Wpływ składu chemicznego i grubości ścianki na własności odlewów wykonanych w kokilach

(1)

JÓZEF GAWROŃSKI MARIUSZ ŁABĘCKI JERZT SOKOŁOWSKI

WPŁYW SKŁADU CHEMICZNEGO I GRUBOŚCI ŚCIANKI NA WŁASNOŚCI ODLEWÓW WYKONANYCH W EOKILACH

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

W a r t y k u l e p r z e d s t a w io n o w y n ik i b ad ań w pływ u s k ł a d u c h e m ic z n e g o na w ł a s n o ś c i m e c h a n ic z n e i s t r u k t u r ę odlew ów k o k ilo w y c h żeliwnych przed i po o b r ó b c e c i e p l n e j .

S k ła d c h e m ic z n y b a d a n y ch ż e l i w re g u lo w a n o p r z e z zm ianę w ę g la w gra

n i c a c h 3,0 - 3,6 %, krzem u 1 ,6 - 2 ,8 %, o r a z manganu 0,4 - 0,8 %.

» ^,

B a d a n ia p rzep ro w a d zo n o na o d le w a c h o g r u b o ś c ia c h ś c i a n e k 6 - 60 mm o p r z e k r o j u kołow ym i p r o s t o k ą tn y m , d l a k t ó r y c h p r o p o r c j o n a l n ie do wymiarów z m ie n ia n o g r u b o ś ć ś c i a n k i k o k i l i .

1 . W stęp

Szeroko rozw ijająca się technologia odlewania kolilowego żeliwa szarego wymaga określenia ś c is ły c h zależn ości pomiędzy składem chemicz

nym odlewów a ich grubością ścianek.

Powszechne wzorowanie się na normie ra d zie ck ie j GOST-1412-54 usta

la j ą c e j skład chemiczny i własności odlewów kokilowych, utrudnia dobór składu chemicznego, gdyż norma opracowana dla szerokiego przedziału gru

bości ścianek /8-50 mm oraz 50-i100 mm/ [ 1 ] ,

Wykresy strukturalne wiążące skład chemiczny /n a jc z ę ś c ie j O + Si oraz Mn/ z szybkością krzep n ięcia, bądź sprowadzoną grubością ścianki od

(2)

- 46 -

lewów, mają ograniczone zastosowanie chociażby ze względu na przybliżone wyniki oraz wpływ całego szeregu dodatkowych czynników / temperatura prze

grzania metalu, rodzaj modyfikatora, temperatura k o k ili i in./ które w i s  totny sposób zmieniają własności i strukturę odlewów kokilowych (2, 3, 4].

Zmieniając skład chemiczny i grubość ścianki odlewu w bardzo niezna

cznych granicach można uzyskać różne struktury żeliwa kokilowego od ż e l i  wa kokilowego białego do całkowicie szarego,łącznie z n ajk orzystn iejszą strukturą p erlityczn ą i najkorzystniejszą postacią i rozłożeniem g r a fitu . W przedstawionej pracy przeanalizowano wpływ składu chemicznego i grubości ścianki odlewu na możliwości uzyskania w odlewach struktury, za

pewniającej wysokie własności mechaniczne.

2. Cel i zakres hadań

Celem przeprowadzonych badań je s t u sta len ie wpływu węgla, krzemu i manganu na własności wytrzymałościowe i twardość,odlewów wykonywanych w koki lach.

Wpływ wymienionych pierwiastków na własności mechaniczne odlewów o- kreśla s ię dla różnych grubości ścianek wyrażonych zmienną średnicą dla odlewów o przekroju kołowym i zmiennymi wymiarami boków/ dla odlewów o przekroju prostokątnym/.

Założony zmienny skład chemiczny zestawiono w ta b lic y 1 . Na rys. 1 podano wymiary żeliwnych k o k il walcowych i prostopadłośćiennych,służących do wykonywania odlewów.

W każdym typie k o k il /typ A-walcowe, typ B- prostopadłościenne/ wy

konano po 6 ko k il pozwalających zmieniać grubość ścianki odlewu. Kokile pokrywano pokryciem ochronnym na bazie talku i szkła wodnego o grubości 0«3 - 0,5 mm.

Szybkość krzepnięcia i stygn ięcia odlewów o przekroju kołowym i pro

stokątnym obliczono tak, aby były one porównywalne między sobą.

W wyniku obliczeń założono jednakowe czasy krzepnięcia [6]]

T -TL30 l3E3 ,

co dało podstawę do u stalen ia grubości ścian ki ko k il.

