FI118738B - Globe Granite Cast Iron and Method of Manufacturing Globe Granite Cast Iron for Machine Construction Parts that Require Strength and Toughness - Google Patents

Globe Granite Cast Iron and Method of Manufacturing Globe Granite Cast Iron for Machine Construction Parts that Require Strength and Toughness Download PDF

Info

Publication number
FI118738B
FI118738B FI20055010A FI20055010A FI118738B FI 118738 B FI118738 B FI 118738B FI 20055010 A FI20055010 A FI 20055010A FI 20055010 A FI20055010 A FI 20055010A FI 118738 B FI118738 B FI 118738B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cast iron
fine
nodular cast
grained
fgdi
Prior art date
Application number
FI20055010A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20055010A (en
FI20055010A0 (en
Inventor
Pekka Kemppainen
Erkki Leinonen
Hannu Vuorikari
Eero Smura
Original Assignee
Metso Paper Inc
Urv Uudenkaupungin Rautavalimo
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metso Paper Inc, Urv Uudenkaupungin Rautavalimo filed Critical Metso Paper Inc
Priority to FI20055010A priority Critical patent/FI118738B/en
Publication of FI20055010A0 publication Critical patent/FI20055010A0/en
Priority to PCT/FI2006/050002 priority patent/WO2006072663A2/en
Priority to EP06700056A priority patent/EP1838888A2/en
Publication of FI20055010A publication Critical patent/FI20055010A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI118738B publication Critical patent/FI118738B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/04Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/08Making cast-iron alloys
    • C22C33/10Making cast-iron alloys including procedures for adding magnesium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/10Making spheroidal graphite cast-iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/08Making cast-iron alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/10Cast-iron alloys containing aluminium or silicon

Description

118738118738

Pallografiittivalurauta ja menetelmä pallografiittivaluraudan valmistamiseksi lujuutta ja sitkeyttä vaativia koneenrakennusosia varten 5Ductile iron ductile iron and method for the manufacture of ductile iron ductile iron for mechanical components requiring strength and toughness 5

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen pallogra-fiittivalurauta.The invention relates to a spheroidal cast iron according to the preamble of claim 1.

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 7 johdanto-osan mukainen me-10 netelmä.The invention also relates to a method according to the preamble of claim 7.

Tekniikan tasosta tunnetut tyypilliset pallografiittiraudan metalliset lähtöraaka-aineet ovat koneenrakennukseen tarkoitetun hiiliteräslevyn leikkauksesta sivutuotteeksi jäävät muodoltaan koneenrakennukseen sopimattomat osat eli teräsromu, 15 ohutlevyn leikkauksesta vastaavasti jäävät osat pakattuina ohutlevypaketeiksi eli pakettiromu. Lisäksi käytetään muissa raudanvalmistusprosesseissa tuotettua • · harkkorautaa. Valun toteuttamiseksi muotissa tarvitaan valukanavat ja syöttöku- • » ,*··, vut, jotka valun jälkeen on irrotettu kappaleesta ja käytetään kiertoromuna. Raaka- • ^ a • .·. aineet sulatetaan yleensä kupoli- tai induktiosulatusuuneissa. Koostumuksen täs- • tl ··· a : .·. 20 mentämiseksi sulaan lisätään seosaineita, kuten hiiletysainetta ja erilaisia fer-Typical prior art metallic raw materials for ductile iron are by-products of non-machine-formable cutting, i.e. steel scrap, and by-products of thin-sheet packaging, packaged in sheet metal. In addition, pig iron produced in other iron making processes is used. In order to carry out the casting in the mold, it is necessary to have casting channels and feeds, which have been removed from the body and used as circulation scrap. Raaka- • ^ a •. ·. the substances are generally melted in dome or induction melting furnaces. The exact exact composition of the composition. To blend into the melt, alloying agents such as carbonaceous and various ferric

··· S··· S

.***. roseoksia.. ***. rose branches.

« · a · · . ·*· Näissä tekniikan tason mukaisten sovellusten tyypilliset (esimerkiksi Valuraudat,«· A · ·. · * · These feature typical applications of the prior art (e.g., cast iron,

«M«M

:***· Valuteräkset, MET: Raaka-ainekäsikiija II) kemialliset koostumukset lujille pal- *·· ;·* 25 lografuttiraudoille EN-GJS 600-900 (standardi EN 1563) ovat • ·« • aa • • ·: *** · Casting steels, MET: Raw Material Handler II) The chemical compositions for high-strength logs * ··; · * 25 for EN-GJS 600-900 (standard EN 1563) are • · «• aa • • ·

Hiili 3,8-3,2 % • · ·Carbon 3.8-3.2% • · ·

Pii 1,8-2,8 % • ·Pii 1.8-2.8% • ·

Mangaani 0,1-0,8 % 30 Magnesium 0,040-0,065 % 2 118738Manganese 0.1-0.8% 30 Magnesium 0.040-0.065% 2 118738

Pallografiittiraudan oleellinen sulakäsittely on ns. palloutus, jossa muutetaan hiilen erkautumisprosessin edellytyksiä, jotta raudasta erkautuva grafiitti muodostuu palloiksi ja joka toteutetaan joko senkkakäsittelynä tai muotin sisällä käyttäen magnesiumpitoista ja/tai cerium-pitoista ferropiiseosta tai nikkelimagnesiumia.The essential melt treatment of ductile iron is the so-called molten iron. spheronization, which modifies the conditions of the carbon precipitation process to form iron-sputtered graphite, either by ladle treatment or inside a mold using magnesium and / or cerium-containing ferro-silicon or nickel magnesium.

5 Magnesium reagoi rikin ja muiden epäpuhtauksien kanssa, mikä edistää grafiitin kasvua pallomaisena suomumaisen sijasta.Magnesium reacts with sulfur and other impurities, which promotes the growth of graphite spherically instead of finnish.

Toinen pallografiittiraudan sulakäsittely on ymppäys, jossa sulaan lisätään tyypillisesti rakeista ferropiiseosta kiteytymisytimien lisäämiseksi. Ymppäyksen tavoit-10 teenä on saada valurakenne hienojakoisemmaksi.Another molten treatment of ductile iron is the seeding, in which granular ferro-alloy is typically added to the molten to add crystallization cores. The aim of inoculation is to make the casting structure finer.

Pallografiittiraudan valurakenteeseen syntyy epätasaisesta jähmettymisestä ja jäähtymisestä johtuen sisäisiä jännityksiä. Vaativien käyttökohteiden koneenra-kennusosille tehdään yleensä jännityksenpoistohehkutus yli 600°C:n lämpötilas-15 sa. Mikäli materiaalin sisäisiä mikrorakenne-eroja halutaan tasoittaa suoritetaan perlitointikäsittely, jossa kappaleen lämpötila nostetaan 880-940°C:n lämpötilaan ja uunin mukana jäähdytään haluttuun perlitointilämpötilaan välillä 750-860°C, mistä kappale jäähdytetään ilmassa huonelämpötilaan.Internal stresses occur in the ductile iron casting structure due to uneven solidification and cooling. Machine parts for demanding applications are generally subjected to stress relieving annealing at temperatures above 600 ° C. If the internal microstructure differences of the material are to be smoothed, a perlite treatment is carried out in which the piece temperature is raised to 880-940 ° C and the furnace is cooled to the desired perliteration temperature between 750-860 ° C, whereupon the piece is cooled to room temperature.

• * · • · • · * · » * 20 Paperikoneiden rakenneosissa käytetään nykyisin yleisiä rakennemateriaaleja ku- • · · ten suomugrafiitdrautaa EN-GJL 150-350, pallografiittirautaa EN-GJS 370-900 • * i.i : (EN 1563), EN-GJS 800-1400 (EN-1564) sekä rakenneteräksiä ja nuoirutusteräk- • * ·.: · siä. Samoja materiaaleja käytetään muissakin vastaavissa koneenrakennussovel- • ·· luksissa.• 20 The paper machine components currently use common structural materials such as EN-GJL 150-350 feldspar iron, EN-GJS 370-900 ductile iron • * ii: (EN 1563), EN- GJS 800-1400 (EN-1564) as well as structural steels and tapping steel. The same materials are used in other similar mechanical engineering applications.

25 • e ·.· j Merkittävimmät nykyisten materiaalien puutteet ovat seuraavat: • · · : - suomugrafiittiraudoilla ei saavuteta riittäviä lujuus- ja sitkeysomi- naisuuksia (lujuudet alle 350 kN/mm2 ja venymä n. 1 %) .···. - standardin mukaisilla pallografiittiraudoilla joudutaan riittävän ra- • · 30 kenteen jäykkyyden saavuttamiseksi mitoitukseltaan liian isoihin ja « · · ·;; · painaviin komponentteihin eikä niillä ole standardien mukaankaan • « ·. · ··· 3 118738 riittävää väsymislujuutta. Murtovenymälle ei määritetä arvoja lujimmille luokille yli 60 mm seinämille. Lisäksi standardin esittämät mekaanisten ominaisuuksien arvot eivät toteudu paksuseinä-mäisien kappaleiden sisäosissa.25 • e ·. · J The most significant deficiencies of the current materials are: • · ·: - Sufficient strength and toughness properties (strengths less than 350 kN / mm2 and elongation approx. 1%) are not achieved with finnish graphite irons. - Standard-sized ductile iron bars have to be sufficiently large to provide • rigidity of 30 pitches and size; · Heavy components and not by standards • «·. · ··· 3 118738 sufficient fatigue strength. No values are specified for elongation at break for strength classes above 60 mm. In addition, the values of mechanical properties given in the standard do not apply to the interior of thick-walled pieces.

5 - nuorrutusteräsosat on valmistettava takomalla, jolloin muotti- ja takomiskustannukset ovat korkeat ja runsas koneistustanne edelleen nostaa valmistuskustannuksia. Lujuus ja murtovenymä ovat tavoitellulla tasolla, mutta muotoiluvapauden puute ja pallografutti-rautaa epäedullisempi loviherkkyys huonontavat todellista käytän-10 non väsymislujuutta.5 - Forging steel parts have to be manufactured by forging, which results in high mold and forging costs and your extensive machining will further increase the cost of manufacturing. Strength and elongation at break are at the desired level, but the lack of design freedom and the less sensitive notch to ductile iron diminish the true fatigue strength of practice.

- valettavissa nuorrutusteräksissä sisäisen tiiveyden saavuttamisen vaikeus lisää sisäisten virheiden riskiä, mikä on otettava huomioon komponenttien mitoituksessa suurempana varmuutena, mikä nostaa kustannuksia, 15 - erikoispallografiittivalurauta ADI (tyypillisesti) eli EN-GJS-800-8 (EN-1564) saavuttaa riittävät mekaaniset ominaisuudet erillään valetussa vetosauvassa, mutta sen lastuava työstö on kovuuden takia erittäin hankalaa ja ADI:n valmistaminen yli 1000 kg painoisin ja ··· 200 mm:n seinämäisinä kappaleina on teknistaloudellisesti vaike-ί 20 aa. Standardien mukaiset mekaaniset arvot on määritelty erillään • · · : : valetulla koesauvalla.- in die casting steels, the difficulty of achieving internal tightness increases the risk of internal faults, which must be taken into account when designing components for greater certainty, thus increasing costs, 15 - special ball graphite cast iron ADI (typically), EN-GJS-800-8 (EN-1564) molded drawbar, but its machining is very difficult due to hardness, and manufacturing ADIs in excess of 1000kg and ··· 200mm wall pieces is technically and economically difficult. Standard mechanical values are defined separately • · ·:: with molded test rod.

··· ; : - nuoirutusterästen ja ADI:n valmistusprosessiin kuuluvissa lämpöjä': käsittelyissä käytetään tyypillisesti joko öljy-tai suolakylpyuune- :***: ja, joista syntyvät päästöt ja jätteet vaikuttavat haitallisesti ympä- 25 ristöön • ♦ • · · ♦ · ♦ ♦ e· · : * * *: Paperikoneiden osat joutuvat erittäin kovalle mekaaniselle ja väsyttävälle rasituk- ·»· \ selle alttiiksi. Sekä paperikoneiden että paperin jälkikäsittelykoneiden nopeudet • · ... ovat kaksin- ja kolminkertaistuneet viimeisten kymmenien vuosien aikana. Esi- S · 7 30 merkiksi jälkikäsittelykoneiden paperin ratanopeudet ovat nousseet tasolta 600 • · ; m/min tasoille yli 2000 m/min eikä kehitys ole pysähtynyt.···; : - heat from the fabrication process of steel for lapping and ADI: the treatments typically use either oil or salt baths: ***, the emissions and wastes of which produce an adverse effect on the environment. ·: * * *: Paper machine parts are subjected to very heavy mechanical and fatigue stress. The speeds of both paper machines and paper finishing • · ... have doubled and tripled over the last decades. For pre-S · 7 30, the paper web speeds of post-production machines have risen from 600 • ·; m / min to levels above 2000 m / min and development has not stopped.

• * · • · • · ··· 4 118738• * · • · • · ··· 4 118738

Koneenosilta, kuten laakeripesät, laakeripukit, akselitapit ja kannatinvivut, vaaditaan entistä koikeampia murtolujuuksia, myötörajaa ja venymää sekä väsymislujuutta. Materiaalin ominaisuudet läpi kappaleen eri paksuisissa seinämissä on oltava mahdollisimman tasalaatuiset.Machine parts such as bearing housings, bearing brackets, axle pins, and bracket levers require increased tensile strength, yield strength and elongation, and fatigue strength. The properties of the material in the walls of different thickness throughout the piece must be as uniform as possible.

55

Kaikki tämä tulee saavuttaa materiaalilla, jonka valmistusmenetelmä antaa täyden muotoiluvapauden liikkuvien massojen minimoimiseksi ja jonka lastuttavuus on suhteellisen hyvä tavanomaisin menetelmin. Aihion valmistukseen tarvittavien työkalujen, kuten mallien ja muottien, valmistustapa on mahdollisimman yksin-10 kertainen ja nopea lyhyiden projektin läpäisyaikojen saavuttamiseksi. Takeiden muottien valmistusajat venyvät usein kuukausiksi ja vapaassa ja muottitaonnassa muotoiluvapaus on käytännössä valuun verrattuna rajallisempi. Hiekkavalun tarvitsemien puisten, muovisten tai vastaavien mallivarustusten tekemiselle riittää oleellisesti lyhyemmät ajat.All this should be achieved with a material whose manufacturing process gives full freedom of design to minimize moving masses and which has relatively good machinability by conventional methods. The tools used to make the blank, such as molds and molds, are made as simple and quick as possible to achieve short project lead times. Forging forgings often take months to produce, and in free and mold forging, the design freedom is in practice more limited than casting. Significantly shorter times are needed to make the wooden, plastic or similar model equipment needed for sand casting.

