CZ244794A3 - Determination of carbon equivalent in a structurally modified cast iron - Google Patents
Determination of carbon equivalent in a structurally modified cast iron Download PDFInfo
- Publication number
- CZ244794A3 CZ244794A3 CZ942447A CZ244794A CZ244794A3 CZ 244794 A3 CZ244794 A3 CZ 244794A3 CZ 942447 A CZ942447 A CZ 942447A CZ 244794 A CZ244794 A CZ 244794A CZ 244794 A3 CZ244794 A3 CZ 244794A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- melt
- iron
- cast iron
- temperature
- carbon
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 60
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 53
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 11
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 2
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 14
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 10
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 7
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZKSQHBGSFZJRBE-UHFFFAOYSA-N [Si].[C].[Fe] Chemical compound [Si].[C].[Fe] ZKSQHBGSFZJRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005347 FeSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001296 Malleable iron Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 229910001061 cast iron phase Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001073 sample cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D2/00—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/02—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering
- G01N25/04—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering of melting point; of freezing point; of softening point
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/202—Constituents thereof
- G01N33/2022—Non-metallic constituents
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/205—Metals in liquid state, e.g. molten metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
Stanovení uhlíkového ekvivaler
Oblast techniky to 3^ q.
Ξ u £ o C o <
C—ϊ.
.X cn cn cc to
Vynález se týká způsobu stanoveni utřiíkového—ekvivalentu v strukturně modifikované· litině, jako jsou např. tvárná litina a litina se zhutnělým grafitem.
Dosavadní stav techniky
Binární fázový diagram železa a uhlíku má pro slévárenský průmysl jenom malý význam, jelikož všechny suroviny . používané k výrobě litiny vždy obsahují legovací prvky např. křemík a mangan a nečistoty např. síru a fosfor, jež mohou změnit poměry mezi. fázemi. Některé z těchto'·· prvku mohou v různých poměrech nahradit uhlík a tím i ovlivnit fá2ový diagram. Teplota likvidu zjištěná při určitém složení taveniny nazývaná uhlíkový ekvivalent neboli C.E. může být vypočítána (s přihlédnutím k vlivům různých látek na fázový diagram) jako
C.E.
C + % Si/x + % P/y + přičemž se předpokládá, že x leží mezi 3 a 4 a y mezi 3 a 6, v USA se běžné tato rovnice zjednodušuje do tvaru
C.E. = % C + % Si/3 a tato rovnice budy.používána níže.
Tento zkrácený’ vzorec může být použit, nebot obsah fosforu v taveninách používaných v slévárenském průmyslu pro modifikované litiny je velmi nízký a tudíž nedůležitý. Zájem při výrobě litiny se zhutnělým grafitem a tvárné litiny spadá do oblasti uhlíkového ekvivalentu C.E. ležícího mezi 3 a 5. . ,
Většina zveřejněných fázových diagramů železo - uhlík - křemík se týká těch podmínek, za kterých sedá litina tuhne, tj. týká se nemodifikované litiny, v které krystaly grafitu rostou v protažené a větvené vločkové formě. V tomto systému eutektická reakce mezi gama (austenitem) železem a vločkami grafitu nastává při uhlíkovém ekvivalentu rovnajícím se přibližné 4,35% a při
9496 teplotě přibližně' 1155*. Litina s obsahem uhlíku nebo uhlíkovým ekvivalentem nižším než je 4,35¾ se běžné označuje jako hypoeutektická (podeutektická), kdežto materiály s obsahem uhlíku nebo uhlíkovým ekvivalentem vyšším než je 4,35% se označují jako hypereutektické (nadeutektické). Jak je výše uvedeno, tato definice má význam jenom u vločkovité šedé litiny.
Hodnotu uhlíkového ekvivalentu hypoeutektické litiny je možné stanovit pomocí teploty fázové změny. Na křivce chladnutí vzniká- .prodleva, když teplota vzorku přechází přes likvidus a začíná srážení gama fáze. Tato prodleva na křivce chladnuti vzniká tím, že kinetika růstu austenitové fáze je vysoká a tím, že totéž platí o krystalizačním teplu gama fáze.