Wpływ składu chemicznego na własności odlewów przedstawiono w opar-

"iu o stooień naw-ocenie Sc i równoważnik węgla. zaoie<' r’'"“ h « nnstaoi*

(3)

- 4? ~

<o Cvj a § w> •ÎÔ t-9»Cnj § 8 S®

«» s § *r-VO«*£»

§ oso

Î5> cr- 55

*** «S<CMI*4fS«*• S«*»to•o•

50 oaJO to g*o W) a o

«*> *n <o

! ?50 5> CM-*-MCJafew-a- s to

«»CO s

I 250i Ul**»©«■»

ss a*>• 55 Sa •I

- 8 ta §«Saca«M5? ÍS saOtn_cma - •*»

iSr / c " /

7 t / 1

•& <s*

-» *5 s- .*=) to JC -S313 «a

m

Bÿs.1. Kokile dobadań

(4)

- -

4 , 2 6 - 0 , 3 1 S i- 0 ,3 3 B - 0 ,4 Q S + 0 ,0 2 7

CE = CL + 0 ,3 1 S i + 0 ,3 3 P - 0,027M n + 0 ,4 S

3 . T o p ie n ie m e t a lu , z a le w a n ie form i ob rób k a c i e p l n a odlewów Wytopy ż e li w a do badań wykonano w 5 0 kg p ie c u in d u k cyjn ym o w y ło ż e  n iu zasadowym.

W b a d a n ia c h u w z g lę d n io n o w y n ik i z 25 w ytopów o s k ł a d z i e chem icznym podanym w t a b l i c y 1 .

T a b li c a 1

Z a ło ż o n e s k ła d y ch e m ic z n e odlewów

Nr w ytopu

O d z ia ł p ie r w ia s t k a c h e m ic z n e g o w %

C Si Mn P s

1 3,0 1,6 0,8 0,2 0,1

2 3,2 1,6 0,8 0,2 0,1

3 3,4 1,6 0,8 0,2 0,1

4 3,6 1,6 0,8 0,2 0,1

5 3,0 2,8 0,8 0,2 0,1

6 3,2 2,8 0,3 0,2 0,1

7 3,4 2,8 0,8 0,2 0,1

8 3,5 2,8 0.8 0,2 0.1

9 3,0 2,8 0,4 0,2 0,1

10 3,2 2,8 0,4 0,2 0,1

11 3,4 2,8 0,4 0,2 0,1

12 5,6 2,6 .0,4 0.2 0.1

13 3,0 2,0 ‘ ' C.M 0,2 0,1

14 3,2 2,0 0,4 0,2 0,1

15 3,4 2,0 0,4 0,2 0,1

16 3,6 2,0 0,4 0,2 0,1

. 1Ł. ... ... 3 ,2 ...2,0 0.4 0.2 0.1

18 3,0 2,4 0,4 o !i

19 3,2 2,4 0,4 0,2 0,1

20 3,4 2,4 0,4 0,2 0,1

21 . ...3..6 __ 2.4 0,4 0.2 0.1

22 3,0 2,4 0,8 ... ... ... - ■ o ji

23 3,2 2,4 0,8 0,2 0,1

24 3,4 2,4 0,8 0,2 0,1

25 ■ 2,6 2.4 0.9 ...Cl.?-___ ___ 0,1

(5)

Wsad m eta lo w y p r zy g o to w a n o w k s z t a ł c i e w ałków o d la n y o h i z ż e li w i a k a w dwu w e r s j a c h sk ła d ó w c h e m ic z n y c h - ż e li w o A i ż e l i w o B . / t a b l i c a 2 / .

- 49 -

T a b li c a 2

S k ła d c h e m ic z n y ż e l i w a w y j ś c io w e g o , %

Ż e liw o A Ż e liw o B

C S i Mn P S C S i Mn P S

3 ,2 5 1 ,4 1 0 ,8 6 0 , 2 0 ,1 3 , 0 -1,4 0 ,3 6 0 , 2 0 ,1

N am iar do p i e c a in d u k c y j n e g o o b li c z a n o s t o s u j ą c w z a l e ż n o ś c i o d po

t r z e b ż e l i w o A lu b B , a b r a k u ją c ą i l o ś ć p ie r w ia s tk ó w u z u p e łn ia n o w t r a k - o i e w y t a p ia n i a .

T o p n ik dodawano w p o s t a c i k a m ie n ia w a p ie n n e g o n a dno p i e c a p r z e d r o z  p o c z ę c ie m t o p i e n i a .

M o d y fik a to r w s k ł a d z i e ?

Fe - S i - 40%, Ca - S i - 20%, Fe - Mn - 30%

z ło m e le k t r o d o w y — 10%

w i l o ś c i 0,5% c i ę ż a r u c i e k ł e g o ż e l i w a w prowadzono n a dno k a d z i , p r z e d spu

ste m c i e k ł e g o m e t a lu .

T em p eratu ra k o k i l w a h a ła s i ę w z a k r e s i e 3 0 0 - 400°C z a ś te m p e r a tu r a z a le w a n ia c i e k ł e g o m e t a lu w a h a ła s i ę w g r a n ic a c h 1360 - 1 4 1 0 °C .

T em p era tu rę k o k i l i m ie r z o n o te r m o p a r ą p r z y lg o w ą i zesta w em k r e d e k

"Termochrom" do z g r u b n e g o o k r e ś l a n i a te m p e r a tu r y .

T em p era tu rę z a le w a n ia m ie r z o n o term o p a rą PtRhlO - P t .

R z e c z y w is t y s k ł a d c h e m ic z n y w ykonanych odlew ów p odano w t a b l i c y 3«

W każdym zestawie k o k il wykonywano po 3 odlewy, które E tanow iły pod

stawę dalszych badań i przyjmowania średnich wyników.

(6)

- 5 0 -

Tablica 3

wytopuNr

I l o ś ć p ie r w ia s tk a chem icznego w %

C S i Mn P S Sc CE

1 2 3 4 5 6 7 8

1 3 .0 8 1 ,8 3 0 ,8 8 0 ,2 0 0 ,0 5 6 0 ,8 4 8 3 ,7 1 1 6

2 3 ,2 0 1 ,6 1 0 ,9 6 0 ,2 0 0 ,0 8 9 0 ,8 6 8 3 ,7 7 4 7

3 3 ,3 8 1 ,6 0 1 ,0 8 0 ,1 9 0 ,0 9 2 0 ,9 1 7 3 ,9 4 6 4

4 3 .6 2 1 .6 8 1 .0 2 0 .2 0 0 .0 6 7 0 .9 8 6 4 .2 0 7 0

5 2 ,9 1 2 ,8 6 0 ,8 7 0 ,2 4 0 ,0 5 6 0 ,8 8 6 3 ,8 7 5 2

6 3 ,2 0 2 ,8 0 1 ,0 1 0 ,2 4 0,0 71 0 ,9 6 8 4 ,1 4 8 4

7 3 ,2 5 2 ,8 3 1 ,0 2 0 ,3 1 0 ,0 6 0 0 ,9 8 9 3 ,4 2 5 8

8 3 .5 0 3 .1 0 1 .1 4 0 .2 5 0 ,0 3 2 1 .0 8 1 4 .5 2 4 6

9 2 ,7 7 2 ,7 3 0 ,4 6 0 ,2 3 4 0,070 0 ,8 3 4 4 ,7 0 8 8

10 3 ,0 0 2 ,3 5 0 ,4 6 0 ,1 4 0 0 ,0 8 5 0 ,8 6 7 3 ,7 9 5 8 11 2 ,9 9 2 ,2 7 0 ,7 1 ' 0 ,1 1 8 0 ,0 7 4 0 ,8 5 3 3 .7 4 2 2

12 3 ,6 0 0 .6 7 0 .1 4 6 0 .0 4 2 1 ,0 3 7 4 ,3 8 6 9

13 2 ,5 8 1 ,6 0 0 ,5 5 0 ,1 6 4 0 ,0 8 3 0 ,7 0 0 3 ,1 4 8 4 14 3 ,0 1 1 ,8 1 0 ,5 6 0 ,1 8 1 0 ,0 7 4 0 ,8 5 3 3 ,6 4 3 2 15 3 ,1 7 1 ,5 6 1 ,1 1 0 ,1 8 5 0 ,0 6 5 0 ,7 2 9 3 ,7 1 1 0 16 3 ,4 6 1 ,7 3 0 ,6 8 1 ,1 6 1 0 ,0 7 1 0 ,9 4 3 4 ,0 5 9 2 17 3 ,0 6 _ U 2 l „OtJŁL

...

