CS217541B1

CS217541B1 - Ductile iron castings isothermally hardened

Info

Publication number: CS217541B1
Application number: CS350681A
Authority: CS
Inventors: Eduard Dorazil
Original assignee: Eduard Dorazil
Priority date: 1981-05-13
Filing date: 1981-05-13
Publication date: 1983-01-28

Abstract

Účelem odlitků z tvárné litiny izotermicky 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 odlitky legury ve skladbě o hmotnostní koncentraci nikl 0,2 až 0,6 %, měd 0,2 až 0,6 % a molybden 0,1 až 0,3 %.The purpose of castings made of ductile iron 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 0.07%, sulfur 0.001 to 0.02, magnesium 0.04 to 0.08% and the rest iron, is to achieve better hardenability with lower consumption of alloying elements. According to the invention, the castings contain alloys in a composition with a mass concentration of nickel 0.2 to 0.6%, copper 0.2 to 0.6% and molybdenum 0.1 to 0.3%.

Description

Vynález se týká odlitků z tvárné litiny izotermicky 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.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to ductile iron castings isothermally quenched in a heat treatment by heating to an austenitizing temperature, followed by continuous 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 0.2-0.6%, 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 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 96.a 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 96. and the rest iron.

Jako legující prvek je použit molybden o hmotnostní koncentraci 0,1 až 0,7 96. K dosažení dobré prokalitelnosti a vysokých mechanických vlastností těchto odlitků je známé jejieh 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.As an alloying element molybdenum is used with a mass concentration of 0.1 to 0.7 96. In order to achieve good hardenability and high mechanical properties of these castings, it is known to heat them by heating them to an austenitizing temperature of 850 to 900 ° C after which the castings within 5 seconds, they are transferred to a salt bath at a transformation temperature of 280 to 420 ° C, during which they remain for a known relationship.

V lázni dochází v odlitcích k neúplné přeměně austenitu, takže po ochlazení je struktura odlitků tvořena směsí, sestávající z bainitu, zbytkového austenitu, martenaitu 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, martenaite 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 jsou 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 má u známého postupu interval cca do 5 sekund.However, it appears that in order to achieve these favorable properties, the cost of the overall 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; 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, majících základní složení o hmotnostní koncentraci uhlík 3,0 až 3,7 96, 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 dále obsahují legury ve skladbě o hmotnostní koncentraci nikl 0,2 až 0,6 96, měň 0,2 až 0,6 % a molybden 0,1 až 0,7 96.According to the invention, these deficiencies are eliminated by ductile cast iron isothermally quenched during heat treatment by heating to an austenitization temperature, followed by intermittent cooling and final cooling, having a basic composition having a carbon mass concentration of 3.0 to 3.7 96, 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 further characterized in that they further comprise alloys in a composition having a nickel concentration by weight of from 0.2 to 0.6 96, a content of from 0.2 to 0.6% and a molybdenum of from 0.1 to 0.7 96.

Základní účinek vynálezu spočívá v tom, že dosáhnou vysoké mechanické vlastnosti odlitků a jejich dobré prokalitelnosti.The basic effect of the invention is to achieve high mechanical properties of castings and their good hardenability.

Odlitky podle vynálezu jsou dále blíže popsány na několika příkladech provedení·The castings according to the invention are described in more detail below with reference to several exemplary embodiments.

Příklad 1Example 1

Odlitky o síle stěny 30 mm, mající základní složení o hmotnostní koncentraci uhlík 3,48 96, křemík 2,76 %, mangan 0,45 %, fosfor 0,032 %, síra 0,016 96 . a hořčík 0,050 % a obsah legur měň 0,53 96, nikl 0,53 % a molybden 0,27 % a zbytek železo, se vloží do austenitizační pece, ve které jsou ohřívány při teplotě 900 °C po dobu 30 minut.Castings having a wall thickness of 30 mm having a basic composition with a mass concentration of 3.48% by weight, silicon 2.76%, manganese 0.45%, phosphorus 0.032%, sulfur 0.016 96. and a magnesium content of 0.050% and an alloying content of 0.53% 96, nickel 0.53% and molybdenum 0.27% and the remainder iron, are placed in an austenitizing 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 °C po dobu prodlevy 4 000 sekund, to je 66 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 4000 seconds, i.e. 66 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.

21754,21754,

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

Dosažená pevnost v tahu činí 1 100 MPa, tažnost 6 %, tvrdost HV 60 350. Provedené zkoušky ukázaly, že odlitky jsou prokaleny v celé tloušťce stěny.The achieved tensile strength is 1 100 MPa, the elongation 6%, the hardness HV 60 350. The tests carried out have shown that the castings are hardened throughout the wall thickness.

Příklad 2Example 2

Odlitky stejného hmotnostního složeni a tloušťky stěny, po stejném ohřevu na austenitizační 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 , 200 MPa, tažnost 9 %, tvrdost HV 60 390. Prokalenost odlitků byla v celé tloušťce stěny.Castings of the same composition 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, 200 MPa, elongation 9%, hardness HV 60 390. The hardening of castings was in the whole wall thickness.

Příklad 3Example 3

Odlitky stejného hmotnostního složení jako v přikladu 1 a 2, o tloušťce stěny 25 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 eca 17 minut; poté se z transformační pece vyjmou a dochladi na volné atmosféře.Castings of the same weight composition as in Examples 1 and 2, with a wall thickness of 25 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 a temperature of 400 ° C for 1000 seconds, that is, eca 17 minutes; then they are removed from the transformation furnace and cooled in a free atmosphere.

Dosažené výsledky jsou: pevnost v tahu 900 MPa, tažnost 4 %, tvrdost HV 60 290. Prokalenost odlitků byla v celé tloušťce stěny.The results are: tensile strength 900 MPa, elongation 4%, hardness HV 60 290. The hardening of castings was in the whole wall thickness.

Příklad 4Example 4

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

Dosažené výsledky jsou: pevnost v tahu 1 000 MPa, tažnost 8 %, tvrdost HV 60 320. Prokalenosti bylo dosaženo v celé tloušťce stěny odlitků.The achieved results are: tensile strength 1000 MPa, elongation 8%, hardness HV 60 320. The hardness was achieved in the whole wall thickness of the castings.

Příklad 5Example 5

Odlitky stejného hmotnostního složení jako v předchozích příkladech, o tloušťce stěny 38 mm po ohřevu v austenitizační peci na teplotu 900 °C po dobu 30 minut se co nejřychleji přemístí do prostředí pro částečný izotermický rozpad, např. vhodné 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 dochladi na volné atmosféře.Castings of the same weight composition as in the previous examples, with a wall thickness of 38 mm after heating in an austenitizing furnace to 900 ° C for 30 minutes, are transferred as quickly as possible to a partial isothermal decomposition environment, e.g. a temperature of 300 ° C for 2000 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 1 400 MPa, tažnost 2 %; tvrdost HV 60 460. Prokalenosti bylo dosaženo v celé tloušťce stěny odlitku.The results obtained are: tensile strength 1400 MPa, elongation 2%; hardness HV 60 460. The hardness was achieved over the entire 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 1 450 MPa, tažnost 3 %, tvrdost HV 60 480. Prokalenosti bylo dosaženo v celé tloušťce stěny odlitku.The results are: tensile strength 1,450 MPa, ductility 3%, hardness HV 60,480. Hardening was achieved over the entire wall thickness of the casting.

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

Claims

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 56, magnesium 0.04 to 0.08%, and the remainder iron, characterized by the longer they contain alloys in a composition with a weight concentration nickel 0.2-0.6%, currency 0.2-0.6% and molybdenum 0.1-0.3%.