DE2222959A1 - Gusseisen mit kugelgraphit, welches erhoehte mechanische eigenschaften aufweist, sowie sein herstellungsverfahren - Google Patents
Gusseisen mit kugelgraphit, welches erhoehte mechanische eigenschaften aufweist, sowie sein herstellungsverfahrenInfo
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-
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
Instytut Odlewnictwa PL 7231
Krakow, Polen. A"b/Br
10, Mai 1972
Gusseisen mit Kugelgraphit, welches erhöhte mechanische Eigenschaften aufweist, sowie sein Herstellungsverfahren.
Gegenstand der Erfindung ist Gusseisen mit Kugelgraphit, welches erhöhte plastische Eigenschaften "besitzt,
bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung hoher Festigkeitseigenscliaften,
sowie sein Herstellungsverfahren.
Das zur Zeit bekannte Herstellungsverfahren von Gusseisen mit Kugelgraphit beruht darin, dass zum flüssigen
Gusseisen besondere Zusätze, die eine Sphäroidisierung des Graphits hervorrufen, eingesetzt werden, wie
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"■" 4U ""·
z.B. Magnesium, Zer und ähnliche, wobei anschliessend
eine Impfung mit einer Silizium enthaltenden Legierung durchgeführt wird, wie z.B. Ferrosilizium.
Die Menge des zugesetzten Magnesiums ist von seiner Einführungsweise abhängig, die Ferrosiliziummenge
dagegen, die zum Gusseisen nach der Einführung des Magnesiums zugegeben wird, ist grundsätzlich die
gleiche und beträgt 0,6 - 0,8 Gewichtsprozente Silizium im Verhältnis zur Gusseisenmenge.
Dieses Verfahren wird sowohl bei der Herstellung von unlegiertem und legiertem Gusseisen mit Kugelgrai3hit,
als auch von mittelsiliziumhaltigen Gusseisen mit Kugelgraphit, welches einen Siliziumgehalt
von 4,5-8 Gewichtsprozente aufweist, angewandt. Das auf Grund dieses Verfahrens erreichte unlegierte Gusseisen
mit Kugelgraphit weist ein perlitisches Gefüge bzw. ein ferritisch-perlitisches Gefüge bzw. ein ferritisches
Gefüge nach Anwendung des graphitisierenden Ausglühens, auf.
Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens beruht darin, dass die einzelnen hergestellten Gusseisensorten
mit Kugelgraphit keine gleichzeitig hohen Festigkeits- und plastischen Eigenschaften aufweisen. Unlegiertes
Gusseisen mit Kugelgraphit, welches ein perlitisches Gefüge aufweist und bisher im üblichen Verfahren
hergestellt wird, weist zwar eine hohe Festigkeit auf, aber eine niedrige Plastizität /Leimung/, das
Gusseisen dagegen, das ein ferritisches Geftige
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auf\7eist, besitzt eine hohe Plastizität /Dehnung/,
aber eine niedrige Festigkeit. Mittelsiliziumhaltiges Gusseisen mit Kugelgraphit kennzeichnet sich sowohl
durch niedrige Pestigkeits- als auch plastische Eigenschaften aus; es ist hart und spröde.
Das TVesen der Erfindung beruht auf einer Gusseisenimpfung
mittels einer bedeutend grösseren SiIiziummenge als im bisher angewandten Verfahren, und zwar
durch Zugabe von Metallsilizium bzw. als Legierung in
einer Menge von 1,5 - 2,5 Gewichtsprozenten nach Einsatz von Magnesium, was einem Zusatz von 2,0 - 3,3%
Ferrosilizium mit 7,5% Si bzw. 1,5 - 3,0% Ferrosilizium, das einen Gehalt von 85% Si aufweist, entspricht; der
Impfstoff wird hierbei einmalig bzw. am günstigsten portionsweise zugesetzt. Im Ergebnis erhält man eine unvorhergesehene
Steigerung der plastischen Eigenscliaften
des Gusseisens unter Aufrechterhaltung seiner hohen Festigkeit.
Der erfindungsmässige Erhalt von Gusseisen mit Kugelgraphit, das erhöhte Festigkeiten aufweist, ist
von der Aufrechterhaltung im Gusseisen eines Siliziumgehalts
von 3,7 - 4,5 Gewichtsprozenten, einem Mangangelialt
von höchstens 0,6 Gewichtsprozenten, einem Phosphorgehalt
von höchstens .0,12 Gewichtsprozenten, einem Kunfergehalt von höchstens 0,3 Gewichtsprozenten, einem
Nickelgehalt von höchstens 0,3 Gewichtsprozenten, einem
Chromgehalt von höchstens 0,2 Gewichtsprozenten, bedingt,
2U9881/0365
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht
den Erhalt von Gusseisen mit Kugelgraphit, welches erhöhte mechanische Eigenschaften, insbesondere der Plastizität
aufweist, bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung hoher Festigkeitseigenschaften.
Die mechanischen - sowie Festigkeitseigenschaften des Gusseisens mit Kugelgraphit, die beispielhaft
auf Grund des bekannten und erfindungsgemässen Verfahrens
hergestellt werden, sind in der unten angeführten Tabelle dargestellt worden.
