PL249895B1 - Żeliwo szare sferoidalne o podwyższonej wytrzymałości na rozciąganie - Google Patents

Żeliwo szare sferoidalne o podwyższonej wytrzymałości na rozciąganie

Info

Publication number
PL249895B1
PL249895B1 PL443935A PL44393523A PL249895B1 PL 249895 B1 PL249895 B1 PL 249895B1 PL 443935 A PL443935 A PL 443935A PL 44393523 A PL44393523 A PL 44393523A PL 249895 B1 PL249895 B1 PL 249895B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
cast iron
weight
tensile strength
ductile
grey cast
Prior art date
Application number
PL443935A
Other languages
English (en)
Other versions
PL443935A1 (pl
Inventor
Rafał Dojka
Małgorzata Lenert
Karol Piasecki
Daniel Larisz
Jacek Opiela
Jan Jezierski
Krzysztof Janerka
Dariusz Bartocha
Original Assignee
Odlewnia Rafamet Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
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 Odlewnia Rafamet Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Odlewnia Rafamet Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL443935A priority Critical patent/PL249895B1/pl
Publication of PL443935A1 publication Critical patent/PL443935A1/pl
Publication of PL249895B1 publication Critical patent/PL249895B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/04—Cast-iron alloys containing spheroidal graphite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia są żeliwa szare sferoidalne o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie znajdujące zastosowanie w gałęziach gospodarki związanych z przemysłem maszynowym, tłoczeniem blach, energetyką, kolejnictwem itp. Żeliwo szare GJS-750-2 zawierające wagowo: 0,35 ÷ 0,55% Mn, 0,03 ÷ 0,08% Mg, < 0,05% Cr, < 0,01% V, charakteryzuje się tym, że dodatkowo zawiera wagowo: 3,20 ÷ 3,45% C,   2,35 ÷ 2,65% Si, 0,7 ÷ 1,50% Ni, 0,30 ÷ 0,50% Mo, 0,40 ÷ 0,70% Cu.  Żeliwo szare GJS-650-3 zawierające wagowo: 0,35 ÷ 0,55 Mn, 0,03 ÷ 0,08% Mg, < 0,05% Cr, < 0,01% V, < 0,05% Ni, < 0,01% Mo, charakteryzuje się tym, że dodatkowo zawiera wagowo: 3,20 ÷ 3,45% C, 2,35 ÷ 2,65% Si, 0,40 ÷ 0,70% Cu.

Description

Przedmiotem wynalazku są żeliwa szare sferoidalne o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie znajdujące zastosowanie w gałęziach gospodarki związanych z przemysłem maszynowym, tłoczeniem blach, energetyką, kolejnictwem itp. Przydatne szczególnie na odlewy części maszyn, elementów obrabiarek, matryc, stempli, obudów łożysk, korpusów pomp i elementów przeniesienia napędu.
Dotychczas stosowane i znane żeliwa szare sferoidalne wytwarzane bez obróbki cieplnej zgodnie z normą PN-EN 1563:2018-10 charakteryzują się wytrzymałością na rozciąganie na poziomie Rm=700 MPa przy wydłużeniu A5=2% (EN-GJS-700-2) oraz Rm=600 MPa przy wydłużeniu A5=3% (EN-GJS-600-3). Zastosowanie zabiegu obróbki cieplnej umożliwia uzyskanie gatunków EN-GJS-800-2 oraz EN-GJS-900-2, jednakże wiąże się to z dodatkowymi kosztami oraz zwiększa ryzyko wystąpienia niezgodności procesu. Dążenie do wytwarzania urządzeń o zwiększonej sztywności przy jednoczesnym zmniejszeniu ich masy spowodowało konieczność opracowania nowej grupy żeliw szarych sferoidalnych. Opracowane materiały charakteryzują się zwiększoną wytrzymałością na rozciąganie przy zachowaniu minimalnego wydłużenia w odniesieniu do normy PN-EN 1563:2018-10.
Norma PN-EN 1563:2018-10 nie określa zdefiniowanego składu chemicznego gatunków GJS-700-2 oraz GJS-600-3, jedynie konieczne do uzyskania własności.
Opis wynalazku nr CN105483513A ujawnia odporny na zużycie materiał cylindra silnika wysokoprężnego z żeliwa szarego o dużej twardości i sposób jego wytwarzania. Materiał cylindra silnika wysokoprężnego z żeliwa szarego o wysokiej twardości, odporny na zużycie, składa się z następujących składników w procentach wagowych: 2,4-2,8% C, 1,6-2,2% Si, 0,8-1,4% Mn, 0,5-0,9% Cu, 0,4-0,7% W, 0,3-0,5% Nb, 0,25-0,45% Zr, 0,05-0,1% B, 0,04-0,08% Ce, 0,03-0,06% Er, 0,6-1,2% P, 0,05-0,15% S i resztę Fe. Poprzez dodanie odpowiednich pierwiastków stopowych, takich jak W, Nb, Zr i tym podobne, zwiększa się ciągliwość żeliwa szarego, dzięki czemu żeliwo szare ma wyższą twardość i odporność na zużycie; zwiększa się zawartość P, tak że poprawia się odporność żeliwa szarego na zużycie; a ponadto dodaje się pewną ilość B, tak że występuje segregacja w postaci siatki na granicy ziaren, a twardość i odporność na zużycie żeliwa szarego są wyższe.
Opis wynalazku nr CN109628824A ujawnia rodzaj żeliwa szarego z grafitem płatkowym o dużej wytrzymałości oraz sposób jego wytwarzania i zastosowanie. Żeliwo szare o wysokiej wytrzymałości zawiera wagowo: 2,9-3,1% C, 1,4-1,8% Si, 0,7-0,9% Mn, 0-0,12% P, 0,06-0,09% S, 0-0,3% Cu, 0,3-0,5% Cr, 0-0,01% Sb, 0,06-0,09% Sn, 0,2% modyfikatora o wysokiej zawartości wapnia, a resztę Fe i towarzyszące zanieczyszczenia. Dla żeliwa szarego przyjęto nowy proces wytapiania. Bardziej zwartą strukturę osnowy uzyskuje się poprzez dostosowanie proporcji składników chemicznych i zastosowanie modyfikatora o wysokiej zawartości wapnia, a żeliwo uzyskuje lepsze właściwości mechaniczne. Dzięki temu długość wydzieleń grafitu w strukturze metalograficznej żeliwa szarego o wysokiej wytrzymałości zmniejsza się o połowę. Żeliwo szare o wysokiej wytrzymałości ma twardość 210-220 HB i wytrzymałość na rozciąganie 270-290 MPa. Liczba cykli w zmęczeniowej próbie wytrzymałościowej jest większa niż 500 000.
Opis wynalazku nr PL240847B1 ujawnia żeliwo szare sferoidalne zawierające w składzie chemicznym wagowo: 3,7-3,8% C, 2,5% Si, 0,14-0,15% Mn, 0,08-0,50% Cu, 0,07-0,08% P, 0,011-0,014% S oraz 0,030-0,063% Mg, reszta Fe.
Opis wynalazku nr PL238590B1 ujawnia żeliwo, które zawiera w procentach wagowych: 3,4-3,9% C, 2,3-2,7% Si, 0,03-0,40% Mn, 1,50-2,5% Mo, 0,04-0,08% Mg, Ni <3,5%, Cu <2,90%, P <0,05%, S <0,021%, Al <2,5%, V <1,0% i Fe jako resztę do 100%.
Opis wynalazku nr US2015053077A1 ujawnia żeliwo szare o doskonałej trwałości, które zawiera w procentach wagowych: 2,6-3,2% C, 0,7-0,9% Cu, 0,4-0,7% P, 0,2-0,4% Mo, 0,02-0,08% Sn, a dopełnieniem jest Fe i śladowe ilości nieuniknionych zanieczyszczeń oraz sposób jego wytwarzania.
Należy mieć na uwadze fakt, iż opracowany wynalazek istotnie różni się od innych dostępnych rozwiązań. Powyżej przedstawiono stan techniki w postaci pięciu opisów patentowych o zbliżonej tematyce, jednakże żadne z nich nie zapewnia możliwości uzyskania wysokiej wytrzymałości przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego wydłużenia.
Celem wynalazku było opracowanie żeliw szarych sferoidalnych o zwiększonej wytrzymałości na rozciąganie przy zachowaniu normatywnej wartości wydłużenia. Dodatkowo opracowane żeliwa umożliwiają przy zastosowaniu zabiegu hartowania indukcyjnego wytworzenie warstwy wierzchniej o twardości >58 HRC oraz o głębokości 2 mm.
Istotą wynalazku jest skład ilościowy i jakościowy żeliwa szarego sferoidalnego umożliwiający uzyskanie wytrzymałości na rozciągnie Rm=750 MPa przy wydłużeniu A5=2% (GJS-750-2) oraz Rm=650 MPa przy wydłużeniu A5=3% (GJS-650-3).
Żeliwo szare GJS-750-2 zawierające wagowo: 0,35+0,55% Mn, 0,03+0,08% Mg, <0,05% Cr, <0,01% V, charakteryzuje się tym, że dodatkowo zawiera wagowo: 3,20+3,45% C, 2,35+2,65% Si, 0,7+1,50% Ni, 0,30+0,50% Mo, 0,40+0,70% Cu.
Żeliwo szare GJS-650-3 zawierające wagowo: 0,35+0,55% Mn, 0,03+0,08% Mg, <0,05% Cr, <0,01% V, <0,05% Ni, <0,01% Mo, charakteryzuje się tym, że dodatkowo zawiera wagowo: 3,20+3,45% C, 2,35+2,65% Si, 0,40+0,70% Cu.
Zaletą stopów według wynalazku jest wysoka wytrzymałość na rozciąganie wynikająca ze składu chemicznego oraz zastosowania zabiegu modyfikacji modyfikatorem zawierającym Ba lub Bi lub Zr.
Przykład 1
Żeliwo szare sferoidalne GJS-750-2 zawiera wagowo: 3,40% C; 2,54% Si; 0,44% Mn; 0,01% S; 0,03% P; 1,05% Ni; 0,49% Mo; 0,67% Cu; 0,03% Cr; <0,01% V; 0,048% Mg; w stanie lanym bez obróbki cieplnej charakteryzuje się twardością 269 HB oraz wytrzymałością na rozciąganie Rm=874 MPa i wydłużeniem A5=2,8%.
Przykład 2
Żeliwo szare sferoidalne GJS-650-3 zawiera wagowo: 3,35% C; 2,53% Si; 0,40% Mn; 0,01% S; 0,04% P; 0,02% Ni; 0,01% Mo; 0,56% Cu; 0,03% Cr; <0,01% V; 0,037% Mg; w stanie lanym bez obróbki cieplnej charakteryzuje się twardością 229 HB oraz wytrzymałością na rozciąganie Rm=694 MPa i wydłużeniem A5=3,0%.
W przypadku kiedy istotna jest odporność na zużycie ścierne odlewów zalecane jest stosowanie górnej granicy zawartości Ni lub Mo. Zabieg modyfikacji należy przeprowadzić modyfikatorem w postaci rozdrobnionego żelazokrzemu z dodatkiem Ba lub Bi lub Zr.

Claims (2)

1. Żeliwo szare GJS-750-2 o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie zawierające wagowo: 0,35+0,55% Mn, 0,03+0,08% Mg, <0,05% Cr, <0,01% V, znamienne tym, że dodatkowo zawiera wagowo: 3,20+3,45% C, 2,35+2,65% Si, 0,7+1,50% Ni, 0,30+0,50% Mo, 0,40+0,70% Cu, resztę stanowi żelazo.
2. Żeliwo szare GJS-650-3 o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie zawierające wagowo: 0,35+0,55% Mn, 0,03+0,08% Mg, <0,05% Cr, <0,01% V, <0,05% Ni, <0,01% Mo, znamienne tym, że dodatkowo zawiera wagowo: 3,20+3,45% C, 2,35+2,65% Si, 0,40+0,70% Cu, resztę stanowi żelazo.
PL443935A 2023-03-01 2023-03-01 Żeliwo szare sferoidalne o podwyższonej wytrzymałości na rozciąganie PL249895B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL443935A PL249895B1 (pl) 2023-03-01 2023-03-01 Żeliwo szare sferoidalne o podwyższonej wytrzymałości na rozciąganie

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL443935A PL249895B1 (pl) 2023-03-01 2023-03-01 Żeliwo szare sferoidalne o podwyższonej wytrzymałości na rozciąganie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL443935A1 PL443935A1 (pl) 2024-09-02
PL249895B1 true PL249895B1 (pl) 2026-07-13

Family

ID=92593945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL443935A PL249895B1 (pl) 2023-03-01 2023-03-01 Żeliwo szare sferoidalne o podwyższonej wytrzymałości na rozciąganie

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL249895B1 (pl)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010023717A1 (en) * 1999-04-28 2001-09-27 Yutaka Kawano Stainless spheroidal carbide cast iron
US6511554B1 (en) * 2001-07-05 2003-01-28 Yutaka Kawano Stainless spheroidal carbide cast iron material
WO2015137627A1 (ko) * 2014-03-12 2015-09-17 두산인프라코어 주식회사 내열 구상흑연주철, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 엔진 배기계

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010023717A1 (en) * 1999-04-28 2001-09-27 Yutaka Kawano Stainless spheroidal carbide cast iron
US6511554B1 (en) * 2001-07-05 2003-01-28 Yutaka Kawano Stainless spheroidal carbide cast iron material
WO2015137627A1 (ko) * 2014-03-12 2015-09-17 두산인프라코어 주식회사 내열 구상흑연주철, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 엔진 배기계

Also Published As

Publication number Publication date
PL443935A1 (pl) 2024-09-02