Tyto faktory přispívají k tomu, že na křivce teplota - čas vzniká ostrý a dobře definovaný bod a prodleva v daném časovém rozmezí.
,· Tento princip se využívá ve slévárnách již dlouhou dobu. Např. dokument SE-B-350 124 uvádí zařízení .umožňující vznik takové křivky chladnutí roztaveného železa.
Pokusy využít tuto techniku pro stanovení uhlíkového ekvivalentu v hypereutektických'· slitinách nebyly vsak úspěšné. První tuhou fází, jež se sráží z této taveniny, je vločkový uhlík. Krystalky uhlíku netvoří však krystalizační zárodky ihned po překročení přes čáru likvidu a vzniklé latentní teplo je nevýznamné a je rozptýleno přes celý teplotní interval. V důsledku toho není možné vztáhnout změny na křivce tuhnutí k dobře definované teplotě fázového přechodu, což by umožnilo stanovit uhlíkový ekvivalent. Tento problém je řešen způsobem uvedeným v ΞΕ-Β-342 508. Tento dokument uvádí že, pokud tvorba grafitu je potlačena přídavkem určitých prvků do taveniny, tavenina je podchlazená, dokud se nedosáhne příslušné čáry v metastabilním systému gama železa a cementitu. První fází, jež se tvoří během tuhnutí vysoce hypereutektických tavenin, je cementit, jenž v důsledku své vysoké růstové kinetiky uvolní dost tepla k tomu, aby zastavilo pokles teploty v daném časovém intervalu .Nezdá se, že by se vynálezce z výše uvedeného patentu SE-B-342 508 zabýval tou skutečností, že dvě úplné jiné taveniny, jedna hypoeutektická s počátečním srážením gama fáze a druhá hypereutektické s počátečním srážením cementitu, dávají stejné výsledky. Vynálezci také zanedbali velmi důležitou oblast posunu
9496 gama likvidu mezi stabilním a metastabilním stavem.
Vynálezce z výše zmíněného patentu také tvrdí, že jisté prvky potlačí tvorbu grafitu a že telur, bor a cer se jeví jako nejúčinnější prvky a hořčík je také zmíněn v této souvislosti. Ačkoliv je toto tvrzení částečně pravdivé, miliony tun tvárné litiny se ročně vyrobí s omezeným přídavkem ceru (a dalších kovů vzácných zemin a hořčíku) s jenom malým rizikem tvorby cementitu.
Výzkum modifikované litiny (tj. litiny po přídavku kovů vzácných-zemin, anebo hořčíku)- ukázal, že tyto typy železa musí být popsány úplně jiným fázovým diagramem, kde gama likvidus, likvidus modifikovaných grafitových kuliček (nodulú), uhlíkový ekvivalent i teplota eutektické reakce jsou posunuty.
Podstata vynálezu
Předložený vynález se týká způsobu stanovení uhlíkového ekvivalentu (C.E.) v strukturně modifikovaných taveninách litiny a použití tohoto způsobu k úpravě složení strukturně modifikované taveniny litiny. Způsob spočívá v zavedení jednoho nebo více kousků železa o nízkém obsahu uhlíku do nádoby na vzorky. Kousek nebo kousky železa mají takovou velikost, že tyto kousky úplně neroztají, když je nádoba na vzorky naplněna taveninou, jež je nechána tuhnout. Když tavenina tuhne, je zaznamenávána její teplota. Při provádění tohoto způsobu, když teplota překročí likvidus gama fáze., získá se dobře definovaná absolutní teplota nebo rozdíl teplot vztažený k eutektické teplotě strukturně modifikované litiny velmi podobného typu. Uhlíkový ekvivalent se stanoví na základě fázového diagramu, který je použitelný pro takto strukturně modifikovanou litinu. Uhlíkový ekvivalent taveniny se upraví přídavkem uhlíku anebo křemíku nebo železa o nízkém obsahu uhlíku.
