J] Kolejny nr próbki
Udarność w temperaturze -60
oC -próbki bez
karbu Kc [ J ]
Kc [ J ] 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 0 2 4 6 8 10 12 14 Wy dł uż en ie % Kolejny nr próbkiWydłużenie A
5 A5104 Rys. 118. Wydłużenie żeliwa ADI niestopowego, austenityzowanego w 950 o C,
wytrzymanego 2,5 godz. i hartowanego izotermicznie w kąpieli solnej w temperaturze 360 o C, wytrzymanego 2,5 godz.
9.0 Wnioski:
Na podstawie wyników badań i ich analizy, można sformułować następujące wnioski: 1. Żeliwo sferoidalne niestopowe jako żeliwo ausferrytyczne jest tworzywem konstrukcyjnym o wysokim potencjale utylitarnym jako tworzywo na odlewy cienkościenne. Przeprowadzone zabiegi obróbki cieplnej klasycznego żeliwa sferoidalnego i wykonanie serii pilotażowej odlewów produkcyjnych wg opracowanej technologii żeliwa ADI wykazały ich wysokie właściwości plastyczne niezbędne dla odlewów pracujących w warunkach obciążeń dynamicznych.
2. Odlewy z żeliwa sferoidalnego niskostopowego zawierające (% mas): C = 3,45-3.55 ; Si = 2,1-2,5 ; Mn =0,1-0,2 ; P =0,02-0,035 ; S max. 0012; Mg = 0,04-0,055; Ni =2,4-2,6 ; Cu = 0,65-0,75 , sporządzone z dobrej jakości namiaru wsadu oraz przeprowadzonym zabiegu sferoidyzowania metodą PE lub Tundisch cover i modyfikowania grafityzującego, charakteryzują się prawidłową mikrostrukturą w zakresie morfologii grafitu kulkowego oraz perlitycznej osnowy metalowej, wymaganą do zabiegu hartowania odlewów z przemianą izotermiczną.
3. Przeprowadzony zabieg austenityzowania odlewów (z żeliwa sferoidalnego) i ich hartowania w kąpieli solnej, o różnym ilościowym zestawieniu parametrów tej obróbki, jak; temperatury
10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 0 5 10 15 20 Wy dł uż en ie % Kolejny nr próbki
Wydłużenie A
5 A5105 T(γ), T(pi) i czasy t(γ), t(pi) pozwala zaproponować, tzw. „OKIENKO TECHOLOGICZNE”, a tym samym wskazanie wymaganych twardości, a następnie właściwości wytrzymałościowych i plastycznych żeliwa do pracy w warunkach dynamicznych obciążeń odlewów.
4. Opracowany skład chemiczny żeliwa ausferrycznego oraz przeprowadzony zabieg sferoidyzowania i modyfikowania grafityzującego oraz zabieg hartowania izotermicznego pozwala otrzymać, w warunkach produkcyjnych ODLEWNIE POLSKIE S.A., odlewy jako istotne komponenty maszyn, pracujących w warunkach ekstremalnego ich użytkowania, to jest przy ich dynamicznych obciążeniach w czasie eksploatacji.
5. Stosowanie różnych wartości temperatury austenityzacji wpływa na liczbę wydzieleń rozgałęzionych płytek ferrytu w osnowie żeliwa ADI a tym samym na jego właściwości plastyczne. Maksymalna liczbę płytek ferrytu otrzymano przy temperaturze austenityzacji 850 oC, wraz ze wzrostem temperatury austenityzacji liczba płytek ferrytu w osnowie maleje. Żeliwo ADI charakteryzuje się gorszą plastycznością.
10 Literatura:
[1] Kovacs, B.V., On the Terminology and Structure of ADI AFS Transactions 1994, vol 102 p 417-420
[2] Voight R.C., Loper C.R. Jr. (1984. Austempered ductile irons – influence of microstructure control 3 rd International Symposium on the Physical Metallurgy of cast iron August 1984 Stockholm, Sweden, 377
[3] Austempered ductile irons –their significance and present applications .(1985 ) Foundry Trade Journal, October 10, 277
[4] Kovacs, B.V., Modern Casting, 1990
[5] Kovacs B.V,;Heat Treating of Austempered Ductile Iron. AFS Transactions, 99 (1991), s. 281.
[6] Kovacs B,V,; Gefuge und Bezeichnungen von bainitischen Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI), Giesserei-Prax, ½ (1986), s. 32
[7] Dorazil, E., High strenth Austempered Ductile Cast Iron,Ellis Horwood series translation editor: H. Morrogh, 1991
[8] Srinivasmurthy Daber,.Ravishankar, K.S., Prasad, P., Rao, Influence of austempering temperature on the formation of strain-induced martensie in austempered ductile iron, Journal of materials Science, 43 (2008), 4929 – 4937
106 [9] Podrzucki, Cz., Żeliwo – struktura, właściwości, zastosowanie, Wyd ZG STOP. Tom 1 i 2. Kraków, 1991
[10] Guzik, E., Procesy uszlachetniania żeliwa – wybrane zagadnienia , Archiwum Odlewnictwa PAN , monografia nr 1 , Katowice 2001
[11] Patent USA I Finlandii nr 3.860.457. 1975, A ductile iron and method of making it.
[12] Röhrig K.: Zwischenstufenvergütetes Gusseisen mit Kugelgraphit. Giesserei-Prax., 1 /2 (1983), s. 1.
[13] wg. Modern Casting, Jan. 2010, s. 27
[14] Journal of the University of Chemical Technology and Metalurgy, vol. 44, nr 3, 2009, s. 213
[15] Hayrynen, K.H., Keough, J.R., Austempered Ductile Iron –The State of the Industry in 2003 , Keith D.Millis Symposium, Livonia 2003
[16] wg. Modern Casting czerwiec 2006 s. 3 [17] wg. Gisserei- Praxis 8, 2006,s 289
[18] [http://www.aditreatments.com/applications.ph]
[19] Srinivasmurthy Daber, P.Prasad Rao, Formation of strain-induced martensie in austempered ductile iron, Journal of Materials Science, 2008, 43, 357-367,
[20] Thielmann Th.: Zur Wirkung von Spurelementen im Gusseisen mit Kugelgraphit. Giessereitechnik, 16/(1970), nr1, s. 16.
[21] Podrzucki C., Wojtysiak A.: Żeliwo plastyczne niestopowe. Skrypt AGH , Kraków 1987(część 1), Kraków 1988 (część 2).
[22] Fraś E,: Krystalizacja żeliwa. Skrypt AGH (wyd. II), Kraków 1981 [23] Fraś E, : Teoretyczne podstawy krystalizacji: Stopy wielofazowe (część II) Skrypt AGH, Kraków 1986
[24] Fraś E, : Krystalizacja metali i stopów. Wyd. PWN Warszawa 1992 [25] Podrzucki C., Kalata C., :Metalurgia i odlewnictwo żeliwa . Wyd. II, Wyd. „Śląsk”, Katowice 1976
[26] Podrzucki C., Wojtysiak A.: Żeliwo plastyczne niestopowe. Skrypt AGH, Kraków 1987 (część 1), Kraków 1988 (część 2).
[27] Cochard V., Harding R.A., Cambell J., Herold R.: Inoculation of Spheroidal Graphite Cast Iron. (W:) Physical Metallurgy of Cast IrEd. Lesoult G., Lacaze J., ScitecPubl., Memb. Trans. Tech. Group. Publ. Switzerland, , 1997, s. 277.
[28]Gorshkov A.A.; On Formation Mechanism of Spheroidal Graphite. Lit. Proizv., 3(1955), s. 17.
107 [29] Stadelmaier H.H.: Über Spherolithenbildung in Metallschmelzen. Zeit, für Metallkunde. 51, (1960), nr 3, s. 601.
[30] Levshin F.M.: Formation of Nodular Graphite in Gray Iron.. Russ. Cast Prod., Dec. (1963), s. 331.
[31] Yamamoto, S., Chang, B., Kawano Y., Ozaki R., Murakami Y.: Producing Spheroidal Graphite Cast Iron by Suspension of Gas Bubles in Melts. AFS Transactions, 83 (1975), s. 217. [32] Karsay S.I.: Ductile Iron Production I., Quebec Iron and Titanium Corp. Publish., 1976, s. 13.
[33] Chang B., Yamamoto S., Kawano Y., Ozaki R.: On the Fading Behavior in Magnesium - Treated Cast Irons. J. of the Japan Institute of Metals, 41 (1977), nr 10, s. 1019.
[34] Yamamoto S., Chang B., Kawano Y., Ozaki R., Murakami Y.: Mechanism of Nodularization of Graphite on Cast Iron Treated with Magnesium. Metal. Science, 12 (1978),
s. 239
[35] Chang B., Akechi K., Hanawa K.: Spheroidal Graphite Cast Iron (W:) Basis, Theory, Practice, Agne Co., Ltd Publishing 1984
[36] Itofuji H.: Proposal of Site Theory. AFS Transactions, 104 (1996), s. 79
[37] Yamamoto S., Chang B., Kawano Y., Ozaki R., Murakami Y.: Producing Spheroide Graphite Cast Iron by Suspension of Gas Bubles in Melts. AFS Transactions,83 (1975), s.217. [38] Chang B., Yamamoto S., Kawano Y., Ozaki R.: On the Fading Behawior in Magnesium Treated Cast irons. J. of the Japan Institute of metals, 41 (1977), nr 10, s. 1019
[39] Girszowicz N.G.: Kristallizacja i swojstwa czuguna w otliwkach. Maszynostrojenije. Moskwa – Leningrad 1966
[40] Herfurth K.:Investigations into the Influence of Various Additions on the Surface Tension of Liquid Cast Iron with the Aim of Finding Relationships between the Surface Tension and Occurrence of Various Forms of Graphite . Freiberger Forschungsh, 105( 1966),s.267
[41] Atzori, B., Bonollo, F., Meneghetti, G., Notch Fatigue and Fracture Mechanics of Austempered Ductile Irons, Key Engineering Materials Vol. 457. 2011 pp 181-186
[42] Sebastian, L., Jorge, S., Ricardo D., C., Advances in the Development of Carbidic ADI Key Engineering Materials, Vol. 457. 2011 pp 187-192
[43] Structural Control of 1 % Mn ADI Aided by Modeling of Microsegregation AFS Transactions 1994, vol 102
[44] Tadayonsaidi, M., Hanumantha Rao, M., Nagesvara Rao, G.V.S., Varahram, N., Baghersaee, N., Z. M Metallurgical Properties of retained austenite in ADI sub zero temperatures
108
[45] Myszka, D., Kaczorowski, M., 2001 Badania strukturalne żeliwa ADI otrzymanego w wyniku bezpośredniego hartowania izotermicznego z form piaskowych Archives of Foundry
Engineering.. Volume 1 No 1 (2/2)
[46] Tensile and Impact Properties of Conventional and Austempered SG-Cast Irons M.F. Hafiz Al-Azhar University, Nasr City, Cairo, Egypt Paper 09-030.pdf, Page 1 of 8 AFS Transactions 2009 © American Foundry Society, Schaumburg, IL USA
[47] Effect of Austempering on Wear Properties of Boron Cast Iron W. Deqing
Dalian Railway Institute Dalian, CHINA H.F.Lopez University of Wisconsin Milwaukee,Wisconsin AFS Transactions
[48] Study on Microstructure and Properties of Carbidic Austempered Ductile Iron( CADI) Uu Jinhd1 Li Guolu1 Zhang HuijW Hum HoqiW Xia Xtogchuan1 Yang Zhaoyu1 Zeng Ylcheng5 Ye XuexW 1. School of Materials Science and Engineering, Hebei University of Technology .Tianjin 300132,China 2Qiamri Aodiai Mechanical Casting Company,Tangshan 064300,China 3China ADI Academic Committe,Beijing 100044 .China * E-mail ;Jhiiu57@ hebut. edu. On Proceedings of 69th Work) Foundry Congress October 16 - 20,2010, Hangzhou China
[49] Krzyńska, A., Kaczorowski, M., 2009 Low alloy steel versus ADI differences and simillarites Archives of Foundry Engineering. Volume 9 Issue 1. 151-156. ISSN (1897-3310) [50] Krzyńska, A., Kaczorowski, M., 2010 The Changes of ADI structure during high temperature annealing. Archives of Foundry Engineering.. Volume 10 issue special 1. 87-92. ISSN (1897-3310)
[51] Gietka, T., Dymski, S., 2010 The attempt at evaluation of the ADI microstructure with the use of the image analysis Archives of Foundry Engineering. Volume 10. Issue 2. 57-62. ISSN (1897-3310)
[52] Krzyńska, A., Kochański, A., 2014 Austenitization of ferritic Ductile Iron. Archives of Foundry Engineering.. Volume 14. Issue 4. 49-54. ISSN (1897-3310)
[53] Giętka, T., Ciechacki, K., Szykowny, T., 2015 Wpływ temperatury łamania na udarność żeliwa ADI. Archives of Foundry Engineering .Volume 15 Special Issue 2. 87-92. ISSN (1897-3310)
[54] Krzyńska, A., Kochański, A., 2014. Properties and structure of high silicone austempered ductil iron. Archives of Foundry Engineering.. Volume 14. Issue 2. 91-94. ISSN (1897-3310) [55] Kaczorowski, M., Krzyńska, A., 2005 Badania żeliwa z grafitem kulkowym po
109 dwustopniowym hartowaniu izotermicznym. Część I. Archives of Foundry Engineering.. Volume 5. Issue 17. 123-130. ISSN 1642-5308
[56] Kaczorowski, M., Krzyńska, A., 2005 Badania żeliwa z grafitem kulkowym po dwustopniowym hartowaniu izotermicznym. Część II. Archives of Foundry Engineering. Volume 5. Issue 17.131-140. ISSN 1642-5308
[57] Ławrynowicz Z.,Dymski S.. 2010 Termodynamiczna analiza przemiany bainitycznej w żeliwie ADI. Tendencje Optymalizacji Systemu Produkcyjnego w Odlewniach. 125-134. Katowice - Gliwice : Archives of Foundry Engineering, p-ISBN: 978-83-929266-1-0
[58] Binczyk, F., Furmanek, J., Smoliński, A., 2007.Calorimetric examinations of austempered ductile iron ADI Archives of Foundry Engineering. Volume 7. 5-8. ISSN (1897-3310)
[59] Myszka, D., Bombiński, S., 2014. Preliminary evaluation of the applicability of F,V and AEsignals in diagnosis of ADI machining process. Archives of Foundry Engineering.. Volume 14. Issue 1. 91-96. ISSN (1897-3310)
[60] Myszka, D., Olejnik, L., Kłębczyk, M., 2009 Microstructure transformation during plastic deformation of the austempered ductile iron. Archives of Foundry Engineering.. Volume 9. Issue 1. 169-174. ISSN (1897-3310)
[61] Myszka, D., 2013 New Possibilities of shaping the surface properties in Austempered Ductile Iron Castings. Archives of Foundry Engineering.. Volume 13. Issue 1. 103-106. ISSN (1897-3310)
[62] Ławrynowicz, Z., Dymski, S., Trepczyńska-Łent, M., Giętka, T., 2007 Archives of Foundry Engineering.. Volume 7. Issue 3. 99-104. ISSN (1897-3310)
[63] Giętka, T., Szykowny, T., Dymski, S., 2007 The influence of saturation of cast iron Austenite with Carbon on the Ausferrite Transformation. Archives of Foundry Engineering.. Volume 7. Issue 3. 241-246. ISSN (1897-3310)
[64] Myszka, D., Kaczorowski, M., 2004 Mikrostruktura od powierzchni odlewów precyzyjnych z ADI po bezpośrednim hartowaniu izotermicznym. Archives of Foundry Engineering.. Volume 4. Issue 11. 350-354. ISSN (1642-5308)
[65] Tyrała, E., Górny, M., Kawalec, M,. 2013 Measurment of Phase Transformation Kinetics in Austempered Ductile Iron Archives of Foundry Engineering.. Volume 13. Special Issue 3. 175-178. ISSN (1897-3310)
[66] Zych, J., Wróbel, J., 2010 Wpływ zmęczenia cieplnego żeliwa GJS (Ni1,5MoCu) – bazowego do wytwarzania ADI – na strukturę i wytrzymałość Archives of Foundry Engineering.. Volume 10. Special Issue 2. 177-181. ISSN (1897-3310),
110 stages austempering. Archives of Foundry Engineering. Volume 8. Issue 4. 87-92. ISSN (1897-3310)
[68] Fras, A., Górny, M., 2009 Thin wall austempered ductile iron (TWADI). Archives of Foundry Engineering. Volume 9. Issue 3. 45-48. ISSN (1897-3310)
[69] Kaczorowski, M., Myszka, D., 2003 Badania strukturalne żeliwa ADI w transmisyjnym mikroskopie elektronowym. Archives of Foundry Engineering. Volume 3. Nr 9 266-273. PAN Katowice PL, ISSN 1642-5308
[70] PN EN 1564 (2012), Founding – Ausferritic spheroidal graphite cast irons
[71] Rozwój technologii żeliwa ADI w Polsce Forum Inżynierskie listopad 2009 Instytut Odlewnictwa Kraków
[72] Arron Rimmer, ADI Treatments Ltd, Furnace is key to CADI solutions
http://www.aditreatments.com/wp-content/uploads/2011/10/FTJ-March-06-p58-59.pdf
[73] Myszka, D., 2014, Technologiczne aspekty przemiany odkształceniowej w żeliwie sferoidalnym ausferrytycznym. Prace Naukowe Mechanika z.265, 20, ISSN 0137-2335 Warszawa
[74] Kapturkiewicz, W., Fraś, E., Burbelko, A., A., A2005. Modeling of austenitizing process in cast iron with perlitic matrix. Materials Science and Enginieering.A,2005, vol. 413-414, 352-357
[75] Podrzucki, Cz., Problemy produkcji odlewów z żeliwa sferoidalnego ADI, Przegląd Odlewnictwa, 1996,10, 260-265
[76] Voigt, R.C., Loper, C.R., Austempered ductile iron-process control and quality assurance. Journal of Heat Treating , 1984, 3/4, 291-309
[77] Dymski, St., Kształtowanie struktury i właściwości mechanicznych żeliwa sferoidalnego podczas izotermicznej przemiany bainitycznej. Wyd.Uczelniane ATR, Bydgoszcz 1999 [78] Darwish, N., Elliot, R., Austempering of low manganese ductile irons . Part I. Procesing window, Material Science and technology, 1993, t.9,nr 7, 572-586
[79] Guzik, E. (2010). Żeliwo ausferrytyczne i jego odmiany – struktura i jego wybrane właściwości, Archives of Foundry Engineering. PAN Oddział Katowice
[80] Nili, M., Ahamadabadi, Niyama, E., Ohide, T., AFS Transactions 1994, vol 102
[81] Chang C.H., Shih T.S.: Study on Isothermal Transformation of Austempered Ductile Iron . AFS Transactions, 102 (1994), s. 357
[82] Dymski, St., Niektóre aspekty umocowania osnowy niestopowego żeliwa ADI, II Pomorska Konferencja Naukowa „Inżynieria Materiałowa 2001” , Gdańsk 2001;
111 [83] Shih T.S., Chang C.H., On Z.D.,: Mechanical Properties and Microstructures of Copper Alloyed ADI. AFS Transactions, 101 (1993), s.857
[84] Kowalski A., Biel-Gołaśka M,; Shaping the Structure and Properties of ADI with High Mn Content throught Changes in Chemical Composition and Heat Treatment. (W;) Physical Metallurgy of cast iron V. ED.Lesoultg, Lacaze J., Scitec Publ., Memb. Trans Tech . Group. Publ., Switzerland, 1997,s 259
[85] Pereloma, E.V., Anderson, C.S., Microstructure properties of austempewred ductile iron subjected to single and two step processing. Department of Materials Engineering Monash University,Victoria ,Australia. Materials Science and Technology, vol 22,No 9 pp. 1112-1118, 2006
[86] Palatunda, S.K., Gadicherla, P.V., Effect of Austempering Time on Mechanical Properties of a Low Manganese Austempered Ductile Iron, Department of Chemical Engineering and
Material Science , College of Engineering, Wayne State University Detroid, Journal of Materials Engineering an Performance, vol. 9 ,pp. 193-203, 2000
[87] Aranzabal, J., Guitierrez, I., Rodriguez-Ibabe, J. M., Urcola, J.J., Influence of the amount And morphology of retained austenite on the mechanical properties of an austempered ductile iron, Metallurgical and Materials Transactions A, 1997 vol.28A,1143-1156,
[88] Rundman, K.B., Parolini, J.R., Moore, D.J., Relationship Between Tensile Properties and Matrix Microstructure in Austempered Gray Iron,AFS Transactions , 2005, 05-145,1-15 [89] Jianghusi Yang, Putatunda, S.K., Influence of a novel two-step austempering process on the strain-hardening behavioiour of austempered ductile cast iron (ADI) , Materials Science and Engineering A. 2004,382, 265-279
[90] Nofal, A., Advences in the metallurgy and applications of ADI, Journal of Metallurgical Engineering, 2013,2/3,1-18
[91] Myszka, D., Borowski, T., Wymrażanie żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego. Inżynieria Materiałowa . 2006, 3, 2210-224
[92] Myszka, D., Borowski, T., Babul, T., Influence of cryogenic treatment on microstructure and hardness of austempered ductile iron, 5th WSEAS Int. Conf .on Heat Transfer, Thermal Engineering and Environment. Greece 2007
[93].Garin, J.L., Mannheim, R.L., Strain-induced martensite in ADI alloys, Journal of Materials Processing Technology 2003, 143-144, 347-351
[94] Myszka, D., ‘‘Austenite-martensite trasformation in austempered ductile iron”, Archives of Metallurgy and Materials, 2007, vol. 52, 475-480
112 [95] Ritha Kumari, U., Prasad Rao, P., Study of wear behaviour of austempered ductile iron, Journal of Materials Science, 2009, 44, 1082-1093,
[96] Bhadeshia, H.K.D.H., Bainite in Steels, The Institute of Materials, Cambridge 2001 [97] Naili, M., Ahmadabadi, Bainitic transformations in austempered ductile iron with reference to untransformed austenite volume phenomenon, Metallugical and Materials Transactions A, 1997, 28A, 2159-2162;
[98] Boschen, R., Bomas, H., Mayr, P., Vetters, H., Martensite formation in austempered ductile iron with unidirectional and cyclic loading, fst European Symp. on Martensitic Transformations in Science and Technology, Germany 1989
[99] Tybulczuk, J., Kowalski, A., Characterristic of ADI with additions of 1,5 % Ni and 0,8 % Cu. Prace Instytutu Odlewnictwa ,1997, t.XLVII,4, 403-440
[100] The leader in Austempering technology … Applied Process www.appliedprocess.com
[101] Keough,J.,R., Austempered ductile iron (ADI) – A Green Alternative for India, www.foundryinfo.org/images/TS2A-IV.pdf
[102] Informational Sheet on Austempered Ductil Iron – General Features of ADI,
113