Optymalizacja dwustopniowej obróbki cieplnej ADI miedziowo-niklowego żeliwa sferoidalnego za pomocą metod analizy termicznej

• Autorzy: Gazda A.

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2015.07

Warianty tytułu

EN

Optimization of two-step ADI heat treatment of Cu-Ni ductile iron by means of thermal analysis methods

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Na podstawie wyników badań dylatometrycznych przeprowadzono optymalizację doboru procesu i parametrów klasycznej jednostopniowej i wielostopniowej (lub nieizotermicznej) obróbki cieplnej ADI. Optymalizacja opiera się na analizie procesów obróbki cieplnej w warunkach laboratoryjnych i wykorzystuje korelację zmian objętościowych towarzyszących dekompozycji struktury ausferrytycznej w zakresie 400−650°C z ilością ferrytu iglastego α i austenitu wysokowęglowego γ_s (C), których proporcje determinują właściwości mechaniczne stopów. Wyniki analizy optymalizacji pozwoliły na dobór parametrów obróbki ADI rokujących uzyskanie właściwości wytrzymałościowych niemożliwych do uzyskania na drodze klasycznej jednostopniowej obróbki cieplnej ADI. Wyniki testów wytrzymałościowych nie potwierdziły jednak tych oczekiwań; bardzo dobre właściwości wytrzymałościowe R_m i A₅, otrzymane na drodze obróbki wielostopniowej i nieizotermicznej, uzyskano również za pomocą obróbki jednostopniowej, przy odpowiednio dobranych parametrach.

EN

Based on the results of dilatometric investigations, parameters of standard single-step and multi-step (or non-isothermal) ADI heat treatment were optimised. The optimisation was based on analysis of the heat treatment processes simulated under laboratory conditions and used correlation between volume changes accompanying the decomposition of an ausferritic structure at 400−650°C and the amount of α acicular ferrite and γ_s (C) high-carbon austenite, the proportions of which determine the mechanical properties of alloys. Optimisation of the complex heat treatment of nodular cast iron predicts mechanical properties of ADI, impossible to obtain through the standard, single-step heat treatment. The results of mechanical tests have not confirmed the expectations; very good mechanical properties R_m and A₅ obtained by multi-step and non-isothermal treatments, were also obtained by standard heat treatment with appropriately selected parameters.

Słowa kluczowe

PL

ADI; ausferryt; analiza termiczna; dylatometr hartowniczy

EN

ADI; ausferrite; thermal analysis; quenching dilatometer

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 55, nr 2
• Strony: 43--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gazda A.

• Instytut Odlewnictwa, Centrum Badań Wysokotemperaturowych, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Bibliografia

• 1. Bayati, H., Elliott, R. (1999). The concept of an austempered heat treatment processing window. Int. J. Cast Metal. Res., 11(5), 413−417.
• 2. Putatunda, S. K. (2001). Development of austempered ductile cast iron (ADI) with simultaneous high yield strength and fracture toughness by a novel two-step austempering process. Mat. Sci. Eng. A, 315(1−2), 70−80.
• 3. Hsu, C.-H., Chuang, T.-L. (2001). Influence of stepped austempering process on the fracture toughness of austempered ductile iron. Metall. Mater. Trans. A, 32A(10), 2509−2514A.
• 4. Santos, H., Duarte, A., Seabra, J. (2002). Austempered ductile iron with tempered martensite. Int. J. Cast Metal. Res., 15(2), 117−124.
• 5. Putatunda, S. K., Yang, J. (2003). A novel processing of austempered ductile cast iron (ADI). Mater. Sci. Forum, 426−432(part 2), 913−918.
• 6. Putatunda, S. K. (2003). Improvement in Stress Corrosion Crack Growth Resistance of an Austempered Cast Steel by a Novel Two-Step Austempering Process. Mater. Manuf. Process., 18(4), 667−684.
• 7. Batra, U., Ray, S., Prabhakar, S. R. (2004). Tensile Properties of Copper Alloyed Austempered Ductile Iron: Effect of Austempering Parameters. J. Mater. Eng. Perform., 13(5), 537−541.
• 8. Yang, J., Putatunda, S. K. (2004). Improvement in strength and toughness of austempered ductile cast iron by a novel two-step austempering process. Mater. Design, 25(3), 219−230.
• 9. Yang, J., Putatunda, S. K. (2004). Influence of a novel two-step austempering process on the strain-hardening behavior of austempered ductile cast iron (ADI). Mat. Sci. Eng. A, 382(1−2), 265−279.
• 10. Kaczorowski, M., Krzyńska, A., Psoda M. (2004). Badania strukturalne żeliwa sferoidalnego po dwustopniowym hartowaniu izotermicznym. Archiwum Odlewnictwa, 4(12), 127−138.
• 11. Pérez, M. J., Cisneros, M. M., Valdés, E., Mancha, H., Calderón, H. A., Campos R. E. (2002). Experimental Study of Austempered Ductile Irons. J. Mater. Eng. Perform., 11(5), 519−526.
• 12. Elsayed, A. H., Megahed, M. M., Sadek, A. A., Abouelela, K. M. (2009). Fracture toughness characterization of austempered ductile iron produced using both conventional and two-step austempering process. Mater. Design, 30(6), 1866−1877.
• 13. Gazda, A. (2010). Analysis of decomposition processes of ausferrite in copper-nickel austempered ductile iron. J. Therm. Anal. Calorim., 102(3), 923−930.