9496
Přehled obrázků ná výkrese
Vynález bude podrobněji popsán s odkazem na přiložené obrázky, přičemž
Obr.l znázorňuje oblast kolem eutektické reakce ve fázovém diagramu modifikované litiny; a
Obr.2 ukazuje křivky tuhnutí podle dříve známých způsobů a také podle předloženého vynálezu.
Příklady provedeni vynálezu
Obr.l znázorňuje změnu' normálního fázového diagramu železo - uhlík - křemík oproti fázovému diagramu tvárné litiny s úrovní nukleace 100 ± 50 kuliček mm-2 u zkušební tyče o průměru 2,5 cm. Bylo zjištěno, že eutektická směs má uhlíkový ekvivalent přibližně 4,7 a že teplota eutektickéhu tuhnutí činí .přibližné 1140-0. V tomto bodě gama železo a grafitové kuličky (noduly) se vysrážují podle pákového pravidla. Při nižších hodnotách uhlíkového ekvivalentu- vzniká gama fáze v podstatě v dendritických formách, zatímco při hodnotách uhlíkového ekvivalentu nad 4,7 z táveniny se sráží hlavně grafitové kuličky a tyto kuličky mají tendenci stoupat k horní části táveniny (flotace).
Volí se úroveň očkování 100 í 50 kuliček mm-2, neboř ve většině případů tato úroveň představuje skutečný stav táveniny tvárné litiny po základní modifikaci (tj. po přidání takových látek, jako jsou FeSiMg a FeSi a případně dané množství kovů vzácných zemin).
Když se v tavenině dosáhne této úrovně, lze s velkou mírou přesnosti stanovit množství'očkovacího činidla nutného k dosažení požadovaného množství kuliček (množství kuliček na jednotku povrchu). Zbytkový obsah hořčíku v tomto typu litiny musí být vyšší než 0,020 % hmotn.
V slévárenském průmyslu je vysoce žádoucí vyrábět odlitky, jejichž složení leží právě pod dynamicky posunutým eutektickým bodem. V této oblasti např. -při uhlíkovém ekvivalentu mezi 4,55 a 4,65 tuhnutí počíná srážením jemné dendritické sítě v celém objemu odlitého výrobku. Tato sít zaručuje odlitému výrobku určitý stupeň stability a zabraňuje grafitovým kuličkám, jež jsou
9496 vytvořeny v pozdější fázi procesu, plavat ;směrem vzhůru v tavenině. Tato jemná dendritická sít neomezuje podstatné mezidendritický tok taveniny, čímž se snižuje riziko tvorby porozit a riziko smršťování.
Velkou cenu pro slévárenský průmysl by měl spolehlivý způsob kontroly v úzkých mezích skutečného uhlíkového ekvivalentu během procesu. Žádný z dříve známých způsobů neposkytne požadované výsledky, bud kvůli přesnosti nebo protože nemůže být použit u strukturně modifikované litiny kvůli nežádoucímu vzniku karbidu, ’ jenž zamaskuje podstatné informace.
Podle předloženého vynálezu bylo zjištěno, že vzorek odebraný na termální analýzu a pro získání informací týkajících se krystalizačních vlastností strukturně modifikovaných tavenin, jak je_.podjroJoněj.ij popsáno, v . dřívějším dokumentu US-A-4 667 725.,...,.:. může být také použit k stanovení uhlíkového ekvivalentu litiny se zhutnělým grafitem a tvárné'litiny v taveninách, jež mají hodnotu uhlíkového ekvivalentu u skutečného eutektického bodu, tj. ve výše uvedeném případě 4,7% po provedení určitých opatření.
Způsob podle patentové specifikace (Patent Specification) US-A-4 667 725 je založen na obebrání vzorku z taveniny litiny do nádoby, jež byla předehřátá nebo vyhřátá ponořením do zmíněné taveniny a jež je vybavena dvěma čidly teploty, jako jsou např. termoelektrické články, přičemž jedno čidlo je umístěno v blízkosti vnitřní stěny nádoby a druhé je umístěno uprostřed nádoby přibližně ve stejných, vzdálenostech od jejich vnějších stěn.
Když se použije nádobka na vzorky tohoto typu, je běžně možné pozorovat růst gama dendritú jako více či méně jasně daný pokles rychlosti tuhnutí ve středu vzorku. Tento způsob se podobá známým způsobům stanovení uhlíkového ekvivalentu v příslušných typech materiálů. Bylo však zjištěno, že ty způsoby, jež jsou např. uvedeny v. SE-B-342 508, neřeší problém·,' na kterém je předložený vynález založen.
Tohoto mechanismu se dosáhne přivedením jednoho nebo více kusů čistého železa do kontaktu s taveninou v nádobce na vzorky. Použitý kousek nebo kousky Železa musí obsahovat tak málo železa, aby podstatně neovlivnily průměrné složení vzorku jako celku, ale na druhou stranu dostatečné množství železa, aby se úplně kousky neroztavily a nepromíchaly v objemu vzorku po naplnění nádoby na
9496 vzorky a během následujícího chlazení vzorku. Toto prakticky znamená, že ve vzorku bude přítomno malé množství relativné čistého železa. Během chladnutí tyto malé hmoty železa krystalizují při teplotě, jež je mnohem vyšší než teplota likvidu gama fáze, vypočteno na průměrné složení vzorku. V důsledku toho, existují již malé krystaly gama fáze, když teplota přechází přes likvidus gama fáze v použitém systému představujícím složení největší části vzorku.
Je nutné, aby ochlazování vnitřku vzorku bylo vzhledem k ochlazování stěn nádoby opožděno a aby vzorky byly umístěny dovnitř do objemu taveniny, aby nedošlo k přechodným povrchovým reakcím, jež normálně probíhají u stěn a zasahují 2 až 3 mm do objemu.
Alternativně, přenos tepla nádobou na vzorky může být snížen termální izolací omezené části stěny, která může být vyrobena z nízkouhlíkové oceli, nebo kus železa může být připojen přímo k izolovanému bodu stěny.
V . tomto časovém okamžiku se okamžitě mohou vyvíjet gama dendrity v celém objemu vzorku. Začátek tohoto prvního vyvíjení gama dendritů se projeví jasným ohybem na křivce tuhnutí zjištěné uprostřed objemu vzorku.'Tato teplota, jež se nejzřetelněji jeví jako derivace křivky teplota - čas, může být označena- jako gama funkce. Tato teplota může být vztažena jako absolutní teplota (ve ’C) ke skutečné teplotě -likvidu nebo může být kalibrována prostřednictvím chemické analýzy řady vzorků.
Je však ještě důležitější vztáhnout začátek růstu gama fáze k teplotě ustáleného stavu během eutektické reakce, jež ihned následuje po vývinu dendritů během procesu tuhnutí. Obr.2 znázorňuje vynález a zobrazuje křivky tuhnutí získané pomocí centrálně umístěných čidel v případě (a) dendritů bez použití iniciačního.činidla, znázorňující růst gama jímž je čisté železo.
Z obr.2 vyplývá, že růst dendritů začíná někde ve šrafované oblasti obrázku při teplotě přibližně Tgaina. Při použití iniciačního činidla Tga;ma může být udáno jako určitá teplota. Výhodněji, může být použit rozdíl mezi Tgama a Tc max., na obr. tento rozdíl je uveden jako delta T. Toto umožní přímo získat vztah mezí teplotou a časem od začátku růstu dendritů do eutektické reakce. Získá se tím lepši pohled na proces tuhnutí při odlévaáni strukturně modifikované litiny a tento způsob také
9496 s velkou přesností umožní stanovení uhlíkového ekvivalentu.
Proto po získání hodnot z tuhnoucího vzorku a s pomocí skutečných hodnot Tgama nebo delta T po stanoveni Tcmax. je možné zjistit skutečnou teplotu Tgama a tím též uhlíkový ekvivalent taveniny na základě diagramu železo - uhlík - křemík s posunutými hodnotami v závislosti na přidaných přísadách k dané tavenině. Obr.l znázorňuje diagram (b) týkající se tvárné litiny mající 100 ± 50 kuliček mm-^ ve zkušební tyči o průměru 2,5 cm. Takto, jestliže teplota Tgama je Í150*C nebo delta T je 10 K, lze vypočítat s pomocí obr.l, že uhlíkový ekvivalent činí v tomto případě 4,52%.
Konečná úprava očkovacích vlastností se provede dalším přídavkem ferrosilikonu (Fe + 75% Si). Tento přídavek křemíku se však projeví zvýšením výsledného uhlíkového ekvivalentu v odlitém materiálu, což musí být vzato v úvahu při výpočtu uhlíkového ekvivalentu.
Na příklad, jestliže po stanovení uhlíkového ekvivalentu se přidá 0,16% Fe-75% Si, uhlíkový ekvivalent se zvýší o +0,04%, jak je jasně patrné z následujících rovnic:
75% x 0,16 0,12% Si -- = 0,12% Si, což dává -- = 0,04% C.E.
100 3
Předložený vynález proto představuje podstatné zlepšení postupu popsaného v US-A-4 667 725. Tento patent uvádí podobný postup odebírání vzorků a postupy regulování pro krystalizaci 'typických vlastností tavenin litiny, jako je např. stupeň modifikace a počet krystalizačních zárodků. Dříve nebylo možné za procesu získat reprodukovatelným způsobem hodnotu uhlíkového ekvivalentu a bylo ještě méně možné měřit uhlíkový ekvivalent způsobem dovolujícím .získat současnou nebo převládající hodnotu v krátkém časovém úseku, což umožňuje upravit uhlíkový ekvivalent před odlitím taveniny.
Claims (2)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. ·Způsob stanovení uhlíkového ekvivalentu strukturně modifikovaných tavenín litiny, přičemž je odebrán vzorek taveniny do nádoby na vzorky,. jež je v tepelné rovnováze s taveninou a zmíněná nádoba na vzorky má centrálně umístěné čidlo teploty a v této zmíněné nádobě na vzorky tavenina je nechána,, tuhnout za zaznamenávání .teploty ..v závislosti na čase, vyznačující se tím , že nádoba na vzorky obsahuje jeden nebo více kousků železa o nízkém obsahu uhlíku v kontaktu s taveninou litiny; že kousek nebo kousky železa mají takovou velikost, že zmíněný kousek nebo kousky úplně neroztají během procesu tuhnutí a ani do větší míry neovlivní průměrné složení taveniny; že / chladnutí’ u kousků železa je zpožděno vzhledem k chladnutí u stěny nádoby · na......vzorky; že' teplota přechodu likvidu gama’ fáze je zaznamenána jako absolutní teplota nebo jako rozdíl teplot vzhledem k měřeným a kalibrovaným hodnotám eutektické . teploty s · 2 strukturálně modifikované litiny velmi podobného typu; a že uhlíkový ekvivalent je stanoven na základě fázového diagramu použitelného pro strukturně modifikovanou litinu.·»
- 2. Použití způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím ,-že je stanoven uhlíkový ekvivalent taveniny a když je nutné, uhlíkový 'ekvivalent se upraví přidáním uhlíku anebo křemíku anebo železa o nízkém obsahu uhlíku do taveniny.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9201141A SE470091B (sv) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | Förfarande för bestämning av kolekvivalenten hos strukturmodifierade gjutjärnssmältor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ244794A3 true CZ244794A3 (en) | 1995-05-17 |
Family
ID=20385916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ942447A CZ244794A3 (en) | 1992-04-09 | 1993-04-06 | Determination of carbon equivalent in a structurally modified cast iron |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5577545A (cs) |
| EP (1) | EP0633817B1 (cs) |
| JP (1) | JP2584590B2 (cs) |
| KR (1) | KR100263511B1 (cs) |
| CN (1) | CN1033664C (cs) |
| AT (1) | ATE154267T1 (cs) |
| AU (1) | AU666371B2 (cs) |
| BR (1) | BR9306195A (cs) |
| CA (1) | CA2133333A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ244794A3 (cs) |
| DE (1) | DE69311542T2 (cs) |
| ES (1) | ES2105250T3 (cs) |
| FI (1) | FI944723A0 (cs) |
| HU (1) | HUT69220A (cs) |
| RU (1) | RU94045912A (cs) |
| SE (1) | SE470091B (cs) |
| TW (1) | TW247939B (cs) |
| WO (1) | WO1993020965A1 (cs) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE502227C2 (sv) * | 1993-12-30 | 1995-09-18 | Sintercast Ab | Förfarande för kontinuerligt tillhandahållande av förbehandlat smält järn för gjutning av föremål av kompaktgrafitjärn |
| FR2731797B1 (fr) * | 1995-03-17 | 1997-04-11 | Renault | Procede et dispositif de determination de la structure de precipitation du graphite contenu dans une fonte avant sa coulee |
| SE9704208L (sv) * | 1997-11-17 | 1999-05-18 | Sintercast Ab | Nytt förfarande |
| KR100749027B1 (ko) | 2006-06-23 | 2007-08-13 | 주식회사 포스코 | 용융 몰드플럭스를 이용한 연속 주조 장치 및 방법 |
| KR100749026B1 (ko) | 2006-06-23 | 2007-08-13 | 주식회사 포스코 | 용융 몰드플럭스를 이용한 연속 주조 장치 |
| CN103388100A (zh) * | 2013-07-17 | 2013-11-13 | 天润曲轴股份有限公司 | 一种原铁水碳当量的控制方法及应用 |
| EP3339848B1 (en) * | 2016-12-23 | 2020-12-02 | Fundación Azterlan | Method to determine the carbon equivalent content of a cast iron alloy having a hypereutectic composition and equipment to carry it out |
| CN110253005B (zh) * | 2019-06-06 | 2021-07-30 | 漳州海力机械制造有限公司 | 一种控制铁液共晶度优化铸件缩孔的制备方法及系统 |
| CN113088802B (zh) * | 2021-04-02 | 2022-04-15 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 一种低缩孔倾向的蠕墨铸铁生产方法及蠕墨铸铁 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1038484A (en) * | 1962-11-20 | 1966-08-10 | Leeds & Northrup Co | An expendable thermal phase change detector device |
| SE444817B (sv) * | 1984-09-12 | 1986-05-12 | Sintercast Ab | Forfarande for framstellning av gjutgods av gjutjern |
| SE446775B (sv) * | 1985-02-05 | 1986-10-06 | Stig Lennart Baeckerud | Anordning for termisk analys och modifiering av metallsmeltor |
| SE466059B (sv) * | 1990-02-26 | 1991-12-09 | Sintercast Ltd | Foerfarande foer kontroll och justering av primaer kaernbildningsfoermaaga hos jaernsmaeltor |
| SE469712B (sv) * | 1990-10-15 | 1993-08-30 | Sintercast Ltd | Foerfarande foer framstaellning av gjutjaern med kompakt grafit |
| US5305815A (en) * | 1992-10-30 | 1994-04-26 | Queen's University | Method and apparatus for predicting microstructure of cast iron |
-
1992
- 1992-04-09 SE SE9201141A patent/SE470091B/sv not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-04-06 WO PCT/SE1993/000296 patent/WO1993020965A1/en not_active Application Discontinuation
- 1993-04-06 DE DE69311542T patent/DE69311542T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-06 HU HU9402855A patent/HUT69220A/hu unknown
- 1993-04-06 US US08/307,708 patent/US5577545A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-06 AT AT93909110T patent/ATE154267T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-04-06 ES ES93909110T patent/ES2105250T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-06 CA CA002133333A patent/CA2133333A1/en not_active Abandoned
- 1993-04-06 RU RU94045912/02A patent/RU94045912A/ru unknown
- 1993-04-06 KR KR1019940703594A patent/KR100263511B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-06 AU AU39644/93A patent/AU666371B2/en not_active Ceased
- 1993-04-06 BR BR9306195A patent/BR9306195A/pt not_active Application Discontinuation
- 1993-04-06 EP EP93909110A patent/EP0633817B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-06 CZ CZ942447A patent/CZ244794A3/cs unknown
- 1993-04-06 JP JP5518226A patent/JP2584590B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-08 CN CN93105222A patent/CN1033664C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-07 TW TW082102600A patent/TW247939B/zh active
-
1994
- 1994-10-07 FI FI944723A patent/FI944723A0/fi unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI944723A7 (fi) | 1994-10-07 |
| WO1993020965A1 (en) | 1993-10-28 |
| CN1033664C (zh) | 1996-12-25 |
| CA2133333A1 (en) | 1993-10-28 |
| AU3964493A (en) | 1993-11-18 |
| CN1083592A (zh) | 1994-03-09 |
| JP2584590B2 (ja) | 1997-02-26 |
| ES2105250T3 (es) | 1997-10-16 |
| US5577545A (en) | 1996-11-26 |
| FI944723A0 (fi) | 1994-10-07 |
| SE9201141D0 (sv) | 1992-04-09 |
| EP0633817B1 (en) | 1997-06-11 |
| EP0633817A1 (en) | 1995-01-18 |
| HUT69220A (en) | 1995-08-28 |
| SE9201141L (sv) | 1993-10-10 |
| KR950700797A (ko) | 1995-02-20 |
| KR100263511B1 (ko) | 2000-09-01 |
| ATE154267T1 (de) | 1997-06-15 |
| JPH07502819A (ja) | 1995-03-23 |
| HU9402855D0 (en) | 1994-12-28 |
| DE69311542T2 (de) | 1997-10-02 |
| TW247939B (cs) | 1995-05-21 |
| SE470091B (sv) | 1993-11-08 |
| RU94045912A (ru) | 1996-12-10 |
| AU666371B2 (en) | 1996-02-08 |
| BR9306195A (pt) | 1998-06-23 |
| DE69311542D1 (de) | 1997-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| McDonald et al. | Eutectic grains in unmodified and strontium-modified hypoeutectic aluminum-silicon alloys | |
| US5337799A (en) | Method for the production of compacted graphite cast iron | |
| JP2510947B2 (ja) | 鋳鉄の溶湯中における球状化剤またはｃｖ化剤の有無および片状黒鉛鋳鉄のチル化傾向を判別する方法とそれに使用する試料採取容器 | |
| Riposan et al. | Modification and inoculation of cast iron | |
| US4385030A (en) | Magnesium ferrosilicon alloy and use thereof in manufacture of modular cast iron | |
| KR100205248B1 (ko) | 철용융물의 일차 핵생성을 제어하고 조정하는 방법 | |
| CZ244794A3 (en) | Determination of carbon equivalent in a structurally modified cast iron | |
| US4545817A (en) | Alloy useful for producing ductile and compacted graphite cast irons | |
| US4472197A (en) | Alloy and process for producing ductile and compacted graphite cast irons | |
| Hernando et al. | Evolution of primary austenite during coarsening and impact on eutectic microstructure in Fe–C–Si alloys | |
| Stefanescu et al. | Solidification behavior of hypoeutectic and eutectic compacted graphite cast irons, chilling tendency and eutectic cells | |
| NO860360L (no) | Magnesium-titan-ferrosilisium legeringer for fremstilling av kompaktert grafittjern i en form og en stoepeprosess som bruker slike legeringer. | |
| Croft et al. | Origins of dendritic AIN precipitates in aluminium-killed-steel castings | |
| JP4541545B2 (ja) | 擬球状黒鉛鉄（ｃｇｉ）を製造する方法 | |
| Seidu et al. | Thermal analysis of inoculated ductile irons | |
| Arab | Competitive nucleation in grey cast irons | |
| Riposan et al. | Role of residual aluminium in ductile iron solidification | |
| JPS6041683B2 (ja) | 鋳鉄用添加剤 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |