwierdzeń.

Poniżej wynalazek będzie wyjaśniony szczegółowo.

Na wstępie wyjaśnione zostanie określenie żeliwo, w którym według wynalazku jest rozproszona duża ilość cząstek sferoidalnego grafitu. Nawiasem mówiąc, jako powyższe żeliwo można wymienić żeliwo walcowane takie jak arkusz żeliwny, płyta żeliwna i szyna żeliwna. Szyna żeliwna oznacza pręty, walcówkę, szyny, kątowniki, dwuteowniki, dwuteowniki szerokostopowe oraz kształtowniki o innych przekrojach, bale, itp. Ponadto, jako arkusz żeliwny można także traktować żeliwo otrzymane bez walcowania, z zastosowaniem urządzenia do ciągłego odlewania ze ściankami formy poruszanymi synchronicznie z półfabrykatem odlewanym. W stanie techniki nie występuje żeliwo o takich właściwościach. Dzięki otrzymywaniu żeliwa o właściwościach według wynalazku można osiągnąć bardzo dobrą obrabialność.

Poniżej, dla wyjaśnienia posłuży przykładowo arkusz żeliwny.

Arkusz żeliwny otrzymuje się przez dodanie środka sferoidyzującego do wytopu przedmiotowego żeliwa i odlewanie go z wytworzeniem półfabrykatu odlewanego, walcowanie tego półfabrykatu odlewanego oraz jego obróbkę termiczną. Szczegóły tego sposobu wytwarzania wyjaśniono później.

Termin sferoidalny w odniesieniu do cząstek sferoidalnych grafitu według wynalazku nie koniecznie oznacza kulę doskonałą. Powierzchnia może być szorstka lub częściowo także płaska.

Następnie będzie wyjaśniony skład przedmiotowego żeliwa. Najważniejszymi pierwiastkami dla otrzymywania przedmiotowego żeliwa (określonego przez zgłaszającego jako „żeliwo białe) są C i Si, i mają duży wpływ na szybkość grafityzacji. Jeśli zawartość C i Si w % wagowych wynosi (%C) < 4,3 (%Si)/3 i C > 1,7%, korzystnie (%C) < 4 - 1,3x (%Si) i C > 1,7%, w efekcie powstaje przedmiotowe żeliwo. (%C) oznacza tu % wagowy C w przedmiotowym żeliwie, podczas gdy (%Si) oznacza % wagowy Si w przedmiotowym żeliwie. Jeśli zawartość C wynosi poniżej 1,7% wagowych nie można otrzymać przedmiotowego żeliwa, a zatem stosowny zakres wynosi 1,7% wagowych lub więcej.

Ponadto, dla zapewnienia obrabialności gęstość wydzieleń sferoidalnego grafitu wynosi korzystnie 50 cząstek/mm² lub więcej. Jeśli gęstość wydzieleń sferoidalnego grafitu jest mniejsza niż 50 cząstek/mm², obrabialność pogarsza się.

Ponadto, dla zapewnienia obrabialności ilość ferrytu pokrywającego zewnętrzne powierzchnie cząstek grafitu jest korzystnie zwiększona. Zawartość ferrytu w żeliwie wynosi korzystnie 70% lub więcej (objętościowo), korzystniej 80 do 90% lub więcej (objętościowo). Przy zawartości ferrytu w żeliwie poniżej 70% (objętościowo), obrabialność pogarsza się trochę.

Tutaj zawartość ferrytu w żeliwie otrzymuje się przez określenie udziału powierzchni ferrytu w przekroju poprzecznym żeliwa. Następnie ten udział powierzchni można oznaczyć na podstawie analizy obrazu, itp.

Następnie, jeśli chodzi o składniki żeliwa, korzystnie zawartość co najmniej jednego ze składników wynosi Cr > 0,1% wagowych i Ni > 0,1% wagowych. Wynika to stąd, że wprowadzenie Cr lub Ni umożliwia kontrolę powstawania cząstek grafitu w czasie produkcji. Dokładniej, Cr hamuje grafityzację w czasie odlewania, podczas gdy Ni wzmaga grafityzację w czasie obróbki cieplnej. Jednakże, jeśli zawartość Cr lub Ni wynosi poniżej 0,1% wagowych, to trudno jest osiągnąć ten efekt, a zatem korzystna jest zawartość Cr lub Ni 0,1% wagowych lub więcej. Ponadto, górna granica nie jest szczególnie ustalana, lecz można ją odpowiednio określić rozważając koszt, wymaganą obrabialność, itp.

PL 208 404 B1

Rozproszony grafit w postaci sferoidalny wydzieleń jest kompleksowo związany z cząstkami co najmniej jednego typu jak tlenki, siarczki, azotki lub ich związki kompleksowe z pierwiastkami środka sferoidyzującego. Środek sferoidyzujący oznacza tu następujące środki sferoidyzujące: Fe-Si-Mg, Fe-Si-Mg-Ca, Fe-Si-Mg-REM, Ni-Mg, itp. stosowane w produkcji żeliwa z grafitem sferoidalnym i nie jest to szczególnie ograniczone.

Jeśli występują pierwiastki środka sferoidyzującego, to są one w żeliwie związane z tlenem, siarką i azotem w żelazie, tworząc cząstki tlenków, siarczków, azotków, oraz ich związków kompleksowych. Służą one jako zarodki dla powstawania sferoidalnego grafitu w czasie obróbki cieplnej po walcowaniu, dzięki czemu tworzą się wydzielenia sferoidalnego grafitu kompleksowo związane z czą stkami co najmniej jednego z tych typów.

Jako specyficzne pierwiastki środka sferoidyzującego, korzystne z punktu widzenia wpływu na przyśpieszenie sferoidyzacji, są Mg, Ca, oraz pierwiastki ziem rzadkich (REM). Spośród nich Mg wykazuje bardzo duży wpływ i dla tego jest bardziej korzystny. A zatem, jako środek sferoidyzujący korzystne są substancje zawierające Mg, Ca, lub pierwiastki ziem rzadkich (REM).

Środek sferoidyzujący może być pojedynczym pierwiastkiem lub mieszaniną wielu pierwiastków. W każdym przypadku wykazuje swe działanie.

Ponadto, arkusz żeliwa według wynalazku obejmuje arkusz, w którym są rozproszone cząstki co najmniej jednego typu jak tlenki, siarczki, azotki lub ich związki kompleksowe pierwiastków środka sferoidyzującego.

Blachę żeliwną otrzymuje się przez dodanie środka sferoidyzującego do wytopu żeliwa o składzie przedmiotowego żeliwa i odlewanie w celu wytworzenia półfabrykatu odlewanego, a następnie walcowanie tego półfabrykatu odlewanego, tj. blachy żeliwnej przed jakąkolwiek obróbką cieplną po walcowaniu. Szczegóły tego sposobu wytwarzania będą wyjaśnione później.

Ponieważ ta blacha żeliwna nie była poddana obróbce termicznej, nie ma w niej wytrąconych cząstek sferoidalnego grafitu. Jest to zatem blacha żeliwna o składzie żeliwa, w której są rozproszone cząstki co najmniej jednego typu jak tlenki, siarczki, azotki lub ich związki kompleksowe pierwiastków środka sferoidyzującego. Składniki żeliwa, pierwiastki środka sferoidyzującego oraz działanie Cr i Ni wyjaśniono powyżej.

Ponadto, jeśli gęstość wydzieleń wynosi poniżej 50 cząstek/mm² powstawanie wydzieleń sferoidalnego grafitu w czasie obróbki cieplnej staje się dość powolne, gęstość utworzonych wydzieleń sferoidalnego grafitu jest dość mała, a grafit sferoidalny staje się gruboziarnisty, przez co obrabialność itp. właściwości ulegają pogorszeniu. Gęstość pewnej liczby wydzieleń wynosi więc korzystnie 50 cząstek/mm² lub więcej.

Ponadto, jeśli wymiar tych wydzieleń jest mniejszy niż 0,05 μm będą one za twarde aby działać jako zarodki dla wydzieleń sferoidalnego grafitu, a jeśli ich wymiar przekracza 5 μm, utworzone wydzielenia sferoidalnego grafitu będą gruboziarniste i obrabialność itp. właściwości będą pogorszone. Korzystnie wydzielenia mają zatem wymiar 0,05 do 5 μm. Wymiar wydzieleń oznacza tu kolisty odpowiednik średnicy cząstek.

Ponadto, półfabrykat odlewany według wynalazku, w taki sam sposób jak arkusz niepoddany obróbce termicznej po walcowaniu, jest odlewanym półfabrykatem żeliwa o składzie przedmiotowego żeliwa, w którym rozproszone są cząstki co najmniej jednego typu jak tlenki, siarczki, azotki lub ich związki kompleksowe pierwiastków środka sferoidyzującego.

Półfabrykat odlewany otrzyma się przez dodanie środka sferoidyzującego do wytopu żeliwa o składzie przedmiotowego żeliwa i odlewanie do półfabrykatu odlewanego. Szczegóły sposobu wytwarzania będą wyjaśnione później. Ten półfabrykat odlewany, jak arkusz niepoddany obróbce termicznej po walcowaniu, nie ma wytrąconych w nim wydzieleń sferoidalnego grafitu.

Jest to zatem odlewany półfabrykat żeliwa o składzie przedmiotowego żeliwa, w którym są rozproszone cząstki co najmniej jednego typu jak tlenki, siarczki, azotki lub ich związki kompleksowe pierwiastków środka sferoidyzującego. Składniki przedmiotowego żeliwa, pierwiastki środka sferoidyzującego, działanie Cr i Ni, gęstość wydzieleń, wymiar wydzieleń, itp. właściwości wyjaśniono powyżej.

Półfabrykat odlewany można wytwarzać przez odlewanie wlewka lub odlewanie ciągłe, lecz grafit wykazuje tendencję do zwalniania szybkości oziębiania w czasie odlewania. Korzystniejsze jest zatem wytwarzanie metodą ciągłego odlewania z zastosowaniem chłodzonej wodą formy miedzianej. W ciągłym odlewaniu, jeśli grubość odlewu zwiększa się, to szybkość chłodzenia w centralnej części spada, a zatem grubość półfabrykatu odlewanego otrzymanego metodą ciągłego odlewania korzystnie wynosi 1 do 400 mm.

PL 208 404 B1

Przy wytwarzaniu arkusza, jeśli stosuje się urządzenia do ciągłego odlewania cienkiego wlewka, otrzymuje się półfabrykaty odlewane o grubości 30 do 120 mm lub podobnej. Następnie, jeśli prowadzi się odlewanie wykorzystując urządzenie do odlewania z podwójną taśmą, krótką taśmą, podwójnym bębnem, lub krótkim bębnem z zastosowaniem taśmy, bębna lub innej ruchomej formy, otrzymuje się półfabrykat odlewany o grubości 1 do 30 mm lub podobnej (który można określić jako arkusze).

Następnie będzie wyjaśniony sposób wytwarzania odlewanego półfabrykatu.

Najpierw środek sferoidyzujący dodaje się do wytopu żeliwa o składzie przedmiotowego żeliwa. Skład żeliwa wyjaśniono powyżej. Dodanie środka sferoidyzującego, korzystnie co najmniej jednego spośród Mg, Ca, i REM, jest skuteczne w sensie przyśpieszenia sferoidyzacji. Środek sferoidyzujący zazwyczaj dodaje się w kadzi, garncu, itp. Ponadto, ilość dodawanego środka sferoidyzującego nie jest szczególnie ograniczona dopóki zapewniona jest dobra obrabialność końcowego arkusza. Można ją odpowiednio ustalić poprzez wcześniejsze badania itp., lecz zazwyczaj wynosi 0,02% wagowych lub podobnie w stosunku do stopionego żelaza.

Następnie to stopione żelazo korzystnie zawiera co najmniej jeden ze składników Cr > 0,1% wagowych, Ni > 0,1% wagowych. Wskazane powyżej Cr lub Ni zazwyczaj dodaje się w kadzi, garncu, itp.

Przez odlewanie tak otrzymanego stopionego żelaza uzyskuje się odlewany półfabrykat. Sposób odlewania nie jest szczególnie ograniczony dopóki szybkość chłodzenia zapewnia, że całe przedmiotowe żeliwo zostanie odlane. Ponadto, szybkość chłodzenia też nie jest szczególnie ograniczona, ponieważ jest związana z warunkami odlewania i może być odpowiednio ustalona. Jednakże, im większa jest szybkość chłodzenia tym łatwiej powstaje przedmiotowe żeliwo, a zatem jest to korzystne.

Dlatego też przy produkcji tego półfabrykatu odlewanego można do odlewania stosować typową formę piaskową lub inną. Ponieważ cząstki grafitu łatwiej powstają przy mniejszej szybkości chłodzenia, korzystna jest produkcja z zastosowaniem urządzenia do ciągłego odlewania ze względnie większą szybkością chłodzenia. Zastosowanie urządzenia do ciągłego odlewania prowadzi do zwiększenia zdolności produkcyjnej i umożliwia tanią produkcję.

Należy zwrócić uwagę, że wynalazek jest ukierunkowany na otrzymywanie struktury przedmiotowego żeliwa w postaci odlewu. Dzięki temu zapobiega się aby wydzielenia grafitu, powstające jako kryształy pierwotne i eutektyczne w czasie zestalania, nie były bardziej gruboziarniste i utrudnia się powstawanie struktury krystalicznej. Ponadto, podczas powstawania cząstek grafitu w trakcie odlewania, możliwość ich powstawania zależy od szybkości chłodzenia, a zatem cząstki grafitu czasem są niejednolite pod względem wymiaru i grubości w danym kierunku. W szczególności, w obszarze blisko większej grubości występuje duże prawdopodobieństwo powstawania gruboziarnistego grafitu.

Ponadto, jeśli w półfabrykacie odlewanym już występują cząstki grafitu, to podczas walcowania tego półfabrykatu odlewanego, w celu wytworzenia arkusza żelaza, walcowanie prowadzi do powstania cząstek grafitu o kształcie cienkich płatków. Te cząstki grafitu o kształcie cienkich płatków będą rozmieszczone warstwowo, a zatem obrabialność itp. właściwości będą gorsze. Konieczne jest więc aby półfabrykat odlewany powstawał bez cząstek grafitu.

W przeciwieństwie do tego, zgodnie ze sposobem według wynalazku, do wytopu dodaje się środek sferoidyzujący zawierający pierwiastki takie jak Mg, Ca, oraz REM. Przez jego odlewanie otrzymuje się półfabrykat odlewany bez wytrąconych cząstek grafitu, lecz posiadający rozproszone cząstki tlenków, siarczków, azotków, i ich związków kompleksowych z pierwiastkami środka sferoidyzującego, związanych z tlenem, siarką i azotem z żelaza.

Ponadto, w ciągłym odlewaniu żeliwa normalnie stosuje się formę grafitową lub ze stopu trudnotopliwego. Jednak wówczas szybkość chłodzenia jest mała, a zatem łatwo powstają cząstki grafitu. Także warstwa zakrzepnięta rośnie powoli, a zatem odlewanie przedmiotowego żeliwa staje się trudne.

Z tego względu, jeśli do ciągłego odlewania typowego przedmiotowego żeliwa stosuje się formę grafitową, to węgiel ulega rozpuszczeniu w wytopie, a zatem forma zostaje poważnie uszkodzona i wielokrotne odlewanie staje się niemożliwe. Ponadto, przedmiotowe żeliwo charakteryzuje szeroki zakres współwystępowania fazy ciało stałe-ciecz, a zatem przy zastosowaniu formy grafitowej warstwa zakrzepnięta posiada małą wytrzymałość i łatwo dochodzi do jej pękania, przez co odlewanie staje się trudne.

Dlatego dzięki zastosowaniu chłodzonej wodą formy miedziowej możliwe staje się zwiększenie szybkości chłodzenia i zapobieganie powstawaniu cząstek grafitu w półfabrykacie odlewanym. Ponadto, przez wzmożenie powstawania warstwy zakrzepniętej możliwe staje się ciągłe odlewanie stabilne w długim okresie czasu. Szybkość odlewania także może być większa w porównaniu ze stosowaniem formy grafitowej lub ze stopu trudnotopliwego, a zatem poprawia to zdolność produkcyjną.

PL 208 404 B1

Cząstki grafitu mają tendencję do twardnienia co zwiększa szybkość chłodzenia w czasie odlewania. W celu zapobieżenia powstawaniu cząstek grafitu korzystne jest stosowanie urządzenia do ciągłego odlewania o dużej szybkości chłodzenia. Specyficznie, korzystne jest stosowanie urządzenia do ciągłego odlewania z chłodzoną wodą formą miedziową, używanego w typowym ciągłym odlewaniu stali, korzystnie urządzenia do ciągłego odlewania cienkiego wlewka lub urządzenia do ciągłego odlewania, w którym ścianki formy poruszają się synchronicznie z odlewanym półfabrykatem.

Grubość półfabrykatu odlewanego otrzymanego przez odlewanie w urządzeniu do ciągłego odlewania kęsisk płaskich lub wlewków kwadratowych z zastosowaniem chłodzonej wodą formy miedziowej, używanej w typowym ciągłym odlewaniu stali, wynosi 120 do 400 mm lub podobnie, grubość półfabrykatu odlewanego otrzymanego z urządzenia do ciągłego odlewania cienkiego wlewka wynosi 30 do 120 mm lub podobnie, oraz grubość półfabrykat odlewanego otrzymanego przez odlewanie przy użyciu urządzenia do odlewania z podwójną taśmą, krótką taśmą, podwójnym bębnem lub krótkim bębnem, z zastosowaniem taśmy, walca lub innych form (który można określić jako arkusz), wynosi 1 do 30 mm lub podobnie.

Ponadto, do produkcji produktów o kształcie pręta można do odlewania stosować urządzenia do ciągłego odlewania kęsów o kwadratowym lub kolistym przekroju poprzecznym. Przekrój poprzeczny półfabrykatu odlewanego ma wówczas wymiar na jednym z boków lub średnicę 75 do 250 mm lub podobną.

Półfabrykat odlewany wytwarzany omawianym sposobem, jak wyjaśniono powyżej, nie zawiera jakichkolwiek cząstek grafitu. Możliwe jest więc zwiększenie szybkości redukcji przy walcowaniu półfabrykatu odlewanego na gorąco oraz, w pewnych przypadkach, walcowaniu na zimno.

W czasie walcowania, przy produkcji blachy ż eliwnej, pół fabrykat odlewany otrzymany przez ciągłe odlewanie lub odlewanie w formie ogrzewa się w tym przypadku w piecu, lub gorący półfabrykat odlewany otrzymuje się jako taki i poddaje walcowaniu na gorąco do taśmy, stosując urządzenie do walcowania wstępnego i walcowania wykańczającego. Następnie zwija się go z zastosowaniem zwijarki, uzyskując walcowany na gorąco arkusz. W pewnych przypadkach zwinięty, walcowany na gorąco arkusz rozwija się, wytrawia, ponownie poddaje walcowaniu na zimno w urządzeniu do walcowania na zimno i ponownie zwija, uzyskując walcowaną na zimno taśmę.

Ponadto, w taki sam sposób, przy produkcji blachy żeliwnej grubej, półfabrykat odlany metodą ciągłego odlewania lub w formie ogrzewa się w piecu, po czym, zgodnie z potrzebą, wielokrotnie walcuje się wzdłuż i wszerz stosując walcarkę do blach, z wytworzeniem płyty o wstępnie określonych wymiarach, a następnie chłodzi się.

Ponadto, przy produkcji szyny żeliwnej, półfabrykat odlany metodą ciągłego odlewania lub w formie itp. ogrzewa się w piecu i walcuje, stosując urządzenie do wstępnego walcowania, pośredniego walcowania i wykańczającego, zaopatrzone w walce o wstępnie określonych kształtach, z wytworzeniem prętów, walcówki, szyn, kątowników, dwuteowników, dwuteowników szerokostopowych, oraz kształtowników o innych przekrojach, które potem tnie się do wstępnie określonych długości lub zwija.

Żeliwo walcowane także nie zawiera jakichkolwiek wtrąconych wydzieleń grafitu. Stan pierwiastków rozproszonych w środku sferoidyzującym, związanych z tlenem, siarką i azotem w żelazie, tworzących cząstki tlenków, siarczków, azotków, oraz ich związki kompleksowe, nie ulega zmianie.

Ponadto, dzięki obróbce termicznej żeliwa walcowanego, otrzymanego przez walcowanie i nieposiadającego powstających w nim wydzielenia grafitu, prowadzącej do utworzenia wydzieleń sferoidalnego grafitu, możliwe staje się wytworzenie żeliwa z grafitem sferoidalnym bez rozmieszczonych warstwowo, ukształtowanych na cienkie płatki wydzieleń grafitu.

W ż eliwie poddanym obróbce termicznej po walcowaniu rozproszone czą stki tlenków, siarczków, azotków i ich związków kompleksowych z pierwiastkami środka sferoidyzującego, związanych z tlenem, siarką i azotem w ż elazie, tworzą zarodki dla powstawania wydzieleń sferoidalnego grafitu w trakcie obróbki cieplnej, a zatem wydzielenia grafitu są równomiernie rozproszone, a liczba wydzieleń jest duża i mają one mały wymiar. Poprzez silne rozproszenie wydzieleń sferoidalnego grafitu otrzymuje się żeliwo o doskonałej obrabialności. Parametry walcowania na gorąco i walcowania na zimno można dobrać odpowiednio do grubości lub typu materiału danego produktu.

Jeśli nie występują pierwiastki środka sferoidyzującego, nawet przy obróbce cieplnej po walcowaniu, wydzielenia grafitu nie będą sferoidalne lecz będą stanowiły masę grafitową lub grafit typu „exploded”. Ponadto, grafityzacja będzie przebiegała w długim okresie czasu. W przeciwieństwie do tego krótkotrwała obróbka cieplna umożliwia grafityzację sferoidalną.

Ponadto, w wyjaśnionej powyżej metodzie obróbki termicznej żeliwa jako odlewu, lecz np. w odniesieniu do pół fabrykatu odlewanego o gruboś ci 1 do 30 mm lub podobnego, otrzymanego przez

PL 208 404 B1 odlewanie z zastosowaniem urządzenia do odlewania z podwójną taśmą, krótką taśmą, podwójnym bębnem, lub krótkim bębnem, stosując taśmę, walec lub inne ruchome formy (także zwanego arkuszem), nie można stosować walcowania lecz można prowadzić obróbkę termiczną bez walcowania.

W czasie walcowania na gorąco, jeśli walcowanie prowadzi się w temperaturze powyżej 900°C, powstawanie wydzieleń grafitu jest łatwiejsze, a zatem korzystna jest temperatura 900°C lub niższa. Stosując temperaturę walcowania 900°C lub niższą można łatwiej otrzymać żeliwo bez wydzieleń grafitu utworzonych w arkuszu po walcowaniu. Ponadto, to samo dotyczy ogrzewania przed walcowaniem, tzn. jeśli ogrzewa się w temperaturze powyżej 900°C powstawanie wydzieleń grafitu będzie łatwe, a zatem korzystna jest temperatura 900°C lub niższa.

Następnie wyjaśniona będzie temperatura obróbki cieplnej po walcowaniu żeliwa. Tutaj obróbka cieplna jest ukierunkowana na wspomaganie sferoidyzacji grafitu. Przy temperaturze obróbki cieplnej 900°C lub niższe] sferoidyzacja grafitu zachodzi w długim okresie czasu, a zatem korzystna jest temperatura powyżej 900°C. Górna granica temperatury obróbki cieplnej nie jest szczególnie ustalona, ale jeśli przekracza ona 1150°C to wytrzymałość zmniejszy się i odkształcenia poprzez obróbkę cieplną łatwo się powiększają, a zatem korzystna jest obróbka cieplna w temperaturze 1150°C lub niższej.

Następnie będzie wyjaśniony czas obróbki cieplnej po walcowaniu żeliwa. Z uwagi na dodawanie środka sferoidyzującego, sferoidyzacja grafitu przebiega w możliwie krótkim czasie. Jeśli ogrzewanie prowadzi się w ciągu 60 minut, wydzielenia grafitu czasem zwiększają się. Gdy to może się zdarzyć, korzystne jest prowadzenie obróbki cieplnej po walcowaniu w czasie 60 minut lub krótszym. Zgodnie z omawianym sposobem, nawet przy 60 minutach lub krótszym czasie obróbki cieplnej można otrzymać żeliwo o równomiernie rozproszonych drobnych wydzieleniach grafitu.

Według wynalazku, wydzielenia grafitu po obróbce cieplnej żeliwa walcowanego lub cienkiego półfabrykatu odlewanego itp. pokryte są ferrytem na części wszystkich ich powierzchni zewnętrznych. Jeśli szybkość chłodzenia tej obróbki cieplnej jest duża, to żeliwo będzie schłodzone przed powstaniem ferrytu w wystarczającej ilości i będzie go mało.

Dlatego w celu zwiększenia zawartości ferrytu w żeliwie istotne jest zapewnienie wystarczającego czasu do zmiany w ferryt. Korzystnie, żeliwo utrzymuje się w temperaturze 730 do 650°C w procesie oziębiania po obróbce cieplnej, np. korzystne jest wytrzymywanie go w tej temperaturze przez 30 minut do 1 godziny lub podobnie. Ponadto, jako inna metoda, korzystne jest stopniowe chłodzenie żeliwa od temperatury 730°C do 300°C. Korzystne jest stosowanie szybkości chłodzenia 10°C/minutę lub mniejszej. Można również stosować obie metody.

Powyżej temperatury 730°C osiągnięcie stabilnej obecności ferrytu jest trudne, podczas gdy poniżej temperatury 300°C wytwarzanie ferrytu staje się trudne. Ponadto, przy szybkości chłodzenia powyżej 10°C/minutę wyraźnie spada ilość ferrytu.

Następnie będzie wyjaśnione żeliwo o składzie według wynalazku, w którym rozproszone są w duż ej iloś ci wydzielenia spł aszczonego grafitu.

Liczne rozproszone wydzielenia spłaszczonego grafitu stanowią cząstki sferoidalnego grafitu spłaszczone przez walcowanie, a zatem powierzchnie pomiędzy cząstkami grafitu i bazowego żelaza są gładkie i każda cząstka występuje niezależnie.

W stanie techniki nie opisano żeliwa o takich właś ciwościach. Dzięki otrzymywaniu żeliwa o właściwościach według wynalazku można osiągnąć dobrą obrabialność, i ponadto dobre tłumienie drgań i dźwiękochłonność.

Jeśli wydzielenia spłaszczonego grafitu staną się gruboziarniste obrabialność jest pogorszona, a zatem szerokość wydzieleń grafitu wynosi maks. 0,4 mm a długość 50 mm.

Dalsze poprawienie obrabialności osiąga się gdy wydzielenia spłaszczonego grafitu w żeliwie pokryte są na części lub całych swych zewnętrznych obwodach przez ferryt. Ponadto, dla zapewnienia obrabialności, ilość ferrytu pokrywającego zewnętrzne powierzchnie wydzieleń grafitu korzystnie jest zwiększona. Zawartość ferrytu w żeliwie wynosi korzystnie 70% lub więcej (objętościowo), korzystniej 80 do 90% lub więcej (objętościowo). Jeśli zawartość ferrytu w żeliwie wynosi poniżej 70% (objętościowo) obrabialność pogarsza się trochę. Tutaj zawartość ferrytu w żeliwie otrzymuje się przez określenie udziału powierzchni ferrytu w przekroju poprzecznym żeliwa. Stosunek powierzchni można określić na podstawie analizy obrazu itp.

W tej dziedzinie nigdy nie opisano żeliwa o takich właś ciwościach. Przez otrzymywanie żeliwa o wł a ś ciwoś ciach wedł ug wynalazku moż na zapewnić dobrą obrabialność.

PL 208 404 B1

Powyższe żeliwo otrzymuje się przez dodanie środka sferoidyzującego do wytopu przedmiotowego żeliwa, odlewanie wytopu z wytworzeniem półfabrykatu odlewanego, oraz walcowanie na gorąco tego półfabrykatu. Szczegóły sposobu wytwarzania będą wyjaśnione później.

Ponadto, zawartość składników przedmiotowego żeliwa spełniająca zależność (%C) < 4,3(%Si)-3 oraz C > 1,7%, korzystnie (%C) < 4,3 - 1,3x(%Si) i C > 1,7% jest taka sama jak w opisie żeliwa z grafitem sferoidalnym.

Ponadto, wprowadzenie co najmniej jednego ze składników Cr > 0,1% wagowych i Ni > 0,1% wagowych jako składników żeliwa jest korzystne w taki sam sposób jak opisano dla żeliwa z grafitem sferoidalnym.

Rozproszone wydzielenia spłaszczonego grafitu są kompleksowo związane z cząstkami co najmniej jednego typu jak tlenki, siarczki, azotki lub ich związki kompleksowe z pierwiastkami środka sferoidyzującego. Tutaj środek sferoidyzujący oznacza środki sferoidyzujące: Fe-Si-Mg, Fe-Si-Mg-Ca, Fe-Si-Mg-REM, Ni-Mg, itp. używane w produkcji żeliwa z grafitem sferoidalnym i nie jest szczególnie ograniczony.

Jeśli w żeliwie występują pierwiastki środka sferoidyzującego, to pierwiastki w rozproszonym środku sferoidyzującym wiążą się z tlenem, siarką i azotem w żelazie z wytworzeniem tlenków, siarczków, azotków i ich związków kompleksowych. Tworzą one zarodki do wytrącania wydzieleń grafitu w czasie ogrzewania przed walcowaniem i podczas walcowania, dzięki czemu powstają wydzielenia grafitu kompleksowo związane z cząstkami co najmniej jednego z tych typów. Wydzielenia grafitu kompleksowo związane z tymi cząstkami są spłaszczane w czasie walcowania.

Specyficznymi pierwiastkami środka sferoidyzującego, w sensie przyśpieszenia sferoidyzacji, korzystnie są Mg, Ca, oraz pierwiastki ziem rzadkich (REM). Spośród nich szczególnie silne działanie ma Mg, a zatem jest korzystny. Jako środek sferoidyzujący korzystna jest więc substancja zawierająca Mg, Ca, lub pierwiastki ziem rzadkich (REM).

Środek sferoidyzujący może być pojedynczym pierwiastkiem lub mieszaniną wielu pierwiastków. W każdym przypadku osiąga się efekt.

Ponadto, nawet dla żeliwa z cząstkami spłaszczonego rozproszonego w nim grafitu, właściwości półfabrykatu odlewanego otrzymanego przez odlewanie wytopu oraz sposób wytwarzania półfabrykatu odlewanego są podobne do tych dla żeliwa z wydzieleniami rozproszonego w nim sferoidalnego grafitu.

Półfabrykat odlewany wytwarzany omawianym sposobem, jak wyjaśniono powyżej, nie powstaje z wydzieleniami grafitu, lecz wydzielenia grafitu powstają później przez odpowiednie ogrzewanie przed walcowaniem lub ogrzewanie po walcowaniu, a zatem możliwe jest osiągnięcie wytrzymałości umożliwiającej redukcję podczas walcowania, umożliwiającej walcowanie na gorąco, oraz otrzymanie żeliwa różnych typów.

Oznacza to, że w czasie ogrzewania i walcowania na gorąco pierwiastki w rozproszonym środku sferoidyzującym wiążą się z tlenem, siarką i azotem w żelazie z wytworzeniem tlenków, siarczków, azotków i ich związków kompleksowych. Te cząstki służą jako zarodki do powstawania wydzieleń sferoidalnego grafitu, a zatem wydzielenia grafitu są w dużej ilości równomiernie rozproszone i mają mały wymiar. Ponieważ wydzielenia sferoidalnego grafitu są w ten sposób silnie rozproszone, walcowanie na gorąco staje się łatwe.

Ponadto, żeliwo walcowane zawiera rozproszone wydzielenia spłaszczonego grafitu. Nie są one połączone razem lecz występują niezależnie. Ponadto, powierzchnie pomiędzy wydzieleniami grafitu i bazowego żelaza są gładkie. Przez rozproszenie wydzieleń spłaszczonego grafitu w ten sposób otrzymuje się żeliwo o doskonałej obrabialności. Jakiekolwiek późniejsze walcowanie na zimno można dobrać odpowiednio biorąc pod uwagę grubość i typ pożądanego produktu.

Jeśli nie występują pierwiastki środka sferoidyzującego, w czasie walcowania, wydzielenia grafitu nie będą wydzieleniami sferoidalnymi ale tworzą masę grafitową lub grafit typu „exploded”, i powierzchnie pomiędzy wydzieleniami grafitu spłaszczonego w czasie walcowania i bazowego żelaza stają się szorstkie lub usiatkowane, a zatem mogą wystąpić pęknięcia w czasie walcowania na gorąco, jak również obrabialność itp. właściwości walcowanego arkusza są pogorszone.

Podczas walcowania na gorąco, gdy temperatura ogrzewania przed walcowaniem i temperatura walcowania wynosi 900°C lub niżej, powstawanie wydzieleń grafitu staje się trudne, a zatem korzystna jest temperatura powyżej 900°C. Przez ogrzewanie przed walcowaniem i przy temperaturze walcowania powyżej 900°C, w czasie ogrzewania przed walcowaniem i w czasie walcowania, powstawanie wydzieleń grafitu staje się łatwe i wydzielenia spłaszczonego grafitu są silnie rozproszone w otrzyma10

PL 208 404 B1 nym żeliwie. Tutaj górne granice temperatury ogrzewania przed walcowaniem i temperatura walcowania nie są szczególnie ograniczone i mogą być odpowiednio ustalone, lecz zazwyczaj te operacje można przeprowadzać w temperaturze topnienia żeliwa tj. 1150°C lub niższej.

Obecność wydzieleń spłaszczonego grafitu w żeliwie, pokrytych ferrytem na części lub wszystkich ich obwodach dodatkowo poprawia obrabialność. Ponadto, dla zapewnienia obrabialności, korzystne jest zwiększenie ilość ferrytu pokrywającego zewnętrzne powierzchnie wydzieleń grafitu. Jak wyjaśniono wcześniej, korzystne jest osiągnięcie udziału powierzchni ferrytu w przekroju poprzecznym 70% lub więcej.

Jeśli szybkość chłodzenia po walcowaniu na gorąco jest duża, to żeliwo będzie ulegało oziębieniu przed powstaniem ferrytu w wystarczającej ilości, która zatem będzie się zmniejszać. Dlatego ważne jest zwiększenie zawartość ferrytu w żeliwie poprzez zapewnienie czasu dla przemiany w ferryt po walcowaniu na gorąco. Korzystne jest utrzymanie żeliwa w temperaturze 730 do 650°C w procesie oziębiania po walcowaniu na gorąco. Korzystne jest zatem np. wytrzymanie go w tej temperaturze przez 30 minut do 1 godziny lub podobnej.

Ponadto, jako inna metoda, korzystne jest stopniowe oziębianie żeliwa w temperaturze pomiędzy 730°C do 300°C w procesie oziębiania. Szybkość chłodzenia korzystnie wynosi 10°C/minutę lub mniej. Można także stosować obie te metody.

Powyżej temperatury 730°C osiągnięcie trwałej obecności ferrytu staje się trudne, podczas gdy w temperaturze poniż ej 300°C ferryt staje się trudny do formowania. Ponadto, przy szybkoś ci chł odzenia powyżej 10°C/minutę ilość ferrytu łatwo ulega zmniejszeniu.

Gdy gorącym żeliwem walcowanym jest arkusz, to można go przeprowadzić w zwój. Zwiększa to ilość ferrytu w tym samym czasie, zwijanie w temperaturze 750 do 550°C jest korzystne, ponieważ umożliwia stopniowe oziębienie. Szybkość chłodzenia w tym przypadku może zazwyczaj wynosić 10°C/minutę lub mniej.

Powyżej temperatury 750°C walcowanie wykańczające i zwijanie staje się trudne. Z drugiej strony, jeśli zwijanie prowadzi się w temperaturze poniżej 550°C ilość ferrytu zmniejsza się.

Ponadto, jak wyjaśniono powyżej, żeliwo z rozproszonymi w nim wydzieleniami spłaszczonego grafitu, otrzymane przez walcowanie na gorąco, można w razie potrzeby poddać dodatkowo walcowaniu na zimno.

Wydzielenia spłaszczonego grafitu łatwo pochłaniają drgania, a zatem w porównaniu z żeliwem z grafitem sferoidalnym moż liwe staje się wytworzenie ż eliwa lepszego pod ką tem tł umienia drgań i pochłanianiu dź wię ku.

P r z y k ł a d 1

Chemiczne składniki dla każdego z żeliw przedstawione w tablicy 1 stopiono w piecu, dodano środek sferoidyzujący, następnie wytop odlano do kwadratowej formy 100 mm. Przedmiotowe żeliwo walcowano na gorąco z wytworzeniem arkusza o grubości 3,5 mm. Część walcowanego na gorąco arkusza walcowano ponadto na zimno z wytworzeniem walcowanej na zimno taśmy o grubości 1,2 mm. Części walcowanego na gorąco arkusza i walcowanej na zimno taśmy, otrzymane przez walcowanie przedmiotowego żeliwa, poddano obróbce termicznej w piecu. Po zakończeniu ogrzewania ochłodzono je do temperatury pokojowej we wstępnie określonym reżimie temperatur.

Z drugiej strony przykłady porównawcze są przykładami stosowania typowej technologii.

Specyficznie, według przykładu porównawczego 1, odlano wytop zwykłego żeliwa z grafitem sferoidalnym i otrzymany półfabrykat odlewany walcowano na gorąco. Ponadto, według przykładu porównawczego 2, odlano wytop żeliwa o składzie przedmiotowego żeliwa bez dodania jakiegokolwiek środka sferoidyzującego, a otrzymany półfabrykat odlewany walcowano na gorąco, walcowano na zimno, a następnie poddano obróbce termicznej po walcowaniu.

Próbki otrzymanych półfabrykatów odlewanych, walcowane na gorąco arkusze, walcowane na zimno taśmy i poddane obróbce termicznej arkusze zbadano na skład faz wydzielonych metodą SEM-EDX i na liczbę faz wydzielonych - metodą SEM. Ponadto, formę i liczbę wydzieleń grafitu badano pod mikroskopem optycznym. Dodatkowo, każdy arkusz produktu poddano korozji stosując roztwór korozyjny Nytal w celu odsłonięcia struktury metalu, który ponadto badano pod mikroskopem optycznym dla pomiaru udziału powierzchni ferrytu (czasem określanej jako udział ferryt). Te wyniki podsumowano w tablicy 2 i tablicy 3. Przykłady nr 1a do 17a stanowią przykłady arkuszy żeliwa z przedmiotowego żeliwa, w których są rozproszone wydzielenia sferoidalnego grafitu, podczas gdy przykłady nr Ib do 17b stanowią przykłady arkuszy żeliwa z przedmiotowego żeliwa, w którym są rozproszone wydzielenia spłaszczonego grafitu.

PL 208 404 B1

Na podstawie wyników z powyższych przykładów stwierdzono, że zgodnie z przykładami według wynalazku można wytwarzać arkusze żeliwa, w których są rozproszone drobne wydzielenia sferoidalnego grafitu lub wydzielenia spłaszczonego grafitu. Te arkusze żeliwa można było badać z zastosowaniem zaginarki i nie było pęknięć. W szczególności, arkusze o udziałach ferrytu 60% lub więcej zapewniały obrabialność zaginarką, podczas gdy arkusze o udziałach ferrytu 70% lub więcej wykazywały doskonałą obrabialność.

Z drugiej strony, według przykładu porównawczego 1, podczas walcowania na gorąco wystąpiło pękanie brzegów i kształt arkusza był gorszy. Otrzymany arkusz pękał na końcach przy zginaniu. Według przykładu porównawczego 2, w czasie zginania wystąpiło pękanie.

Ponadto, fig. 1(.) przedstawiają przykłady fotografii metalicznej struktury badanej próbki, na których fig. 1(a) przedstawia metaliczną strukturę według przykładu wynalazku nr 1a, fig. 1(b) - strukturę według przykładu wynalazku nr 1b, a fig. 1(c) - strukturę według przykładu porównawczego nr 1. Na fig. 1(a) według przykładu wynalazku nr 1a wydzielenia grafitu mają kształt sferoidalny, podczas gdy według przykładu wynalazku nr 1b wydzielenia grafitu są spłaszczone. W przeciwieństwie do tego, według przykładu porównawczego nr 1, wydzielenia grafitu mają kształt cienkich płatków występujących warstwowo.

Następnie Fig. 2(.) przedstawiają przykłady powiększonych fotografii wydzieleń grafitu według przykładów wynalazku. Fig. 2(a) przedstawia wydzielenia sferoidalnego grafitu nr 1a, podczas gdy fig. 2(b) przedstawia wydzielenia spłaszczonego grafitu nr 1b. Blisko centrum każdego wydzielenia grafitu występuje wtrącenie. Służy ono jako zarodek dla powstawania wydzielenia grafitu. Ponadto, fakt, że wtrącenie blisko centrum grafitu stanowił Mg-O-S potwierdzono metodą SEM.

Ponadto, Fig. 3(.) przedstawiają przykłady fotografii metalicznych struktur badanej próbki po korozji pod wpływem roztworu korozyjnego Nytal, na których fig. 3(a) przedstawia metaliczną strukturę według przykładu wynalazku nr 1a, fig. 3(b) - według przykładu wynalazku nr 1b, a fig. 3(c) - według przykładu 2b. Na fig. 3(a) według przykładu nr 1a wytrącenia sferoidalnego grafitu są pokryte ferrytem na całych w zasadzie obwodach, podczas gdy według przykładu nr 1b wytrącenia spłaszczonego grafitu są pokryte ferrytem na całych w zasadzie obwodach. W przeciwieństwie do tego, według przykładu 2b, udział powierzchni ferrytu jest mały. Występują wydzielenia spłaszczonego grafitu pokryte ferrytem na swych całych obwodach i wydzielenia spłaszczonego grafitu pokryte ferrytem na swych obwodach tylko częściowo, a wszystkie są zmieszane razem. W obu przypadkach wydzielenia grafitu były pokryte ferrytem na swych obwodach, co zapewniało obrabialność.

P r z y k ł a d 2

Do wytopu żeliwa zawierającego C - 3,4% wagowych i Si - 0,3% wagowych wprowadzono środek sferoidyzujący Ni-Mg do uzyskania 0,03% wagowych Mg, po czym w sposób ciągły odlewano w pionowym urządzeniu do ciągłego odlewania, stosując chłodzoną wodą formę miedziową, poprzez garniec, do osiągnięcia kęsiska płaskiego o grubości 200 mm i szerokości 1000 mm, z wytworzeniem półfabrykatu odlewanego. Fig. 4 przedstawia schemat urządzenia do ciągłego odlewania.

Część tego półfabrykatu odlewanego walcowano na gorąco w temperaturze 850°C z wytworzeniem walcowanego na gorąco arkusza o grubości 3 mm. Ponadto, część walcowanego na gorąco arkusza walcowano na zimno z wytworzeniem walcowanej na zimno taśmy o grubości 1 mm. Tak otrzymany walcowany na gorąco arkusz i walcowaną na zimno taśmę wygrzewano w piecu w temperaturze 1000°C przez 30 minut. Po zakończeniu wygrzewania pozostawiono je do ochłodzenia do temperatury pokojowej. Pobrano próbki z otrzymanego półfabrykatu odlewanego, walcowanego na gorąco arkusza, walcowanej na zimno taśmy i poddanych obróbce termicznej arkuszy, oraz badano na formę i rozkład wydzieleń grafitu.

Stwierdzono, że półfabrykat odlewany i arkusz przed obróbką cieplną zawierał cząstki tlenków i siarczków Mg i ich kombinacji o wymiarze 0,1 do 3 μm lub podobnym, ale nie obserwowano wydzieleń grafitu. Z drugiej strony arkusze po obróbce cieplnej miały wydzielenia sferoidalnego grafitu, zarówno w przypadku walcowanego na gorąco arkusza jak i walcowanej na zimno taśmy. Zawartość tych wydzieleń sferoidalnego grafitu wynosiła w przybliżeniu 100 cząstek/mm², a dużo drobnych wydzieleń było rozproszonych. Ponadto, cząstki obserwowane przed obróbką cieplną występowały wewnątrz tych wydzieleń sferoidalnego grafitu.

Następnie inną część półfabrykatu odlewanego walcowano na gorąco w temperaturze 950°C z wytworzeniem walcowanego na gorąco arkusza o grubości 3 mm, który potem zwinięto w temperaturze 600°C. Z kolei część walcowanego na gorąco arkusza walcowano na zimno do walcowanej na

PL 208 404 B1 zimno taśmy o grubości 1 mm. Pobrano próbki otrzymanego półfabrykatu odlewanego, walcowanego na gorąco arkusza i walcowanej na zimno taśmy, oraz badano na formę i rozkład wydzieleń grafitu.

W półfabrykacie odlewanym obserwowano cząstki tlenków i siarczków Mg oraz ich kombinacji o takim samym wymiarze 0,1 do 3 μm lub podobnym, ale nie obserwowano wydzieleń grafitu. W arkuszach po walcowaniu obserwowano wydzielenia spłaszczonego grafitu rozproszone zarówno w przypadku walcowanego na gorąco arkusza jak i walcowanej na zimno taśmy.

Zawartość wydzieleń sferoidalnego grafitu wynosiła w przybliżeniu 100 cząstek/mm², a dużo drobnych wydzieleń było rozproszonych. Ponadto, cząstki obserwowane wewnątrz półfabrykatu odlewanego występowały wewnątrz wydzieleń grafitu. Wydzielenia grafitu były również pokryte ferrytem na swych obwodach. Udział powierzchni ferrytu wynosił 98%.

P r z y k ł a d 3

Do wytopu żeliwa o zawartości C-2,4% wagowych i Si - 0,7% wagowych wprowadzono środek sferoidyzujący Ca-Si do zawartości Ca - 0,005% wagowych i Si - 1,0% wagowych, po czym w sposób ciągły odlewano w pionowym urządzeniu do odlewania cienkiego wlewka, stosując chłodzoną wodą formę miedziową, poprzez garniec, do kęsiska płaskiego o grubości 50 mm i szerokości 900 mm.

Część tego półfabrykatu odlewanego walcowano na gorąco w temperaturze 800°C z wytworzeniem walcowanego na gorąco arkusza o grubości 3,5 mm, który potem zwinięto. Ponadto, część walcowanego na gorąco arkusza walcowano na zimno z wytworzeniem walcowanej na zimno taśmy o grubości 1,5 mm. Tak otrzymany walcowany na gorąco arkusz i walcowaną na zimno taśmę wygrzewano w piecu w temperaturze 1000°C przez 30 minut. Po zakończeniu wygrzewania ochłodzono je do temperatury od 700°C do 300°C z szybkością chłodzenia 1°C/minutę, po czym pozostawiono do ochłodzenia do temperatury pokojowej. Pobrano próbki z otrzymanego półfabrykatu odlewanego, walcowanego na gorąco arkusza, walcowanej na zimno taśmy i poddanych obróbce termicznej arkuszy, oraz badano na formę i rozkład wydzieleń grafitu.

Stwierdzono, że półfabrykat odlewany i arkusz przed obróbką cieplną zawierał cząstki tlenków i siarczków Ca oraz ich kombinacji o wymiarze 0,5 do 5 μm lub podobnym, ale nie obserwowano wydzieleń grafitu. Z drugiej strony arkusze po obróbce cieplnej miały wydzielenia sferoidalnego grafitu zarówno w walcowanym na gorąco arkuszu jak i walcowanej na zimno taśmie. Zawartość tych wydzieleń sferoidalnego grafitu wynosiła w przybliżeniu 150 cząstek/mm², a dużo drobnych wydzieleń było rozproszonych. Ponadto, cząstki obserwowane przed obróbką cieplną występowały wewnątrz tych wydzieleń sferoidalnego grafitu. Wydzielenia grafitu były również pokryte ferrytem na swych obwodach. Udział powierzchni ferrytu wynosił 75%.

Następnie inną część półfabrykatu odlewanego walcowano na gorąco w temperaturze 1000°C z wytworzeniem walcowanego na gorąco arkusza o grubości 3,5 mm, który potem zwinięto w temperaturze zwijania 730°C. Dodatkowo, część walcowanego na gorąco arkusza walcowano na zimno do walcowanej na zimno taśmy o grubości 1,5 mm. Pobrano próbki otrzymanego półfabrykatu odlewanego, walcowanego na gorąco arkusza i walcowanej na zimno taśmy, oraz badano na formę i rozkład wydzieleń grafitu.

W półfabrykacie odlewanym obserwowano cząstki tlenków i siarczków Ca i ich kombinacji o wymiarze 0,5 do 4 μ^ι lub podobnym, ale nie obserwowano wydzieleń grafitu. W arkuszach po walcowaniu obserwowano wydzielenia spłaszczonego grafitu rozproszonego zarówno w przypadku walcowanego na gorąco arkusza jak i walcowanej na zimno taśmy. Zawartość wydzieleń spłaszczonego grafitu wynosiła w przybliżeniu 150 cząstek/mm², i było rozproszone dużo drobnych wydzieleń. Ponadto, cząstki obserwowane wewnątrz półfabrykatu odlewanego występowały wewnątrz wydzieleń grafitu. Wydzielenia grafitu były również pokryte ferrytem na swych obwodach. Udział powierzchni ferrytu wynosił 95%.

P r z y k ł a d 4

Do wytopu żeliwa o zawartości C - 3,0% wagowych i Si - 0,6% wagowych wprowadzono środek sferoidyzujący na bazie REM do zawartości 0,01% wagowych REM, po czym odlano w dwubębnowym urządzeniu do ciągłego odlewania, z bębnem o średnicy 1000 mm, do arkusza grubości 3 mm. Część tego arkusza walcowano na zimno z wytworzeniem walcowanej na zimno taśmy o grubości 1,0 mm. Odlany arkusz i walcowaną na zimno taśmę wygrzewano w piecu w temperaturze 950°C przez 45 minut. Po zakończeniu wygrzewania pozostawiono je do ochłodzenia do temperatury pokojowej. Pobrano próbki z otrzymanego półfabrykatu odlewanego, walcowanej na zimno taśmy i poddanych obróbce termicznej arkuszy, oraz badano na formę i rozkład wydzieleń grafitu.

PL 208 404 B1

Stwierdzono, że półfabrykat odlewany i arkusze przed obróbką cieplną miały cząstki tlenków i siarczków REM i ich kombinacji o wymiarze 0,1 do 3 μτη lub podobnym, ale nie obserwowano wydzieleń grafitu. Z drugiej strony arkusze po obróbce cieplnej miały wydzielenia sferoidalnego grafitu zarówno w walcowanym na gorąco arkuszu jak i walcowanej na zimno taśmie. Zawartość tych wydzieleń sferoidalnego grafitu wynosiła w przybliżeniu 200 cząstek/mm², a dużo drobnych wydzieleń było rozproszonych. Ponadto, cząstki obserwowane przed obróbką cieplną występowały wewnątrz tych wydzieleń sferoidalnego grafitu. Wydzielenia grafitu były również pokryte ferrytem na swych obwodach.

P r z y k ł a d 5

Do wytopu żeliwa zawierającego C - 3,0% wagowych i Si - 0,6% wagowych wprowadzono środek sferoidyzujący na bazie REM do zawartości 0,01% wagowych REM, po czym odlano w dwubębnowym urządzeniu do ciągłego odlewania, z bębnem o średnicy 1000 mm, na arkusz o grubości 3 mm. Walcowano go do grubości 2,4 mm stosując automatyczną walcarkę. Temperatura walcowania wynosiła 950°C. Część tego arkusza walcowano na zimno z wytworzeniem walcowanej na zimno taśmy o grubości 1,0 mm. Pobrano próbki z otrzymanego przez walcowanie na gorąco arkusza i walcowanej na zimno taśmy, oraz badano na formę i rozkład wydzieleń grafitu.

Zarówno w walcowanym na gorąco arkuszu jak i walcowanej na zimno taśmie występowały wydzielenia spłaszczonego grafitu. Dużo wydzieleń spłaszczonego grafitu było rozproszonych. Ponadto, miały one szerokość 0,01 mm do 0,3 mm i długość 0,02 mm do 30 mm. Wewnątrz wydzieleń spłaszczonego grafitu obserwowano cząstki tlenków i siarczków REM i ich kombinacji o wymiarze 0,05 do 3 μτη lub podobnym.

P r z y k ł a d 6

Do wytopu żeliwa o zawartości C-3,4% wagowych i Si - 0,3% wagowych wprowadzono środek sferoidyzujący Ni-Mg do zawartości 0,03% wagowych Mg, po czym w sposób ciągły odlewano w pionowym urządzeniu do ciągłego odlewania, stosując chłodzoną wodą formę miedziową, poprzez garniec, do kęsiska płaskiego o grubości 250 mm i szerokości 1500 mm tak, aby uzyskać półfabrykat odlewany. Fig. 4 przedstawia schemat urządzenia do ciągłego odlewania.

Część tego półfabrykatu odlewanego walcowano na gorąco w temperaturze 850°C z wytworzeniem walcowanego na gorąco arkusza o grubości 40 mm. Tak otrzymany walcowany na gorąco arkusz wygrzewano w piecu w temperaturze 1000°C przez 30 minut. Po zakończeniu wygrzewania pozostawiono go do ochłodzenia do temperatury pokojowej. Pobrano próbki z otrzymanego półfabrykatu odlewanego, walcowanego na gorąco arkusza i poddanego obróbce termicznej arkusza, oraz badano na formę i rozkład wydzieleń grafitu.

Stwierdzono, że półfabrykat odlewany i arkusz przed obróbką cieplną zawierał cząstki tlenków i siarczków Mg i ich kombinacji o wymiarze 0,1 do 3 μm lub podobnym, ale nie obserwowano wydzieleń grafitu. Z drugiej strony arkusz po obróbce cieplnej miał wydzielenia sferoidalnego grafitu. Zawartość tych wydzieleń sferoidalnego grafitu wynosiła w przybliżeniu 180 cząstek/mm², a dużo drobnych wydzieleń było rozproszonych. Ponadto, cząstki obserwowane przed obróbką cieplną występowały wewnątrz tych wydzieleń sferoidalnego grafitu.

Następnie inną część półfabrykatu odlewanego walcowano na gorąco w temperaturze 950°C z wytworzeniem walcowanego na gorąco arkusza o grubości 40 mm. Pobrano próbki otrzymanego półfabrykatu odlewanego i walcowanego na gorąco arkusza, oraz badano na formę i rozkład wydzieleń grafitu.

W półfabrykacie odlewanym obserwowano cząstki tlenków i siarczków Mg i ich kombinacji o wymiarze 0,1 do 3 μτη lub podobnym, ale nie obserwowano wydzieleń grafitu. W arkuszu po walcowaniu obserwowano rozproszone wydzielenia spłaszczonego grafitu. Zawartość wydzieleń sferoidalnego grafitu wynosiła w przybliżeniu 180 cząstek/mm², a dużo drobnych wydzieleń było rozproszonych. Ponadto, cząstki obserwowane wewnątrz półfabrykatu odlewanego występowały wewnątrz wydzieleń grafitu.

P r z y k ł a d 7

Do wytopu żeliwa zawierającego C - 2,4% wagowych i Si - 1,0% wagowych wprowadzono środek sferoidyzujący Ni-Mg do zawartości 0,03% wagowych Mg, po czym w sposób ciągły odlewano w urządzeniu łukowym do ciągłego odlewania o promieniu 10,5 m, stosując chłodzoną wodą formę miedziową, poprzez garniec, do kęsa kwadratowego o wymiarze 160 mm, tak aby uzyskać półfabrykat odlewany.

Część tego półfabrykatu odlewanego walcowano na gorąco w temperaturze 850°C z wytworzeniem pręta o średnicy 20 mm. Tak otrzymany pręt żeliwny ogrzewano w piecu w temperaturze 1000°C przez 30 minut. Po zakończeniu ogrzewania pozostawiono go do ochłodzenia do temperatury pokojowej. Pobrano próbki z otrzymanego półfabrykatu odlewanego i pręta żelaznego, poddano je obróbce termicznej oraz badano na formę i rozkład wydzieleń grafitu.

PL 208 404 B1

Stwierdzono, że półfabrykat odlewany i pręt żeliwny przed obróbką cieplną miały cząstki tlenków i siarczków Mg i ich kombinacji o wymiarze 0,1 do 3 μm lub podobnym, lecz nie obserwowano wydzieleń grafitu. Z drugiej strony pręt po obróbce cieplnej miał wydzielenia sferoidalnego grafitu. Zawartość tych wydzieleń sferoidalnego grafitu wynosiła w przybliżeniu 180 cząstek/mm², a dużo drobnych wydzieleń było rozproszonych. Ponadto, cząstki obserwowane przed obróbką cieplną występowały wewnątrz tych wydzieleń sferoidalnego grafitu.

Następnie inną część półfabrykatu odlewanego walcowano na gorąco w temperaturze 950°C z wytworzeniem walcowanego na gorąco arkusza o grubości 15 mm. Pobrano próbki otrzymanego półfabrykatu oblewanego i pręta żeliwnego oraz badano na formę i rozkład wydzieleń grafitu.

W półfabrykacie odlewanym, jak wyjaśniono powyżej, obserwowano cząstki tlenków i siarczków Mg i ich kombinacji o wymiarze 0,1 do 3 μ^ι lub podobnym, ale nie obserwowano wydzieleń grafitu. W pręcie żeliwnym obserwowano rozproszone wydzielenia spłaszczonego grafitu. Zawartość wydzieleń spłaszczonego grafitu wynosiła w przybliżeniu 180 cząstek/mm², a dużo drobnych wydzieleń było rozproszonych. Ponadto, cząstki obserwowane wewnątrz półfabrykatu odlewanego występowały wewnątrz wydzieleń grafitu.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem można wytwarzać żeliwo walcowane i blachę żeliwną, stosując sposób wytwarzania żeliwa walcowanego bez obróbki cieplnej wymagającej wielkiego nakładu energii i długiego okresu czasu. Z uwagi na to możliwe staje się wytworzenie płyty żeliwnej, arkusza żeliwa, szyny żeliwnej, itp., o doskonałej obrabialności, z możliwością wytwarzania różnych produktów z ich wykorzystaniem. Możliwe staje się zatem wytwarzanie żeliwnego półfabrykatu odlewanego z małym zużyciem energii i małą emisją CO2, tj. małym zanieczyszczeniem środowiska.

T a b l i c a 1

W Y N A L A Z E K	Nr	C (%)	Si (%)	4,3-(%Si)/3 (%)	4,3-1,3(%Si) (%)	Cr (%)	Ni (%)	Mg (%)	Ca (%)	REM (%)	Rodzaj środka sferoidyzują- cego
1	1,8	1,8	3,7	2	-	-	0,01	-	-	Fe-Si-Mg
2	2,0	1,5	3,8	2,4	-	-	-	0,01	-	Ca-Si
3	2,5	1,2	3,9	2,7	-	-	-	-	0,005	Fe-REM
4	3,0	0,9	4	3,1	-	-	0,06	-	-	Fe-Mg
5	3,5	0,3	4,2	3,9	-	-	0,02	0,003	-	Fe-Si-Ca-Mg
6	3,7	0,4	4,2	3,8	-	-	0,03	-	0,1	Fe-Si-Mg- REM
7	3,0	0,5	4,1	3,7	0,1	-	-	-	0,05	miszmetal
8	2,5	0,5	4,1	3,7	10,0	-	-	0,005	-	Ca-Si
9	3,5	0,3	4,2	3,9	-	0,1	0,04	0,006	-	Fe-Si-Mg-Ca
10	3,0	0,01	4,29	4,29	-	3,5	0,03	-	-	Ni-Mg
11	2,5	0,9	4	3,1	3,5	1,0	0,05	-	0,05	Fe-Si-Mg- REM
12	3,7	0,2	4,2	4	-	-	0,03	-	0,1	Fe-Si-Mg- REM
13	3,5	0,3	4,2	3,9	-	0,1	0,04	0,006	-	Fe-Si-Mg-Ca
14	2,5	2,0	3,6	1,7	-	0,3	0,02	-	-	Ni-Mg
15	3,0	3,5	3,1	-0,3	-	-	-	-	0,02	miszmetal
16	3,0	2,0	3,6	1,7	-	-	-	-	-	Fe-Si-Mg
17	3,5	0,7	4,1	3,4	-	-	0,04	0,004	-	Fe-Si-Ca-Mg
P o r ó w n.	1	3,6	2,5	3,5	1,1	-	-	0,03	-	-	Fe-Si-Mg
2	2,5	0,5	4,1	3,7	-	-	-	-	-	-

(wszystkie % wyrażono wagowo)

PL 208 404 B1

T a b l i c a 2-1

	Nr	Temp. walc. na gorąco (°C)	Walcowanie na zimno	Obróbka cieplna, temp. (°C)	Obróbka cieplna, czas (min)	Wytrzymywanie temp., po ob- róbce cieplnej (°C)	Szybkość oziębiania po obrób- ce cieplnej (°C/min)	Produkt	Kęs
Grafit	Wtrącenia*
Wy- stępuje	For- ma	Gę- stość (/mm²)	Rodzaj	Gę- stość (/mm²)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
W Y N A L A Z E K	1a	900	Nie	910	60		3	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	-		Mg-O- S	180
2a	850	Tak	1000	20	650	5	Taśma walcowana na zimno	Nie	-		Ca-O-S	60
3a	800	Tak	950	40		8	Taśma walcowana na zimno	Nie	-		REM- O-S	150
4a	820	Nie	905	60		2	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	-		Mg-O- S	1000
5a	780	Nie	960	30		0,2	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	i-		Mg-O-S Ca-O-S	250
6a	900	Tak	1000	30		1	Taśma walcowana na zimno	Nie	-		Mg-O-S REM-O- S	500
7a	820	Tak	910	40	730	20	Taśma walcowana na zimno	Nie	-		REM- O-S	150
8a	850	Nie	950	25		5	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	-		Ca-O-S	60
9a	850	Nie	930	50		8	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	-		Mg-O-S Ca-O-S	220
10 a	750	Tak	1000	5		10	Taśma walcowana na zimno	Nie	-		Mg-O- S	180
11 a	840	Nie	1050	10		30	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	-		Mg-O-S REM-O- S	300
12 a	900	Tak	1000	30		5	Taśma walcowana na zimno	Nie	-		Mg-O-S REM-O- S	150
13 a	850	Nie	800	90	700	1	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	-		Mg-O-S Ca-O-S	250

PL 208 404 B1 cd tablicy 2-1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
	14a	900	Nie	950	60	-	2	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	-		Mg-O- S	800
15a	800	Nie	1050	5	-	0,1	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	-		REM- O-S	120
16a	850	Tak	1000	30	700	10	Taśma walcowana na zimno	Nie	-		Mg-O- S	300
17a	790	Nie	910	20	-	5	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	-		Mg-O-S Ca-O-S	450
P o r ó w n.	1	900	Nie	-	-	-	-	Arkusz walcowany na gorąco	Tak	Sfe- roid	800	Mg-O- S	90
2	900	Tak	1000	60	-	20	Taśma walcowana na zimno	Nie	-		-

* „Wtrącenia” oznacza liczbę wtrąceń o wymiarze 0,05 do 5 μm

T a b l i c a 2-2

W Y N A L A Z E K	Nr	Arkusz produktu
Grafit	Wtrącenia*	Udział ferrytu (%)	Obrabialność **
Wystę- puje	Forma	Nr	Rodzaj	Gęstość (mm²)	Stan
1a	Tak	Kula	100	Mg-O-S	180	w grafice	95	1
2a	Tak	Kula	50	Ca-O-S	60	w grafice	80	2
3a	Tak	Kula	120	REM-O-S	150	w grafice	55	2
4a	Tak	Kula	900	Mg-O-S	1000	w grafice	80	1
5a	Tak	Kula	240	Mg-O-S Ca-O-S	250	w grafice	100	1
6a	Tak	Kula	400	Mg-O-S REM-O-S	500	w grafice	90	1
7a	Tak	Kula	110	REM-O-S	150	w grafice	60	2
8a	Tak	Kula	50	Ca-O-S	60	w grafice	65	2
9a	Tak	Kula	200	Mg-O-S Ca-O-S	220	w grafice	30	3
10a	Tak	Kula	150	Mg-O-S	180	w grafice	55	3
11a	Tak	Kula	250	Mg-O-S REM-O-S	300	w grafice	5	3
12a	Tak	Kula	100	Mg-O-S REM-O-S	150	w grafice	75	2
13a	Tak	Kula	220	Mg-O-S Ca-O-S	250	w grafice	100	1
14a	Tak	Kula	400	Mg-O-S	800	w grafice	95	1
15a	Tak	Kula	100	REM-O-S	120	w grafice	100	1
16a	Tak	Kula	250	Mg-O-S	300	w grafice	85	2
17a	Tak	Kula	300	Mg-O-S Ca-O-S	450	w grafice	90	1
P o r ó w n.	1	Tak	Warstwa	80	Mg-O-S	90	w grafice	0	4
2	Nie			-			0	4

* „Wtrącenia” oznacza liczbę wtrąceń o wymiarze 0,05 do 5 μm, „Obrabialność” oszacowano w teście zginania w skali: 1: doskonała, 2: dobra, 3: dość dobra, 4: słaba.

PL 208 404 B1

T a b l i c a 3-1

W Y N A L A Z E K	Nr	Temp. walc. na gorąco (°C)	Wytrzymywanie temp., (°C)	Szybkość oziębiania (°C/min)	Walcowanie na zimno	Arkusz produktu	Kęs
Grafit	Wtrącenia
Rodzaj	Gęstość (/mm²)
1b	910	-	0,2	Nie	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	Mg-O-S	180
2b	950	-	20	Tak	Taśma walcowana na zimno	Nie	Ca-O-S	60
3b	1000	730	8	Tak	Taśma walcowana na zimno	Nie	REM-O-S	150
4b	920	-	1	Nie	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	Mg-O-S	1000
5b	1100	-	8	Nie	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	Mg-O-S Ca-O-S	250
6b	950	-	0,1	Tak	Taśma walcowana na zimno	Nie	Mg-O-S REM-O-S	500
7b	1010	-	5	Tak	Taśma walcowana na zimno	Nie	REM-O-S	150
8b	1100	-	2	Nie	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	Ca-O-S	60
9b	910	650	15	Nie	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	Mg-O-S Ca-O-S	220
10b	1120	-	3	Tak	Taśma walcowana na zimno	Nie	Mg-O-S	180
11b	950	-	0,5	Nie	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	Mg-O-S REM-O-S	300
12b	950	-	1	Tak	Taśma walcowana na zimno	Nie	Mg-O-S REM-O-S	150
13b	950	700	1	Nie	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	Mg-O-S Ca-O-S	250
14b	1050	-	0,2	Tak	Taśma walcowana na zimno	Nie	Mg-O-S	800
15b	950	700	2	Nie	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	REM-O-S	120
16b	1000	-	5	Nie	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	Mg-O-S	300
17b	1100	-	20	Nie	Arkusz walcowany na gorąco	Nie	Mg-O-S Ca-O-S	450

'Wtrącenia” oznacza liczbę wtrąceń o wymiarze 0,05 do 5 μπ

PL 208 404 B1

T a b l i c a 3-2

W Y N A L A Z E K	Nr	Arkusz produktu
Grafit	Wtrącenia*	Udział ferrytu (%)	Obra- bial- ność**
Wy- stę- puje	Forma	Dłu- gość (mm)	Szero- kość (mm)	Gę- stość (/mm²)	Rodzaj	Gę- stość (/mm²)	Stan
1b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	45	0,1	120	Mg-O-S	180	w graficie	99	1
2b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	30	0,2	50	Ca-O-S	60	w graficie	5	3
3b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	20	0,2	120	REM-O-S	150	w graficie	75	2
4b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	50	0,4	900	Mg-O-S	1000	w graficie	80	1
5b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	15	0,1	240	Mg-O-S Ca-O-S	250	w graficie	50	3
6b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	10	0,08	400	Mg-O-S REM-O-S	500	w graficie	100	1
7b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	5	0,05	110	REM-O-S	150	w graficie	60	2
8b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	25	0,1	50	Ca-O-S	60	w graficie	80	1
9b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	48	0,35	200	Mg-O-S Ca-O-S	220	w graficie	70	2
10b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	40	0,25	150	Mg-O-S	180	w graficie	75	2
11b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	20	0,2	250	Mg-O-S REM-O-S	300	w graficie	95	1
12b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	55	0,5	100	Mg-O-S REM-O-S	150	w graficie	100	1
13b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	20	0,2	220	Mg-O-S Ca-O-S	250	w graficie	95	1
14b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	50	0,2	100	Mg-O-S	800	w graficie	100	1
15b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	20	0,4	110	REM-O-S	120	w graficie	95	1
16b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	5	0,1	200	Mg-O-S	300	w graficie	90	1
17b	Tak	Spłaszczony, zdyspergowany	40	0,5	300	Mg-O-S Ca-O-S	450	w graficie	10	3

* „Wtrącenia” oznacza liczbę wtrąceń o wymiarze 0,05 do 5 pm, ** „Obrabialność” oszacowano w teście zginania w skali: 1:doskonała, 2:dobra, 3:dość dobra, 4:słaba.

Claims

Żeliwo walcowane na gorąco lub na zimno, zawierające węgiel, krzem, chrom i/lub nikiel, resztę stanowią żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym węgiel ma postać wydzieleń sferoidalnego lub spłaszczonego grafitu, znamienne tym, że zawartość wagowa węgla i krzemu spełnia zależność 1,7% < (%C) < 4,3 - (%Si)/3, zawartość wagowa chromu i/lub niklu wynosi odpowiednio Cr > 0,1%, Ni > 0,1%, dyspersja wydzieleń grafitu w osnowie ferrytycznej wynosi 50/mm² albo więcej przy zawartości ferrytu wynoszącej 70% i więcej, przy czym wydzielenia grafitu, o powierzchni zewnętrznej częściowo lub całkowicie otoczonej ferrytem, są związane kompleksowo z co najmniej jednym typem cząstek tlenków, siarczków, azotków, lub ich związków kompleksowych, zawierających co najmniej jeden z pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Mg, Ca i REM, które to cząstki mają średnicę od 0,05 do 5 μm.