CS217538B1

CS217538B1 - Ductile iron castings isothermally hardened

Info

Publication number: CS217538B1
Application number: CS350381A
Authority: CS
Inventors: Eduard Dorazil; Eva Munsterova; Bohumil Barta; Jiri Crhak; Arnost Huvar
Original assignee: Eduard Dorazil; Eva Munsterova; Bohumil Barta; Jiri Crhak; Arnost Huvar
Priority date: 1981-10-18
Filing date: 1981-10-18
Publication date: 1983-01-28

Abstract

Účelem odlitků z tvárné litiny izotermicky kalených při tepelném zpracování ohřevem na aust.enitizační teplotu, následným přetržitým ochlazením a závěrečným dochlazením, majících základní složení o hmotnostní koncentraci uhlík 3,0 až 3,7 %, křemík 2,0 až 3,0 %, mangan 0,2 až 0,6 %, fosfor 0,01 až 0,C7 %, síra 0,001 až 0,02 %, hořčík 0,04 ež 0,08 %, zbytek železo, je zvýšení prokalitelnosti při menší spotřebě legujících prvků. •Jejich podstata spočívá v tom, že obsahují leguru, tvořenou niklem v hmotnostní koncentraci 0,2 až 0,6 *.The purpose of ductile iron castings isothermally hardened during heat treatment by heating to the austenitizing temperature, followed by intermittent cooling and final cooling, having a basic composition with a mass concentration of carbon 3.0 to 3.7%, silicon 2.0 to 3.0%, manganese 0.2 to 0.6%, phosphorus 0.01 to 0.7%, sulfur 0.001 to 0.02%, magnesium 0.04 to 0.08%, the rest iron, is to increase hardenability with a lower consumption of alloying elements. •Their essence lies in the fact that they contain an alloy consisting of nickel in a mass concentration of 0.2 to 0.6 *.

Description

Vynález se týká odlitků z tvárné litiny izotermicky kalených při tepelném zpracování ohřevem na austenitizační teplotu, následným přetržitým ochlazením a závěrečným dochlazením, majících základní složení o hmotnostní koncentraci uhlík 3,0 až 3,7 %, křemík 2,0 ažBACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to ductile iron isothermally hardened castings for heat treatment by heating to an austenitizing temperature, followed by intermittent cooling and final cooling, having a basic composition having a carbon concentration of 3.0 to 3.7% by weight, silicon 2.0 to 3.0%.

3,0 %, mangan 0,2 až 0,6 %, fosfor 0,01 až 0,07 %, síra 0,001 až 0,02 %, hořčík 0,04 až3.0%, manganese 0.2 to 0.6%, phosphorus 0.01 to 0.07%, sulfur 0.001 to 0.02%, magnesium 0.04 to

0,08 %, zbytek železo.0.08%, the rest iron.

Jsou známy odlitky z tvárné litiny, obsahující v základním složení o hmotnostní koncentraci uhlík 3,0 až 3,7 %, křemík 2,0 až 3,0 %, mangan 0,2 až 0,4 %, fosfor 0,01 až 0,07 %, síra 0,001 až 0,02 % a hořčík 0,04 až 0,08 %, zbytek železo.Ductile iron castings are known which contain in the basic composition a carbon concentration of 3.0 to 3.7%, a silicon of 2.0 to 3.0%, a manganese of 0.2 to 0.4%, a phosphorus of 0.01 to 0 07%, sulfur 0.001-0.02% and magnesium 0.04-0.08%, the remainder iron.

Jako legujícího prvku je použito niklu v hmotnostní koncentraci 0,5 až 2 %. K dosažení dobré prokalitelnosti a vysokých mechanických vlastností těchto odlitků je známé jejich tepelné zpracování, spočívající v jejich ohřevu na austenitizační teplotu 850 až 900 °C, po němž se odlitky <v průběhu do 5 sekund přenesou do solné lázně o transformační teplotě 280 až 420 °C, v níž setrvají po dobu danou známým vztahem.Nickel is used as an alloying element in a concentration of 0.5 to 2% by weight. In order to obtain good hardenability and high mechanical properties of these castings, their heat treatment is known by heating them to an austenitizing temperature of 850 to 900 ° C, after which the castings are transferred to a salt bath with a transformation temperature of 280 to 420 ° C, in which they will remain for the time given by the known relationship.

V lázni dochází v odlitcích k neúplné přeměně austenitu, takže po ochlazení je struktura odlitků tvořena směsí, sestávající z bainitu, Zbytkového austenitu, martensitu a grafitu.In the bath, the castings undergo incomplete conversion of austenite, so that after cooling, the casting structure consists of a mixture consisting of bainite, residual austenite, martensite and graphite.

Výsledkem jsou poměrně vysoké mechanické vlastnosti odlitků a jejich dobrá prokalitelnost.The result is relatively high mechanical properties of castings and their good hardenability.

Ukazuje se věak, že pro dosažení těchto příznivých vlastností jsou náklady na celkovou spotřebu legujících prvků dosti vysoké a dále, že by bylo žádoucí dosažení větší prokalitelnosti odlitků, popřípadě stejné jejich prokalitelnosti při nižších nákladech na celkovou spotřebu legujících prvků. Rovněž je žádoucí dosažení prodloužení doby pro přemístění odlitků do pece pro částečný izotermický rozpad; tato doba má u známého postupu interval cca do 5 sekund.It has been shown, however, that in order to achieve these favorable properties, the total consumption of alloying elements is quite high and that it would be desirable to achieve a higher hardenability of the castings or the same hardenability at lower costs of total consumption of the alloying elements. It is also desirable to achieve an extension of the time for transferring the castings to the partial isothermal disintegration furnace; in the known procedure, this time has an interval of up to about 5 seconds.

Uvedené nedostatky odstraňují podle vynálezu odlitky z tvárné litiny izotermicky kalené při tepelném zpracování ohřevem na austenitizační teplotu, následným přetržitým ochlazením a závěrečným dochlazením, mající základní složení o hmotnostní koncentraci uhlík 3,0 až 3,7 %, křemík 2,0 až 3,0 %, mangan 0,2 až 0,6 %, fosfor 0,01 až 0,07 %, síra 0,001 až 0,02 %, hořčík 0,04 až 0,08 % a zbytek Železo. Jejich podstata spočívá v tom, Že obsahují jako leguru nikl v hmotnostní koncentraci od 0,2 do 0,6 %.According to the invention, these deficiencies are eliminated by ductile cast iron isothermally quenched during heat treatment by heating to an austenitizing temperature, followed by intermittent cooling and final cooling, having a basic composition having a carbon concentration of 3.0 to 3.7%, silicon 2.0 to 3.0 %, manganese 0.2-0.6%, phosphorus 0.01-0.07%, sulfur 0.001-0.02%, magnesium 0.04-0.08% and the rest Iron. They are based on the fact that they contain nickel as an alloy in a concentration of 0.2 to 0.6% by weight.

Základní účinek vynálezu spočívá v tom že umožňuje dosažení vysokých parametrů zpracovávaných odlitků při relativně nízkých nákladech na prvky základního složení a legur.The basic effect of the invention is that it allows to achieve high parameters of the castings to be processed at relatively low cost of the basic composition and alloying elements.

Vynález je dále blíže vysvětlen na několika příkladech provedení.The invention is explained in more detail below with reference to several exemplary embodiments.

Příklad 1Example 1

Odlitky o síle stěny 15 mm, mající základní složení o hmotnostní koncentraci uhlík 3,58 %, křemík 2,78 %, mangan 0,55 %, fosfor 0,031 %, síra 0,014 %, hořčík 0,037 %, zbytek železo a obsah legury nikl 0,54 % se vloží do austenitizační pece, ve které jsou ohřívány při teplotě 900 °C po dobu 30 minut.Castings of 15 mm wall thickness, having a basic composition with a carbon concentration of 3.58%, silicon 2.78%, manganese 0.55%, phosphorus 0.031%, sulfur 0.014%, magnesium 0.037%, iron remainder and nickel alloy content 0 54% are placed in an austenitization furnace in which they are heated at 900 ° C for 30 minutes.

Po tomto ohřevu jsou odlitky co nejrychleji přemístěny do solné lázně pece pro částečný izotermický rozpad, v níž se ochladí a setrvají při transformační teplotě 350 °G po dobu prodlevy 2 000 sekund, to je 33 minut.After this heating, the castings are transferred as quickly as possible to the salt bath of the partial isothermal decay furnace, in which they are cooled and remain at a transformation temperature of 350 ° C for a residence time of 2000 seconds, that is 33 minutes.

Poté se odlitky z pece pro částečný izotermický rozpad vyjmou a doehladí na volné atmosféře.The castings are then removed from the partial isothermal decomposition furnace and refined in a free atmosphere.

V lázni této pece dochází v odlitcích k neúplné přeměně austenitu, takže po dochlazení je struktura odlitků tvořena směsí, sestávající z bainitu, zbytkového austenitu, martensitu a grafitu.In the bath of this furnace, the austenite is incomplete in the castings, so that after cooling the casting structure is a mixture consisting of bainite, residual austenite, martensite and graphite.

Dosažené pevnost v tahu ělní 1 100 MPa, tažnost 6 %, tvrdost HV 60 350.Achieved tensile strength 1 100 MPa, elongation 6%, hardness HV 60 350.

Provedené zkoušky ukázaly, že odlitky jsou prokaleny v celé tlouštce stěny.Tests have shown that the castings are hardened throughout the wall thickness.

Příklad 2Example 2

Odlitky stejného hmotnostního složení a tloušlky stěny, po stejném ohřevu na austenitizaění teplotu jako v přikladu 1, setrvají v peci pro částečný izotermický rozpad při stejné teplotě 350 °C, avšak při době prodlevy 200 000 sekund, to je 55 hodin, je dosaženo těchto výsledků. Pevnost v tahu 1 200 MPa, tažnost 8 %, tvrdost HV 60 370. Prokelenost odlitků byla v celé tloušíce stěny.Castings of the same composition and wall thickness, after the same austenitizing temperature as in Example 1, remain in the partial isothermal decomposition furnace at the same temperature of 350 ° C, but with a residence time of 200,000 seconds, i.e. 55 hours, the following results are obtained . Tensile strength 1,200 MPa, elongation 8%, hardness HV 60,370. Declaration of castings was throughout the wall thickness.

Příklad 3Example 3

Odlitky stejného hmotnostního složeni jako v příkladu 1 a 2, o tlouštce stěny 13 mm po ohřevu v austenitizačnl peci na teplotu 900 °C po dobu 30minut se co nejrychleji přemístí do solné lázně pece pro částečný izotermický rozpad, v níž setrvají při transformační teplotě 400 °C po dobu 1 000 sekund, to je cca 17 minut; poté se z transformační pece vyjmou a doehladí na volné atmosféře.Castings of the same weight composition as in Examples 1 and 2, having a wall thickness of 13 mm after heating in an austenitizing furnace at 900 ° C for 30 minutes, are transferred as quickly as possible to the salt bath of the partial isothermal decomposition furnace where they remain at 400 °. C for 1000 seconds, i.e. about 17 minutes; they are then removed from the transformation furnace and refined in a free atmosphere.

Dosažené výsledky jsou: pevnost v tahu 950 MPa, tažnost 6 %, tvrdost HV 60 300. Prokalenost odlitků byla v celé tlouštce stěny.The achieved results are: tensile strength 950 MPa, elongation 6%, hardness HV 60 300. The hardening of castings was in the whole wall thickness.

Přiklad 4Example 4

Za stejných podmínek jako v příkladu 3 jsou odlitky ponechány při transformační teplotě po dobu 20 000 sekund, to je 5,5 hodin.Under the same conditions as in Example 3, the castings are kept at a transformation temperature for 20,000 seconds, i.e. 5.5 hours.

Dosažené výsledky jsou: pevnost v tahu 1 000 MPa, tažnost 10 %, tvrdost HV 60 320. Prokalenosti bylo dosaženo v celé tloušlee stěny odlitků.The achieved results are: tensile strength 1000 MPa, elongation 10%, hardness HV 60 320. The hardness was achieved throughout the wall thickness of the castings.

Příklad 5Example 5

Odlitky stejného hmotnostního složení jako v předchozích příkladech, o tlouštce stěny 20 mm po ohřevu v austenitizační peci na teplotu 900 °C po dobu 30 minut se co nejrychleji přemístí do vhodného prostředí pro částečný izotermický rozpad, například do solné lázně, v níž setrvají při transformační teplotě 300 °C po dobu 5 000 sekund, to je 83 minut; poté se z transformáční pece vyjmou a doehladí na volné atmosféře.Castings of the same weight composition as in the previous examples, with a wall thickness of 20 mm after heating in an austenitizing furnace at 900 ° C for 30 minutes, are transferred as quickly as possible to a suitable partial isothermal decomposition environment such as a salt bath. a temperature of 300 ° C for 5,000 seconds, that is 83 minutes; they are then removed from the transformation furnace and refined in a free atmosphere.

Dosažené výsledky jsou: pevnost v tahu 1 400 MPa, tažnost 3 %, tvrdost HV 60 430. Prokalenosti bylo dosaženo v celé tlouštce stěny odlitku.The results are: tensile strength 1,400 MPa, ductility 3%, hardness HV 60,430. The hardness was achieved in the whole wall thickness of the casting.

Příklad 6Example 6

Za stejných podmínek jako u příkladu 5 jsou odlitky ponechány při transformační teplotě po dobu 200 000 sekund, to je 55,5 hodin.Under the same conditions as Example 5, the castings are left at a transformation temperature for 200,000 seconds, i.e. 55.5 hours.

Dosažené výsledky jsou: pevnost v tahu 1 500 MPa, tažnost 6 %, tvrdost HV 60 460. Prokalenosti bylo dosaženo v celé tlouštce stěny odlitků.The achieved results are: tensile strength 1500 MPa, elongation 6%, hardness HV 60 460. The hardness was achieved in the whole wall thickness of the castings.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Ductile iron castings isothermally quenched during heat treatment by heating to austenitization temperature, followed by intermittent cooling and final quenching, having a basic composition having a carbon concentration of 3.0 to 3.7% by weight, silicon 2.0 to 3.0%, manganese 0, 2 to

0.6%, phosphorus 0.01 to 0.07%, sulfur 0.001 to 0.02%, magnesium 0.04 to 0.08%, and the remainder iron, characterized in that they contain 0.2% by weight of nickel as an alloy. up to 0.6%.