Wpływ parametrów obróbki cieplnej na kształtowanie mikrostruktury żeliwa ADI

• Autorzy: Furmanek J. , Binczyk F. , Gradoń P.

Warianty tytułu

EN

Effect of post-weld treatment parameters on the microstructure of ADI cast iron

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury żeliwa sferoidalnego w stanie odlanym oraz po dwustopniowej obróbce cieplnej (austenityzacja w 900°C i wygrzewanie izotermiczne w 280, 330 i 380°C). Za pomocą programu komputerowego LUCIA oceniono cechy morfologii grafitu oraz osnowy metalowej. Metodą spektroskopii Mössbauera dokonano oceny składu osnowy żeliwa ADI, co umożliwiło określenie udziału austenitu wykazującego właściwości paramagnetyczne. Wyniki tych pomiarów, w połączeniu z wynikami badań kalorymetrycznych pozwoliły na dokonanie opisu procesów przebiegających podczas wygrzewania izotermicznego. Na wykresach kalorymetrycznych podczas nagrzewania żeliwa ADI stwierdzono obecność silnego efektu egzotermicznego, którego początek przemieszcza się od 468°C do 489°C w miarę podwyższania temperatury wygrzewania izotermicznego. Wartość entalpii tego efektu zmienia się proporcjonalnie do zmiany udziału austenitu w żeliwie skutkiem obróbki cieplnej. Na tej podstawie stwierdzono, że proces powstawania osnowy żeliwa, składającej się z ferrytu i stabilnego, przesyconego węglem austenitu, ma charakter endotermiczny i wymaga dostarczenia energii do układu.

EN

This paper gives the results of microstructure investigations of ductile cast iron in as-cast condition and after two-stage heat treatment (austenitisation at 900°C and isothermal soaking at 280, 330 and 380oC). The morphological features of graphite and metallic matrix were determined using LUCIA software. The Mössbauer spectroscopy method was used to determine the composition of ADI cast iron matrix, which enabled the determination of the share of austenite which demonstrated paramagnetic properties. In combination with the results of calorimetric investigations, the results of these measurements enabled the processes occurring during isothermal soaking to be described. While heating ADI cast iron, the presence of strong exothermal effect, the beginning of which transferred from 468°C to 489°C as the isothermal soaking temperature was increasing, was found on calorimetric diagrams. The enthalpy value of this effect changes in proportion to the change in the share of austenite in cast iron as a result of heat treatment. Based on that, it was found that formation of cast iron matrix consisting of ferrite and stable carbon supersaturated austenite is of endothermic nature and requires the supply of energy to the system.

Słowa kluczowe

PL

żeliwo sferoidalne; żeliwo ADI; ausferryt; grafit kulkowy; wygrzewanie izotermiczne; program LUCIA; kaloryetria skaningowa; spektroskopia Mössbauera

EN

ductile cast iron; ADI cast iron; ausferrite; nodular graphite; isothermal soaking; LUCIA software; scaning calorimetry; Mossbauer spectoscopy

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 4
• Strony: 5--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Furmanek J.

autor

Binczyk F.

autor

Gradoń P.

• Instytut Metalurgii Żelaza

Bibliografia

• 1. Zimba J., Simki D.J., Navara E.: Austempered ductile iron:an alternative material for earth moving components, Cement&Concrete Composites 25, 2003, s. 643-649.
• 2. Myszka D., Kaczorowski M., Tybulczuk J., Kowalski A.: Parametry procesu otrzymywania żeliwa ADI, a jego właściwości mechaniczne, Archiwum Odlewnictwa, nr 11, 2004, s. 355.
• 3. Jincheng L., Elliot R.: The influence of cast structure on the austempering of ductile iron, Int. J. Cast Metals Res., 1999, s. 4074-412.
• 4. Jincheng L., Elliot R.: The role of nodule count on the kinetics, microstructure and mechanical properties of austempered Mn alloyed ductile iron, Int. J. Cast Metals Res., 1999, s. 189-rl95.
• 5. Piaskowski J., Jankowski A.: Nodular cast iron, WNT, Warsaw, 1974, (in Polish).
• 6. Guzik E.: Some selected problems concerning the processes of cast iron improvement, Archives of Foundry, No. IM, (2001), (in Polish).
• 7. Binczyk F.: Constructional casting alloys. Silesian Technical University, Gliwice, 2003, (in Polish).
• 8. Myszka D.: Structural research of direct austempered ductile irons obtaoined in sand mould, Archives of Foundry, vol.l, No. 1(2/2), (2001), 263-270, (in Polish).
• 9. Binczyk F., Przeliorz R., Furmanek J., Kulasa J.: The definition of scanning calorimetric method the enthalpy of phase change in nodular cast iron, Archives of Foundry, No. 19, (2006), 31-36, (in Polish).
• 10. Binczyk F., Furmanek J., Przeliorz R.: The definition of scanning calorimetric method the enthalpy of the phase change in al;-grey cast iron, Archives of Foundry, No. 22, (2006), 49-55, (in Polish).
• 11. Binczyk F., Furmanek J., Smoliński A.: Calorimetric examinations of austempered ductile iron ADI, Archives of Foundry Engineering, Vol. 7, Issue 4, (2007). pp. 5-8.
• 12. Sinha A.K.: Physical metallurgy handbook. The McGraw-Hill Companies, Inc. (2003).
• 13. Z. Nishiyama: Martensitic transformation. Academic Press, edited by M.E. Fine, M. Meshii, C.E. Wayman, 1978.
• 14. Binczyk F., Hanc A., Kowalski A., Furmanek J.: Austempering transformation kinetics of ADI iron obtained by Mossbauer Spectroscopy, Archives of Foundry Engineering, vol. 8, Issue 3, (2008), 15-20.
• 15. Mosce Ron, Iron-Carbon and Iron-Nitrogen Systems, in "Applications of Mossbauer Spectroscopy", volume II, Edited by Richard L. Cohen, Academic Press, (1980).
• 16. Furmanek J.: Wpływ mikrostruktury na przebieg przemiany izotermicznej oraz właściwości mechaniczne żeliwa ADI, Rozprawa doktorska. Politechnika Śląska, Katowice 2008.