1515

Tekniikan tasosta ei tunneta edellä kuvatun kaltaista materiaalia ja keksinnön päämääränä onkin saada aikaan edellä kuvatut ominaisuudet ja taipeet olennaisesti täyttävä materiaali, jossa tekniikan tasosta tunnettujen materiaalien epäkohdat ·· •... · vaativien koneenosien, esimerkiksi paperi- tai kartonkikoneiden osien kannalta on *·1 2 3 · 20 eliminoitu tai ainakin minimoitu.It is not known in the prior art to provide such material and the object of the present invention is to provide a material that substantially meets the above characteristics and curves, where the disadvantages of prior art materials are: · · • ... · demanding machine parts such as paper or board machines 2 3 · 20 eliminated or at least minimized.

• 1· • · ·1· :.· 1 Keksinnön päämääränä on luoda uusi paUografiittivalurautalaji, jolla on uudet * » ·,· | poikkeukselliset materiaaliominaisuuksien yhdistelmät.The object of the invention is to create a new type of cast iron cast iron having new * »·, · | exceptional combinations of material properties.

• · · • · · • · · 25 Keksinnön päämääränä on myös saada aikaan valmistusprosessi, jolla mainitut ! (! ominaisuudet pallografiittivaluraudalle on saavutettavissa.It is also an object of the invention to provide a manufacturing process for the aforesaid! (! properties for ductile iron are achievable.

• · · • · • ·»«• · · • · • ««

Edellä esitettyjen ja myöhemmin esille tulevien päämäärien saavuttamiseksi on • · ,···, keksinnön mukaiselle pallografiittivaluraudalle pääasiallisesti tunnusomaista se, • · *·1 30 mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.In order to achieve the foregoing and further objects, the spheroidal graphite iron according to the invention is essentially characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1.

• · • · • ♦ · ··· · · · • · 2 • · 3 5 118738• · • · • ♦ · ··· · · · · 2 • · 3 5 118738

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 7 tunnusmerkkiosassa.The method according to the invention, in turn, is essentially characterized by what is stated in the characterizing part of claim 7.

Keksinnön mukaisesti on saatu aikaan uusi pallografiittivalurautalaji käytettäväksi 5 esimerkiksi paperi- tai kartonkikoneen osissa, jolla on poikkeukselliset mekaaniset ominaisuudet, ja se on muihin vastaavantasoiset lujuusominaisuudet antaviin materiaaleihin verrattuna edullisemmin ja ympäristöystävällisemmin valmistettavissa.According to the invention there is provided a new type of ductile iron cast iron for use in parts of a paper or board machine, for example, which have exceptional mechanical properties and can be manufactured more economically and in an environmentally friendly manner compared to other materials having equivalent strength properties.

10 Keksinnön mukaisesti on saatu aikaan erittäin hyvä pallografiittivalurautalaji paperi- tai kartonkikoneen osia varten, joka on teknistaloudellisesti edullisimmin hiekkamuottivaluna valettava erikoispallografiittirauta, jolla - valettavuus on hyvä, jolloin muotoiluvapaus toteutuu ja valu on tii-15 vis, ... - vetomurtolujuus, myötöraja ja väsymislujuus on nuorrutusterästen • ♦ tasoa sekä mekaaniset arvot paksuseinämäisestä kappaleesta irti- • · ··. leikatuista koesauvoista antavat ainakin samat arvot kuin erillisva- j letut koesauvat ADI - pallografiittiraudoilla ja • · * ··· · : 20 - taloudellinen lastuttavuus ei tuo vaikeutta nykytekniikalla, • · · ··· · .···. - lastuava työstö on teknistaloudellisesti hyvä, koska kovuus on pää- sääntöisesti alle 300 HB, • .·. - mahdollisesti tarvittava lämpökäsittely toteutetaan ilman öljy- tai ·"*· suolakylpyä hallittavissa olevalla edullisella ilmalla, vedellä tai ve- .·] 25 sisumulla lisättynä halutuilla ympäristön kannalta harmittomilla li- • ·· ,···. säaineilla sekä • · ·♦· , - ympäristöystävällisyys on hyvä, koska voidaan käyttää myös kier- • * * *". * rätettävää materiaalia.According to the invention, there is provided a very good grade of ductile iron for parts of a paper or board machine, which is technically and economically most advantageous in the form of sand mold casting, which has: - good castability, free mold design and tensile strength, tensile strength, is the • ♦ level of the tempering steels and the mechanical values of the thick-walled piece • • ··. the cut test pieces give at least the same values as the individually wound test pieces with ADI-spherical graphite and • · * ··· ·: 20 - economic machinability does not pose a problem with current technology. - the machining is technically and economically good, since hardness is generally less than 300 HB,. - any necessary heat treatment is carried out without oil or · "* · salt bath with controlled air, water, or water.]] 25 casings plus the desired environmentally friendly additives, • ··, ···. , - environmental friendliness is good, because recyclable • * * * "can also be used. * Material to be scrapped.

* · • ·* · • ·

«M«M

30 Keksinnön mukaisesta pallografiittivalurautalajista valmistettu aihio on mittatar-kempi vapaa taontaan verrattuna koneistuksen kannalta, jolloin saavutetaan kus- 6 118738 tannussäästöjä. Uuden poikkeuksellisen edullisen ominaisuusyhdistelmän omaavalla pallografiitdraudalla saavutetaan vaihtoehtoisiin koneenrakennus-materiaaleihin verrattuna edullisemmalla ja ympäristöystävällisemmällä tavalla parhaat mekaaniset ominaisuudet.The blank made from a spheroidal cast iron cast iron according to the invention is more dimensionally free forging than machining, thus achieving cost savings. With a new combination of exceptionally advantageous properties, the spherical graphite iron achieves the best mechanical properties in a more economical and environmentally friendly way than alternative machine building materials.

55

Keksinnön mukaisen pallografiittivalurautalaj in mekaanisten ominaisuuksien yhdistelmässä: - myötöraja on paksuseinämäisenkin ( yli ISO mm) kappaleen seinämän läpi säädettävissä yli 500 N/mm2:stä aina 750 N/mm2 valu- 10 prosessia ja lämpökäsittelyprosessia muuntelemalla ja samalla - venymä on sadettavissa valuprosessia ja lämpökäsittelyprosessia muuntelemalla 4 %:sta aina 8 %:iin sekä * - vetomurtolujuus on säädettävissä aina 1000 N/mm asti - samalla väsymisraja kiertotaivutuksessa on säädettävissä alueelle 15 300-420 kN/mm2In combination with the mechanical properties of a spheroidal cast iron cast iron cast iron according to the invention: - the yield limit is adjustable through a wall of a thick-walled part (over ISO mm) from 500 N / mm2 to 750 N / mm2 by varying the casting process and heat treatment From 4% to 8% and * - tensile strength is adjustable up to 1000 N / mm - at the same time the fatigue limit on twisting bend is adjustable from 15 300 to 420 kN / mm2

- kappaleen kovuus läpi kappaleen on pääsääntöisesti 260-300 HBthe hardness of the piece through the piece is generally 260-300 HB

- iskusitkeysstandardin mukaisella SharpV sauvalla 4-9 J / mm2 -20°C- SharpV rod according to impact resistance standard 4-9 J / mm2 -20 ° C

··· • · • · «*· * * 20 Keksinnön mukaisen pallografiittivalurautalaji on nykyisistä pallografiitti- ··· *...’ raudoista poikkeava hienoraepallografiittivalurauta (FGDI) (fine grain ductile • · :.: : iron): • · :.: : - metallimatriisi koostuu hienolamellisesta perliitistä sekä hienora- ·«· •...: keisesta perliittis-ferriittisestä tai bainiittis-ferriittisestä rakenteesta, 25 joiden perliitin ja bainiitin lamelliväli on alle Ι,Ομιη (tyypillisesti • · ♦.: · alle 0,4pm) sekä ferriitistä, joka on perliittisessä ladussa raerajoilla haluttuina vyöhykkeinä ja bainiitdsessa rakenteessa neulasmaisena ..... tai kampamaisena rakenteena raerajojen läheisyydessä ja bainiitin .***. lomassa • · ♦ ·· , 30 - karbideja rakenteessa ei esiinny yli 1 %, • · e • · · ***.’ - jäännösausteniittia itse rakenteessa ei yleensä esiinny, •. · • · ' ··· ' 7 118738 - grafiittipallojen palloutumisaste on yli 85% (tyypillisesti yli 95%) ja pallotiheys seinämäpaksuudesta riippuen on tyypillisesti 150-400 kpl/xnm2 näytteen leikkauspinnassa 5 Keksinnön mukaisen menetelmän mukaisessa hienorakeisen pallografiittiraudan valmistusprosessissa - raaka-ainepohjan valinnalla ja seostuksella saadaan aikaan koostumus, jossa hienorakeisen mikrorakenteen syntymiselle luodaan ensimmäinen edellytys, tärkeimmät seos- ja hivenaineet ovat Si, 10 Mn,S, Cu,Ni,Mo,Mg, TijaCe.The type of spheroidal cast iron according to the invention is a fine grain ductile (FGDI) which is different from the present spheroidal iron (FGDI): •:: .:: - The metal matrix consists of a fine-lamellar perlite and a fine-grained perlite-ferritic or bainite-ferritic structure with a perlite-bainite lamella gap of less than Ι, Ομιη (typically less than 0). , 4pm), as well as ferrite, which is in the perlite course at the grain boundaries as desired zones and in the bainitic structure as a needle-like ..... or comb-like structure near the grain boundaries and bainite. ***. • • ♦ ··, 30 - carbides are not present in the structure by more than 1%, • · e • · · ***. '- residual austenite is not generally present in the structure itself, •. · 11 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · and the alloying provides a composition in which the first prerequisite for the formation of a fine-grained microstructure is created, the main alloying and trace elements being Si, 10 Mn, S, Cu, Ni, Mo, Mg, TijaCe.

- lisäksi hienorakeisuuteen edullisesti vaikuttavat Nb, La, Bi, Sn ja B.in addition, Nb, La, Bi, Sn and B are advantageously affected by the fine grain.

- sulakäsittelyissä eli pallografiittiraudan palloutuksessa ja kiteyty-misytimiä luovassa ymppäyksessä luodaan suuri pallotiheys ja pie- 15 ni perinnäinen valutilainen austeniittinen raekoko, mikä luo toisen perustan hienorakeisuudelle.- melt treatments, i.e. spheronization of spheroidal graphite and crystallization nucleation seed, create a high sphere density and a small, traditional molded austenitic grain size, which provides another basis for the granularity.

- lämpökäsittelyssä lämpötilan hidas nosto (50°C/h)tehdään perinteisesti, jotta vältetään jännitykset ja vetelyt. Austenointi suorite- * · '···] taan atmosfääriuunissa lämpötilassa 880-960°C.- in the case of heat treatment, a slow increase in temperature (50 ° C / h) is traditionally carried out in order to avoid tension and tension. The austenitization is carried out in an atmosphere oven at a temperature of 880-960 ° C.

20 - austenoinnin jälkeen kappale saatetaan lämpötila-alueelle 840- • · ]···* 760°C, jolloin kappaleen lämpösisältö pienenee edesauttaen nope- • *** j·* * aa sammutusta samalla voidaan säädellä erinomaisen sitkeyden ja • ·'* ••j · väsymislujuuden saavuttamiseksi tarvittava ferriitti perliitin ja bai- • · * · · · * niitin ympärillä.20 - after austering, the piece is brought to a temperature range of 840- • ·] ··· * 760 ° C, whereby the temperature of the piece decreases, contributing to rapid quenching while maintaining excellent toughness and • · '* • • ferrite around the perlite and baie rivet needed to achieve fatigue strength.

25 - tämän jälkeen suoritettava sammutus tehdään ohjatusti koostumuk- • i » : sen mukaan sellaisella nopeudella että perliittisessä ja ferriittis- a · *···* perliittisessä laadussa saavutetaan riittävän hieno perliittirakenne *:**: (lämpötilaväli 800-600°C ajassa esimerkiksi 3-15 minuuttia koos- :]**: tumuksesta, kappalekoosta, seinämäpaksuudesta ja tavoitelluista 30 ominaisuuksista, esimerkiksi lujuudesta riippuen) ja bainiittis- • · ♦ ·«· « ,···, fenuttisessä rakenteessa saavutetaan tiheä ferriittineulasten ja erit- • · # * · 8 118738 täin hieno bainiittirakenne (alle 5 minuuttia). Nopea jäähdytys on edullinen hienorakeisen pallografiittivaluraudan ominaisuuksille.25 - the subsequent quenching is carried out in a controlled manner according to the composition at such a rate that a sufficiently fine perlite structure is achieved in the perlite and ferrite · * ··· * perlite quality *: **: (temperature range 800-600 ° C for example 3 to 15 minutes in total:] **: Depending on the core, particle size, wall thickness and desired properties (for example, strength) and bainite structure, dense ferritic needles and secretions are achieved in the phenolic structure. # * · 8 118738 Full fine bainite structure (less than 5 minutes). Fast cooling is advantageous for the properties of fine-grained ductile iron.

- oikean austensitin hajaantumislämpötilan ja pitoajan (bainitointi) valinta ja hallinta on neljäs perusasia hienorakeisen matriisin saa- 5 vuttamisessa. Perliittinen rakenne kehittyy pääosin perliittialueen alalämpötiloissa. Bainiittisen lajin rakenne kokonaan bainiittialu-eella. Tyypillisesti 290-550°C, mutta koostumuksesta riippuen voi olla 100-600°C. Austeniitin hajaantuminen matalissa lämpötiloissa on hitaampaa kuin ylemmissä lämpötiloissa, mistä seurauksena on 10 hienorakeinen matriisi.- the choice and control of the proper austenitic decomposition temperature and retention time (bainization) is the fourth element in achieving a fine-grained matrix. The perlite structure develops mainly at lower temperatures in the perlite region. Structure of the bainite species entirely within the bainite range. Typically 290-550 ° C, but depending on the composition may be 100-600 ° C. The decay of austenite at low temperatures is slower than at higher temperatures, resulting in 10 fine-grained matrices.

- austeniitin täydellinen hajaantuminen ja rakenteen jännityksettö- myys ja hyvä koneistettavuus varmistetaan päästöllä, johon kappale lämmitetään hitaasti bainitointi- tai perlitointilämpötilasta pääs-tölämpötilaan 520-720°C välille koostumuksesta ja kappaleen pak- 1S suudesta sekä tavoiteltavasta lujuudesta riippuen.- the complete decomposition of the austenite and the absence of tension and good machinability of the structure are ensured by the release to which the body is slowly heated from bainitization or perlitation temperature to an access temperature of 520-720 ° C depending on composition and particle thickness and desired strength.

- lämpökäsittelyn lopuksi kappale jäähdytetään huoneenlämpötilaan hallitusti(mielellään esim. 50°C/h) huonelämpötilaan.- at the end of the heat treatment, the piece is cooled to room temperature in a controlled manner (preferably e.g. 50 ° C / h) to room temperature.

• · ·• · ·

Keksinnön mukaisen pallografiittivalurautalajin valmistuksessa käytetään edulli- » *: * *: 20 sesti FI-patenttihakemuksessa 20011954 kuvattua hallitusti ohjattua lämpökäsitte- « *· i,,.: lymenetelraää.In the manufacture of the type of ductile iron cast iron according to the invention, the controlled thermal process of * * *, *: 20 * as described in FI patent application 20011954 is preferably used.

• · • · · • · · • · · · • · ·.· · Keksinnön mukaisesti on saatu aikaan pallograiiittivalurautalaji, jonka ominai- • a · : ((t suuksia voidaan varioida hallitusti koostumusta ja valmistusprosessia sekä lämpö- 25 käsittelyä säätämällä.In accordance with the present invention, there is provided a type of spheroidal cast iron which has the following characteristics: ((the quantities can be varied in a controlled manner by adjusting the composition and the manufacturing process and the heat treatment).

* * • · · • * · • · · · t "! Keksinnön mukaisen hienoraepallografiittivaluraudan (FGDI) materiaalimerkin- nät mm. ovat vetomurtolujuuden mukaan mukaillen standardia EN-1563: • · , · · *. GJS-FGDI-P-850/500-5C-HB280-H, joka on perliittinen laji ·_ 30 GJS-FGDI-BF-850/600-5C-HB280-H, joka on bainiittis-perliittinen laji, · GJS-FGDI-BF-750/600-7C-HB250-H, joka on bainiittis-feniittinen laji, • · · • · · 9 118738 GJS-FGDI-PF-850/500-7C-HB280-H, joka on perliittisferriittinen laji ja GJS-FGDI-P-900/550-4C-HB290-H, joka on täysin perliittinen laji.The material designation of the fine-grained spheroidal graphite cast iron (FGDI) according to the invention is, inter alia, according to the tensile strength according to EN-1563: GJS-FGDI-P-850 / 500-5C-HB280-H, a perlite species · 30 GJS-FGDI-BF-850 / 600-5C-HB280-H, a bainite-perlite species · GJS-FGDI-BF-750 / 600-7C -HB250-H, which is a bainite-phenite species, 9 118738 GJS-FGDI-PF-850 / 500-7C-HB280-H which is a perlite spherite species and GJS-FGDI-P-900/550 -4C-HB290-H, which is a fully perlite species.

Keksinnön mukaisella hienoraepallografiittivaluraudalla (FGDI) saavutettavat S ominaisuudet kappaleessa Jonka seinämävahvuus on esim. 30 ... 300 mmS properties achieved by a finely divided ball graphite cast iron (FGDI) according to the invention in a piece having a wall thickness of e.g. 30 ... 300 mm

Rm (Murtolujuus) 450... 1000 N/mm2 kappaleesta otetusta vetosauvasta Rp0,2 (Myötöraja) 300... 750 N/mm2 kappaleesta otetusta vetosauvasta A3 (Murtovenymä) 10... 4% kappaleesta otetusta vetosauvasta 10 δ (Väsymislujuus) 300... 420 N/mm2 kappaleesta otetusta vetosauvasta Kovuus 250... 320 HB kappaleesta otetusta vetosauvastaRm (Tensile strength) of 450 to 1000 N / mm2 of tensile bar Rp0.2 (Tensile limit) of 300 to 750 N / mm2 of tensile bar A3 (Fracture elongation) 10 to 4% of tensile bar of 10 δ (Fatigue strength) 300 ... 420 N / mm2 from the drawbar pull Hardness 250 ... 320 Nb from the drawbar pull

Keksinnön mukaisen pallografiittivalurautalajin kovuus on läpi kappaleen alueella 250 ... 320 HB eikä kovia faaseja esiinny merkittävässä määrin, jolloin lastutta-15 vuus on hyvä läpi kappaleen.The hardness of the spheroidal cast iron type according to the invention is in the range of 250-320 HB and there is no significant hard phase, whereby good machinability is achieved throughout the object.

Keksinnön mukaisen pallografiittivalurautalajin väsymislujuus on määritetty kierto-taivutus -väsymislujuutena. Vertailussa on otettava positiivisena seikkana :a><: huomioon keksinnön mukaisen hienoraepallografuttivaluraudan (FGDI) teräksiin *:*·: 20 venattuna vähäinen loviherkkyys.The fatigue strength of a spheroidal graphite cast iron type according to the invention is defined as rotational bending fatigue strength. A positive consideration in this comparison is the following: a> <: slight delamination when stretched into fine-grain spheroidal cast iron (FGDI) steels according to the invention *: * ·: 20.

ti* • t • · • t» : Keksinnön mukaisella hienoraepaUografnttivaluraudalla (FGDI) johtuen tasaises- j :*: ta valun jälkeisestä mikrorakenteesta ja lämpökäsittelyn edelleen tasoittavasta ··· · "*: vaikutuksesta rakenne on samanlaista läpi kappaleen tai haluttaessa valmistuspro- ··· 25 sessilla voidaan toteuttaa funktionaalinen rakenne eli pinta- ja sisäosat erilaiset • ;*: (tarvittaessa mikrorakenne voidaan myös ohjata). Valuteknisillä ratkaisuilla kutenti * • t • · • t »: With the fine-grained ultrafine cast iron (FGDI) according to the invention, due to the uniform microstructure of post-casting and the further smoothing of the heat treatment ··· ·" *: the structure is similar throughout the article or, if desired, · 25 processes can be used to create a functional structure, ie different surface and internal parts •; *: (if necessary, the microstructure can also be controlled).

Ml · ;***; jäähdytysrautojen sijoittelulla ja muotin täyttymisen hallinnalla parhaat ominai- • · · « suudet ja vähäisimmät riskit sijoitetaan vaativimmille alueille kappaleessa.Ml ·; ***; the placement of the irons and the control of mold filling • · · «places the best features and least risks in the most demanding areas of the section.

• · • · · • · • · ··· • · φ · · • · · • M *· · • M M M M M M M *

IIIIII

« * • ·«* • ·

IIIIII

10 118738 Tämä edullisesti varmennetaan valun etukäteisellä täyttymisen ja jähmettymisen tietokoneavusteisella simuloinnilla, millä voidaan varmentaa ennakolta valmistusprosessin onnistuminen, millä saavutetaan aika-ja materiaalisäästöjä.10 118738 This is preferably verified by computer-assisted simulation of pre-filling and solidification of casting, which can be used to pre-verify the success of the manufacturing process, thereby achieving time and material savings.

S Keksinnön edullisen sovelluksen mukaisesti valutapahtuman hallinta suunnitellaan tietokoneavusteisella simuloinnilla, jossa muotin täyttyminen sulalla ja sulan jähmettyminen ja jäähtyminen voidaan varmistaa. Tällöin valukappaleeseen ei synny sisäistä huokoisuutta eikä kuonasulkeumia heikentämään materiaalin ominaisuuksia ja aiheuttamaan pintavirheitä, jotka toimisivat murtuman alkukohtina.According to a preferred embodiment of the invention, the control of the casting process is designed by computer-assisted simulation, in which the filling of the mold with the melt and the solidification and cooling of the melt can be ensured. This prevents internal porosity and slag inclusions in the casting to weaken the properties of the material and cause surface defects that would serve as a starting point for fracture.

10 Tietokoneavusteinen simulointi lämpökäsittelyohjelman tarkistus, jossa lämpökäsittelyn simuloinnilla varmistetaan lämpökäsittelyn oikeellisuus; todennetaan lämpökäsittelyn sopivuus laaturiskejä erityisesti piensarja-ja yksittäistuotannossa.10 Computer Assisted Simulation Revision of a heat treatment program whereby heat treatment simulation ensures correct heat treatment; verifying the suitability of heat treatment for quality risks especially in small series and single production.

Keksinnön mukainen pallografiittiraudan valmistusprosessi poikkeaa useassa suh-15 teessä normaaleista pallograiiittiraudan valmistusprosesseista. Seuraavassa on merkittävimmät erot kuvattu.The process for producing spheroidal iron according to the invention differs in several respects from the normal processes for producing spheroidal iron. The following are the major differences described.

Yleensä parhaana metallisena sulatusmateriaalina pidetään pallografiittiraudan ;" 1: valmistukseen myytävää harkkoa. Keksinnön mukaisessa valmistuksessa sitä käy- • · · ·;··; 20 tetään mahdollisimman vahan, sillä yleisimmät kaupalliset laadut ovat titaanioksi- din eli valkoisen maalin pigmentin valmistuksen sivutuotteita ja sisältävät liian • · | ;2: paljon haitallisia metalleja, kuten titaani, kromi, vanadiini, molybdeeni sekä fosfo- ··» · | ri. Lisäksi keksinnön mukaisesti valmistukseen käytetään puhtaimpia teräslaatuja ··· · .3· sekä puhtaimpia seosaineita. Teräslevykierrätysmateriaalin käyttö on ympäris- * 1 e 25 töystävällisempää ja kustannuksiltaan edullisempaa. Oleellisessa osassa ovat ylei- : sen valimoanalysaattoritarkkuuden ulkopuolella olevat hivenaineet, kuten niobi, • · # · vismutti, lantaani jne.Generally, the preferred metal smelting material is ductile iron; "1: ingots sold for manufacture. In the manufacture of the invention, it is used as wax as possible, since the most common commercial grades are by-products of titanium oxide, a white pigment pigment. · · |; 2: high levels of harmful metals such as titanium, chromium, vanadium, molybdenum and phospho ··· · · ri In addition, the invention utilizes the purest grades of steel ··· · .3 · and the purest alloys. - * 1 e 25 more work-friendly and inexpensive, and essential elements include trace elements outside the general precision of the foundry analyzer, such as niobium, bismuth, lanthanum, etc.

• · ·• · ·

Keksinnön mukaisessa menetelmässä sulatuksessa pidetään sulatuslämpötila tar- • · * 1 1 1 30 kasti alle 1520°C ja panostus suoritetaan niin, että sulatusaika on mahdollisimman • 1 1 · • 1 · i«1 · · · • « 2 • · 3 • · · 11 118738 lyhyt. Hapettumisen estämiseksi sulatuksessa on eduksi käyttää suojakaasua tai vakuumikäsittelyä suojakaasussa mahdollisten valuvirheiden eliminoimiseksi.In the process of the invention, the thawing temperature is kept at a temperature below 1520 ° C, and the batching is carried out in such a way that the thawing time is as low as possible. · 11 118738 short. To prevent oxidation during melting, it is advantageous to use a shielding gas or vacuum treatment in the shielding gas to eliminate any casting defects.

Magnesiumkäsittely voidaan toteuttaa mm: S 1 2 3 senkkakäsittelynä magnesiumpitoisella käsittelyaineella suojakaa sussa tai ilman suojakaasua - puhdasmagnesiumilla konvertterissa - magnesiumseoksella kammiokäsittelyssä, - muotinsisäisessä käsittelyssä.The magnesium treatment may be carried out in the form of: S 1 2 3 mangle treatment with a magnesium-containing treatment agent with or without a shielding gas - with pure magnesium in a converter - with a magnesium alloy in a chamber treatment, - in a mold treatment.

10 Jähmettymisen jälkeisen mikrorakenteen saamiseksi hienorakeiseksi suoritetaan valua ennen tai valun yhteydessä jähmettymisytimien lisäys eli ymppäys esimerkiksi ferropiiseoksella. Rakenteen suositeltava raekoko, jota kuvaa grafiitin pallo-tiheys, on tyypillisesti 400 ... ISO palloa/mm2. Pallotiheyttä lisätään myös lisää-15 mällä muotin valupintaan jäähtymistä ja jähmettymistä nopeuttavia hyvän läm-mönjohtavuuden omaavia metallisia muotinosia eli kokilleja.In order to obtain a fine-grained microstructure, before or during casting, addition of solidification cores, i.e. seeding with a ferro-silicon alloy, is carried out. The recommended grain size of the structure, represented by graphite spherical density, is typically 400 ... ISO balls / mm2. The ball density is also increased by the addition of metal molded parts of high thermal conductivity, known as chamomiles, which accelerate the cooling and solidification of the mold casting surface.

Keksinnön mukaisen materiaalin kemiallinen koostumus riippuu halutusta omi- :' 1': naisuusyhdistelmästä ja seinämän paksuudesta ja tyypillisesti se on seuraava: • · · ... : 20 ;"1· tyypillisesti edullisesti • · · : Hiili paino-% 3,60-2,80 3,40-2,90 ··· 1 : .1. Pii paino-% 1,30-2,60 1,30-1,90 .··1. Magnesium paino-% 0,065-0,025 0,055-0,035 25 Mangaani paino-% 0,80-0,10 0,40-0,20 ; .·. Kupari paino-% 0,10-1,60 0,60-1,20 .···, Nikkeli paino-% 0,20-2,00 0,40-0,80 • · • . Fosfori paino-% 0,030-0,005 0,001-0,005The chemical composition of the material according to the invention depends on the desired combination of '1': femininity and wall thickness, and typically is as follows: • · · ...: 20; "1 · typically preferred • · ·: Carbon by weight 3.60- 2.80 3.40-2.90 ··· 1: .1 Silicon by weight 1.30-2.60 1.30-1.90 ·· 1. Magnesium by weight 0.065-0.025 0.055- 0,035 25 Manganese by weight 0,80-0,10 0,40-0,20; ·. Copper by weight 0,10-1,60 0,60-1,20. ···, Nickel by weight % 0.20-2.00 0.40-0.80 • · • .Phosphorus Weight% 0.030-0.005 0.001-0.005

Rikki paino-% 0,003-0,010 0,005-0,008 • · • · _ _ ··· 30 • · • · · • · « • · · · 1 · 2 • « 3 12 118738Sulfur by weight% 0.003-0,010 0.005-0,008 • · • · _ _ ··· 30 • · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · «12

Kromi (Cr), Titaani (Ti), Vanadiini (V), Wolfiami (W), Molybdeeni (Mo), Koboltti (Co), Lyijy (Pb), Tina (Sn), Cerium (Ce) ja Vismutti (Bi) vähäisessä määrin.Chromium (Cr), Titanium (Ti), Vanadium (V), Wolfiam (W), Molybdenum (Mo), Cobalt (Co), Lead (Pb), Tin (Sn), Cerium (Ce) and Bismuth (Bi) extent.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä lämpökäsittelyssä materiaali ensin austenoi-5 daan 880-960°C:ssa vähintään 1 tunti + 1 tunti/25 mm seinämäpaksuutta kohden. Tavoitteena on kaikkien karbidien ja muiden matriisista poikkeavien faasien liuottaminen austeniittiin. Jatkoksi suoritetaan atmosfaäriuunissa lämpötilan lasku ohjatusti ja hallitusti ja tasoitus 800-850°C:n tasolle, minkä jälkeen suoritetaan nopea ohjattu jäähdytys lämpötilaan 650-100°C, jossa tapahtuvan 2.. 4 tunnin lam-10 pötilan tasoituksen jälkeen kappaleen lämpötila pidetään valitussa lämpötilassa, mikäli päästö on samassa lämpötilassa mihin sammutettiin, tai nostetaan päästö-lämpötilaan 550...750°C riippuen koostumuksesta. Päästölämpötilassa kappaleita pidetään 2...8 tuntia, minkä jälkeen jäähdytetään huonelämpötilaan. Sopivimmin käytetään koko lämpökäsittelyn ajan suojakaasua.In the process of the invention, in the heat treatment, the material is first austenitized at 880-960 ° C for at least 1 hour + 1 hour / 25 mm per wall thickness. The aim is to dissolve all carbides and other non-matrix phases in austenite. Next, controlled and controlled temperature reduction in the atmospheric furnace and leveling to 800-850 ° C is performed, followed by rapid controlled cooling to 650-100 ° C, where after 2 to 4 hours lam-10 temperature leveling, the temperature of the piece is maintained at the selected temperature. , if the discharge is at the same temperature as the extinction, or is raised to the discharge temperature of 550 ... 750 ° C, depending on the composition. The pieces are kept at the outlet temperature for 2 to 8 hours, after which they are cooled to room temperature. Preferably, shielding gas is used throughout the heat treatment.

1515

Keksinnön mukaisen pallografiittivaluraudan mikrorakenteeksi saadaan lämpökäsittelyn valinnasta riippuen kolme perusrakennetta: - hienolammellinen täysin perliittinen mikrorakenne grafiittipalloi-Depending on the choice of heat treatment, the microstructure of the spheroidal cast iron iron according to the invention provides three basic structures: - a fine-pearl fully perlite microstructure of graphite spheres;

• M• M

neen (Monifaasiväliainesammutus) *** * 20 - neulasmaista ferriittiä ja hienolamellista bainiittia grafiittipalloi· ♦ *· ·...· neen (Nopeasti sammuttavaan väliaineeseen) • · : - ferriittiä ja hienolamellista perliittiä grafiittipalloineen (Nopea • · :.· i jäähdytys atmosfäärissä) • · • · *·· 25 Mikrorakenteen ohjailu tapahtuu koostumuksen ja lämpökäsittelyn avulla hallitus- • ♦ ·,* · ti, jolloin haluttu mekaanisten ominaisuuksien yhdistelmä voidaan saavuttaa kul- * · lekin kappaleelle.neen (Multiphase Intermediate Quenching) *** * 20 - needle-like ferrite and fine lamellar bainite with graphite spheres · ♦ * · · ... · neen (Fast Quenching Media) ) The microstructure is controlled by composition and heat treatment in a controlled manner, whereby the desired combination of mechanical properties can be achieved for each body.

« • · . · · ·, Keksinnön eräiden edullisten lisäpiirteiden mukaisesti keksinnön mukaisesta ma- • · II» 30 teriaalista valmistettavat kappaleet simuloidaan muotin täyttymisen, sulan jähmet- • · · ' tymisen, grafiitin pallotiheyden ja mahdollisten karbidifaasien ja kovuuden ennä- • · • · · * 13 118738 koimiseksi ja koostumuksen täsmentämiseksi tietokoneavusteisella simulointioh-jelmalla, johon materiaaliarvot on ohjelmoitu. Mekaanisten ominaisuuksien vaatima läxnpökäsittelyohjelma tarkistetaan tietokoneavusteisella simuloinnilla etukäteen. Simuloinnin käytön tarkoituksena on ennalta ehkäistä virheelliset tuotteet S materiaali-, kustannussäästöjen saavuttamiseksi ja valmistusaikataulun suunnitelluksi toteuttamiseksi. Nämä edut korostuvat yksittäis- ja piensarjatuotannossa. Valun jälkeen valun tiiveys tarkistetaan ultraäänitarkastuksella tai röntgenkuvauksella. Kovuus mitataan painaumamittarilla. Kemiallinen koostumus tarkastetaan valussa kappalekohtaisesta suhista. Jokaista kappaletta kohti vaietaan kiinnivaletut 10 koesauvat vetokokeita varten sekä eräkohtaisesti vertailukappale, joka edustaa varsinaista valukappaletta ja josta myös määritetään ainetta rikkovat testitulokset. Tämä näytekappale on vastaavasti simuloitu koekappaleen kappaletta edustavuuden varmistamiseksi. Edelleen edullisten lisäpiirteiden mukaisesti prosessissa sekä valutapahtuma että materiasalin mekaaniset ominaisuudet on mallinnettu ja 15 tietokoneavusteisesti simuloitu ennen lopullisen valuprosessin päättämistä.«• ·. In accordance with certain preferred features of the invention, the pieces made of the material according to the invention are simulated for mold filling, molten solidification, graphite spherical density and possible carbide phases and hardness. 118738 by a computer assisted simulation program in which the material values are programmed. The software required for mechanical properties is pre-checked by computer-assisted simulation. The purpose of using simulation is to pre-empt defective products S in order to achieve material, cost savings and scheduled production schedules. These advantages are emphasized in single and small series production. After casting, the tightness of the casting is checked by ultrasound or X-ray. Hardness is measured with a pressure gauge. The chemical composition is checked by casting on a piece-by-piece basis. For each piece, the pre-cast 10 test pieces for tensile tests as well as a batch-by-piece reference piece representing the actual casting are also silenced and from which the test results are also determined. This specimen is similarly simulated to ensure representativity of the specimen. In accordance with further preferred features of the process, both the casting event and the mechanical properties of the material hall are modeled and computer simulated before the final casting process is completed.

Keksinnön mukaisesta hienoraepallografuttivaluraudasta (FGDI) koneen osia valmistettaessa pystytään käyttämään riittävän hyvät mekaaniset ominaisuudet antavaa valettavaa rautamateriaalia, jolloin voidaan koneenosan muoto ja mitoitus • * · • · · * · 20 on valittavissa vapaasti tarkoituksen mukaan eikä olla riippuvaisia esim. takomis- tai koneistusmenetelmän rajoituksista. Täsmällinen mitoitus mahdollistaa materi- • · · I aalinkäytön optimoinnin, näillä on merkitystä koko koneen valmistuksen, kulje- ··« * : tuksen ja käytön aikaiselle energian kulutuksen minimoinnille. Samalla mallien ja ·«· e . · ‘ . työkalujen mitoituksella voidaan valmistaa myös kevyempien kuormitusasteiden ·· 0 25 koneiden komponentit käyttämällä keksinnön mukaisen materiaalin lujuuden j ,·, alimpia arvoja ja vaativimpia kohteita varten keksinnön mukaisen materiaalin .·**, ylimpiä arvoja. Lujemmasta, sitkeämmästä ja väsymistä paremmin kestävästä sekä helposti koneistettavasta materiaalista valmistetut komponentit ja koneet ovat pienempiä, esim. raskaasti kuormitetun laakeripesän halkaisija on SOOmm, kun • · ***** 30 laakeripesä on keksinnön mukaisesta materiaalista, jos se olisi standardin mukais- | j j ta pallografiittiraudasta se olisi 650mm. Raskaasti kuormitetulle telalle, jonka hai- ·· • t • « ·»· 14 118738 kaisija 500mm, laakeripesän paino 500kg keksinnön mukaista hienoraepallogra-fiittivalurautaa (FGDI), jos standardin mukaista valurautaa paino 800-900kg.The cast iron material of sufficiently fine mechanical properties according to the invention can be manufactured from FGDI cast iron, which allows the shape and dimension of the machine part to be freely selected according to its purpose and not to be dependent on, for example, forging or machining methods. Precise dimensioning allows for optimized material utilization, which is important for minimizing energy consumption during the manufacture, transport, and operation of the machine. At the same time models and · «· e. · '. the dimensioning of the tools can also be used to manufacture components of lighter loads ·· 0 25 using the lowest values of the strength of the material according to the invention and the highest values of the material of the invention for the most demanding applications. Components and machines made of stronger, tougher, more fatigue resistant and easily machinable material have smaller dimensions, eg heavy duty bearing housings have a diameter of SOOmm when • · ***** 30 bearing housings are made of the material of the invention, if it were standard | and with a spherical iron it would be 650mm. For a heavily loaded roll with a shark size of 14 118738, 500mm, a bearing body weight of 500kg according to the invention is fine-grained ball graphite cast iron (FGDI), if standard cast iron weight is 800-900kg.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetyn valamisprosessin ansiosta päästään 5 hyvin lähelle lopullista mitoitusta, mikä vähentää koneistuksen tarvetta verrattuna takeisiin. Samalla materiaalin ja energian kulutus minimoituvat.Thanks to the casting process used in the method according to the invention, it is possible to get very close to the final dimension, which reduces the need for machining compared to forging. At the same time, material and energy consumption is minimized.

Keksinnön mukaiselle hienoraepallografiittiraudoille (FGDI) poikkeuksellinen ominaisuuksien yhdistelmä eli korkea lujuus ja korkea myötöraja täydennettynä 10 hyvällä venymällä ja väsymislujuudella, kun samalla vielä lastuttavuus on hyvä. Yleensä pallografiittiraudoissa lujuus saavutetaan sellaisella seostuksella ja lämpökäsittelyttä, mikä huonontaa sitkeyttä ja lastuttavuutta. Keksinnön mukaisella hienoraepallografiittivaluraudalla (FGDI) on hyvä väsymislujuus paksustakin kappaleesta otetussa näytteessä. Tämä on seurausta keksinnön mukaisesta hieno-15 raepallografiittivaluraudan (FGDI) valmistusprosessista, missä luodaan edellytykset sille, ettei rakenteeseen muodostu rakennetta heikentäviä faaseja ja virhealuei-ta. Valuprosessissa luodaan sellaiset jähmettymisolosuhteet, että valurakenne syntyy tiiviinä, tasarakenteisena ja suuntautumattomana.The fine grit ball ball graphite (FGDI) according to the invention has an exceptional combination of properties, i.e. high strength and high yield strength supplemented with 10 good elongation and fatigue strength while still having good machinability. Generally, in ductile iron, strength is achieved by doping and heat treatment that impairs toughness and machinability. The fine grit spheroidal graphite cast iron (FGDI) of the invention has good fatigue strength in a sample taken from a thick body. This is the result of the process of manufacturing fine-grained granular spheroidal cast iron (FGDI) according to the invention, whereby conditions are created for the structure not to have weakening phases and defect areas. In the casting process, solidification conditions are created such that the casting structure is dense, uniform and non-oriented.

• · · • • · ··· • · · j 20 Kaikki keksinnön mukaisen paUografiittivaluraudan lujuusominaisuuksien vaihte- ·***: lu seinämävahvuuden suhteen ja kappaleesta toiseen on oleellisesti standardin ··· • ·*; mukaisia pallografiittirautoja pienempi, jolloin rakenteellisen mitoituksen var- M· · • **j muuskerrointa voidaan alentaa.All the variations in the strength properties of the paUgraphite cast iron according to the invention in terms of wall thickness and from one piece to another are substantially standard; smaller, so that the structural dimensioning factor M · · • ** j can be lowered.

