Zapisz się na NEWSLETTER

Jeśli chcesz otrzymywać informację o nowościach na stronie wypełnij poniższy formularz.

E-mail:

Kształtowanie struktury osnowy niestopowego żeliwa sferoidalnego stosowanego na elementy maszyn


Tadeusz Szykowny
Rok: 2013
ISBN: 978-83-61314-51-6
ISSN: 0209-0597

W przeglądzie literatury dotyczącej tematu pracy zwrócono uwagę na wpływ czynników związanych ze składem chemicznym żeliwa i parametrami austenityzowania na przemianę eutektoidalną w warunkach izotermicznych lub anizotermicznych.

Analiza danych literaturowych na temat kształtowania struktury żeliwa sferoidalnego podczas obróbki cieplnej z przemianą eutektoidalną wskazuje na rozbieżności lub wręcz sprzeczności, szczególnie w ocenie wpływu parametrów austenityzowania na kinetykę przemiany i strukturę końcową determinującą właściwości mechaniczne odlewów.

Do głównych zagadnień wymagających bliższego poznania zaliczono wpływ: sposobu i parametrów austenityzowania, wstępnie przeprowadzonych zabiegów cieplnych, cech stereologicznych grafitu, wydzielania przedeutekto­idalnego na efekty przemiany eutektoidalnej w warunkach izotermicznych lub anizotemicznych.

Do badań przyjęto dwa gatunki niestopowego żeliwa sferoidalnego różniące się skłonnością do grafityzacji w stanie stałym. Odlano próbki YII (25 mm) oraz YIV (75 mm).

Wpływ poszczególnych czynników na przemianę eutektoidalną przedstawiono w postaci wykresów CTPi lub CTPc. Prześledzono kinetykę przemiany oraz sporządzono wykresy składu strukturalnego, w zależności od czasu wychładzania w warunkach izotermicznych lub prędkości chłodzenia w warunkach anizotermicznych. Wykresy te mają znaczenie dla praktyki obróbki cieplnej żeliwa. W przypadku przemiany zachodzącej w warunkach izotermicznych pozwalają na wybór wartości czasu wychładzania, któremu odpowiada ilościowy skład strukturalny, gwarantujący potrzebny zespół właściwości mechanicznych. Opierając się na wykresach CTPc i strukturze końcowej po przemianie w funkcji prędkości chłodzenia można prognozować strukturę i właściwości odlewu chłodzonego w sposób ciągły np. podczas normalizowania.

Na próbkach dylatometrycznych i metalograficznych wykonano ilościowe badania metalograficzne na mikroskopie świetlnym i transmisyjnym mikroskopie elektronowym (TEM). Dokonywano pomiarów twardości, badań dyfrakcyjnych rentgenowskich oraz liniowej mikroanalizy rentgenowskiej (MAR).

Podczas przemiany w warunkach izotermicznych wyższa temperatura austenityzowania skutkuje początkowym tworzeniem struktur metastabilnych. Są one nietrwałe w temperaturze bliskiej Ar11 i w trakcie wychładzania ulegają grafityzacji. Trwałym produktem przemiany eutektoidalnej w temperaturze bliskiej Ar11 jest ferryt. W wyniku przemiany eutektoidalnej w temperaturze tuż poniżej Ar12 otrzymano po krótkim czasie wychładzania dużą zawartość perlitu, szczególnie w żeliwie o małej skłonności do grafityzowania. Utworzony cementyt grafityzuje. W trakcie badań przemiany eutektoidalnej w warunkach izotermicznych wykazano nieznany dotychczas  wpływ temperatury austenityzowania na kinetykę przemiany eutektoidalnej. Wzrost temperatury austenityzowania powoduje wydłużenie czasu do początku przemiany w temperaturze bliskiej Ar11 z jednoczesnym jego skróceniem w temperaturze bliskiej Ar12.

Zwiększanie czasu austenityzowania zaznacza się zmniejszaniem skłonności żeliwa do przyjmowania struktur wg układu metastabilnego podczas przemiany w warunkach izotermicznych i wydłużaniem czasu do rozpoczęcia przemiany. Zaobserwowane oddziaływanie czasu austenityzowania wiąże się z postępującym ujednorodnieniem żeliwa.

Z badań wpływu temperatury austenityzowania na przemianę eutektoidalną w warunkach anizotermicznych wynika, że zwiększanie temperatury austenityzowania powoduje wzrost temperatury Ar11 i Ar12 w zakresie prędkości chłodzenia, w którym przemiana rozpoczyna się wyłącznie wg układu metastabilnego. W zakresie prędkości chłodzenia, w którym przemiana rozpoczyna się wyłącznie wg układu stabilnego temperatura Ar11 i Ar12 obniża się ze wzrostem temperatury austenityzowania. Zwiększanie temperatury austenityzowania, od której rozpoczyna się ciągłe chłodzenie zmniejsza hartowność żeliwa i sprawia, że w określonych warunkach może prowadzić do krystalizacji bardzo szkodliwego składnika struktury żeliwa – cementytu wtórnego w postaci siatki.

Celowe jest wysokotemperaturowe austenityzowanie żeliwa z podchłodzeniem do temperatury tuż powyżej Ar11 z następnym ciągłym chłodzeniem. Wymienione zabiegi cieplne zmniejszają mikroniejednorodność chemiczną i strukturalną, zapobiegają niebezpieczeństwu wydzielania cementytu wtórnego i zwiększają hartowność.

Ferrytyzowanie lub normalizowanie z zabiegiem wysokotemperaturowego austenityzowania, oprócz oczywistych zmian struktury i właściwości mechanicznych żeliwa, powoduje znaczące ujednorodnienie właściwości mechanicznych na przekroju odlewu grubościennego.



TA STRONA UŻYWA COOKIE. Ta strona używa informacji zapisanych za pomocą plików cookies. Więcej informacji na stronie Polityce prywatności. Korzystając ze strony wyrażasz zgodę na używanie plików cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.