PL234569B1 - Żeliwo ausferrytyczne o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie, sposób obróbki odlewniczo-cieplnej żeliwa ausferrytycznego oraz jego zastosowanie - Google Patents

Żeliwo ausferrytyczne o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie, sposób obróbki odlewniczo-cieplnej żeliwa ausferrytycznego oraz jego zastosowanie Download PDF

Info

Publication number
PL234569B1
PL234569B1 PL423974A PL42397417A PL234569B1 PL 234569 B1 PL234569 B1 PL 234569B1 PL 423974 A PL423974 A PL 423974A PL 42397417 A PL42397417 A PL 42397417A PL 234569 B1 PL234569 B1 PL 234569B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
cast iron
ausferritic
iron
max
increased abrasion
Prior art date
Application number
PL423974A
Other languages
English (en)
Other versions
PL423974A1 (pl
Inventor
Edward Guzik
Dariusz Kopyciński
Adam NOWAK
Marek Sokolnicki
Marek Ronduda
Maciej Królikowski
Original Assignee
Spolka Akcyjna Odlewnie Polskie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Spolka Akcyjna Odlewnie Polskie filed Critical Spolka Akcyjna Odlewnie Polskie
Priority to PL423974A priority Critical patent/PL234569B1/pl
Publication of PL423974A1 publication Critical patent/PL423974A1/pl
Publication of PL234569B1 publication Critical patent/PL234569B1/pl

Links

Landscapes

  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest żeliwo ausferrytyczne o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie, sposób obróbki odlewniczo-cieplnej takiego żeliwa oraz jego zastosowanie.
Rozwiązanie według wynalazku przeznaczone jest do pozyskiwania odlewów znajdujących zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym, budowlanym, kolejowym i rolniczym, a także w innych gałęziach przemysłu, gdzie stosowane są odlewy, co do których stawiane są wysokie wymagania pod względem wytrzymałości na ścieranie.
Stale rosnące wymagania rynku pod względem parametrów wytrzymałościowych odlewów, w tym odporności na ścieranie powodują, że w literaturze technicznej oraz praktyce odlewniczej coraz więcej uwagi poświęca się żeliwom nowej generacji, zawierającym w swojej strukturze grafit kulkowy.
Szczególnym rodzajem żeliwa z grafitem kulkowym jest żeliwo sferoidalne niskostopowe (przy zawartościach mas. dodatków stopowych z zakresu: 0,0-2,8% Ni, 0,0-0,8% Mo i 0,0-1,4% Cu), z którego wykonane odlewy poddawane są obróbce hartowania z przemianą izotermiczną. Żeliwo takie w literaturze zagranicznej i krajowej występuje zazwyczaj pod nazwą Austempered Ductile Iron ADI, bądź żeliwa ausferrytycznego (ausferritic). Znane są także odmiany żeliwa ADI jak Direct Austempered Ductile Iron - DADI (żeliwo sferoidalne poddawane bezpośredniemu hartowaniu z przemianą izotermiczną), Ausforming Austempered Ductile Iron - AADI (żeliwo sferoidalne hartowane z przemianą izotermiczną poddawane niskotemperaturowej obróbce cieplno-plastycznej), Carbidic Austempered Ductile Iron - CADI (żeliwo sferoidalne hartowane z przemianą izotermiczną z wydzieleniami węglików), Si Solution Strengthened Austempered Ductile Iron - SiSSADI (żeliwo sferoidalne zawierające wysokowytrzymałą osnowę o dużej zawartości krzemu, hartowane z przemianą izotermiczną) oraz Intercritically Austempered Ductile Iron - IADI (żeliwo sferoidalne hartowane z przemianą izotermiczną z temperatury austenityzacji 720-770°C - niższej niż temperatura austenityzowania żeliwa ADI - oraz temperatury hartowania 357°C).
Tego typu żeliwa charakteryzują się wyjątkowo korzystnymi właściwościami wytrzymałościowymi, plastycznymi oraz użytkowymi. Żeliwa takie, o osnowie składającej się zwykle z rozgałęzionych płytek ferrytu i wysokowęglowego austenitu, zwanej ausferrytem, zawierają także w mikrostrukturze wydzielenia kulek grafitu.
Do żeliwa sferoidalnego niskostopowego, przeznaczonego do zabiegu hartowania z przemianą izotermiczną, od którego wymaga się zwiększonej odporności odlewów na zużycie ścierne, wprowadza się ponadto chrom o zawartości 0,5% bądź 1,0% mas., zapewniając w strukturze żeliwa ADI, obok osnowy ausferrytycznej i wydzieleń kulek grafitu, określony udział wydzieleń węglików typu M 3C (gdzie M oznacza takie pierwiastki jak Fe, Mn, Mo bądź dodatkowo jeszcze Cr), czego efektem jest żeliwo w odmianie CADI (udział samych węglików typu M3C przy wprowadzeniu chromu wynosi 5 lub 17% obj. - p. publikacja K. L. Hayrynen, K. R. Brandenberg „Carbidic Austempered Ductile Iron (CADI) - the new wear material”, AFS Transactions 2003, vol. 113, s. 845:850).
Celem wynalazku jest opracowanie składu żeliwa ausferrytycznego i sposobu obróbki odlewniczo-cieplnej żeliwa ausferrytycznego wykazującego podwyższoną wytrzymałość na ścieranie.
Żeliwo ausferrytyczne o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie, zawierające w swoim składzie węgiel, krzem, mangan, fosfor, siarkę, magnez, nikiel, molibden, miedź i chrom, charakteryzuje się tym, że zawiera w % masowych: 3,5-3,7% C, 2,4-2,6% 2,6% Si, 0,16-0,17% Mn, maks. 0,045% P, maks. 0,015% S, 0,036-0,042% Mg,1,45% Ni, 0,2-0,28% Mo, 0,6-0,65% Cu, 0,45-0,5% Cr, 0,033-0,035% B, reszta żelazo.
Sposób obróbki odlewniczo-cieplnej żeliwa ausferrytycznego o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie, charakteryzuje tym, że ciekłą kąpiel stopową zawierającą w % masowych: 3,5-3,7% C, 2,4-2,6% Si, 0,16-0,17% Mn, maks. 0,045% P, maks. 0,015% S, 0,036-0,042% Mg, 1,4-1,45% Ni, 0,2-0,28% Mo, 0,6-0,65% Cu, 0,45-0,5% Cr, 0,033-0,035% B, reszta żelazo, przegrzewa się do temperatury 1500°C i wytrzymuje w tej temperaturze przez 5 minut, a następnie poddaje się zabiegowi sferoidyzowania i modyfikowania grafityzującego poprzez wprowadzenie magnezu i modyfikatora w ilości 0,6% masowego, po czym ciekłą kąpiel stopową odlewa się do form odlewniczych, zaś gotowe odlewy czyści się i poddaje austenityzowaniu w temperaturze 950°C przez 150 minut, a następnie poddaje się hartowaniu izotermicznemu z wytrzymaniem w kąpieli solnej o temperaturze z zakresu 200-320°C przez 120 minut.
Żeliwo ausferrytyczne o składzie w % masowych: 3,5-3,7% C, 4-2,6% Si, 0,16-0,17% Mn, maks. 0,045% P, maks. 0,015% S, 0,036-0,042% Mg, 1,4-1,45% Ni, 0,2-0,28% Mo, 0,6-0,65% Cu,
PL 234 569 B1
0,45-0,5% Cr, 0,033-0,035% B, reszta żelazo, charakteryzuje się tym, że jest stosowane do wytwarzania odlewów elementów oczyszczarek śrutowych oraz odlewów części maszyn rolniczych i drogowych.
Wynalazek został przedstawiony w poniższych przykładach wykonania.
P r z y k ł a d I
Żeliwo ausferrytyczne o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie w pierwszym wykonaniu zawiera w % masowych: 3,5% C; 2,4% Si, 0,16% Mn, maks. 0,045% P, maks. 0,015% S, 0,036% Mg, 1,4% Ni, 0,2% Mo, 0,6% Cu, 0,45% Cr, 0,033% B, reszta żelazo, zaś w drugim wykonaniu: 3,7% C, 2,6% Si, 0,17% Mn, maks. 0,045% P, maks. 0,015% S, 0,042% Mg, 1,45% Ni, 0,28% Mo, 0,65% Cu, 0,5% Cr, 0,035% B, reszta żelazo.
P r z y k ł a d II
Żeliwo ausferrytyczne o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie, o składzie jak w przykładzie I przegrzano do temperatury 1500°C i wytrzymano w niej przez 5 minut, a następnie przeprowadzono zabieg sferoidyzowania wprowadzając do kąpieli przewód sferoidyzujący PE, zawierający rdzeń magnezowy, oraz modyfikator grafityzujący w ilości 0,6% masowego. Po tych zabiegach obróbki pozapiecowej ciekły stop odlano do form odlewniczych odtwarzających wlewek wytrzymałościowy typu „Ygrek II” oraz łopatkę oczyszczarki wirnikowej, będących odlewami wyjściowymi, z żeliwa sferoidalnego niskostopowego, do obróbki hartowniczej z przemianą izotermiczną. Wytworzone odlewy o wymaganej osnowie perlitycznej i z wydzieleniami eutektyki węglikowej (austenit oraz węgliki typu M 3C oraz duża liczba kulek grafitu), poddano ulepszeniu cieplnemu polegającemu na austenityzowaniu w temperaturze 950°C (Ty) w czasie 150 minut (τγ) a następnie hartowaniu w kąpiel solnej z przemianą izotermiczną, tj. umieszczeniu odlewów z tego żeliwa w kąpieli solnej o temperaturze 200°C i 320°C (Tpi) i wytrzymaniu w niej przez czas 120 minut (τμΐ). Zabieg hartowania izotermicznego przeprowadzono w wannach hartowniczych, w których jako medium hartownicze zastosowano stopione mieszaniny solne: azotan sodu i azotan potasu, lub azotan i azotyn sodu o temperaturze topnienia 230-235°C i temperaturze roboczej 230-485°C.
W rezultacie otrzymano wyrób z żeliwa określonego jako BCrADI, który oprócz miedzi, niklu, molibdenu i chromu, zawiera silnie węglikotwórczy i modyfikujący dodatek małych zawartości boru, bardzo silnie oddziaływujący na twardość węglika M3C jako składnika eutektyki węglikowej oraz na jego równomierne rozmieszczenie w mikrostrukturze, co ma zasadnicze znaczenie dla podwyższenia odporności odlewów na ich zużycie ścierne, bowiem wydzielenia pierwotnego węglika Fe3C w składzie nadeutektycznego żeliwa CADI (jak wskazuje literatura) obniżają, z uwagi na ich duże rozmiary, właściwości trybologiczne (węgliki te wykruszają się z pracującej powierzchni odlewu). Zatem wprowadzenie do bazowego żeliwa ausferrytycznego ADI dodatków chromu i boru tworzy korzystną, dla właściwości użytkowych wyrobów odlewanych, mikrostrukturę składającą się z plastycznej i wysokowytrzymałej osnowy ausferrytu i sieci równomiernie rozmieszczonych twardych, złożonych węglików.
Ponadto żeliwo typu BCrADI zawierające w swoim składzie ilościowe kombinacje pierwiastków w zakresie: 0,008-0,1% mas. B i 0,3-0,5% mas. Cr, które zapewniają, obok wydzieleń kulek grafitu i osnowy ausferrytycznej, wydzielenia bardzo twardych węglików typu M3C (gdzie M to pierwiastki z grupy Fe, Mn, Mo, Cr i B) o udziale objętościowym w mikrostrukturze żeliwa wynoszącym od 1,0 do 8,5%, wykazuje wysokie właściwości wytrzymałościowe i plastyczne oraz dużą twardość od 363 do 601 HB, przy czym odlew z żeliwa o największej twardości uzyskał w badaniach tribologicznych najmniejszy ubytek masy. Uzyskane właściwości w pełni potwierdzają przydatność odlewów wykonanych z żeliwa i obrobionych sposobem według wynalazku do pracy w ekstremalnych warunkach eksploatacji.
P r z y k ł a d III
Żeliwo według wynalazku zastosowano do wytworzenia łopatki oczyszczarki śrutowej wirnikowej z wirnikiem dwutarczowym.

Claims (3)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Żeliwo ausferrytyczne o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie, zawierające w swoim składzie węgiel, krzem, mangan, fosfor, siarkę, magnez, nikiel, molibden, miedź i chrom, znamienne tym, że zawiera w % masowych: 3,5-3,7% C, 2,4-2,6% Si, 0,16-0,17% Mn, maks. 0,045% P, maks. 0,015% S, 0,036-0,042% Mg, 1,4-1,45% Ni, 0,2-0,28% Mo, 0,6-0,65% Cu, 0,45-0,5% Cr, 0,033-0,035% B, reszta żelazo.
    PL 234 569 B1
  2. 2. Sposób obróbki odlewniczo-cieplnej żeliwa ausferrytycznego o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie, znamienny tym, że ciekłą kąpiel stopową zawierającą w % masowych: 3,5-3,7% C, 2,4-2,6% Si, 0,16-0,17% Mn, maks. 0,045% P, maks. 0,015% S,
    0,036-0,042% Mg, 1,4-1,45% Ni, 0,2-0,28% Mo, 0,6-0,65% Cu, 0,45-0,5% Cr, 0,0330,035% B, reszta żelazo, przegrzewa się do temperatury 1500°C i wytrzymuje w tej temperaturze przez 5 minut, a następnie poddaje się zabiegowi sferoidyzowania i modyfikowania grafityzującego poprzez wprowadzenie magnezu i modyfikatora w ilości 0,6% masowego, po czym ciekłą kąpiel stopową odlewa się do form odlewniczych, zaś gotowe odlewy czyści się i poddaje austenityzowaniu w temperaturze 950°C przez 150 minut, a następnie poddaje się hartowaniu izotermicznemu z wytrzymaniem w kąpieli solnej o temperaturze z zakresu 200-320°C przez 120 minut.
  3. 3. Zastosowanie żeliwa ausferrytycznego wg zastrz. 1 do wytwarzania odlewów elementów oczyszczarek śrutowych oraz odlewów części maszyn rolniczych i drogowych.
PL423974A 2017-12-20 2017-12-20 Żeliwo ausferrytyczne o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie, sposób obróbki odlewniczo-cieplnej żeliwa ausferrytycznego oraz jego zastosowanie PL234569B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL423974A PL234569B1 (pl) 2017-12-20 2017-12-20 Żeliwo ausferrytyczne o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie, sposób obróbki odlewniczo-cieplnej żeliwa ausferrytycznego oraz jego zastosowanie

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL423974A PL234569B1 (pl) 2017-12-20 2017-12-20 Żeliwo ausferrytyczne o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie, sposób obróbki odlewniczo-cieplnej żeliwa ausferrytycznego oraz jego zastosowanie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL423974A1 PL423974A1 (pl) 2019-07-01
PL234569B1 true PL234569B1 (pl) 2020-03-31

Family

ID=67105412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL423974A PL234569B1 (pl) 2017-12-20 2017-12-20 Żeliwo ausferrytyczne o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie, sposób obróbki odlewniczo-cieplnej żeliwa ausferrytycznego oraz jego zastosowanie

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL234569B1 (pl)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009048273A1 (de) * 2009-10-05 2011-04-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Gusseisen-Gussteil und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2749658A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-02 Veigalan Estudio 2010 S.L.U. Method for as-cast production of ausferritic ductile iron
PL232412B1 (pl) * 2016-04-25 2019-06-28 Politechnika Lodzka Żeliwo wermikularne o osnowie z ausferrytu i węglików

Also Published As

Publication number Publication date
PL423974A1 (pl) 2019-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2797627T3 (es) Tratamientos térmicos bainíticos tenaces en aceros para herramientas
KR101294671B1 (ko) 구상흑연주철 및 그를 이용한 로터리 압축기용 베인의 제조방법
CN105274423B (zh) 一种含碳化物的等温淬火球墨铸铁及其制备方法
CN102959110B (zh) 一种高强度耐磨气缸套及其制备方法
CN106947912A (zh) 一种等温淬火球墨铸铁及其铸造方法
CN103882283A (zh) 船舶发动机气缸套材质及其制造方法
CN102534148A (zh) 由奥氏体回火的延性铁合金生产大型部件的方法
CN105587771B (zh) 一种使用寿命长轴承
CN104911466B (zh) 一种超高强度复相组织灰铸铁气缸套及其制备方法
CN104032207A (zh) 离合器用花键轮毂及其制造方法
CN100503893C (zh) 表面具有硬贝氏体组织齿轮的制造工艺
CN1888116B (zh) 一种高硬度高耐磨无磁轴承钢及其制备方法
CN105714183B (zh) 一种含钒钛球铁材料及热处理工艺
CN104087818A (zh) 一种低铬合金耐磨球及其制备方法
CN103205544B (zh) 一种盐浴自升温的球墨铸铁双级等温淬火方法及应用该方法制备的等温淬火球铁
CN109182636A (zh) 一种低合金贝氏体球墨铸铁磨球的制备方法
CN105886946B (zh) 一种刹车片摩擦块的制备方法
Medyński et al. Effect of Cr, Mo and Al on structure and selected mechanical properties of austenitic cast iron
CN101851723A (zh) 一种适用于矿山的马氏体球墨铸铁特殊耐磨介质
CN104032210A (zh) 离合器用拨叉及其制造方法
PL234569B1 (pl) Żeliwo ausferrytyczne o podwyższonej wytrzymałości na ścieranie, sposób obróbki odlewniczo-cieplnej żeliwa ausferrytycznego oraz jego zastosowanie
Fatahalla et al. Microstructure, mechanical properties, toughness, wear characteristics and fracture phenomena of austenitized and austempered low-alloyed ductile iron
CN105132790A (zh) 一种含钒碳化物奥铁体球墨铸铁及制备方法
CN112251579B (zh) 一种降低珠光体基灰铸铁淬火残余奥氏体的方法
CN104178689A (zh) 等温淬火球铁生产铁路机车制动用衬套球头球面座的方法