«ΦΦ I«ΦΦ I

• · * f · • · ··· 25 Keksinnön mukaisen menetelmän yhteydessä edullisesti käytettävän lämpökäsitte- : .·. lyprosessin erikoisuus on siinä, että nopealla jäähdytyksellä lopullinen mikrora- »·« · .***. kenne saadaan hienorakenteiseksi ja heikentäviä faaseja tai virhealueita sisältä- • φφ * . mättömäksi. Haluttujen ominaisuuksien mukaan valituilla sammutusnopeudella ja päästölämpötilalla ja pitoajalla säädetään lopullinen mikrorakenne ja sen mukaiset φ · ***** 30 materiaalin ominaisuudet. Yleensä tarkat ja nopeita jäähdytyksiä sisältävät läm- φ Φ · pökäsittelyprosessit edellyttävät öljyn tai suolakylvyn käyttöä. Keksinnön yhtey- ·· φ Φ • φ φφφ 15 118738 dessä käytetään edullisesti hallittua ja ohjattua erikoislampökäsittelyprosessia, jossa ilmalla ja siihen lisätyllä väliaineella saadaan riittävän nopeat, hallitut jäähtymisnopeudet. Koska jäähdytysaineena on edullisesti ilma ja vesi lisättynä luonnollisilla partikkeleilla, ei päästöjä luontoon tapahdu, öljyn käytöstä on pohja-5 vesiriski ja suolakylvyn suolojen jatkokäsittely muodostaa potentiaalisen ympäristöuhan. Lämpökäsittelyn sammutus-ja kuumennusvaiheet ovat lyhyitä ja lämpötilaerot kohtuullisia ja kappaletta ei jäähdytetä huonelämpötilaan vaan suuri osa lämpösisältöä pysyy kappaleessa koko lämpökäsittelyprosessin ajan. Lämpökäsittelystä ei siirry mahdollista vesihöyryä lukuun ottamatta materiaaleja ympäris-10 töön.The thermal concept preferably used in connection with the process of the invention:. The peculiarity of the lyprocess is that with rapid cooling, the final micro- »·« ·. ***. the structure is fine-grained and contains weakening phases or areas of error • φφ *. lessly. Depending on the desired properties, the selected firing rate, release temperature, and holding time adjust the final microstructure and corresponding ominaisuudet · ***** 30 material properties. Generally, precise heat treatment processes that require rapid cooling require the use of an oil or salt bath. In the context of the invention, a controlled and controlled special lamp processing process is preferably used which provides sufficiently controlled controlled cooling rates of the air and the medium added thereto. As the coolant is preferably air and water added with natural particles, no release into the environment occurs, there is a bottom water risk from oil use and further treatment of the salts in the salt bath creates a potential environmental hazard. The quenching and heating steps of the heat treatment are short and the temperature differences are reasonable and the piece is not cooled to room temperature, but much of the heat content remains in the piece throughout the heat treatment process. Except for possible water vapor, the heat treatment does not transfer to the environment.

Verrattuna muihin samaan tarkoitukseen soveltuviin materiaaleihin on keksinnön mukaisen pdlografuttivalurautalajin raaka-ainepohja pääosin kierrätysmateriaaleja, sulatuslämpötilat ovat teräksiin verrattuna alhaisemmat, takomiseen verrattuna 15 energiantarve on vähäisempää ja kappale valetaan hyvin lähelle lopullisia mittoja, jolloin materiaalihukka aihiosta on vähäinen. Valumateriaalina keksinnön mukainen materiaali on täysin uudelleen hyödynnettävissä: valimon sisällä valujäijes-telmät hyödynnetään välittömästi seuraavien valujen sulatuksessa ja käytöstä ai-;***: kanaan poistettavat keksinnön mukaisesta materiaalista valmistetut osat valimo 20 ostaa uusioraaka -aineekseen. Valun välituotteet, kuten valukanavat käytetään .1 2 3·1. uudelleen, muottimateriaali kierrätetään, koneistuslastut sulatetaan uudelleen ja • · a • ·1. lopputuote on kierrätettävää rautamateriaalia.Compared to other materials suitable for the same purpose, the raw material base of the pdlograph cast iron according to the invention is mainly recycled materials, the melting temperatures are lower than those of steels, the energy required is less than forging and the piece is cast very close to final dimensions. As a casting material, the material according to the invention is completely recyclable: within the foundry, casting slurry is immediately utilized in the melting and use of the following castings: parts of the inventive material to be removed from the hen are purchased by the foundry 20 as secondary raw material. Casting intermediates such as pouring channels are used .1 2 3 · 1. again, the mold material is recycled, the machining chips are thawed again and • · a • · 1. the end product is recyclable iron material.

··· · • · • · t • » i • · 1 · . 1 1 1. Seuraavissa taulukoissa 1 -6 esitetään eräitä keksinnön mukaisella pallografiittiva- • · · 25 lurautalajilla saatavia tuloksia.··· · • • • • t • »i • · 1 ·. 1 1 1. The following Tables 1 to 6 present some of the results obtained with the spheroidal graphite iron ore according to the invention.

• · • · · • · 1 ··· 1 • a a • 1 • · • · a « • 1 • aa • · • · • •e · 2 • · · a 1 3 · i»l • · • · ··· 16 118738• • • • • 1 · · · · 1 · aa • 1 • • • a · • 1 • aa • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • · ·· 16 118738

Taulukko 1 Valukappale 600 kgTable 1 Casting 600 kg

Valukappaleen kyljestä leikatut vetosauvat taulukosta A, kyseisen kohdan s = 5 150mmDrawbars on the side of the casting from table A, s = 5 150mm for that point

Atmosfäärisammutus (Ilmasanunutus)Atmospheric Extinction

Kappaletunnus Murtolujuus Myötöraja Murtovenymä Rm Re APart number Tensile strength Tensile strength Fracture elongation Rm Re A

_|MPa_|MPa___ | MPa_ | MPa__

TAULUKKOATABLE

K671 [842 [492 [5/7K671 [842 [492 [5/7

K672 858 5Ö8 MK672 858 5Ö8 M

K673 847 SÖI HK673 847 EATED H

K691 [827 [480 [5/7 K692 "852 496 ~6,1K691 [827 [480 [5/7 K692 "852 496 ~ 6.1

K623 "842 492 MK623 „842,492 M

TAULUKKO BTABLE B

···· · ·

·:··· STAND. SFS-ΕΝ 1563+A1 KOESAUVA-AIHIOT·: ··· STAND. SFS-ΕΝ 1563 + A1 TEST BARS

;···· Ks51 873 51Ö 7 ·** _____________ ϊ Ks 56 873 512 7 * · · :‘X Ks58 855 5ΪΪ el • · ·; ···· Ks51 873 51Ö 7 · ** _____________ ϊ Ks 56 873 512 7 * · ·: 'X Ks58 855 5ΪΪ el • · ·

Ks6Ö 86!" 496“ Tfi • ·Ks6Ö 86! "496“ Tfi • ·

Ks 62 873 520 6,5 . . Ks 64 863 5Ö8 7^ » · · *;:/ Ks67 859 506 Ifi ·...· Ks 69 877 ϋ 6l • -------- *· · 11! Taulukossa B on esitetty eri kappaleiden valujen yhteydessä valettujen standardi- ; 10 koesauvojen arvoja (SFS-ΕΝ 1563+A1).Ks 62,873,520 6.5. . Ks 64 863 5Ö8 7 ^ »· · *;: / Ks67 859 506 Ifi · ... · Ks 69 877 ϋ 6l • -------- * · · 11! Table B shows the standard castings for the castings of the various sections; 10 values for test rods (SFS-ΕΝ 1563 + A1).

··· · ··« • s • · ... 1 a· 17··· · ·· «• s • · ... 1 a · 17

Taulukko 2 118738Table 2 118738

Raskas kappalemassa noin 1700 kgHeavy block weight about 1700 kg

Eri kappaleiden kyljestä irrotetut koesauvat irrotuskappale sijaitsi s=100 ja 5 s=300mm seinämän alueen kyljestä.The test pieces detached from the sides of the different pieces were located at s = 100 and 5 s = 300mm from the side of the wall area.

Ilmasammutusair Extinguishing

Kappaletunnus Seinämä mm Murtolujuus Myötöraja MurtovenymäItem ID Wall mm Tensile strength Tensile strength Fracture elongation

Rm Re ARm Re A

___MPa__MPa__% _____ MPa__MPa __% __

TAULUKKO ATABLE A

Taulukko osoittaa pientä hajontaa eri koesauvojen kesken G041 Γ300 Γ84Ϊ [494 [6 G042 3ÖÖ 842 498 6^3 GÖ43 300 842 "494 5/7 G044 IÖÖ 835 "497 4~6 G045 WÖ 838 494 5Ä G046 Ϊ05 841 497 6Ä .*·*. G071 Γ500 Γ838 |~5Ö3 I~63 .!!!: G072 3ÖÖ 842 "494 6fi • · ' __ ___ .···, G073 300 841 487 6,3 ."I G074 IÖÖ 835 497 4£ • · · .The table shows a small dispersion between different test rods G041 Γ300 Γ84Ϊ [494 [6 G042 3ÖÖ 842 498 6 ^ 3 GÖ43 300 842 "494 5/7 G044 IÖÖ 835" 497 4 ~ 6 G045 WÖ 838 494 5Ä G046 Ϊ05 841 497 6Ä. · *. G071 Γ500 Γ838 | ~ 5Ö3 I ~ 63. !!!: G072 3ÖÖ 842 "494 6fi • · '' __ ___. ···, G073 300 841 487 6.3." I G074 IÖÖ 835 497 4 £ • · ·.

!*Υ G076 IÖÖ 844 194 ^6 • · · • « · — »' I ·· 1 1 I ' ··· · ··* :···: K091 [3Ö0 fm [499 T6j K092 3ÖÖ 836 "486 5/7 ί.:*: K093 3ÖÖ 836 "492 "63 C!: K094 IÖÖ 841 ”492 6Ä K095 IÖÖ 834 498 6Ä • · _____________ _ __ K096 100 834 498 5,9 • · _____________ **t • · _______ : kosi [300 Π542 [499 T^ö «*· ________ __ ________ * . · • · ··· 18 118738 K052 T1ÖÖ 842 |~5Ö5 Γμ K053 300 842 5Ö5 43 K054 3ÖÖ 837 493 53 K05S löö 838 487 63 K056 löö 829 486 53 TAULUKKO B standardi vetokoesauvatuloksia (SFS-ΕΝ 1563+A1)! * Υ G076 IÖÖ 844 194 ^ 6 • · · • «· -» 'I ·· 1 1 I' ··· · ·· *: ···: K091 [3Ö0 fm [499 T6j K092 3ÖÖ 836 "486 5 / 7 ί .: *: K093 3ÖÖ 836 "492" 63 C !: K094 NIGHT 841 ”492 6Ä K095 NIGHT 834 498 6Ä • · _____________ _ __ K096 100 834 498 5.9 • · _____________ ** t • · _______: cough [300 Π542 [499 T ^ ö «* · ________ __ ________ *. · • · ··· 18 118738 K052 T1ÖÖ 842 | ~ 5Ö5 Γμ K053 300 842 5Ö5 43 K054 3ÖÖ 837 493 53 K05S hit 838 487 63 K056 hit 829 486 53 TABLE B Standard Drawbar Results (SFS-ΕΝ 1563 + A1)

Samojen kappaleiden yhteydessä kiinnivalettujen standardikoesauvojen arvoja Ks 04 [ 834 [496 [6For the values of standard test rods fixed in connection with the same paragraphs, see 04 [834 [496 [6

Ks 07 812 501 5See 07 812 501 5

Ks 13 858 5Ö4 6See 13,858 5Ö4 6

Ks 10 833 500 53See 10,833,500 53

YA02A 300 [864 PsTÖ [MYA02A 300 [864 PsTÖ [M

YA02B 3ÖÖ 863 502 63 YA02C 3ÖÖ 85Ϊ 503 53 YA02D [1ÖÖ [873 [5T7 [6/7 YA02E 3ÖÖ 864 503 73 *·· ________________ YA02F 300 870 515 6,4 • ....1 I I _____ I -___ • · • 1 2 3 · • · • ·YA02B 3ÖÖ 863 502 63 YA02C 3ÖÖ 85Ϊ 503 53 YA02D [1ÖÖ [873 [5T7 [6/7 YA02E 3ÖÖ 864 503 73 * ·· ________________ YA02F 300 870 515 6,4 • .... 1 II _____ I -___ • · • 1 2 3 · • · • ·

• •I• • I

• 1 • · · • · · • ·· · • · · · • · · • 1 · • · · • m • · t«i • ♦ • 1 1 • · · • · · · * · 1 • • · • · * # · • · 1 • · 1 * · • · « • · 1 * · · · · · . Φ · 2 • · 3 19• 1 • • • • • · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 • · * # · • · 1 • · 1 * · • · «• · 1 * · · · · ·. Φ · 2 • · 3 19

Taulukko 3 118738Table 3 118738

Keemallinen valukappale massa 600 kg.Chemical casting mass 600 kg.

Nopea väliaineeseen tapahtuva jäähdytys (vesisammutus).Rapid cooling of the medium (water quenching).

5 Kappaleen seinämän kyljestä leikatut kappalesauvat.5 Piece bars cut from the side of the piece wall.

Kappale/sauva Seinämän Murtolujuus Myötöraja MurtovenymäBody / Rod Wall Tensile Strength Stress Limit Elongation

paksuus s Rm Re Athickness s Rm Re A

__MPa_ MPa %_ G9411 200 812 624 5,1 G9412 2ÖÖ 893 6Ö1 ΉΪ G 9413 2ÖÖ 793 6Ϊ7 "HÖ G9512 [2ÖÖ [877 |~591 [Hl G7911 200 806 656 4Ä G7912 2ÖÖ 87Ö 637 5Ä G7913 ~2ÖÖ 825 663 ~4/7 G8812 T2ÖÖ Γ882 [59Ö |~6 G9012 2ÖÖ 852 "~592 5 G7911 2ÖÖ 8Ö6 656 4Ä • · · * *···) G7912 2ÖÖ 87Ö 637 5Ä G7913 2ÖÖ 825 663 4/7 aaa___ ____MPa_ MPa% _ G9411 200 812 624 5,1 G9412 2ÖÖ 893 6Ö1 ΉΪ G 9413 2ÖÖ 793 6Ϊ7 "HÖ G9512 [2ÖÖ [877 | ~ 591 [Hl G7911 200 806 656 4Ä G7912 2ÖÖ 87Ö 637 5Ä G7913 ~ 2ÖÖ 825 663 ~ 4] / 7 G8812 T2ÖÖ Γ882 [59Ö | ~ 6 G9012 2ÖÖ 852 "~ 592 5 G7911 2ÖÖ 8Ö6 656 4Ä • · · * * ···) G7912 2ÖÖ 87Ö 637 5Ä G7913 2ÖÖ 825 663 4/7 aaa___ __

G8912 200 ~87Ö 637 MG8912 200 ~ 87Ö 637 M

I.;’: G872 2ÖÖ 863 596 5^ : G921 2ÖÖ 857 633 5# a a a a 7 • · a ' 1 1 ' 1 • · • · aaa : .*. YJ301 flÖO 876 [ 623 [T,l • a a ."•V YJ302 2ÖÖ 843 64Ϊ 4/7 • a • a a - 111 1 " " Il I I - i —- 1 ’ a a • a • a a • a a a • aa a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a · aI .; ': G872 2ÖÖ 863 596 5 ^: G921 2ÖÖ 857 633 5 # a a a a 7 • · a' 1 1 '1 • · • · aaa:. *. YJ301 flÖO 876 [623 [T, l • aa. "• V YJ302 2ÖÖ 843 64Ϊ 4/7 • a • aa - 111 1" "Il II - i —- 1 'aa • a • aa • aaa • aa aaaaaaaaaaaaaaaaaaa · a

Taulukko 4a 20 118738Table 4a 20 118738

Keemallinen valukappale massa 700 kg.Chemical casting mass 700 kg.

Nopea sammutus (väliaineena vesi).Rapid extinguishing (water medium).

S Kappaleen sisältä leikatut koesauvat.S Test pieces cut inside the piece.

Kappale/sauva Seinämän Sijainti Murtolujuus Myötöraja MurtovenymäItem / Rod Wall Location Tensile Strength Stress Limit Elongation

paksuus s Rm Re Athickness s Rm Re A

____MPa__MPa__%_ YJ30A [8Ö ulkopinta Γ879 [6Ϊ2 [87 YJ30B 8Ö ulkopinta 878 618 67 YJ30C 80 keskipinta 917 592 57 YJ30 D 80 keemanpinta 888 608 5,3 YJ30F 80 keemanpinta 878 612 4,6 YK06 CAI [1Ö ulkopinta [867 [589 [57 YK06 CA3 80 keemanpinta 847 602 4,7 YK06CB1 80 ulkopinta 842 589 4,6 YK06 CD1 80 ulkopinta 873 587 67 YK06 CD2 80 keskipinta 855 596 5,0 • · · • · · • m · • · • 1 · · • · • · · • · * · 1 • · · • M t • · * t • · · • · f · · · • ' · Φ · • · · • · • · « • · · ··· · • · • · • « « · • 1 · .____ MPa__MPa __% _ YJ30A [8Ö outer surface Γ879 [6Ϊ2 [87 YJ30B 8Ö outer surface 878 618 67 YJ30C 80 central surface 917 592 57 YJ30 D 80 boiling surface 888 608 5.3 YJ30F 80 boiling surface 878 612 4.6 YK06 CAI [1Ö 589 outer surface [57 YK06 CA3 80 Central Surface 847 602 4.7 YK06CB1 80 Outer Surface 842 589 4.6 YK06 CD1 80 Outer Surface 873 587 67 YK06 CD2 80 Central Surface 855 596 5.0 • · · · · 1 · · • • • • • • M • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • · • · • «« · • 1 ·.

« 1 • · • · · · • · · • · · • · 1 ' · · • · • · • · ·«1 • • • • • • • • 1 '· · 1 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

Taulukko 4b 21 118738Table 4b 21 118738

Keemallinen valukappale massa 700 kg.Chemical casting mass 700 kg.

Nopea sammutus (väliaineena vesi).Rapid extinguishing (water medium).

S Kappaleen sisältä leikatut koesauvat.S Test pieces cut inside the piece.

Kappale/sauva Seinämän Sijainti Murtolujuus Myötöraja MurtovenymäItem / Rod Wall Location Tensile Strength Stress Limit Elongation

paksuus Rm Re Athickness Rm Re A

__mm___MPa__MPa__%_ YJ30A 170 ulkopinta 935 614 7,3__mm ___ MPa__MPa __% _ YJ30A 170 outer surface 935 614 7.3

YJ30B 170 keksipinta 942 6Ϊ4 5JYJ30B 170 Biscuit Surface 942 6Ϊ4 5J

YJ30 C 170 keemanpinta 844 606 3,0 YK03A2 Πτ0 ulkopinta [935 Γ617 p79 YK03A4 170 ulkopinta 907 598 4^6 YKLA1 170 ulkopinta 864 591 [7/7 YKLA2 170 keskipinta 929 611 6,9 YKLA3 17Ö keskipinta 903 598 4^3 YKLA4__170__keemanpinta 890__611__4j6_YJ30 C 170 thread surface 844 606 3.0 YK03A2 Πτ0 outer surface [935 Γ617 p79 YK03A4 170 outer surface 907 598 4 ^ 6 YKLA1 170 outer surface 864 591 [7/7 YKLA2 170 center surface 929 611 6.9 YKLA3 17Ö center surface 903 598 4 ^ 3 YKLA4__ 890__611__4j6_

Taulukko osoittaa mekaanisia ominaisuuksia kappaleen eri osissa.The table shows the mechanical properties of the various parts of the part.

a a a • 1 I 1 • · a • a ··· • a • · a#a a · • · · a a a M1 1 • · • · · • · · »·1 ♦ • · « • a • · • a 1 • 1 · a • · · ··· t ··· a a a a ··· • · aa# a · • a »i· • · • la • « « «•»a · a • a a a a 1 «aaa • 1 I 1 • · a • a ··· • a • · a # aa · • · aaa M1 1 • • • • • • · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 · a • · · ··· t ··· aaaa ··· • aa # a · • a »i · • · • la •« «« • »a · a • aaaa 1«

Taulukko 5 22 118738Table 5 22 118738

Raskas valukappale kappaleen sisältä leikatut massa 1300 kg 5 Nopea sammutus (väliaineena vesi).Heavy casting Cut inside mass 1300 kg 5 Quick quench (medium as water).

Kappale Seinämä Murtolujuus Myötöraja MurtovenymäSection Wall Tensile strength Tensile strength Fracture elongation

mm Rm Re Amm Rm Re A

___MPa__MPa__%_ GV9ES 300/sivulle [883 [656 [Tö___ MPa__MPa __% _ GV9ES 300 / Page [883 [656 [Ed

GV9GS 300/sivulle 869 701 5JGV9GS 300 / page 869 701 5J

GV9A2 90 pinta [873 [627 Hfi GV9A5 160 pinta 851 59Ö 4/7 GV9A7 90 keski 917 6ÖI 5fi GV9A12 90 pinta 847 614 5^4 GV9B1 120 pinta 883 705 1^9 GV9B2 120 sisä 841 60S 4/7 YV03A7 90 sisä [823 [64Ϊ [TlGV9A2 90 Surface [873 [627 Hfi GV9A5 160 Surface 851 59Ö 4/7 GV9A7 90 Middle 917 6ÖI 5fi GV9A12 90 Surface 847 614 5 ^ 4 GV9B1 120 Surface 883 705 1 ^ 9 GV9B2 120 Inside 841 60S 4/7 YV03A7 90 In [ 823 [64Ϊ [Tl

YV03A9 90 sisä 9ÖÖ 596 4JYV03A9 90 indoor 9ÖÖ 596 4J

... YV01A10 90 sisä 9Ö6 608 £l :···'1 YV03B4 120 sisä 856 629 *:1 i YV03S1 300 pinta 825 630 :]”i YV03S2 300 pinta 844 611 5Ö • · • · · • · j1 V Samassa kappaleessa ominaisuudet eri seinämän vahvuuskohdissa. Ominaisuuksia • · · '!!. en hajonta suhteellisen pieni.... YV01A10 90 Inside 9Ö6 608 £ l: ··· '1 YV03B4 120 Inner 856 629 *: 1 i YV03S1 300 Surface 825 630:] ”i YV03S2 300 Surface 844 611 5Ö • · • · · · j1 V Same features properties at different wall strengths. Features • · · '!!. I do dispersion relatively small.

• · • · · · • · · • · · * · · · ··· • · • · ··· • ·•••••••••••••••••••••••••

• •I• • I

• · • · • · · • · Φ · · • · · • tl · ·• • • • • tl · ·

* m • M* m • M

Taulukko 6 23 118738Table 6 23 118738

Pyöröväsytyskoe (kappaleesta eri osista irtileikatut koesauvat)Rotary fatigue test (test pieces cut from different parts of a piece)

Koesauva Halkaisija Yhteensä JännitysTest Stick Diameter Total Tension

Meikki mm_ (lukema) MpaMakeup mm_ (reading) Mpa

Ulkopinta 1 6,740 144104627 323 6 6,740 183 306 743 333 10 6,740 46368754 357 14 6,740 76 338 376 357 18 6,740 259344245 333 22 6,740 2 427656 352 26 6,740 1 481978 357 30 6,740 97530904 357_Outside 1 6,740 144104627 323 6 6,740 183 306 743 333 10 6,740 46368754 357 14 6,740 76 338 376 357 18 6,740 259344245 333 22 6,740 2 427656 352 26 6,740 1 481978 357 30 6,740 97530904 357_

Keeman puoleinen 5 6,740 44323 676 333 9 6,740 493 647 333 13 6,740 19 047 785 333 17 6,740 20 493 782 333 21 6,740 16667 061 333 25 6,740 326 086 333 29_6,740_7 585 424 333 S Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheisen piirustuksen kuvioihin viitaten, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus . · · ·. mitenkään ahtaasti rajoittaa.Keema Side 5 6,740 44323 676 333 9 6,740 493 647 333 13 6,740 19,047 785 333 17 6,740 20 493 782 333 21 6,740 16667 061 333 25 6,740 326 086 333 29_6,740_7 585 424 333 S The invention will now be described in more detail in the accompanying drawings, the details of which, however, are not intended to be. · · ·. in no way narrowly constrained.

n · n 9 • n · · · • · ,···. Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti tekniikan tasosta tunnetun valuraudan 9 9 : 10 GJS800 valmistuksen lohkokaavio.n · n 9 • n · · · • ·, ···. Figure 1 is a schematic block diagram of a prior art cast iron 9 9: 10 GJS800.

• · · ··· · • 1 2 3 • · n • 1 · ,···[ Kuviossa 2 on esitetty kaaviollisesti keksinnön mukaisen hienoraepallografiittiva- • · luraudan (FGD1) valmistuksen lohkokaavio.Figure 2 is a schematic block diagram of the preparation of a fine-grained ball graphite iron (FGD1) according to the invention.

• 1 • · · • · · 15 Kuviossa 3 on esitetty kaaviollisesti keksinnön mukaisen hienoraepallografiittiva- • e ' 1 1 luraudan (FGDI) etappilämpökäsittely.Figure 3 is a diagrammatic representation of the step heat treatment of a fine lattice ball (FGDI) iron according to the invention.

• · t · · *...: Kuviossa 4 on esitetty kaaviollisesti lohkokaaviona lämpökäsittelyn simulointi • :1: prosessikaavio manimuotokappaleelle.• · t · · * ...: Figure 4 is a schematic block diagram of a heat treatment simulation •: 1: Process diagram for a manifold.

··· · · 2 • · 3 24 118738··· · · 2 • · 3 24 118738

Kuvioissa 5A ja 5B on esitetty kappaleen lämpökäsittelyn simulointiin liittyvä kappaleen jäähtymisnopeus eri kappaleen eri pisteissä.Figures 5A and 5B show the rate of cooling of the body at different points of the different body in connection with the simulation of the heat treatment of the body.

Kuvassa 6 on esitetty tyypillinen mikrorakennekuva keksinnön mukaisesta pallo-5 grafiittivalurautalajista, jonka suurennos on 100-kertainen.Figure 6 shows a typical microstructure view of a spherical-5 graphite cast iron type according to the invention at 100x magnification.

Kuvassa 7 on esitetty kuvasta 6 400-kertainen suurennos.Figure 7 shows a magnification of 6,400 times that of Figure 6.

Kuvassa 8 on esitetty kuvaa 6 vastaava 700-kertainen suurennos.Figure 8 shows a 700x magnification similar to Figure 6.

1010

Kuvassa 9 on tyypillinen mikrorakennekuva tekniikan tason mukaisesta valu-rautamateriaalista, jossa suurennos on 100-kertainen.Figure 9 is a typical microstructure view of prior art cast iron material at 100x magnification.

Kuvassa 10 on esitetty kuvaa 9 vastaava 700-kertainen suurennos.Figure 10 shows a magnification of 700 times that of Figure 9.

1515

Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti erään tekniikan tason mukaisen materiaalin, GJS-800 valmistuksen lohkokaavio. Kuten kuviosta 1 käy ilmi, tekniikan tasosta tunnetuissa prosesseissa raaka-aineena käytetään teräsromua, harkkorautaa, kier- ·»· rätysaineita seka hiilletysaineita feropiitä ja seosaineita ja tarvittaessa suoritetaan * ! 20 alkuaineanalyysi. Sulatus tapahtuu induktiosulatuksena 11, minkä jälkeen sulan- ··· käsittelyissä palloutusvaiheessa 12 sulaan lisätään palloutusainetta. Tämän jälkeen • · j seuraa ymppäys 13, jossa sulaan lisätään ymppäysainetta, minkä jälkeen sula vale- e · ! : taan valuvaiheessa 14 mahdollisen alkuaineanalyysin jälkeen ja tarkkaillaan valuta": lämpötilaa. Tämän jälkeen valu puretaan purkuvaiheessa 15, minkä jälkeen seu- 25 raavat jälkikäsittelyt 16: pintapuhdistus, valukkeiden poisto ja puhdistushionta.Figure 1 is a schematic block diagram of a prior art material, GJS-800. As can be seen in Figure 1, the prior art processes use steel scrap, pig iron, ferrous materials, ferro-silicon and alloys as raw materials and, if necessary, carry out *! 20 Elemental Analysis. The melting is effected by induction melting 11, after which, in the melting treatment, the sputtering step 12 is added to the melt. This is followed by • · j followed by inoculation 13, where the inoculum is added to the melt, after which the molten lie ·! The casting is then disassembled at the disassembly step 15, followed by the subsequent finishing 16: surface cleaning, casting removal and cleaning grinding.

ϊ ;1 2: Tämän jälkeen suoritetaan laaduntarkastus ultraäänitarkastuksena 17 sekä suorite- ··· · :3: taan mahdollinen vetokoe 18.2; 1 2: This is followed by a quality check by ultrasonic examination 17 and a ··· ·: 3: possible tensile test 18.

·»· ·· »· ·

Kuviossa 2 on esitetty kaaviollisena lohkokaavioesityksenä keksinnön mukaisen 2 • e 3 30 pallografiittivalurautalajin valmistusprosessi. Raaka-aineena käytetään teräsro- • ·1♦ !.! ! mua, harkkorautaa, kiertoromua, hiilletysaineita, feropiitä ja seosaineita, minkä • •e • · • · ··· 25 118738 jälkeen tarvittaessa suoritetaan alkuaineanalyysi. Sulatus toteutetaan induktiosula-tuksena 21 ja sulankäsittelyvaiheessa palloutuksessa 22 lisätään palloutusaine. Palloutuksen 22 jälkeen seuraa ymppäysaineen lisääminen ja ymppäys 23, minkä jälkeen suoritetaan alkuaineanalyysi ja tarkastetaan valulämpötila, minkä jälkeen 5 sula valetaan valuvaiheessa 24. Tämän jälkeen seuraa valujen purku purkuvai-heessa 25 ja sen jälkeen valujen jälkikäsittelyt 26: pintapuhdistus, valukkeiden poisto ja puhdistushionta. Laaduntarkistus suoritetaan ultraäänitarkistuksena 27. Tämän jälkeen suoritetaan lämpökäsittely etappilämpökäsittelynä 28 ja laaduntarkistus suoritetaan vetokokeella 29, minkä jälkeen seuraa koneistus ja pintasärötar-10 kastus (magna flux).Figure 2 is a schematic block diagram representation of a process for making a 2 3 3 3 ductile iron cast iron according to the invention. • · 1 ♦!.! ! such as iron, pig iron, scrap, carbonates, ferro-silicon and alloys, followed by Elemental Analysis if necessary. The melting is carried out by induction melting 21 and during the melt treatment step, the ballast 22 is added with a ballast. Following sputtering 22, seeding addition and seeding 23 are followed, Elemental analysis and casting temperature are performed, followed by melt casting at casting stage 24. Subsequently, casting at casting stage 25 followed by casting post-treatment 26: surface cleaning, casting and cleaning. The quality check is performed by ultrasound check 27. This is followed by a heat treatment as a step heat treatment 28 and a quality check by a tensile test 29, followed by machining and surface cracking (magna flux).

Kuviossa 3 on esitetty diagrammina keksinnön mukaisen pallografuttivalurautala-jin etappilämpökäsittelyn edullinen sovellus. Lämpökäsittelyssä ensin kappaleen lämpötila kuumennetaan noin 900°C:een, missä lämpötilassa kappaleita pidetään 15 tietyn ajanjakson verran, jonka jälkeen lämpötila lasketaan noin 800°C:een, missä lämpötilaa tasataan lyhyen ajanjakson verran, jonka jälkeen nopeasti jäähdytetään materiaali 400°C:een, missä lämpötilassa kappaleita pidetään tietyn ajanjakson verran, jonka jälkeen kappale uudestaan kuumennetaan lämpötilaan noin 580°C, • e *···' missä lämpötilassa kappaleita pidetään tietyn ajanjakson ajan, jonka jälkeen kap- ···· 20 pale jäähdytetään halutulla j äähdytysnopeudella. Etappilämpökäsittelyä on kuvat- * · tu yksityiskohtaisemmin muun muassa FI-patenttihakemuksessa 20011954.Figure 3 is a diagrammatic representation of a preferred embodiment of the spherical cast iron-Jin phase heat treatment of the invention. In the heat treatment, the temperature of the piece is first heated to about 900 ° C, whereby the pieces are held for 15 specific periods, then the temperature is lowered to about 800 ° C, where the temperature is shortened for a short period, followed by rapid cooling to 400 ° C, the temperature at which the pieces are held for a period of time, after which the piece is reheated to about 580 ° C, • e * ··· 'the temperature at which the pieces are held for a period of time after which the cap ····· 20 pieces are cooled to the desired cooling rate. Stage heat treatment is described in greater detail in, inter alia, FI patent application 20011954.

• * • · · ♦ · · ··· * • e « φ » : Kuviossa 4 on esitetty kaaviollisesti lämpökäsittelyn simulointiprosessikaavio ♦ ### monimuotokappaleille. Materiaaliominaisuuksien 31 perusteella määritetään ha-25 luttu mikrorakenne 32 (lämpötilakäyrät) ja materiaalien termiset ominaisuudet 33, • · : jotka tiedot syötetään lämpökäsittelyn simulointiin 30. Lisäksi haluttuja materiaa- ··* liominaisuuksia koskevat tiedot 34 sekä tiedot kappaleen geometriasta syötetään ·;··; lämpökäsittelyn simulointiin 30. Tämän perusteella määritellään tavoitteellinen .***. lämpökäsittelyohjelma 38 ja minkä perusteella määritetään uuninohjausparametritFig. 4 is a schematic diagram of a heat treatment simulation process for multiform bodies. Based on the material properties 31, the desired microstructure 32 (temperature curves) and the thermal properties 33 of the materials are determined, which data is input for the heat treatment simulation 30. In addition, the information on the desired material properties 34 and the geometry of the part are entered; for heat treatment simulation 30. Based on this, a target is defined. ***. and a basis for determining furnace control parameters

• M• M

. *. 30 39 sekä tavoitteelliseen lämpökäsittelyohjelman 38 että uunin parametrien 40 pe- * S s ♦ ·· · ·«· • · • · ··· 26 118738 rusteella. Uunin parametrien 40 perusteella myös määritellään lämmön siirtyminen ympäristöön 36, joka otetaan huomioon lämpökäsittelyn simuloinnissa 30.. *. 30 39 for both the target heat treatment program 38 and the furnace parameters 40 pe- * s s ♦ · · · · · · · · 26 118738. The furnace parameters 40 also determine the heat transfer to the environment 36, which is taken into account in the heat treatment simulation 30.

Kuviossa SA-3B on esitetty kappaleen lämpökäsittelyn simulointia ja kappaleen S jäähtymisnopeutta eri kappaleen eri pisteissä. Kuviossa 5A on esitetty lämpötilat T ajan t funktiona, joissa lämpökäsittelykäyrissä viitemerkinnällä S esitetyssä kohdassa ilmenevät seostuksella siirretyt perliitti- ja bainiittialueet, jotka ovat riippuvaisia materiaalin lisäaineista. Viitemerkinnät Pi ja P2 viittaavat kuvion 5B esimerkkikappaleen pisteisiin Pi ja P2, josta vaikuttavina tekijöinä ovat lämpövir-10 rat Q kappaleen eri puolille riippuen kappaleen muodosta.Figure SA-3B shows a simulation of the heat treatment of a piece and the cooling rate of a piece S at different points of a different piece. Fig. 5A shows the temperatures T as a function of time t, in which the heat treatment curves at the position indicated by the reference S indicate the doped perlite and bainite regions which are dependent on the material additives. The reference designations Pi and P2 refer to the points Pi and P2 in the example body of Figure 5B, which are influenced by the thermal currents 10 on different sides of the body, depending on the shape of the body.

Kuvioista 4, 5A ja SB käy ilmi, että kappaleen jäähtymisnopeuden simuloinnilla voidaan laskea etukäteen lämpökäsittelyllä aikaansaatava mikrorakenne kappaleen eri osissa. Menetelmässä saadaan määritettyä lämpökäsittelykäyrä edeltä käsin 15 kappaleelle haluttujen ominaisuuksien mukaan. Lämpökäsittelyn simulointi voidaan toteuttaa esimerkiksi kaupallisilla FEM (finite element methods) -ohjelmistoilla. Lämpökäsittelyn simulointi on mahdollista myös sopivasti modifioidulla vahisimulointiohjelmistolla.Figures 4, 5A and SB show that by simulating the cooling rate of an object, the microstructure obtained by heat treatment in different parts of the object can be calculated in advance. In the method, the heat treatment curve can be determined beforehand for 15 pieces according to the desired properties. The heat treatment simulation can be carried out, for example, with commercial FEM (finite element methods) software. Heat treatment simulation is also possible with suitably modified loop simulation software.

• 9 • · 999 20 Kuvassa 6 on esitetty tyypillinen mikrorakennekuva keksinnön mukaisesta pallo- grafnttivalurautalajista. Kuvan suurennos on 100-kertainen. Kuvassa näkyy mik- : rorakenteen grafiittipallot perliittipohjalla ja keksinnön mukaisesti on kysymys : hienoraeperliitistä. Kuvassa näkyy myös ferliittiä raerajoilla, mikä lisää materiaa- ;***: Iin sitkeyttä.Fig. 6 shows a typical microstructure view of a spheroidal cast iron cast iron according to the invention. The image is magnified 100x. The figure shows graphite spheres of microstructure on a perlite base and according to the invention there is a question: fine granular rite. The image also shows ferrite at the grain boundaries, which increases the toughness of the material.

··· 25 ; Kuvassa 7 on 400-kertainen suurennos kuvasta 6 keksinnön mukaisesta hienora- • •9 9 :***: epallografiittivaluraudasta (FGDJ). Kuvassa näkyy grafiittipalloja perliittipohjalla 2 ja ferriittiä raerajoilla, jota merkitty viitenumerolla 1.··· 25; Figure 7 is a 400x magnification of Figure 6 of a fine-grained • • 9 9: ***: epallographite cast iron (FGDJ). The figure shows graphite spheres with perlite base 2 and ferrite with grain boundaries marked with reference numeral 1.

99 • 99 9 9 • 9 999 • • 9 9 9 9 9 9 9 999 9 999 • 9 9 9 999 27 11873899 • 99 9 9 • 9 999 • • 9 9 9 9 9 9 9 999 9 999 • 9 9 9 999 27 118738

Kuvassa 8 on 700-kertainen suurennos keksinnön mukaisesta hienoraepallografiit-tivaluraudasta (FGDI), josta käy ilmi hienorakeinen lamelliiakenne, jossa lamel-lietäisyys <0,4 pm. Raekoko on 10-20 pm.Fig. 8 is a 700-fold magnification of the fine-grained spheroidal graphite (FGDI) iron according to the invention, showing a fine-grained lamellar structure with a lamellar slope <0.4 µm. The grain size is 10-20 pm.

5 Kuvassa 9 on esitetty tekniikan tason mukaisen materiaalin tyypillinen mikrora-kennekuva, jossa näkyy grafiittipalloja perliittisellä pohjalla ja noin 1-2% karbideja, joita on merkitty viitemerkinnällä A sekä grafiittipalloja merkitty viitemerkin-nällä B. Tämä rakenne ei tyypillisesti sisällä ferriittiä.Figure 9 shows a typical microstructure image of prior art material showing graphite spheres on a perlite base and about 1-2% carbides designated as reference A and graphite spheres marked as reference B. This structure typically does not contain ferrite.

10 Kuvassa 10 on esitetty tekniikan tasosta tunnetun materiaalin 700-kertainen suurennos, josta ilmenee tyypillistä perliittirakennetta hyvälaatuisesta materiaalista. Raekoko on tyypillisesti 50-100 pm.Fig. 10 shows a 700-fold magnification of prior art material showing a typical perlite structure of good quality material. The grain size is typically 50 to 100 µm.

Keksintöä on edellä selostettu vain sen eräisiin edullisiin sovelluksiin viitaten, 15 joiden yksityiskohtiin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus mitenkään ahtaasti rajoittaa.The invention has been described above with reference only to some advantageous embodiments thereof, the details of which, however, are not intended to be limited in any way.

• · · • · • · ··« • · 1 · • 1 · • 1 • · • · · • · • · · • · · ··· · • · • · » i · · • · · · • · · • 1 • · • •e • · • · · • · · • · · · e ·· • · • · *·· * • · • · · • · • · • « φ • 9 9 9 9 9 • « f • · · · · • · • 1 « ·· • 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 i i i i i i i i · • 1 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • «F • · · · · • • 1« ·

Claims (10)

1. Nodulärt gjutjäm för maskinkonstruktionsdelar som erfordrar hällfasthet och seghet, kännetecknat därav, ett det nodulära gjutjämet är ett finkomigt nodulärt 5 gjutjäm (FGDI), att det finkomiga nodulära gjutjämet (FGDI) omfattar som vikt-procent: C 3,6-2,8, Si 1,3-2,6, Mg 0,065-0,025, Mn 0,8-0,1 och Cu 0,1-1,6, Ni 0,2-2,0, P 0,03-0,005 och S 0,003-0,01, att grafitnodultätheten hos det finkomiga nodulära gjutjämet är 150-400 noduler/mm2, att det finkomiga nodulära gjutjämet (FGDI) omfattar en kombination av mekaniska egenskaper: sträckgräns genom 10 väggen av ett stycke med tjock vägg 500 N/mm2 - 750 N/mm2, förlängning 4-8 %, dragbrotthällfasthet -1000 N/mm2, utmattningsgräns vid vridböjning 300-420 kN/mm2, härdhet företrädesvis 260-300 HB och slagseghet Sharp V 4-9 J/mm2 (-20°C) och att lamellavständet hos perliten och bainiten av det finkomiga nodulära gjutjämet (FGDI) är under 1,0 pm. 151. Nodular cast iron for machine structural parts requiring pour strength and toughness, characterized therein, a nodular cast iron is a fine-grained nodular cast iron (FGDI), the fine-grained nodular cast iron (FGDI) comprises as weight percent: C 3.6-2. 8, Si 1.3-2.6, Mg 0.065-0.025, Mn 0.8-0.1 and Cu 0.1-1.6, Ni 0.2-2.0, P 0.03-0.005 and S 0.003-0.01, that the graphite nodule density of the fine-grained nodular cast iron is 150-400 nodules / mm 2, that the fine-grained nodular cast iron (FGDI) comprises a combination of mechanical properties: yield strength through the wall of a piece of thick wall 500 N / mm2 - 750 N / mm2, elongation 4-8%, tensile break strength -1000 N / mm2, fatigue limit at torsion bending 300-420 kN / mm2, hardness preferably 260-300 HB and impact resistance Sharp V 4-9 J / mm2 (-20 ° C) and that the slab spacing of the perlite and bainite of the fine-grained nodular cast iron (FGDI) is below 1.0 µm. 15 .···, 2. Nodulärt gjutjäm enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att metall- • · *·· strukturen av det finkomiga nodulära gjutjämet (FGDI) bestär av finlamellär perlit . * · *. samt finkomig perlit-ferrit- eller bainit-ferritstruktur samt ferrit. · * · · • * · ··· · • 202. Nodular cast iron according to claim 1 or 2, characterized in that the metal structure of the fine-grained nodular cast iron (FGDI) consists of fine lamellar pearl. * · *. as well as fine perlite ferrite or bainite ferrite structure and ferrite. · * · · • * · ··· · • 20 3. Nodulärt gjutjäm enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att ferriten ··» · : * ’ *j finns vid komgränsema som zoner i perlit-ferritstrukturen.3. Nodular cast iron according to claim 1 or 2, characterized in that the ferrite ·· »·: * * * j is present at the grain boundaries as zones in the perlite-ferrite structure. 4. Nodulärt gjutjäm enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att ferriten ··· ϊ,,.ϊ finns som banformig eller kamformig straktur i närheten av komgränsema och •\4 25 mellan bainiten i bainit-ferritstrukturen. «a*Nodular cast iron according to claim 1 or 2, characterized in that the ferrite ··· ϊ, ϊ exists as web-shaped or comb-shaped structure in the vicinity of the grain boundaries and between the bainite in the bainite-ferrite structure. «A * : : ·»· • |· 5. Nodulärt gjutjäm enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknat därav, att • · · ♦ ·· * . · · ·. grafitnodulemas sfäroidiseringsgrad är över 85 %. • · ··· 31 1187385. Nodular cast iron according to any of claims 1-4, characterized in that: · · · ♦ ·· *. · · ·. the degree of spheroidization of graphite nodules is over 85%. • · ··· 31 118738 6. Nodulärt gjutjäm enligt nägot av patentkraven 1-5, kännetecknat därav, att det finkomiga nodulära gjutjämet (FGDI) vidare omfattar som legerings- och spär-ämnen Mo, Ti, Ce, Cu, Ni, Mg, Nb och Bi. 5Nodular cast iron according to any of claims 1-5, characterized in that the fine-grained nodular cast iron (FGDI) further comprises as alloying and blocking agents Mo, Ti, Ce, Cu, Ni, Mg, Nb and Bi. 5 7. Förfarande för tillverkning av nodulärt gjutjäm för maskinkonstruktionsdelar som erfordrar hällfasthet och seghet, i vilket förfarande rämaterialen smälts ge-nom induktionssmältning (21), i steg för behandling av smältan sfäroidiseras (22), ympas (23) och gjuts (24) smältan, och efter ett steg (25) för lossning av göten genomförs ätgärder (26) för efterbehandling av göten, kännetecknat därav, att 10 styckena värmebehandlas i etappvärmebehandling (28) för tillverkning av ett finkomigt nodulärt gjutjäm (FGDI) och att materialet i etappvärmebehandlingen först austenitiseras, varefter genomförs en kontrollerad sänkning och utjämning av temperaturen, varefter genomförs en snabb styrd avkylning, vilket efterföljs av ett steg för utjämning av temperaturen, i vilket temperaturen av stycket hälls vid en 15 vald temperatur, varefter utförs en anlöpning, varefter stycket avkyls tili rums- ,···, temperatur. « 1 ♦ ·2 t • · .1··,7. Method of manufacturing nodular cast iron for machine structural parts requiring pour strength and toughness, in which process the raw materials are melted by induction melting (21), in steps of treating the melt, spheroidized (22), seeded (23) and cast (24) melt. , and after a step (25) for unloading the ingot, steps (26) for finishing the ingot are performed, characterized in that the pieces are heat treated in stage heat treatment (28) to produce a fine-grained nodular cast iron (FGDI) and the material in the stage heat treatment first austenitized, followed by a controlled lowering and equalization of the temperature, followed by a rapid controlled cooling, followed by a step of equalizing the temperature, in which the temperature of the piece is poured at a selected temperature, after which an annealing is carried out, and the piece is cooled to room, ···, temperature. «1 ♦ · 2 t • · .1 ··, 8. Förfarande enligt patentkravet 7, kännetecknat därav, att värmebehandlingen • · »·· : .·. utförs i skyddsgas, exempelvis luft eller vattendimma. a·· S ϊ .·. 20 • · 2 ··· · .3.8. A method according to claim 7, characterized in that the heat treatment. is carried out in protective gas, for example air or water mist. a ·· S ϊ. ·. 20 • · 2 ··· · .3. 9. Förfarande enligt patentkravet 7, kännetecknat därav, att värmebehandlingen *·« utförs i släckningsvatien eller i nägot annat snabbt avkylande medium. • 1 · • · · «M :3:9. A method according to claim 7, characterized in that the heat treatment is carried out in the quenching water or in some other rapidly cooling medium. • 1 · • · · «M: 3: 10. Förfarande enligt nägot av patentkraven 7-9, kännetecknat därav, att i steget l\ 25 för behandling av smältan i förfarandet: skapas vid sfäroidiseringen av det finkor- • ·· ,··1. niga nodulära gjutjämet och vid ympningen som ästadkommer kristallisering en ··· 9 , \ hög nodultäthet samt en liten sedvanlig komstorlek av austeniten i gjuttillständ. • · · • · « ··· a ·· • 1 2 * » 3 MlProcess according to any one of claims 7-9, characterized in that in step 1 \ for treating the melt in the process: the spheroidisation of the fine grain is created. nig nodular cast iron and at the grafting that produces crystallization a ··· 9, \ high nodular density and a small customary grain size of the austenite in cast state. • · · • · «··· a ·· • 1 2 *» 3 Miles
FI20055010A 2005-01-05 2005-01-05 Globe Granite Cast Iron and Method of Manufacturing Globe Granite Cast Iron for Machine Construction Parts that Require Strength and Toughness FI118738B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20055010A FI118738B (en) 2005-01-05 2005-01-05 Globe Granite Cast Iron and Method of Manufacturing Globe Granite Cast Iron for Machine Construction Parts that Require Strength and Toughness
PCT/FI2006/050002 WO2006072663A2 (en) 2005-01-05 2006-01-02 Ductile iron and method for manufacturing ductile iron for engineering components requiring strength and toughness
EP06700056A EP1838888A2 (en) 2005-01-05 2006-01-02 Ductile iron and method for manufacturing ductile iron for engineering components requiring strength and toughness

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20055010A FI118738B (en) 2005-01-05 2005-01-05 Globe Granite Cast Iron and Method of Manufacturing Globe Granite Cast Iron for Machine Construction Parts that Require Strength and Toughness
FI20055010 2005-01-05

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20055010A0 FI20055010A0 (en) 2005-01-05
FI20055010A FI20055010A (en) 2006-07-06
FI118738B true FI118738B (en) 2008-02-29

Family

ID=34112661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20055010A FI118738B (en) 2005-01-05 2005-01-05 Globe Granite Cast Iron and Method of Manufacturing Globe Granite Cast Iron for Machine Construction Parts that Require Strength and Toughness

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1838888A2 (en)
FI (1) FI118738B (en)
WO (1) WO2006072663A2 (en)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7431576B2 (en) 2005-11-30 2008-10-07 Scroll Technologies Ductile cast iron scroll compressor
US8096793B2 (en) 2006-03-22 2012-01-17 Scroll Technologies Ductile cast iron scroll compressor
US7824605B2 (en) * 2006-12-15 2010-11-02 Dexter Foundry, Inc. As-cast carbidic ductile iron
EP1983194A1 (en) * 2007-04-17 2008-10-22 Scroll Technologies Ductile cast iron scroll compressor
US7843104B2 (en) * 2008-01-23 2010-11-30 General Electric Company Stator and stator components of dynamoelectric machines and process of inhibiting joule heating therein
DE202010006651U1 (en) * 2010-05-10 2010-08-05 Shw Casting Technologies Gmbh cast body
DE102009004562B4 (en) 2009-01-14 2015-06-03 Shw Casting Technologies Gmbh Roller body for a roller for treating a material and method for producing a roller body
CN102251164B (en) * 2011-07-01 2013-01-09 江苏兴盛风能科技有限公司 Smelting method for wind generating set casting
BRPI1103921A2 (en) 2011-08-17 2013-08-06 Mahle Metal Leve Sa cast iron cylinder and alloy liner
US11345374B1 (en) 2012-11-15 2022-05-31 Pennsy Corporation Lightweight coupler
US11345372B1 (en) 2012-11-15 2022-05-31 Pennsy Corporation Lightweight yoke for railway coupling
US10252733B1 (en) 2012-11-15 2019-04-09 Pennsy Corporation Lightweight fatigue resistant railcar truck, sideframe and bolster
CN103320680B (en) * 2013-06-28 2015-10-14 常州钜苓铸造有限公司 A kind of spheroidal graphite cast iron and preparation method thereof
CN103320674B (en) * 2013-07-11 2015-10-21 朱瑞辉 A kind of band carbide austempored ductile iron and quenching technology thereof
CN105369116B (en) * 2014-08-29 2017-03-08 中原内配集团股份有限公司 A kind of piebald cylinder jacket of centrifugal casting production and its production technology
US20190055631A1 (en) * 2015-09-30 2019-02-21 Hitachi Metals, Ltd. Spheroidal Graphite Cast Iron Excellent in Gas Defect Resistance
EP3243920B1 (en) * 2017-03-24 2020-04-29 GF Casting Solutions Kunshan Co. Ltd. Spheroidal cast alloy
US11739401B2 (en) * 2017-03-27 2023-08-29 Proterial, Ltd. Black heart malleable cast-iron and method for manufacturing same
CN109136732B (en) * 2018-09-14 2020-10-09 惠尔信机械(泰兴)有限公司 Bearing pedestal casting processing technology
CN109852886A (en) * 2019-03-25 2019-06-07 山东润源实业有限公司 A kind of spheroidal graphite cast-iron of high-intensity and high-tenacity, crankshaft and preparation method thereof
CN110907242B (en) * 2019-11-29 2022-04-01 江苏吉鑫风能科技股份有限公司 Preparation process of large-scale super-thick nodular cast iron container sample
CN114054683B (en) * 2021-11-30 2023-06-02 山西汤荣机械制造股份有限公司 Preparation method of high-strength wear-resistant gray cast iron brake drum

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2522291A1 (en) * 1982-03-01 1983-09-02 Pont A Mousson CENTRIFUGAL CAST IRON WITH SPHEROIDAL GRAPHITE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
JPS61219566A (en) * 1985-03-25 1986-09-29 Toshiba Corp Material for polishing surface plate
CH667285A5 (en) * 1986-02-14 1988-09-30 Sulzer Ag ROLLER WITH A HARD COVERED SURFACE.
US4838956A (en) * 1987-04-16 1989-06-13 Mazda Motor Corporation Method of producing a spheroidal graphite cast iron
WO1996038596A1 (en) * 1993-11-24 1996-12-05 Wing Metal Corporation High-strength spherical graphitic cast iron
JPH0841581A (en) * 1994-08-02 1996-02-13 Fukushima Seiko Kk Spheroidal graphite cast iron and its production
JP3603169B2 (en) * 1995-04-10 2004-12-22 株式会社日立製作所 elevator
SE504707C2 (en) * 1995-07-14 1997-04-07 Sandvik Ab Composite wall with cemented carbide and cast iron
JP3050368B2 (en) * 1995-10-18 2000-06-12 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing method of integrated mold for press molding
DE19654893C2 (en) * 1996-07-25 1999-06-10 Federal Mogul Burscheid Gmbh Piston rings of internal combustion engines made of a cast iron alloy
AUPO978297A0 (en) * 1997-10-14 1997-11-06 Camcast Industries Pty Ltd Iron alloy
FI20011954A (en) * 2001-10-08 2003-04-09 Lahden Laempoekaesittely Oy The heat treatment method
ITMI20021670A1 (en) * 2002-07-26 2004-01-26 Erre Vis S P A SPHEROIDAL CAST IRON PARTICULARLY FOR THE REALIZATION OF ELASTIC SEALING SEGMENTS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE PISTONS

Also Published As

Publication number Publication date
FI20055010A (en) 2006-07-06
WO2006072663A2 (en) 2006-07-13
FI20055010A0 (en) 2005-01-05
WO2006072663A3 (en) 2007-05-18
EP1838888A2 (en) 2007-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI118738B (en) Globe Granite Cast Iron and Method of Manufacturing Globe Granite Cast Iron for Machine Construction Parts that Require Strength and Toughness
CN106191640B (en) A kind of ductile cast iron material and preparation method thereof
US4531974A (en) Work-hardenable austenitic manganese steel and method for the production thereof
CN109338035A (en) A kind of wind-driven generator wheel-box bearing steel and its production method
CN105088091B (en) The high-carbon graphite steel rider ring and its manufacture method of shaped steel universal mill
US8585837B2 (en) High-manganese spheroidal graphite cast iron
Limooei et al. Optimization of properties and structure with addition of titanium in hadfield steels
Pan et al. The effect of niobium addition on the microstructure and properties of cast iron used in cylinder head
CN107164698B (en) The new method for producing of corrosion-resistant built-in groove
Javaheri et al. Computational design of a novel medium-carbon, low-alloy steel microalloyed with niobium
CN110205542A (en) A kind of cold roll tool steel and preparation method thereof
Bhardwaj Steel and Iron Handbook
Dasgupta et al. Microstructure and mechanical properties of as-cast ductile irons alloyed with manganese and copper
Bedolla-Jacuinde Niobium in cast irons
Mourad et al. Effect of processing parameters on the mechanical properties of heavy section ductile iron
Álvarez et al. Analysis of the influence of chemical composition on the mechanical and metallurgical properties of engine cylinder blocks in grey cast iron
Rao et al. Influence of the composition ratio of manganese and copper on the mechanical properties and the machining performance of ductile iron
US5340414A (en) Heat-resistant ferritic cast steel member
CN107236906B (en) Corrosion-resistant conduit and its production method
Hafiz Mechanical properties of SG-iron subjected to variable and isothermal austempering temperatures heat treatment
Agunsoye et al. Effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of NF6357A cast alloy for wear resistance application
Sun et al. Influence of direct annealing heat treatment on the mechanical properties of as-casting TWIP steels
Cygan et al. Heat Treatment of the SiMo Iron Castings-Case Study in the Automotive Foundry
Sujith et al. Effect on the Mechanical Properties of Grey Cast Iron with Variation of Molybdenum and AS–Cast Alloying Elements
JP6328967B2 (en) Spheroidal graphite cast iron pipe and manufacturing method of spheroidal graphite cast iron pipe

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 118738

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed