DE1102196B - Process for the production of copper-containing malleable cast iron with high toughness - Google Patents
Process for the production of copper-containing malleable cast iron with high toughnessInfo
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- DE1102196B DE1102196B DER10972A DER0010972A DE1102196B DE 1102196 B DE1102196 B DE 1102196B DE R10972 A DER10972 A DE R10972A DE R0010972 A DER0010972 A DE R0010972A DE 1102196 B DE1102196 B DE 1102196B
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Description
Verfahren zur Erzeugung von kupferhaltigem Temperguß hoher Zähigkeit Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von kupferhaltigem Temperguß mit hoher Zähigkeit.Process for the production of copper-containing malleable cast iron with high toughness The present invention relates to a method for producing copper-containing Malleable cast iron with high toughness.
Abhängig von der Art der Gießform (Grünsand, Kernsand, Metall) bzw. von den Abmessungen der herzustellenden Gußstücke, ihrer Masse und ihrer Dichte versucht man, dem Guß eine weiße oder eine graue Struktur zu verleihen. Hierfür verwendet man Zusätze von Si, Mn und gegebenenfalls an Mo oder Cr. Die drei letztgenannten Metalle begünstigen die Bildung einer weißen Struktur. Normalerweise wird 1-1n verwendet, also der Mangangehalt erhöht, und gegebenenfalls werden Mo und Cr eingeführt. Andererseits wird, um die Bildung der weißen Struktur zu begünstigen, auch der Si-Gehalt herabgesetzt. Bei Grauguß scheidet sich beim Erstarren der Schmelze der Graphit in Form von Lamellen mit scharfen Rändern aus, worauf die schlechten mechanischen Eigenschaften des Graugusses zurückzuführen sind. Sollen die Gußstücke eine gewisse Deformierbarkeit besitzen, versucht man eine weiße Struktur zu erhalten, wobei der gesamte Kohlenstoff in Form von Eisencarbid vorliegt. Durch eine Glühbehandlung scheidet man den Kohlenstoff in Form von Graphit aus, wobei dann der Graphit in Knötchenform vorliegt.Depending on the type of casting mold (green sand, core sand, metal) or on the dimensions of the castings to be produced, their mass and their density one tries to give the casting a white or a gray structure. Therefor additions of Si, Mn and optionally Mo or Cr are used. The last three Metals favor the formation of a white structure. Usually 1-1n is used, that is, the manganese content is increased, and Mo and Cr are introduced if necessary. on the other hand the Si content is also reduced in order to promote the formation of the white structure. In the case of gray cast iron, the graphite separates in the form of lamellae when the melt solidifies with sharp edges, indicating the poor mechanical properties of gray cast iron are due. If the castings should have a certain deformability, trying to get a white structure with all of the carbon in shape of iron carbide is present. The carbon is separated by an annealing treatment in the form of graphite, the graphite then being present in the form of nodules.
Es ist bekannt, daß Kupfer und Nickel die Ausscheidung elementaren Kohlenstoffs bei Gußeisen, und zwar sowohl im Verlauf der Erstarrung von Grauguß als auch im Verlauf des Glühens von weißem Gußeisen, bei der Temperung erleichtern. Bei hochwertigem Grauguß ist es allgemein üblich, bis zu 5 % Nickel zuzusetzen., das eine größere Wirkung zeigt als Kupfer. Dagegen ist es bisher nicht üblich, dem weißen Gußeisen, das auf Temperguß verarbeitet wird, Kupfer oder Nickel zuzusetzen, da die Wirkung dieser Elemente nicht ausreicht, um die damit verbundene Erhöhung des Preises zu rechtfertigen.It is known that copper and nickel are elementary in excretion Carbon in cast iron, both in the course of the solidification of gray cast iron as well as in the course of the annealing of white cast iron, during tempering. In the case of high-quality gray cast iron, it is common practice to add up to 5% nickel., which is more effective than copper. On the other hand, it is not yet common to use the white cast iron, which is processed on malleable cast iron, to add copper or nickel, because the effect of these elements is insufficient to increase the associated increase justify the price.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das die Herstellung von kupferhaltigem Temperguß mit bedeutend besseren mechanischen Eigenschaften erlaubt, besteht darin, daß zunächst ein Rohguß mit weißem Bruch hergestellt wird unter Verwendung einer Schmelze, die neben Kupfer einen den graphitbildenden Einfluß von Kupfer ausgleichenden Gehalt an Mangan und/ oder Silicium aufweist, und daß das erhaltene Gußstück folgenden Maßnahmen unterworfen wird.The inventive method, the production of copper-containing Malleable cast iron with significantly better mechanical properties is allowed, consists in that a raw casting with white fracture is first produced using a Melt which, in addition to copper, compensates for the graphite-forming influence of copper Has content of manganese and / or silicon, and that the casting obtained the following Is subjected to measures.