^{0 ,1 5 3} ^{0 .0 8 0} ^{0 ,8 2 4} ^{3 .5 9 6 2}

18 2 ,9 3 2 ,1 5 0 ,4 2 0 ,1 6 7 0 ,0 8 6 0 ,8 3 2 3 ,6 7 4 1 19 3 ,1 1 1 ,7 2 0 ,5 2 0 ,1 6 3 0 ,0 7 6 0 ,8 5 0 3 ,7 2 5 2 20 3 ,3 8 2 ,2 4 0 ,5 9 0 ,1 5 5 0 ,0 5 5 0 ,9 6 2 4 ,1 3 1 3

21 ... Ł> 7 .. . . 0 .6 3 0 .1 7 6 0 .0 6 6 0 .0 3 3 4 .0 5 2 5

22 2 ,7 5 2 ,2 2 0 ,8 9 0 ,1 5 7 0 ,1 0 2 0 ,7 8 6 3 ,5 0 6 6 23 3 ,1 1 1 ,9 4 1 ,0 1 0 ,1 3 0 0 ,0 7 2 0 ,8 6 1 3 ,7 5 7 6 24 3 ,3 2 2 ,4 6 0 ,9 4 0 ,1 2 3 0 ,0 6 1 0 ,9 6 0 4 ,1 4 2 6 25 3 ,3 8 2 ,4 6 0 ,9 9 0 ,2 0 5 0 ,0 7 2 0 ,9 8 5 4 ,1 4 8 3

P róbki do badań z wykonanych odlewów p o b ie r a n o z g o d n ie z e schematem pokazanym na r y s . 2

i I i i 1

Ą r s .2 . Schemat p o b ie r a n ia p rób ek z odlewów k o k ilo w y cn ; 1 - próbka w y trzy m a ło ścio w a j 2 - próbka do po

m iaru tw a r d o ś c i po obróbce c i e p l n e j i na z g ła d ; 3 ~ próbka na z g ła d i HB p r z e d obróbkę c ie p l n ę ; 4 - zapasow a próbka w y trzy m a ło ścio w a ; 5 -u k ła d wlewowy

(7)

- 51- -

Ze w zg lęd u na d u żą r ó ż n o r o d n o ść p ró b ek , dokonano w stęp n eg o p o d z la - łu odlewów na t r z y grupy b io r ą c pod uw agę p rzeło m odlew ów : b i a ł e , z a b ie  lo n e i s z a r e .

Ze w z g lę d u n a z n a c z n ą r o z p i ę t o ś ć g r u b o ś c i odlewów za sto so w a n o d l a w s z y s tk ic h odlewów w y ż a r z a n ie g r a f i t y z u j ą c o - n o r m a liz u ją c e o z r ó ż n ic o w a  nych c z a s a c h w ygrzew an ia od 30-60 m in u t p rzy te m p e r a tu r z e % 0° 0 .

Wybór zró ż n ic o w a n e g o c z a s u w y ż a r z a n ia podyktow any b y ł c h ę c i ą u z y s  k a n ia osnowy p e r l i t y c z a e j we w s z y s t k i c h o d le w a c h ,n ie z a l e ż n ie od g r u b o ś c i ś c i a n k i , i ed s t r u k t u r y w y j ś c io w e j /p r z e ło m : b i a ł y , z a b i e l a n y , s z a r y / .

4. Wyniki badań

P o n iż s z e z e s t a w i e n ie wyników j e s t z e s t a w ie n ie m skróconym , z a w ie r a ją  cym j e d y n i e n a j w a ż n ie j s z ą d o k u m en ta cję wykonanyoh b ad ań , k t ó r e sta n o w ią c h a r a k t e r y s t y k ę wpływu p o s z c z e g ó ln y c h czy n n ik ó w n a w ł a s n o ś c i odlewów k o k ilo w y c h .

4 . 1 . W ła s n o ś c i m ech a n iczn a i t e c h n o l o g ic z n e

Wpływ składu c h e m ic z n e g o na w ła s n o ś c i mechaniczne odlewów kokilowych o k r e ś lo n o , s t o s u j ą c s y n t e t y c z n y wskaźnik jakim j e s t stopień nasycenia.

W skaźnik t e n p o zw a la j e d n o z n a c z n ie o k r e ś l i ć w jakim stopniu podstawowe p i e r w i a s t k i ż e li w a o d lew a n eg o w k o k ilach wpływają na własności m ech a n icz

n e i s t r u k t u r ę o r a z na w ł a s n o ś c i technologiczne- w głównej mierze na zdol

n o ś ć do z a b i e l a n i a /p r ó b a klina/«

Z a łą c z o n e r y s u n k i od 3 -8 i l u s t r u j ą z a le ż n o ś ć wpływu s k ła d u ch em icz

nego / S c / na w y tr z y m a ło ść na r o z c i ą g a n i e i tw a rd o ść d la odlewów o prze

k r o ju kołowym i p ro sto k ą tn y m p rzy z m ien n ej g r u b o ś c i ś c i a n e k .

E y s . 5 - 8 p r z e d s t a w i a j ą zm ia n ę t w a r d o ś c i odlewów jako funkcję wymie

n io n y c h czyn n ik ów p r z e d obróbką c i e p l n ą i po obróbce c ie p ln e j.

Podstaw ową próbą technologiczną pozwalającą szybko określić przydat

ność w y to p io n e g o żeliwa d la poszczególnych odlewów o zmiennej grubości ś c i a n k i je s t próba technologiczna k l i n a . W przypadku żeliwa odlewanego do k o k i l p róba k l i n a wykonywanego w formie metalowej ma tya większe znacze

n ie, pon iew aż pozwala dodatkowo ocenić wpływ innych parametrów formy me»' t a lo w e j na s t r u k t u r ę odlewów - n p . jakośoi i grubości pokrycia ochronnego i iz o l u j ą c e g o o ra z te m p e r a tu r y k o k ili.

(8)

Podobnie ja k w przypadku o d le w a n ia do f o r a piask ow ych próba frU na u m ie ję tn ie w yk o rzy sta n a p ozw ala k iero w a ć procesem z a le w a n ia , c e le m uzy

s k a n ia odlewów n ie z a b ie lo n y c h .

Na r y s . 9 porównano wpływ sk ła d u ch em iczn ego / S c / n a g łę b o k o ś ć za

b i e l a n i a k l i n a o d la n e g o w k o k i l i o s t a ł y c h p aram etrach , r e g u lu j ą c y c h szy b k o ść k r z e p n ię c ia /g r u b o ś ć p o k r y c ia i t e m p e r a tu r a /, porów nując bada

n ia d la ty c h samych ż e l i w odlew an ych w k s z t a ł c i e k l i n a w form ach p i a s  kow ych.

- 58 -

5f ^{[ m ]} 0— S t * 0,119

»— sc* o,en

*— SC* 0,966

— SC‘ tMJ

Eys. 3. Zależność wytrzymałości na rozciągania

od średnicy odlewów dla różnycn stopni nasycenia Sc

(9)

im - 53 -

B y s . 4 . Z a le ż n o ś ć w y tr z y m a ło ś c i na r o z c i ą g a n i e od g r u b o ś c i odlewów o p r z e k r o j u p r o sto k ą tn y m d l a r ó ż n y c h s t o p n i n a s y c e n i a So

B y s . ■>. Z a le ż n o ś ć tw a r d o ś c i p r z e d obróbką c i e p l n ą od średnicy od lew u d l a r ó ż n y c h s t o p n i n a s y c a n ia Sc /HB m ierzo n o w śro d k u o d le w u /

(10)

5 tO « ^S ^V

¿[mm]

fiys.b« Zależność twardości po obróbce ciepln ej od średnicy odlewu dla różnych stopni nasycenia Sc / K B mierzono

Eys.7. Zależność twardości przed obróbką cieplną od grubości odlewów o orzekroju prostokątnym dla różnych stopni nasycenia Sc /HB mierzono w środku odlewu/

(11)

- 55 -

R y s . 8 . Z a l e ż n o ś ć t w a r d o ś c i p o o b r ó b c e c i e p l n e j o d g r u b o ś c i od lew ów o p r z e k r o j u p r o s t o k ą tn y m d l a r ó ż n y c h s t o p n i n a s y c e n i a S c /HB m ie r z o n o w śr o d k u o d le w u /

stopień nasycenia S c Hys.9. Zeleżność głębokości z a b ie le n ia k lin a od stopnia

nasycenia żeliw a szarego

1 - k lin y z formy metalowej

g - kliny z forty piaskowej

(12)

- 5 6 - 4 . 2 . -Jadania m e t a l o g r a f i c z n e

P rz ep ro w a d zo n e b a d a n ia m e t a l o g r a f i c z n e p o t w i e r d z a j ą u z y s k a n e w y n ik i b ad a ń m echanic zn y o h .

P rzy k ład o w o p o k az an o s t r u k t u r y r d z e n i a su ro w y ch p ró b e k z w y to p u 14 - n a r y s . 10 d l a 0 6 mm, o r a z n a r y s . 11 d l a 0 63 mm.

Typowe s t r u k t u r y k o k ilo w y c h odlewów c h a r a k t e r y z u j ą c e s i ę b ą d ź t o w ystępow aniem g r a f i t u m ię d z y d e n d ry ty c z n e g o z d u żą i l o ś c i ą f e r r y t u , b ą d ź t e ż z a w ie r a j ą c e l e d e b u r y t i c e m e n ty t. S t r u k t u r ę p r ó b k i z r y s . 11 po obrób

c e c i e p l n e j p o kazano n a r y s . 1 2 . J a k w i d a ć ,l e d e b u r y t i c e m e n ty t z o s t a ł y c a łk o w ic ie z lik w id o w a n e / z g r a f i t y z o w a n e / , a p o w s ta n ie n i e w i e l k i c h i l o ś c i f e r r y t u w y ra ź n ie w p ły n ę ło a a zm ianę w ła s n o ś c i m e c h a n ic z n y c h ż e liw a .N a r y s. 1 3 p o kazano s t r u k t u r ę z a b ie lo n e g o ż e l i w a z w y to p u 9 . Ta sama p ró b k a po o b ró b c e c i e p l n e j w y k a z a ła i n n ą s t r u k t u r ę - p o k a z a n ą n a r y s . 1 4 . J e s t t o typow a s t r u k t u r a odlewów k o k ilo w y c h po ż a r z e n i u . O trzym any d r o b n o p ły tk o - wy p e r l i t i n i e w i e l k i e w y d z i e l e n i a g r a f i t u g w a r a n t u ją d o b r e w ł a s n o ś c i me

c h a n ic z n e . N ie w ie lk a i l o ś ć f e r r y t u ś w ia d c z y o z b l iż o n y c h do w ła ś c iw y c h p ara m etró w o b r ó b k i c i e p l n e j .

P r z y to c z o n e p r z y k ła d y s t r u k t u r ś w ia d c z ą o w a ż n o ś c i d o b o ru p a ra m e t

rów o b r ó b k i c i e p l n e j . Z a le ż n e s ą one od g r u b o ś c i ś c i a n e k o dlew u i s t r u k t u r y w y jś c io w e j. W łaściw e d o b r a n ie i c h p o z w o li n a o s i ą g n i ę c i e n a jle p s z y c h w ła s n o ś c i m e c h a n ic z n y c h .

Z będne w y d łu ż a n ie c z a s u w y ż a rz a n ia pow oduje g r a f i t y z a c j ę i z n a c z n y w z r o s t i l o ś c i f e r r y t u , k t ó r y p o w a ż n ie o b n iż a w ł a s n o ś c i m e c h a n ic z n e o d le wów,

N ys. 10 - 14 p r z e d s t a w i a j ą s t r u k t u r y p r ó b e k tr a w io n y c h 3% a lk o h o lo wym ro ztw o rem HNO*, p r z y p o w ię k s z e n iu 150 x .

(13)

- 5 7 -

H y s.1 0 S t r u k t u r a p r ó b k i 141 A n i e o b r o b i o n e j c i e p l n i e . C e m e n ty t, p e r l i t , g r a f i t

B y s .1 3 S t r u k t u r a p r ó b k i 91 B n i e o b r o b io n e j c i e p l n i e . C e m e n ty t, p e r l i t , g r a f i t , l e d e b u r y t .

B y s .1 1 S t r u k t u r a p r ó b k i 146 A n i e o b r o b i o n e j c i e p l n i e / ś r o d e k / . P e r l i t , l e d e b u r y t , g r a f i t

H y a.1 4 S t r u k t u r a p r ó b k i 91 B o b r o b io n e j c i e p l n i e . P e r l i t , f e r r y t , g r a f i t

B y s .1 2 S t r u k t u r a p r ó b k i 146 B po o b r ó b c e c i e p l n e j / b r z e g / . P e r l i t , f e r r y t , g r a f i t

(14)

- 58 -

B a d a n ia w ła s n o ś c i m e c h a n ic z n y c h o r a z b a d a n ia s t r u k t u r a l n e p o zw a la

j ą s ą d z i ć , ż e w ła s n o ś c i m e c h a n ic z n e ż e liw a o d le w a n eg o w k o k i l i w je d n a kowym s t o p n i u z a le ż n e s ą od s k ła d u ch e m ic zn e g o i s z y b k o ś c i k r y s t a l i z a c j i , p r z y czym s k ł a d c h e m ic zn y w y ra żo n y stopniem nasycenia p o s i a d a m n ie j

s z y wpływ w m ia rę z b l i ż a n i a s i ę do j e d n o ś c i .

G rubość ś c i a n k i o d le w u , k t ó r a p r z y jed n ak o w y ch p o z o s t a ł y c h w a ru n - k a c h w in n a p o s ia d a ć i s t o t n y wpływ n a in te n s y w n o ś ć s t y g n i ę c i a odlew ów , p o c z y n a ją c ju ż od ś r e d n i c y o k o ło 16 mm p r z y ro sn ąc y m s t o p n i u n a s y c e n ia Sc n i e w y k az u je z n a c z n ie js z e g o w pływu n a zm ianę w y tr z y m a ło ś c i n a r o z c i ą g a n i e .

W p rz y p a d k u odlewów o p r z e k r o j u p r o s to k ą tn y m o b s e rw u je s i ę i d e n - ty c z n e z j a w is k a .

Wpływ s t o p n i a n a s y c e n ia n a tw a r d o ś ć w z a l e ż n o ś c i od g r u b o ś c i ś c i a n k i odlew u j e s t r ó ż n y d l a odlewów n i e o b ro b io n y c h c i e p l n i e i po o b ró b c e c i e p l n e j / r y s . 5 i 7 i r y s » 6 i 8 / .

W p rz y p a d k u odlewów n i e o b r o b io n y c h c i e p l n i e r o z r z u t tw a r d o ś c i d l a z a k r e s u s t o p n i a n a s y c e n i a Sc = 0 ,7 2 9 - 1 ,0 8 1 j e s t z n a c z n y i w y n o si HB = 250 - 500 d l a odlewów c i e n k o ś c ie n n y c h ; HB = 22 0 - 350 d l a odlewów g r u b o ś c ie n n y c h .

Po o b ró b c e c i e p l n e j r o z r z u t tw a r d o ś c i j e s t z n a c z n ie m n ie js z y . Można w ięc s ą d z i ć , ż e s k ł a d c h e m ic zn y po p r a w id ło w e j o b r ó b c e c i e p l n e j n i e wpływa w i s t o t n y sp o só b n a t w a r d o ś ć , n i e z a l e ż n i e od g r u b o ś c i ś c i a n k i o d le w u .

Uwagi t e d o ty c z ą n o r m a ln ie sto s o w a n y c h sk ła d ó w c h e m ic z n y c h ż e liw od lew an y ch w k o k i l a c h , d l a k t ó r y c h w a r to ś ć w s p ó łc z y n n ik a Sc w aha s i ę w g r a n ic a c h 0 ,7 5 - 1 , 0 0 .

A n a li z u ją c w y n ik i b a d a ń p ró b te c h n o lo g i c z n y c h można zauw ażyć p r a w idłow ą z a le ż n o ś ć pom iędzy sto p n ie m n a s y c e n i a a g ł ę b o k o ś c i ą z a b i e l e n i a k l i n a . N a c h y le n ie p r o s t e j 1 / r y s .9/ w s to s u n k u do p r o s t e j 2 j e s t w ię k s z e , co św ia d cz y o je d n o cz esn y m w p ły w ie n a g łę b o k o ś ć z a b i e l e n i a n i e t y l k o s k ła d u ch e m ic zn e g o ż e l i w a , a l e i w ię k s z e j in te n s y w n o ś c i s t y g n i ę c i a w s to s u n k u do fo rm y p ia s k o w e j.

5. A n a liz a wyników badań

(15)

Ka p o d s ta w ia w ykonanyoh b a d a ń .m o ż n a 'w y c ią g n ą ć n a s t ę p u j ą c e w n io s k i.

6 . 1 . S k ła d chem iczny ż e l i w a .odlew anego do k o k i l ma i s t o t n y wpływ n ą w ł a s n o ś c i m e c h a n ic z n e odlewów .

6 . 2 . W z a k r e s i e b a d a n y c h sk ła d ó w c h e m ic z n y c h w y ra ż o n y c h s to p n io m n a

s y c e n i a Se = 0 , 7 - 1 ,0 8 1 s t w i e r d z o n o , ż e z e w z ro ste m s t o p n i a n a s y c e n i a , m a le j e je g o wpływ na w ł a s n o ś c i m e c h a n ic z n a n i e z a l e ż n i e od g r u b o ś c i ś c i a n k i o d le w u .

6 . 3 . O bróbka c i e p l n a odlewów w ykonanych w k o k i l a c h w z a k r e s i e s to p n i a n a s ; c e n ią Sc = 0 , 8 - 1 , 0 u j e d n o r a d n i a tw a r d o ś ć w s z e ro k im z a k r e s i e g r u b o ś c i ś c i a n e k .

6 . 4 . P ró b a t e c h n o l o g i c z n a k l i n a o d le w a n eg o w k o k i l i j e s t m ia r o d a jn a

■do p r z y b l i ż o n e g o o k r e ś l e n i a m o ż liw o ś c i w y k o r z y s ta n ia ż e liw a , d l a ró ż n y c h g r u b o ś c i ś c i a n e k odlew ów .

LIESEATUEA

1 . P r a c a z b io ro w a - n o k i l n o j e l i t j o , Moskwa 1967

2.

A .15. P e t r i c z e n k o - P r a k t i k e l i t j a w m e t a l i c z e s k i j e fo rm y , K ęskow a, 1952 3 . Z o lu le n g u s s - O i s s e r e i t e o - i k , Kr 9» 1969

4 . C okołcw E . .- B o rb a s c d b ie ło m w u s ło w ia c h k o k iln o w o l i t j a , M oskwa, 1950 r .

5 . P r a c a dyplom ow a w ykonana w I n s t y t u c i e O d lew n ic tw a P o l . f i l . p r z e z T .T r ó j c e i Z .O ś n i c k ie g o .

6. A .I .W i e j n i k - T ie p ło w y je osnowy l i t j a , M o szg iz Koskw a, 1952 r . - 5 9 -

6. Wnioski

(16)

- 60 -

BJIHHHHe XHMH'ieCKOrO COCTaBa H TOJimHHtJ OTeHKH Ha CBOiiCTBa OTJIHBOX, H3rOTOBJleHHMX B XCXHJIHX

P e 3 » u e

3 cTaTbe npexCTasJieHu pe3yJibTaTn HCCjiexOBaHisS bjiwhhhh xh- liHWecxoro cocTaBa Ha uexaHMvecKHe csoiicTB a h CTpyxTypy kokhxbhhx vyryHHux otxhbok xo h nocjie TepuHHecxoii o6pa6oTXH.

XHUHVecKnii cocTaB H cxexyeuoro «yryH a peryjmpoBOJica nyTeM «3MeKeH»g yrJW b n p e je x a x 3 ,0 - 3,6% , xpeMHHH 1 ,6 - 2,8% k M apramja 0 ,4 - 0 ,8 % .

llCCXexOBaHHH npOBOXHJIHCb Ha OTXHBXaX CO CTeHKaMH TOXHiHHoK 6 -6 0 MM C Kpy-

t o b h m h npaMoyroxbEHM ceneHKeM, b xoTopbix, nponopuHOHaJibao no OTHocieHKB

x pa3MepaM, MeHxxacb TOJiigHHa c t 8 h k x xoxxneH ,

The i n f l u e n c e o f t h e c h e m ic a l c o m p o s itio n and w a l l t h i c k n e s s upon t h e p r o p e r t i e s

o f c a s t i n g s a c c o m p lis h e d i n m oulds

S u m m a r y

The a r t i c a l d i s c u s s e s t h e r e s u l t s o f i n v e s t i g a t i o n s c o n c e r n in g t h e i n f l u e n c e o f th e c h e m ic a l c o m p o s itio n upon t h e m e c h a n ic a l p r o p e r t i e s and s t r u c t u r e o f c h i l l - c a s t i n g s b e f o r e and a f t e r t h e i r h e a t t r e a t m e n t . The c h e m ic a l c o m p o s itio n o f t h e i n v e s t i g a t e d k in d s o f c a s t i r o n b e in g c o n t r o l l e d by c h a n g in g t h e c a rb o n i n t h e r a n g e o f 3 , 0 t o 3,6% , s i l i c o n i n t h e r a n g e o f 1 ,6 t o 2,8% and m anganese i n t h e r a n g e o f 0 ,4 t o 0,8% . The t e s t s hav e b e e n c a r r i e d o u t on c i r c u l a r and r e c t a n g u l a r c a s t i n g s , whose w a l l s w ere 6 t o 60 mm t h i c k , th e t h i c k n e s s o f t h e m ould w a l l s h a v in g b e e n ch an g ed p r o p o r t i o n a l l y t o t h e s i z e o f t h e c a s t i n g s .