CS210566B1

CS210566B1 - Litina se zvýšenou hodnotou meze únavy

Info

Publication number: CS210566B1
Application number: CS160880A
Authority: CS
Inventors: Arnost Svoboda; Jaroslav Ungermann
Original assignee: Arnost Svoboda; Jaroslav Ungermann
Priority date: 1980-03-07
Filing date: 1980-03-07
Publication date: 1982-01-29

Abstract

Vynález se týká litiny se zvýšenou hodnotou meze únavy 150 -200 MPa a pevnosti v tahu 380 - 460 MPa určené pro použití na odlitky, u nichž běžná šedá litina již v těchto ohledech nevyhovuje. Podstata řešení spočívá v tom, že litina se základní kovovou hmotou perlitickou s grafitem ve tvaru červíků obsanuje 0,05 - 0,3 % hmot., P 0,01 - 0,08 % hmot. S 0,3 - 2,0 % hmot. Mn 0,05 - 0,20 % hmot. Cr 0,002 - 0,07 % hmot. Sb 0,1 - 1,5 % hmot. Cu 0,02 - 0,20 % hmot. Sn 0,002 - 0,01 % hmot. AS.Litina může být dále .legována niklem v rozmezí od 0,1 do 10,0 % hmot. Tato litina má pevnost v tahu Rm= 380 - 460 MPa, mez únavy při namáhání míjivým tahem 150 - 200 MPa. avšak hodnoty tažnosti a rázové houževnatosti zůstávají na úrovni vyšších jakostních' tříd běžné šedé litiny. Její slévárenské vlastnosti - zejména sklon ke stahování a sklon k zákalce se blíží šedé litině.

Description

Vynález se týká litiny se zvýšenou hodnotou meze únavy 150 - 200 MPa a pevnosti v tahu 380 - 460 MPa určené pro použití na odlitky, u nichž běžná šedá litina již v těchto ohledech nevyhovuje.

Požadavky na zvýšení hodnot meze únavy se v poslední době začínají objevovat již u odlitků vyráběných ze šedé litiny /např. bloky a hlavy motorů/. Běžné jakosti šedé litiny se však vyznačují velmi nízkou hodnotou meze únavy /např. při namáhání míjivým tahem 50 - 80 MPa, zatímco u tvárné litiny, lité oceli a podobných materiálů se pohybují nad 200 MPa/.

Náhrada šedé litiny litou ocelí nebývá většinou možná, vzhledem k podstatně horším slévárenským vlastnostem ocelí. Náhrada šedé litiny litinou tvárnou je spojena opět s utčitými technologickými obtížemi její výroby a dále s nutností použití jakostnějších surovin, které jsou jednak dražší, jednak nedostatkové.

V posledních letech bylo zjištěno, že hodnota meze únavy litin závisí pouze na tvaru částic grafitu v mikrostruktuře, konkrétně ha poloměru zaoblení konců grafitových částic, tzn. na poměru jejich délky a šířky. Nejnepříznivější je tento poměr u grafitu lupínkového, nejvýhodnější u grafitu zrnitého.

Pokud se týká morfologie grafitu, existují i přechodové tvary mezi grafitem lupínkovým a zrnitým. Jde např. o grafit temperovaný a grafit červíkovitý.

V případech, kdy je nahřažována šedá litina tvárnou, či litinou s červíkovitým grafitem, jsou hlavním důvodem jejich podstatně vyšší hodnoty tažnosti a rázové houževnatosti, Vysokýoh hodnot tažnosti a rázové houževnatosti se u litiny tvárné a litiny s červíkovitým grafitem dosahuje v litém stavu pouze při použití specielních surovin, které mají velmi nízké hmotnostní obsahy nečistot, především fosforu /méně než 0,05 %/, síry /méně než 0,01 %/, stopových prvků a případně i manganu. Je nutno použít buá speciální železa, nebo litiny tavit synteticky z úzkoprofilových surovin, jako jsou např. odpady hlubokotažných plechů a nebo / zejména v případě litiny s červíkovitým grafitem / je nutno použít vysoce čistá speciálně rafinovaná surová železa, jejichž cena je podstatně vyšší než cena běžných slévárenských a ocelárenských surových želez.

V případě, kdy je na materiál odlitku kladen pouze požadavek zvýšené hodnoty meze únavy a pevnosti v tahu a není požadována zvýšená tažnost a rázová houževnatost, lze výše uvedené problémy odstranit litinou se zvýšenou hodnotou meze únavy podle vynálezu, kde mez únavy činí 150 až 200 MPa a pevnost v tahu 380 až 460 MPa při hmotnostním obsahu 2,5 až

4,2 % G, 2,0 až 3,5 % Si, Podstata vynálezu spočívá v tom, že litina dále obsahuje hmotnostní koncentraci 0,05 až 0,3 % P, 0,01 až 0,08 % S, 0,3 až 2,0 % Mn, 0,05 až 0,20 % Cr, 0,002 až 0,07 % Sb, 0,1 až 1,5 % Cu, 0,02 až 0,20 % Sn, 0,002 až 0,01 % Ph, 0,05 až 0,50 % Ti, 0,001 až 0,05 % Bi, 0,02 až 0,10 % As. Litina může být dále legována niklem v rozmezí od 0,1 do 10,0 % hmotnosti.

Tato litina má pevnost v tahu = 380 - 4é0 MPa, mez únavy při namáhání míjivým tahem

150 - 20Q MPa, avšak hodnoty tažnosti a rázové houževnatosti zůstávají ha úrovni vyšších

210 SOB jakostních tříd běžné šedé litiny. Její slévárenské vlastnosti /zejména sklon ke stahování a sklon k zákalce/ se blíží šedé litině.

Příklady: *

1. Tavenina o hmotnostním složení: 4,2 % C, 3,5 % Si, 0,7 % Mn, 0,15 % P, 0,25 % S, 0,08 % Cr, 0,03 % Sb, 0,10 % Cu, 0,04 % Sn, 0,005 % Pb, 0,10 % Ti, 0,01 % Bi, o',O5 % As, modifikovaná za teploty 1420 °C při přelévání z pece do pánve 0,25 % hmotnosti směsného kovu prvků vzácných zemin /99 %/ + 0,7 % hmotnosti PeSi 75. Hloubka zákalky na mezinárodním zkušebním tělísku je pod 10 mm. Pevnost v tahu R^ = 420 MPa, mez únavy při namáhání míjivým tahem T_c = 180 MPa, tažnost A^ = 1,1 %, rázová houževnatost KG = 12 J/om².

2. Tavenina o hmotnostním složení: 3_t8 % C, 3,2 % Si, 0,5 % Mn, 0,10 % P, 0,032 % S, 0,06 % Cr, 0,04 % Sb, 0,25 % Cu, 0,02 % Sn, 0,03 % Pb, 0,15 % Ti, 0,02 % Bi, 0,03 % As, modifikovaná za teploty 1400 °C -při přelévání z pece do pánve 0,30 % hmotnosti směsného kovu prvků vzácných zemin /99 %/ + 0,7 % hmotnosti PeSi 75. Hloubka zákalky je 10 mm,

R_m^ = 450 MPa, _β = 190 MPa, A₅ = 0,9 %, KG = 10 J/cm².

Litina dle vynálezu je vhodná pro odlitky doposud vyráběné ze šedé litiny, u kterých se zvyšují nároky na statickou i únavovou pevnost a které nejsou vystavovány dynamickým rázům. Typickými odlitky jsou hlavy a bloky spalovacích motorů, zejména těžkých vysoce výkonných Dieselmotorůj stojany obráběcích strojů apod.

Litina podle, vynálezu se vyznačuje také značnou odolností proti tepelnému namáhání i vysokým teplotám, která je několika násobně vyšší ve srovnání se šedou litinou.

Claims

'PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Litina se zvýšenou hodnotou meze únavy 150 až 200 MPa a pevností v tahu 380 až 460 MPa obsahující v hmotnostní koncentraci 2,5 až 4,2 % uhlíku, 2,5 až 3,5 % křemíku, 0,05 až 0,8 % směsného kovu prvků vzácných zemin grafitizačně očkovaná 0,1 až 1,0 % PeSi75 nebo 0,1 až 1,0 % SiCa30, za teploty 1360 až 1450 °C při přelévání z pece do pánve, vyznačená tím, že dále obsahuje v hmotnostní koncentraci 0,01 až 0,08 % síry, 0,05 až 0,3 % fosforu, 0,3 až 2,0 % manganu, 0,05 až 0,20 % ohromu, 0,002 až 0,07 % antimonu, 0,1 až

1,5 % mědi, 0,02 až 0,20 % cínu, 0,002 až 0,01 % olova, 0,05 až 0,50 % titanu, 0,001 až 0,05 % vizmutu, 0,02 až 0,10 % arsenu.
2. Litina dle bodu 1, vyznačená tím, že obsahuje v hmotnostní koncentraci 10,0 % niklu.

Vytiskly Moravské tiskařské závody,