(a) Die Gußstücke werden durch Erhitzen auf eine Temperatur wenig oberhalb der Temperatur der eutektoiden Umwandlung einem Lösungsglühen und dann von dieser Temperatur aus einer Abschreckung unterworfen, die entweder durch kurzfristiges Eintauchen in ein Bad mit wenig oberhalb Ar' liegender Temperatur und anschließendes weiteres Abkühlen mit sich hierbei vollziehender Umwandlung als Warmbadhärtung oder als Warmbadbehandlung mit vollständiger Umwandlung in der Zwischenstufe oder als Härtung bei der Bildungstemperatur von Keimen elementaren Kohlenstoffs durchgeführt wird, wobei im letzteren Fall eine Zwischenabkühlung auch vor Eintreten in die nächstfolgende Behandlungsstufe (b) entfällt; (b) dann werden die Gußstücke auf eine solche genau einzuhaltende Temperatur, durch welche die Bildung von Keimen elementaren Kohlenstoffs sichergestellt ist und die im allgemeinen zwischen 400 und 500° C, vorzugsweise bei 450° C, liegt, angelassen, wobei die Anlaßdauer zwischen 24 und 100 Stunden. insbesondere 36 bis 48 Stunden, beträgt, und (c) abschließend einer Graphitisierungsglühung oberhalb der Temperatur der eutektoiden Umwandlung bis zur vollständigen Zersetzung des primären Zementits unterworfen, z. B. 10 bis 14 Stunden zwischen 875 und 890° C oder für kürzere Dauer bei noch höheren Temperaturen, wie 3 Stunden bei 900° C, und umgekehrt, wobei die sich dieser Glühung anschließende Abkühlung häufig an ruhender Luft vorgenommen wird.(a) The castings become little by heating at a temperature above the temperature of the eutectoid transformation a solution heat treatment and then subjected to a deterrent from this temperature, either by short-term Immersion in a bath with a temperature a little above Ar 'and then further cooling with conversion taking place here as hot bath hardening or as a hot bath treatment with complete conversion in the intermediate stage or as Hardening is carried out at the temperature at which the nuclei of elemental carbon are formed is, in the latter case an intermediate cooling before entering the next one Treatment stage (b) is not applicable; (b) then the castings will be accurate to such an extent temperature to be maintained, through which the formation of nuclei of elemental carbon is ensured and which is generally between 400 and 500 ° C, preferably at 450 ° C, tempered, the tempering time between 24 and 100 hours. in particular 36 to 48 hours, and (c) finally a graphitization annealing above the temperature of the eutectoid transformation until complete decomposition of the primary cementite, e.g. B. 10 to 14 hours between 875 and 890 ° C or for a shorter duration at even higher temperatures, such as 3 hours at 900 ° C, and vice versa, whereby the cooling that follows this annealing is often quiescent Air is made.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit die graphitbildende Wirkung von Kupfer durch die Erhöhung des Gehalts an Mn und/oder auch die Verringerung des Gehaltes an Si ausgeglichen, so daß eine weiße Struktur ohne störende Wirkung hinsichtlich der Graphitisierung erzielt wird. Vorzugsweise enthält die Schmelze neben Kupfer und gegebenenfalls Mangan auch einen Zusatz von Molybdän und/oder Chrom. Obwohl die Eigenschaften der Zusätze eig8ntlich einander entgegenwirken, hat sich gezeigt, 'däß in überraschender Weise die Maßnahmen, die bezüglich der Zusammensetzung ergriffen wurden, um die Graphitisierung beim Gießen zu verhindern, die Graphitisierung bei der späteren Wärmebehandlung nicht hemmen, Voraussetzung ist allerdings die Verwendung von Kupfer und die -besondere Behandlung des Gußstückes.The method according to the invention thus results in the graphite-forming Effect of copper by increasing and / or reducing the Mn content the content of Si balanced, so that a white structure without disruptive effect with regard to the graphitization is achieved. Preferably contains the melt, in addition to copper and possibly manganese, also contains an addition of molybdenum and / or chrome. Although the properties of the additives actually work against each other, It has been shown that, in a surprising way, the measures taken with regard to the Composition were taken to prevent graphitization during casting, do not inhibit graphitization during the subsequent heat treatment, a prerequisite is, however, the use of copper and the special treatment of the casting.
Um diese so zur Geltung kommende neuartige Wirkung des Kupfers ins
rechte Licht zu setzen, wird nachstehend durch Beispiele gezeigt werden, daß die
Wirkung des Kupfers größer ist als die einer gleichen Menge Nickel. Wenn man annimmt,
daß Nickel etwa fünfmal so teuer ist wie Kupfer, dann ist die Wirkung bei gleichem
Preis des Zusatzes von einer noch viel höheren Größenordung, was für die Technik
von ganz erheblicher Bedeutung ist.
Zieht man jetzt einen Vergleich mit den von Nickel und Kupfer freien
Gußstücken, die unter den gleichen Bedingungen wie oben gegossen wurden, und führt
Es wurden vier Stähle gegossen, dann im Verlauf von 30 Minuten bei
810° C austenisiert (lösungsgeglüht), in Öl gehärtet, auf die Dauer von 48 Stunden
bei T° C erhitzt, in ruhender Luft gekühlt, auf die Dauer von 150 Stunden wieder
bei 700° C erhitzt und schließlich in ruhender Luft abgekühlt. Die durchschnittliche
Anzahl N der je Quadratmillimeter Querschnitt gebildeten Graphitkügelchen ist unten
neben der chemischen Zusammensetzung und für zwei Werte von T angegeben. Bei dem
optimalen Wert von T = 450° C bringt das Nickel gegenüber den gegossenen Stählen
sonst gleicher Zusammensetzung keine Verbesserung hervor, während im Gegensatz dazu
das Kupfer die Anzahl der Graphitkeime je Querschnittseinheit um 5000 erhöht. Abkühlen
in ruhender Luft, Erhitzen auf die Dauer von 10 Stunden bei 885° C und Abkühlen
in ruhender Luft. In allen Fällen ist die Ausscheidung des elementaren Kohlenstoffs
aus dem primären Zementit vollständig. Die chemische Zusammensetzung und die durchschnittliche
Anzahl N der Graphitkörnchen (feine Knötchen oder überfeine Kügelchen, je nach den
Umständen) je Quadratmillimeter sind in der nachstehenden Tabelle angegeben. man
die gleiche Vorhärtung und die gleiche Keimbehandlung wie oben durch, während die
Zeitdauer der Graphitbildung auf 14 Stunden bei 895° C festgesetzt wird, dann wird
durch das leichte Zusammenfließen der Graphitknötchen deren Anzahl etwas vermindert.
Die Anzahl der Knötchen N je Querschnittseinheit und die prozentuale Menge des dabei
festgestellten Restzementits Fe. C sind in der nachstehenden Tabelle angegeben:
Die
Erhöhung der Anzahl der Graphitknötchen bzw. -kügelchen, bezogen auf die gleiche
Menge des Zusatzes, ist bei Kupfer um 12,3mal höher als bei Nikkel. Wenn man annimmt,
daß das Nickel 5mal so teuer ist wie das Kupfer, dann ist die Wirkung des Kupfers
bei gleichem Preise des Zusatzes 60mal größer.
Bekanntlich muß bei schmiedbarem Guß (Temperguß) ohne besonderen Zusatz
die vor der Graphitisierungsbehandlung gegebenenfalls durchzuführende Vorhärtung
notwendigerweise martensitisch sein; dieses Verfahren wurde bei den vorerwähnten
Beispielen durchgeführt. Man hat nun aber diese andere bemerkenswerte Eigenschaft
des Kupfers entdeckt, nämlich, daß es gestattet, durch Warmbadvorhärtung eine große
Anzahl feiner Knötchen zu erzielen. Die Untersuchung der isothermischen Umwandlungen
hat erlaubt, genau festzulegen, daß die untersuchten Gußeisensorten, welche bei
810° C im Verlauf von 30 Minuten lösungsgeglüht (austenisiert), dann im Salzbad
3 Stunden lang bei 400° C gehärtet wurden, eine völlige Wartnbadumwandlung erfahren.
Nach der unter diesen Verhältnissen im Warmbad bewirkten Vorhärtung erfolgt die
Bildung der Keime elementaren Kohlenstoffs durch 48stündigesGlühen bei 450° C und
die Bildung des elementaren Kohlenstoffs durch Erhitzen bei 895° C auf die Dauer
von 14 Stunden,
Man glaubt, sich diese Wirkung des Kupfers dadurch erklären zu können, daß es in der Nähe des Dreistoffeutektikums ist, so daß es in ganzem Um-Zieht man denselben Vergleich bei etwas verschiedenartiger Behandlung - gleiche Vorhärtung. Keimung von 48 Stunden Dauer bei einer Temperatur von 500° C, Graphitisierung auf die Dauer von 10 Stunden bei 885°C -, dann erhält man die folgenden Resultate: woran sich ein Abkühlen in ruhender Luft anschließt. Zwischen diesen Behandlungsphasen kehrt man wieder zu der Temperatur der umgebenden Luft zurück, aber es versteht sich von selbst, daß der Übergang von 400 auf 450° C und dann auf 895° C auch ohne Zwischenkühlung bei gleichem Ergebnis erfolgen könnte. Überdies hat man diese bemerkenswerte Eigenschaft des Kupfers hervorkehren wollen, indem man die Vorhärtung bei der gleichen Temperatur wie bei der Bildung von Keimen elementaren Kohlenstoffs vornahm. Zu diesem Zweck wurden die Gußstücke bei 810° C 30 Minuten lang austenisiert, bei 450° C gehärtet und 48 Stunden auf dieser Temperatur gehalten, dann auf 895° C gebracht und auf dieser Temperatur 14 Stunden lang gehalten, schließlich in ruhender Luft abgekühlt.It is believed that this effect of copper can be explained by that it is in the vicinity of the ternary eutectic, so that one pulls it all over same comparison with slightly different treatment - same pre-hardening. Germination of 48 hours at a temperature of 500 ° C, graphitization on the duration of 10 hours at 885 ° C - then the following results are obtained: what this is followed by cooling in still air. Between these treatment phases one returns to the temperature of the surrounding air, but it understands by itself that the transition from 400 to 450 ° C and then to 895 ° C even without Intermediate cooling could take place with the same result. Moreover, one has this remarkable one Want to emphasize the property of copper by making the pre-hardening at the same Temperature as in the formation of nuclei of elemental carbon. To this For this purpose, the castings were austenized at 810 ° C for 30 minutes and hardened at 450 ° C and kept at this temperature for 48 hours, then brought to 895 ° C and on Maintained this temperature for 14 hours, finally cooled in still air.
Die nachstehende Tabelle gibt für diese beiden Behandlungsverfahren und für die Gußsorten bereits erwähnter Zusammensetzung (stets in Stäben von 15 - 30 mm in Sand gegossen und von vollkommen weißer Gußstruktur) die Ergebnisse, bezogen auf die prozentuale Menge des eventuell verbleibenden primären Restzementits (-Fe" C-), und die Anzahl X der Graphitknötchen oder -kügelchen je Ouadratmillimeter Ouerschnitt an. fange an der Vorhärtung teilnimmt und im Ferrit in Übersättigung bleibt. Bei der Keimungsbehandlung bei 450° C findet vor der Ausscheidung eine Diffusion des Kupfers an bevorzugte Stellen im Eisen statt. Daraus ergeben sich örtliche, sehr erhebliche Zunahmen der Kupferkonzentration, so daß in diesen Zonen eine vermehrte Instabilität des Zementits einsetzt, welcher sich unter Bildung sehr feinen und sehr fein verteilten elementaren Kohlenstoffs zersetzt, der sich aber wegen seiner Stabilität bei dem darauffolgenden Arbeitsgang bei hoher Temperatur auf Kosten des primären Zementits entwickelt. Dagegen zeigt Nickel wegen seiner erhöhten Löslichkeit im Ferrit überall die durchschnittliche Zusammensetzung, und seine Wirkung bleibt gering.The following table gives the results for these two treatment methods and for the types of casting of the composition already mentioned (always cast in bars of 15 - 30 mm in sand and with a completely white cast structure), based on the percentage of any remaining primary cementite (-Fe " C-), and the number X of graphite nodules or spheres per square millimeter cross-section. Begins to take part in the pre-hardening and remains in supersaturation in the ferrite. During the germination treatment at 450 ° C, the copper diffuses to preferred locations in the iron before precipitation This results in local, very considerable increases in the copper concentration, so that in these zones an increased instability of the cementite sets in, which decomposes with the formation of very fine and very finely distributed elemental carbon, which, however, due to its stability, contributes to the subsequent operation high temperature at the expense of the primary cementite developed. On the other hand, because of its increased solubility in ferrite, nickel shows the average composition everywhere, and its effect remains low.
Bei diesen Behandlungen kupferhaltigen Gusses ist es wesentlich, die Aufeinanderfolge der drei Arbeitsgänge zu beachten, nämlich Vorhärten (Abschrecken), Keimbildung bei etwa 450' C und anschließend Graphitisierung bei hoher Temperatur.In these cast iron treatments, it is essential that the The sequence of the three work steps must be observed, namely pre-hardening (quenching), Nucleation at around 450 ° C. and then graphitization at high temperature.
Ein Beispiel wird gegeben durch .den Vergleich- des richtigen Verfahrens mit zwei anderen Verfahren, bei welchen entweder die Vorhärtung oder aber das Anlassen zwecks Keimbildung fortgelassen wurden. Bei diesem Versuch war der nichtkupferhaltige Vergleichsguß der bereits genannte Guß Nr. 1995. Der kupferhaltige Guß Nr. 1996 weist die folgenden Analysenwerte (in 1/o) auf: C=2,45, Si=1,14, Mn=0,48, S=0,12, P=0,10, Cu =2,00.An example is given by comparing the correct procedure with two other processes, in which either pre-hardening or tempering were omitted for nucleation. In this attempt the one that was not copper-containing Comparative casting of the already mentioned casting No. 1995. The copper-containing casting No. 1996 has the following analysis values (in 1 / o): C = 2.45, Si = 1.14, Mn = 0.48, S = 0.12, P = 0.10, Cu = 2.00.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle angegeben:
Eine andere Eigentümlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Sorgfalt, mit welcher diese Temperatur von 450' C eingehalten werden muß, um zu einem guten Ergebnis zu gelangen. Das ergibt sich aus dem Studium der Kurven der Fig. 1 und 2, welche einer Dauer von 48 bzw. 96 Stunden für die Aufrechterhaltung der Keimungstemperatur entsprechen. Die Kurven beziehen sich auf den gleichen Temperguß von der Zusammensetzung (in %): C = 2,22, Si = 1,34, Mn = 0,65, Cu = 2, S = 0,12, P = 0,10, A1 = 0,03, Ti = 0,06. Der Einfluß der Keimungstemperatur auf die Zeitdauer (in Stunden) für die Aufrechterhaltung dieser Temperatur ist in Fig. 3 dargestellt. Man sieht wohl, daß man eine ausreichende Zeitdauer einhalten muß, um eine hohe Anzahl von Keimen elementaren Kohlenstoffs zu erhalten, aber auch daß es wirtschaftlich unzweckmäßig wäre, diese Zeit übermäßig zu verlängern. Obwohl das beste Resultat nach Verlauf von 192 Stunden bei -150o C erhalten wird, gibt eine Behandlungsdauer von 48 Stunden praktisch das gleiche Resultat bei niedrigerem Preise. Dagegen würden Zeiten von weniger als 30 Stunden die Qualität unnötigerweise verschlechtern.Another peculiarity of the method according to the invention is the care with which this temperature of 450 ° C must be maintained in order to to get a good result. That comes from studying the curves of Figures 1 and 2, which have a duration of 48 and 96 hours, respectively, for the maintenance correspond to the germination temperature. The curves refer to the same malleable cast iron on the composition (in%): C = 2.22, Si = 1.34, Mn = 0.65, Cu = 2, S = 0.12, P = 0.10, A1 = 0.03, Ti = 0.06. The influence of the germination temperature on the length of time (in hours) for maintaining this temperature is shown in FIG. 3. It is easy to see that a sufficient period of time must be observed in order to achieve a high Number of nuclei of elemental carbon, but also that it is economical it would be inexpedient to extend this time excessively. Although the best result obtained after the lapse of 192 hours at -150o C gives a treatment duration 48 hours practically the same result at a lower price. Against it would Times of less than 30 hours unnecessarily degrade quality.
Bei diesen Gußeisensorten mit 2 1/9 Kupfer, in Sandformen gegossen und richtig behandelt, beläuft sich die Anzahl der Knötchen bzw. Kügelchen elementaren Kohlenstoffs je Quadratmillimeter im allgemeinen auf 3000 bis 15000 je nach den Zonen und den Wandstärken, wobei der mittlere Durchmesser dieser Kügelchen sich im allgemeinen auf 1 bis 10 Mikron, hauptsächlich auf 4 Mikron, beläuft.For these types of cast iron with 2 1/9 copper, poured into sand molds and treated properly, the number of nodules or globules amounts to elementary Carbon per square millimeter in general to 3000 to 15000 depending on the Zones and the wall thicknesses, the mean diameter of these spheres being generally 1 to 10 microns, mainly 4 microns.
Die kupferhaltigen Gußeisensorten für Temperguß gemäß der vorliegenden Erfindung und die neuartigen, genau einzuhaltenden Verfahren der Wärmebehandlung haben eine weitere neue Eigenschaft im Gefolge, insofern, als die Verwendung von weißem Gußeisen für Temperguß auf größere Wandstärken des Gußstückes ausgedehnt werden kann, als es bei den klassischen Verfahren möglich war, wobei man gleichzeitig beim erstarrten Rohguß eine weiße Struktur und die Fähigkeit zur Ausscheidung elementaren Kohlenstoffs erhält, was im allgemeinen sich widersprechende Eigenschaften sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Eigenschaften zur übereinstimmung gebracht durch die Tatsache, daß bei der Erstarrung die graphitbildende Wirkung der 2 II/o Kupfer durch die zur weißen Struktur führende Wirkung einer entsprechenden Zunahme des Mangans oder durch die Einführung des Molybdäns, des Chroms oder durch die wechselbezügliche Senkung des Siliciumgehaltes ausgeglichen wird, während im Moment der Bildung von Keimen elementaren Kohlenstoffs bei 450' C dieser Ausgleich nicht mehr stattfindet, und zwar wegen der seiner Ausfällung vorhergehenden Diffusion des Kupfers an bevorzugte Stellen und der sich daraus ergebenden örtlichen, sehr hohen Zunahme der Konzentration.The copper-containing cast iron grades for malleable cast iron according to the present Invention and the new, precisely adhered to heat treatment process have another new property in the wake, in that the use of white cast iron for malleable cast iron extended to greater wall thicknesses of the casting than was possible with the classical method, whereby one at the same time in the solidified raw casting a white structure and the ability to precipitate elementary Carbon preserves what are generally contradicting properties. According to the present invention, these properties become coincident brought about by the fact that during solidification the graphite-forming effect the 2 II / o copper due to the effect of a corresponding one leading to the white structure Increase in manganese or by the introduction of molybdenum, chromium or by the correlative lowering of the silicon content is compensated, while im Moment of formation of nuclei of elemental carbon at 450 ° C this equilibrium no longer takes place because of the diffusion preceding its precipitation of copper in preferred places and the resulting local, very high increase in concentration.
Eine bemerkenswerte Folge dieser neuartigen Eigenschaften ist die Möglichkeit, durch Schmelzen im Gießereischachtofen (Kupolofen), Fertigmachen im Flammofen und Gießen in Sandformen Gußstücke von weißer Struktur zu erhalten, welche nach der dreistufigen Behandlung der Vorhärtung, des Keirnungsanlassens und des Glühens zwecks Bildung elementaren Kohlenstoffs bemerkenswerte mechanische Eigenschaften zeigen, die bisher an fabrikmäßig erzeugten getemperten weißen Gußeisensorten noch nicht erzielt werden konnten, und dies wurde erreicht bei sehr großer Regelmäßigkeit der Fabrikation als ein Ergebnis der gleichzeitigen Wirkung des Kupfers und der eingehaltenen Wärmebehandlung, ohne die Gefahr von Härterissen, und zwar infolge der ununterbrochenen Härtung, und ohne Verziehen, infolge der Begrenzung der höchsten, während des Verlaufes der Behandlung erreichten Temperatur.A notable consequence of these novel properties is that Possibility of melting in the foundry shaft furnace (cupola furnace), finishing in the Flame furnace and casting in sand molds to obtain castings of white structure, which after the three-stage treatment of pre-hardening, germination annealing and Annealing to form elemental carbon has remarkable mechanical properties show the tempered white cast iron grades produced in the factory so far could not be achieved, and this has been achieved with very great regularity of manufacture as a result of the simultaneous action of copper and the heat treatment adhered to, without the risk of hardening cracks, as a result the uninterrupted hardening, and without warping, due to the limitation of the highest, reached temperature during the course of treatment.
Die günstigste Wirkung des Kupfers kann mit derjenigen der Zusätze von Aluminium, Titan und Zirkon verbunden werden, da diese drei Elemente gleichfalls eine günstige Wirkung auf den Erhalt einer hohen Anzahl von Keimen ausüben, wenn man das rationelle Verfahren der Ausscheidung elementaren Kohlenstoffs bei gesteuerter Keimung anwendet. Das nachstehende Beispiel bezieht sich auf drei Güsse aus weiß erstarrendem Gußeisen in Sandform, welche der folgenden Behandlung unterzogen wurden: 30minütiges Erhitzen bei 810° C. 1 minütiges Härten im Salzbad bei 180° C. Abkühlen in ruhender Luft. 48stündiges Erhitzen bei 450° C, Abkühlen in ruhender Luft.The most beneficial effect of copper can be achieved with that of the additives of aluminum, titanium and zircon are connected as these three elements are alike exert a beneficial effect on the preservation of a high number of germs, though the rational process of excretion of elemental carbon at controlled germination. The example below is for three casts made of white solidifying cast iron in sand form, which is subjected to the following treatment were: 30 minutes heating at 810 ° C. 1 minute hardening in a salt bath at 180 ° C. Cooling in still air. 48 hours of heating at 450 ° C, cooling at rest Air.
14stündiges Erhitzen bei 895° C, Abkühlen in ruhender Luft.Heating for 14 hours at 895 ° C, cooling in still air.
Die nachstehende Tabelle gibt die prozentuale Menge des restlichen
primären Zementits und die Anzahl der Graphitknötchen an:
Vickershärte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 kg/mm2 Streckgrenze . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 67 kg/min2 Bruchbelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Izg/mm2 Dehnung ...................... 4% Jedoch können diese Gußstücke nach der beschriebenen dreistufigen Warmbehandlung ergänzend noch eine Härtungs- und Anlaßbehandlung erfahren. Man kann auf diese Weise durch Erhitzen auf 825° C, Härten in C51 und Anlassen bei 650° C die Streckgrenze hinaufsetzen und die folgenden Werte erhalten: V ickershärte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 kg/mm2 Streckgrenze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 kg/mm2 Bruchbelastung . . . ...... .. .. .... 102 l:g/mm2 Dehnung ...................... 2,40/a Gegebenenfalls kann man die Wärmemenge sowie die Temperatur des Glühens zur Graphitisierung dazu benutzen, die Ergänzungsbehandlung, sei es durch isothermische Umwandlung, sei es durch Härten und Anlassen, durchzuführen.Vickers hardness. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 kg / mm2 yield strength . . . ... . . . . . . . . . . . . . 67 kg / min2 breaking load. . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Izg / mm2 elongation ...................... 4% However, these Castings after the three-stage heat treatment described also have one more Experience hardening and tempering treatment. One can do this by heating increase the yield point to 825 ° C, hardening in C51 and tempering at 650 ° C and obtained the following values: Vickers hardness. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 kg / mm2 yield strength. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 kg / mm2 breaking load . . . ...... .. .. .... 102 l: g / mm2 elongation ...................... 2.40 / a where applicable you can add the amount of heat and the annealing temperature for graphitization use the complementary treatment, be it by isothermal conversion, be it by hardening and tempering.
Die günstige Wirkung des Kupfers als Zusatzelement zum Guß bei der Behandlung in drei Stufen bleibt auch dann erhalten, wenn die dieser Behandlung zu unterwerfenden Gußstücke in Metallkokille gegossen werden. Die Wirkung des Kupfers wird durch das nachstehende Beispiel, bei welchem man zwei in Kokille gegossene Gußstücke miteinander verglichen hat, deren Gehalte an sämtlichen Grundstoffen - Kupfer und Eisen ausgenommen - gleich sind, nämlich (in 1/o): C = 2,40, Si = 1,55, Mn = 0,60, S = 0,10,P = 0,10, ins rechte Licht gesetzt.The beneficial effect of copper as an additional element for casting in the Treatment in three stages is retained even when receiving this treatment to be subjected to castings are poured in metal mold. The effect of copper is illustrated by the example below, in which two are cast in a permanent mold Has compared castings with each other whose contents of all basic materials - Except for copper and iron - are the same, namely (in 1 / o): C = 2.40, Si = 1.55, Mn = 0.60, S = 0.10, P = 0.10, put in the right light.
Die Behandlungsbedingungen für jede der beiden Gußsorten nach dem
Vorhärten und die dabei erhaltenen Ergebnisse (Anzahl der bei der Keimung gebildeten
Graphitknötchen und mechanische Eigenschaften) sind nachstehend dargestellt:
Bei in Kokille gegossenem kupferhaltigem Guß kann man sehr zufriedenstellende Ergebnisse bei sehr viel kürzeren Keimbildungszeiten, als sie in dem Beispiel angegeben wurden, erhalten; so z. B. können 3 bis 6 Stunden für die Aufrechterhaltung der Temperatur zweckmäßig sein.In the case of copper-containing castings cast in permanent molds, one can achieve very satisfactory results Results at very much shorter nucleation times than indicated in the example were obtained; so z. B. Allow 3 to 6 hours for the maintenance Temperature be appropriate.
Verfahrensgemäß zu behandelnde Gußstücke von weißer Struktur kann man auch in Formen erhalten, deren Masse aus Elementen von verhältnismäßig geringer Stärke besteht und die man durch Agglomerieren von Sand oder sonstigen feuerfesten Stoffen mittels eines organischen, beispielsweise hitzehärtbaren Bindemittels erhält.Castings of white structure to be treated according to the method can one also obtained in forms whose mass is made up of elements of relatively less Strength consists and which can be obtained by agglomerating sand or other refractory materials Substances obtained by means of an organic, for example thermosetting binder.
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1953
- 1953-02-16 DE DER10972A patent/DE1102196B/en active Pending
Non-Patent Citations (1)
Title |
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None * |
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