CS217539B1

CS217539B1 - Ductile iron castings isothermally hardened

Info

Publication number: CS217539B1
Application number: CS350481A
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: 1981-05-13
Filing date: 1981-05-13
Publication date: 1983-01-28

Abstract

Účelem odlitků z tvárné litiny izo- termicky kalené 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 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, je dosažení lepší prokalitelnosti při nižší spotřebě legujících prvků. Podle vynálezu obsahují legury ve skladbě o hmotnostní koncentraci měd 0,5 až 1 ,5 % a molybden 0,1 až 0,3 56.The purpose of ductile iron castings isothermally hardened during heat treatment by heating to austenitizing temperature, followed by discontinuous cooling and final aftercooling, having a basic composition with a carbon concentration of 3.0 to 3.7%, 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, to obtain better hardenability at lower consumption of alloying elements. According to the invention, the alloys in the composition comprise a copper concentration of 0.5 to 1.5% and a molybdenum of 0.1 to 0.356.

Description

Vynález se týká odlitků z tvárné litiny izotermický 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 až 3,0 1, 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.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to isothermal isothermal cast iron castings which are heat treated by heating to austenitization temperature, followed by continuous cooling and final cooling, having a basic composition having a carbon concentration of 3) 0-3.7%, silicon 2.0-3.0 L, manganese 0.2-0.6%, phosphorus 0.01-0.07%, sulfur 0.001-0.02%, magnesium 0.04-0.08% and the rest iron.

Jsou známy odlitky z tvárné litiny, obsahující v základním složení v 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% by weight, silicon 2.0 to 3.0%, manganese 0.2 to 0.4%, phosphorus 0.01 to 0 07%, sulfur 0.001-0.02% and magnesium 0.04-0.08%, the remainder iron.

Jako legujícího prvku je použito v hmotnostní koncentraci molybden 0,1 až 0,7 %. 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.Molybdenum 0.1 to 0.7% by weight is used as the alloying element. 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 at 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 však, že pro dosažení těchto příznivých vlastností jeou náklady na celkovou spotřebu legujících prvků dosti vysoké a dále, že by bylo žádoucí dosažení větší prokalitelnosti odlitků, popř. 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 mé u známého postupu interval cca do 5 sekund.However, it has been shown 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, respectively. the same hardenability at lower costs for the total consumption of alloying elements. It is also desirable to achieve an extension of the time for transferring the castings to the partial isothermal disintegration furnace; this time is in the known procedure interval up to about 5 seconds.

Uvedené nedostatky odstraňují podle vynálezu odlitky z tvárné litiny izotermický 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 S, síra 0,001 až 0,02 % a hořčík 0,04 až 0,08 %, zbytek železo.According to the invention, the above-mentioned deficiencies are eliminated by isothermal cast iron isothermal castings hardened during heat treatment by heating to austenitization 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 S, sulfur 0.001-0.02% and magnesium 0.04-0.08%, the rest iron.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že dále obsahují legury ve skladbě o hmotnostní koncentraci měň 0,5 až 1,5 % a molybden 0,1 až 0,3 %.The principle of the invention is furthermore characterized in that the alloys in the composition have a concentration by weight of 0.5 to 1.5% and molybdenum of 0.1 to 0.3%.

Základní účinek vynálezu spočívá v dokonalém prokalení stěn odlitků.The basic effect of the invention is the perfect hardening of the casting walls.

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

Příklad 1Example 1

Odlitky o síle stěny 20 mm, mající základní složení o hmotnostní koncentraci uhlík 3,58 %, křemík 2,52 %, mangan 0,51 %, fosfor 0,031 %, síra 0,008 % a hořčík 0,057 %, zbytek železo a obsah legur měň 0,53 %, molybden 0,21 % se vloží do austenitizační pece, ve které jsou ohřívány při teplotě 900 °C po dobu 30 minut.Castings of 20 mm wall thickness, having a basic composition with a mass concentration of carbon 3.58%, silicon 2.52%, manganese 0.51%, phosphorus 0.031%, sulfur 0.008% and magnesium 0.057%, the remainder iron and alloy content 0 53%, molybdenum 0.21% 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 dochladí na volné atmosféře.The castings are then removed from the partial isothermal decomposition furnace and cooled in a free atmosphere.

V lázni této pece dochází v odlitcích k neúplné přeměně austenitu, takže po čochlazení je struktura odlitků tvořena směsí, sestávající z bainitu, zbytkového austenitu, martensitu a grafitu.In the bath of this furnace, 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 činí 1 000 MPa, tažnost 3 ϊ, tvrdost HV 60 360.The achieved tensile strength is 1000 MPa, ductility 3 ϊ, hardness HV 60 360.

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

Příklad 2Example 2

Odlitky stejného hmotnostního 3ložení a tloušlky stěny, po stejném ohřevu na austenitizační teplotu jako v příkladu 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 1 150 MPa, tažnost 8 %, tvrdost HV 60 400. Prokalenost odlitků byla v celé tloušíce stěny.Castings of the same weight and wall thickness, after the same heating to the austenitization temperature as in Example 1, remain in the partial isothermal decomposition furnace at the same temperature of 350 ° C, but at a residence time of 200,000 seconds, i.e. 55 hours. Tensile strength 1 150 MPa, elongation 8%, hardness HV 60 400. The hardening of castings was in the whole wall thickness.

Příklad 3Example 3

Odlitky stejného hmotnostního složení jako.v příkladu 1 a 2, o tloušíce stěny 15 mm po ohřevu v austenitizační peci na teplotu 900 °C po dobu 30 minut 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 dochladí na volné atmosféře.Castings of the same composition as in Examples 1 and 2, having a wall thickness of 15 mm after heating in an austenitizing furnace to 900 ° C for 30 minutes, are transferred as quickly as possible to the salt bath of the partial isothermal decomposition furnace in which they remain at transformation temperature. 400 ° C for 1000 seconds, i.e. about 17 minutes; then they are removed from the transformation furnace and cooled in a free atmosphere.

Dosažené výsledky jsou: Pevnost v tahu 800 MPa, tažnost 3 %, tvrdost HV 60 310. Prokalenost odlitků byla v celé tloušíce stěny.The achieved results are: Tensile strength 800 MPa, ductility 3%, hardness HV 60 310. The hardness of the castings was throughout the wall thickness.

Přiklad 4Example 4

Za stejných podmínek jako v příkladu 3 jsou odlitky ponechány při transformační t.eplo tě po dobu 50 000 sekund, to je cca 14 hodin.Under the same conditions as in Example 3, the castings are left at the transformation temperature for 50,000 seconds, i.e. about 14 hours.

Dosažené výsledky jsou: pevnost v tahu 1 000 MPa, tažnost 8 %, tvrdost HV 60 370. Prokalenost! bylo dosaženo v celé tloušíce stěny odlitků.The results are: tensile strength 1000 MPa, elongation 8%, hardness HV 60 370. Hardness! was achieved throughout the wall thickness of the castings.

Příklad 5Example 5

Odlitky stejného hnotnostního složení jako v předchozích příkladech, o tloušíce stěny 24 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, např. do solné lázně, v níž setrvají při transformační teplotě 300 °C po dobu 2 000 sekund, to je 33 minut; poté se z transformační pece vyjmou a dochladí se na volné atmosféře.Castings of the same weight composition as in the previous examples, having a wall thickness of 24 mm after heating in an austenitizing oven at 900 ° C for 30 minutes, are transferred as quickly as possible to a suitable partial isothermal disintegration environment, e.g. a transformation temperature of 300 ° C for 2,000 seconds, that is 33 minutes; then they are removed from the transformation furnace and cooled in a free atmosphere.

Dosažené výsledky jsou: pevnost v tahu 1 100 MPa, tažnost 2 %, tvrdost HV 60 440. Pro· kalenosti bylo dosaženo v celé tloušíce stěny odlitku.The achieved results are: tensile strength 1100 MPa, ductility 2%, hardness HV 60 440. The hardening was achieved in the whole thickness of the casting wall.

Příklad 6Example 6

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

Dosažené výsledky jsou: pevnost v tahu 1 400 MPa, tažnost 4 %, tvrdost HV 60 500. Pro· kalenosti bylo dosaženo v celé tloušíce stěny odlitků.The achieved results are: tensile strength 1,400 MPa, elongation 4%, hardness HV 60,500. The hardening was achieved in the whole thickness of the casting wall.

Z uvedených příkladů plyne, že bylo ve všech případech dosaženo vysokých parametrů zpracovaných odlitků při relativní nízkých nákladech na prvky základního složení a legur.The above examples show that in all cases the high parameters of the processed castings were achieved at a relatively low cost for the basic composition and alloying elements.

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%, remainder iron, characterized in that they further contain alloys in a composition with a weight concentration me3 0.5 to 1.5% and molybdenum 0.1 to 0.3% ·