Gusseisensorte
Silizium gehalt in %
' Zugfestigkeit kG/mm2
Deh- Ί, Brinellnung A5 j härte
! kG/mm2
"ΊΠ
Unlegiertes Gusseisen mit Kugelgraphit a/ perliti s ehe s
b/ ferriti sches
etwa 2,5 etwa 2,5
- 70
- 50
1-4
- 20
200 - 280
100 - 200
Kittelsiliziumhaltiges Gusseisen m. Kugelgraphit
4,5 - 8,0
40-50 ! 0-2
200 - 350
Gusseisen mit Kugelgraphit , laut Erfindung
3,7 - 4,4 60 -
- 75
8-20
200 - 260
Das Herstellungsverfahren von Gusseisen mit Kugelgraphit wird erfindungsgemäss beispielhaft auf folgende
Weise durchgeführt:
2U988 1 /0365
■" O ■■
Das Hämatitroheisen wird bei einem Gehalt von
3,69 Gewichtsprozenten Kohlenstoff, 2,19 Gewichtsprozenten Silizium, 0,42 Gewichtsprozenten Mangan, 0,11
Gewichtsprozenten Phosphor, 0,05 Gewichtsprozenten Chrom, 0,01 Gewichtsprozent Nickel sowie 0,01 Gewichtsprozent
Kupfer im Kupolofen in solcher Menge erschmolzen um nach Einsatz von 2,5 Gewichtsprozenten Ferrosilizium
/bei einem 75$-igen Siliziumgehalt/ ein Gusseisen, welches einen Gehalt von etwa 4% Si aufweist, zu
erhalten. -
Bei der bekannten chemischen Zusammensetzung,
die in der Gattierung des Stahlschrottes und Gussbruches angewandt werden, wird die Gattierungszusammensetzung
bestimmt, die am erörterten Beispiel 62 Gewichtsprozente Hämatitroheisen, 34 Gewichtsprozente
Guss.bruch und 4 Gewichtsprozente Stahlschrott beträgt.
Anscbliessend wird das Metall, nach Erschmelzen im Kupolofen mit saurer Auskleidung, in der dichten
Giesstromniel abgestochen und das Magnesium in Gestalt von Stäben in Menge von 0,18 Gewichtsprozenten
im Verhältnis zur Gusseisenmenge in der Pfanne, eingeführt. Nach Entfernung der Schlacke von der Metalloberfläche
wird die Impfung unter Zusatz von Ferrosilizium bei einem Gehalt von etwa 75% Si, in einer Menge,
die den 2,5 Gewichtsprozenten Silizium im Verhältnis zur Gusseisenmenge entspricht, durchgeführt.
Das erfindungsgemäss erhaltene Gusseisen
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v/eist eine Festigkeit in den Grenzen von 61,3 - 62,0 kG/mni
und die Dehnung A5 gleich 17,4 - 19,6$, auf.
Das erfindungsgemäss hergestellte Gusseisen
kann geschweisst werden, wobei die Sehweissnaht nur einer geringen Härtung unterliegt. Das Gusseisen weist eine
gute Bear bei fbarlceit, eine erhöhte Beständigkeit gegen
hohe Temperatureinwirkungen und das Wachsen des Gusseisens auf; das Gusseisen zeichnet sich ausserdem durch
geringere Neigungen zu Lunkerbildungen und harten Stellen aus. Es kann ebenfalls in Metallformen vergossen werden
und bedarf keines späteren Glühens.
Die Festigkeits- und mechanischen Eigenschaften des Gusseisens mit Kugelgraphit, welches erfindungsgen&ss
hergestellt wird, können zusätzlich, dank der Anwendung einer entsprechenden Wärmebehandlung erhöht
werden. Es wurde z.B. erfindungsgemäss nach Normalisierung
des bei Temperatur von 95O0C im Kupolofen erschmolzenen
Gusseisens, eine Zugfestigkeit von 83,8 kG/mra
bei Dehnung von 5,6% erzielt, wobei nach der Härtung bei Temperatur von 950 C, - verbunden mit isothermer Zustandsänderung
bei einer 3000C betragenden Temperatur -
eine Zugfestigkeit von 135,0 kG/mm bei einer 5,6^ betragenden
Dehnung erzielt wurde.
Gusseisen mit Kugelgraphit kann, erfindungsgemäss, sowohl in Kupolöfen, als auch in anderen Ofen,
die beim Schmelzen des Gusseisens Anwendung finden, erschmolzen werden.
209881/0365
Claims (2)
1. Gußeisen mit Kugelgraphit, welches erhöhte mechanische
Eigenschaften aufweist, dadurch gekennz eichnet ,· daß es in seiner Zusammensetzung
3,7 bis 4-,4· Gewichtsprozent Silizium, höchstens 0,6 Gewichtsprozent
Mangan, höchstens 0,12 Gewichtsprozent Phosphor, höchstens 0,3 Gewichtsprozent Kupfer, höchstens 0,3 Gewichtsprozent
Nickel und höchstens 0,1 Gewichtsprozent Chrom enthält.
2. Verfahren zur Herstellung von Gußweisen gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß nach Einsatz von Magnesium das Silizium in metallischer- bzw. Legierungsgestalt in Mengen
von 1,5 bis 2,5 Gewichtsprozent zugesetzt wird.
2U9881/0365
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