wyznaczania temperatury TArlk w żeliwie sferoidalnym

T a b lic a 12

T a b lic a 14

6 . WNIOSKI

1 . P rzeprow adzone b a d a n ia p rzem ian y A^ w ż e liw ie s fe ro id a ln y m .p ra y spo

ty k a n y c h w p r a k ty c e p rzem y sło w ej z a w a r to ś c ia c h krzem u i manganu o ra z s z y b k o ś c ia c h g r z a n i a i c h ło d z e n ia , w ykazały że

- te m p e r a tu r a p o c z ą tk u g r a f i t y z a c j i ż e liw a z m ie n ia s i ę w z a k r e s i e od 643°C do 751°C»

- te m p e r a tu r y p rzem ian y A1 z m ie n ia ją s i ę w z a k r e s i e od 890°C do70£?C.

W ielkość zm ian te m p e r a tu r o k r e ś l a ra n g ę z a g a d n ie n ia w y zn aczen ia tem p e r a t u r p rzem ian y w ż e l i w i e s f e r o id a ln y m .

2 . T e m p eratu ra p o c z ą tk u g r a f i t y z a c j i ż e liw a s f e r o id a ln e g o z a le ż y w pierw szym r z ę d z i e od s z y b k o ś c i g r z a n ia o ra z od s k ła d u chem icznego»

w z ro st s z y b k o ś c i g r z a n i a powoduje w yraźny w z ro s t te m p e r a tu ry p o c z ą t

ku g r a f i t y z a c j i ż e liw a . O p ie r a ją c s i ę na w ynikach badań na r y s . 75 p rz e d s ta w io n o poglądow y w ykręs wpływu s z y b k o ś c i g r z a n ia na te m p e ra t u r ę p o c z ą tk u g r a f i t y z a c j i ż e liw a *

R ys. 75« Ogólny c h a r a k t e r wpływu s z y b k o ś c i g r z a n ia na te m p e ra tu ry po

c z ą tk u g r a f i t y z a c j i ż e liw a s f e r o id a ln e g o

Wpływ s z y b k o ś c i g r z a n i a o ra z s k ła d u chem icznego na te m p e r a tu r ę po

c z ą tk u g r a f i t y z a c j i ż e liw a s f e r o id a ln e g o można p r z e d s ta w ić p rz y po

mocy ró w n an ia

T = b .v^V ^I 'C

g d z ie a i b - w s p ó łc z y n n ik i z a le ż n e od s k ła d u chem icznego, v - szy b k o ść g r z a n ia w °C /g o d z .

Wzrost z a w a rto ś c i krzemu p rz y s p ie s z a p o c z ą te k g r a f i t y z a c j i że liw a , n a to m ia st w zrost z a w a rto ś c i manganu powoduje o p óźn ien ie teg o p ro c e su . Rozwiązanie z a g a d n ie n ia wyznaczenia tem p eratu ry po czątku g ra f i t y z a c j i ż e liw a sfe ro id a ln e g o wymaga d a lsz y c h badań.

3 . T e m p eratu ry p rzem iany A1 w ż e l i w i e s f e ro id a ln y m z a l e ż ą przede w szyst

kim od z a w a r to ś c i krzem u i manganu o ra z od s z y b k o ś c i g r z a n ia lu b c h ło d z e n ia . Wysoka z a w a rto ś ć manganu w ż e liw ie o b n iż a te m p e r a tu ry p rzem ian y A^, n a to m ia s t wysoka z a w a r to ś ć krzem u powoduje w yraźne podw yższenie t y c h t e m p e r a tu r . Wpływ krzem u na podw yższenie te m p e ra t u r p rzem ian y w z r a s ta ze z m n ie jsz e n ie m z a w a r to ś c i manganu.

W zrost s z y b k o ś c i g r z a n ia powoduje wyraźny w z ro s t te m p e r a tu r p rz e miany A ^ , n a to m ia s t w z ro s t s z y b k o ś c i c h ło d z e n ia powoduje spadek

te m p e r a tu r p rzem iany A^.,.

O p ie r a ją c s i ę na w ynikach badań n a r y s . 76 p rz e d s ta w io n o poglądowy w ykres wpływu s z y b k o ś c i g r z a n ia n a te m p e ra tu ry przem iany Ac , o ra z s z y b k o ś c i c h ło d z e n ia na te m p e ra tu ry przem iany A ^ . Wpływ s z y b k o ś c i g r z a n i a lu b c h ło d z e n ia o ra z z a w a r to ś c i krzem u i manganu na tem p era

t u r y przem iany A^ w ż e l i w i e s fe r o id a ln y m można p r z e d s ta w ić p rz y pomocy ró w n an ia

p rz y czym a = a 0 + (a.j.Mn + a2 ) ( S i + , b = b Q + (b,j.Mn + b2 ) ( S i + b ^ ) ,

g d z ie ś

1 o i I * ¿ 1 Of 1 y J1 o i " s t a ł e podane w t a b l i c y 15;

S i , Mn - z a w a rto ś ć krzem u i manganu w $ ;

v - szy b k o ść g r z a n i a lu b c h ło d z e n ia w °C /g o d z .

Szybkość grzania ¡chłodzenia, °c/godz.

R ys. 7 6 . Ogólny c h a r a k t e r wpływu s z y b k o ś c i g r z a n i a i c h ło d z e n ia na tem

p e r a t u r y p rzem ian y A^ w ż e liw ie s f e r o id a ln y m

I

W spółczynnik k o r e l a c j i r p rz e d s ta w io n y c h rów nań w ynosi ~ > 0 ,9 > co odpow iada w a r t o ś c i 1$ d w u stro n n y ch g r a n i c u f n o ś c i .

4 . Wynikiem p rzep ro w ad zo n y ch b a d a ń , a n a l i z y i o p raco w an ia n o m o g ra fic z - n eg o s ą w ykresy p rz e d s ta w io n e n a r y s . 71-74* u m o ż liw ia ją c e w p ra k

ty c e przem ysłow ej d o k ła d n e i s z y b k ie w y zn aczen ie te m p e r a tu r p r z e miany A1 w ż e liw ie s f e ro id a ln y m z a w ie ra ją c y m 2 ,0 - 3 ,3 $ S i , 0 ,4 - 0 ,8 $ Mn p rz y s z y b k o ś c i g r z a n i a i c h ło d z e n ia 15 - 300°C /g o d z . Tym samym w y n ik i p rzep ro w ad zo n y ch b a d ań u m o ż liw ia ją doSsładce i sz y b k ie w y zn aczen ie te m p e r a tu r p rz y opracow yw aniu podanych na rys«. 1 sch e

matów o b ró b k i c i e p l n e j ż e liw a s f e i " ‘.d a ln e g o .

LITERATURA

[2 1 ] WOŁOSZCZENKO M.W., DZYKOWICZ.J . J . : L i t i e j n o j e p ro iz w o d stw o , 9 ,

[47] BYLICA A .: M a g is te rs k a p ra c a dyplomowa, K a te d ra O dlew nictw a P o l i

WPŁYW KRZEMU I MANGANU ORAZ SZYBKOŚCI GRZANIA I CHŁODZENIA NA TEMPERATURY PRZEMIANY A1 W ŻELIWIE SFEROIDAINYM

S t r e s z c z e n i e

P rzep ro w ad zo n o b a d a n ia p rzem ian y A1 w ż e liw a c h s f e r o i d a l n y c h r ó ż n ią c y c h s i ę i s t o t n i e z a w a r to ś c ią krzem u i manganu p rz y s z y b k o ś c ia c h g r z a n i a i c h ło d z e n ia 15 - 30O °C /godz. wykonano wytopy ż e liw s f e r o i d a l n y c h , b a d a n ia chem iczne s k ła d u ż e liw , b a d a n ia m e t a lo g r a f ic z n e s t r u k t u r y osno

wy m e t a l i c z n e j , b a d a n ia d y la to m e try c z n e te m p e r a tu r p rzem ian y A ^ ,a n a li

z ę wyników b a d ań z u d z ia łe m maszyny c y fro w e j o ra z opracow ano w y n ik i b a

dań w p o s t a c i rów nań i nomogramów.

T e m p e ra tu rę p o c z ą tk u g r a f i t y z a c j i ż e liw a s f e r o id a ln e g o T p r z e d s ta -g r

w iono p rz y pomocy ró w n an ia

T = b • v a °C

g r g d z ie

a i b - w s p ó łc z y n n ik i z a le ż n e od s k ła d u chem icznego, v - szy b k o ść g r z a n i a w ° C /g o d z .,

T e m p e ra tu ry p rzem ian y A1 w ż e l i w i e s fe r o id a ln y m p rzed staw io n o p rz y pomocy ró w n a n ia

p r z y czym

• • • °o

a *» ao + (a 1 . Mn + a2 ) ( S i + a^)

b = bQ + (b^ . Mn + b2 ) ( S i + b^)

g d z ie :

a„ o , 1 »2,3« 1 o i b „ 1 o -j “ s t a ł e ,o , 1 , 2 , 3

S i , Mn - z a w a rto ś ć krzem u lu b manganu w %,

v - szy b k o ść g r z a n i a lu b c h ło d z e n ia w °C /g o d z . W spółczynnik k o r e l a c j i p rz e d s ta w io n y c h równań z w ynikam i pomiarów w y n o si ^ 0,9 co odpowiada w a r to ś c i '->1 % dw ustron ny ch g r a n ic u f n o ś c i.

T e m p eratu ry p o c z ą tk u g r a f i t y z a c j i ż e liw a i przem iany Aq1 w f u n k c j i s z y b k o ś c i g r z a n ia o ra z te m p e ra tu ry p rzem ian y Ar 1 w f u n k c j i s z y b k o ś c i c h ło d z e n ia z m ie n ia ją s i ę j a k pewna p o tę g a t e j s z y b k o ś c i.

Opracowano nomogramy u m o ż liw ia ją c e w p r a k ty c e p rzem ysłow ej d o k ład n e i s z y b k ie w yznaczenie te m p e r a tu r p rzem ian y A^ w ż e liw ie s fe ro id a ln y m z a w ie ra ją c y m 2 ,0 - 3 , 3% S i , 0 ,4 - 0,8% Mn, p rz y sz y b k o śc i g r z a n ia i c h ło d z e n ia 13 - 3 0 0 °C /g o d z.

BJMHHME KPEMHMH H M AFrA H U A , A T A K S Ę CKOPOCTM HATPEBAHHH H OXJIASWEHMH HA T E M IiE P A T yP U I1P E B P A H E H M ' A1 B MAFHHEBOM H JT J H E

P e 3 D M e

IlpoBejeHH HCCJiexoBaHjaa npeB p an eH aa A1 b uarH aeB ux a y r y a a x , cynjecTBeH- Ho pa3aaaai)HBXCH c o s e p a a H a e u xpeiiH aa a M a p ra u a a n p a cK opocTax H arpeB aH aa a oxaaacseHafl

15-300°C/>i.

ilpoasB eseH H BnnjiaBKa u a rH a e B o ro « y ry H a , n p o B e s e - BH accaexoB B H aa x a M a a e c a o ro co cT aB a a y r y H a , aeT suiaorpaiiiaaecK B e a c c jie s o B a - a a a CTpyKTypH M eT aaaaaecK oä o c k o b u , ^ a a a T o u e T p a u e c K a e a c c jie ^ o B a n n a r e u n e . paT yp npeB pam eH aa A,) , aH aaa3 p e3 y atT aT 0 B accjieaoB aH aii

o

n p a a e H e H a e a

3BM

a oöpaöO TaH u p e3 y ab T 8 T n accjiesO B aH ail b B a se ypaBHeHa# a H o u o rp au o B .

T e u n ep aT y p y a a a a n a rp a $ a T B 3 a n a a u a rH e B o ro a y ry H a Tr p npescTaBJieHO b

B ase ypaBHeHaa

Trp - °C

r * e

a a b - K0 3$$aiuieHTH, s a B u c ïm a e o t x a n a ^ e c K o ro c o c T a s a ,

y - CKopocTb H arpeB aH aa b

°G/h,

XeMijepaTypH npespam eH aa A^ b u a m e s o M a y ry H e npescTaBJieHU c nouombc y p a B H e H a a

- » - * ...

npHuëM

a a a 0 + ( a 1 . f e + a 2 ) ( S i + a - j) b » b 0 + ( b .,.M n + b g ) ( S i + b ^ )

r s e

ao , 1 ,2 ,3 , ^ 0 ,1 ,2 ,3 - n0CT0flHHKe.

S i, Ifn - cosepaaHne KpeuHaa «Jia uapraHHa

%,

y - CKopocTb H arpeB aH aa hjih o x a a a s e n a a b ° C /h.

Ko3<j,)$aHaeHT aoppeaauaa npescTasaeaHjix ypaBHeHafi a pesystraTaM H3Mepe- Haä cocTaBJiaeT »^0,9 hto OTBe^aei BeaaHHHe <^1% sBycTpcKHKX rpanau

^{s o c t c}

-87

BepHOCTH. T eanepaT ypai H a n a a a rpaiJiHTioamiH >iyryHa h npeB pam em ia AC1 b ityHKUHH c k o p o c t h HarpeBaHHa h T eunepaTypH npeBpam eH aa A ^ b $yHKUHH c k o p o c t h oxaaxxeH H a c u e a a c T a c a a a x x a a a a t o cT eneH a s t o m c k o p o c t h.

Pa3pa6oTaHhi Hoaorpaauu, c noaoman KoTopux mckho b apoHBBOACTBeHHoñ npait- THKe TovHo h fiHCTpo onpejeaaT a TeunepaTypai npeBpaqeHHH A1 b uarHeBoa vy - ryHe co je p a a n ea 2,0 - 3,3% Si, 0,4 - 0,8% Mn npa c k o p o c t h aarpeBaHaa u oxaaaxeHMa 15 - 300°C/<t.

SILICON AND MANGANESE, HEATING AND COOLING RATE EFFECT ON TEMPERATURES OF TRANSFORMATION A1 IN SPHEROIDAL CAST IRON

S u m m a r y

T r a n s f o r m a tio n A1 i n s p h e r o i d a l c a s t i r o n s of d i f f e r e n t s i l i c o n and m anganese c o n te n t have b ee n s tu d ie d f o r th e ra n g e o f h e a t i n g and coo

l i n g r a t e 15 - 3 0 0 °C /h . M e lts o f s p h e r o i d a l c a s t i r o n s , c h e m ic a l in v e s t i g a t i o n s of c a s t i r o n c o m p o s itio n , m e ta lo g r a p h ic i n v e s t i g a t i o n s o f m e t a l l i c c o a t i n g s t r u c t u r e , d i l a t o m e t r i c s t u d i e s of A^ te m p e r a tu r e s and c o m p u te r a n a ly s e s o f th e r e s u l t s have been p e rfo rm e d . F i n a l r e s u l t s a - r e p r e s e n te d a s e q u a tio n s and nomograms.

I n i t i a l te m p e r a tu r e of s p h e r o id a l c a s t i r o n g r a p h i t i n g p r o c e s s ,T g r , i s e x p re s s e d by th e f o llo w in g e q u a tio n :

T = b . v a . . . °C g r

w here

a and b - f a c t o r s d ep e n d a n t upon c h e m ic a l c o m p o s itio n , v - h e a t i n g r a t e i n ° C /h .

The te m p e r a tu r e s of t r a n s f o r m a t i o n i n s p h e r o i d a l c a s t i r o n a r e e x p r e s s e d by t h e f o llo w in g e q u a tio n s

when

a = a Q + ( a 1 • Mn + a2 ) ( S i + a^) b = b + ( b , . Mn + b„) ( S i + b . )

o í ¿ J

8<5

w h ere as

a « 0,1 5 T b n 1 5 7 " c o n s t a n t ,1,2,3» o , 1 , 2 ,3

S i , Mn - s i l i c o n o r m anganese c o n te n t i n %, v - h e a tin g o r c o o lin g r a t e i n ° C /h .

C o e f f i c i e n t o f c o r r e l a t i o n betw een a .m . e q u a tio n s and t h e m easu re

ment r e s u l t s i s -o 0 , 9 , w hih a p p e a rs t o be ~>1% of b i l a t e r a l c o n fid e n ce l i m i t s . I n i t i a l te m p e r a tu r e s o f th e c a s t i r o n g r a p h i t i n g p ro c e s s and t r a n s f o r m a t i o n s A i n f u n c t i o n o f h e a tin g r a t e change th e m s e lv e s l i

-Cl

ke a c e r t a i n power o f t h i s r a t e j so do th e te m p e r a tu r s o f tr a n s f o r m a t i o n A , i n f u n c t i o n o f c o o lin g r a t e ,

i r l

The nomograms d e v e lo p e d can be u se d by in d u s t r y f o r q u ic k and accu r a t e d e te rm in in g te m p e r a tu r e s of tr a n s f o r m a t i o n A^ i n s p h e ro id a l c a s t i r o n c o n ta in in g 2 ,0 - 3,3% S i , 0 ,4 - 0,8% Mn, when th e h e a tin g and co

o l i n g r a t e i s 15 - 3 0 0 °C /h .

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

W dokumencie Wpływ krzemu i manganu oraz szybkości grzania i chłodzenia na temperatury przemiany A1 w żeliwie sferoidalnym (Stron 82-97)