Rola morfologii wydzieleń grafitu w kształtowaniu odporności na zmęczenie cieplne żeliwa

• Autorzy: Zych J. S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.5.30

Warianty tytułu

EN

The role of graphite morphology in forming of thermal fatigue resistance of cast iron

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań odporności na zmęczenie cieplne wybranej grupy gatunków żeliwa, w których postać wydzieleń grafitu obejmowała grafit kulkowy (sferoidalny), grafit wermikularny oraz płatkowy. Badania zmęczenia cieplnego były realizowane metodą L. F. Coffina — oporowego nagrzewania próbek z wykorzystaniem autorskiego stanowiska. Badania prowadzono dla cykli cieplnych w zakresie: Tmin = 200°C, Tmax = 650÷700°C. Kryterium odporności na zmęczenie cieplne była liczba cykli cieplnych do momentu pęknięcia próbki. We wszystkich badaniach stwierdzono, iż zwiększanie maksymalnej temperatury cyklu cieplnego prowadzi do szybkiego zmniejszenia liczby cykli do zmęczenia cieplnego. Stwierdzono również, iż odporność na zmęczenie cieplne w pierwszej kolejności zależy od wytrzymałości Rm żeliwa, a sam wpływ jest silniejszy niż wynikałoby z liniowej zależności. Stwierdzono ponadto, iż w przypadku żeliwa, w którym w mikrostrukturze zmianie ulega jedynie postać grafitu, odporność na zmęczenie cieplne jest tym większa im bardziej zwarta jest postać grafitu.

EN

The work presents the results of research on thermal fatigue resistance of selected group of casting alloys including spheroidal, vermicular and grey. Thermal fatigue tests were performed on an original test bench using the L. F. Coffin method — resistance heated samples. The thermal fatigue of cast iron was analyzed using the temperature cycle: Tmin = 200°C, Tmax = 650÷700°C. The carried out research confirms that with the maximum heating temperature increase the thermal fatigue resistance decreases. Wider examination has shown that the relation between tensile strength (Rm) and resistance to thermal fatigue is more than linear, i.e. exponential, in character. The shape of graphite has significant and decisive influence on the resistance to thermal fatigue of cast iron. The denser the form of graphite, the greater the cast iron's thermal fatigue resitance.

Słowa kluczowe

PL

zmęczenie cieplne; żeliwo; grafit kulkowy; grafit wermikularny; grafit płatkowy

EN

thermal fatigue; cast iron; graphite spheroidal; graphite vermicular; graphite grey

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 5
• Strony: 343--347
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zych J. S.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie

Bibliografia

• [1] Adamczyk R.: Badanie czynników określających odporność na zmęczenie cieplne żeliwa szarego i szarej surówki wielkopiecowej stosowanej do odlewania wlewnic stalowniczych. Praca doktorska, AGH, Kraków (1971).
• [2] Cieśla M. Warchoł A.: Materiałowe kryteria doboru żeliw szarych na metalowe formy trwałe. Hutnik–Wiadomości Hutnicze 11 (1993) 359÷362.
• [3] Colland A.: Das Problem der Bewertung des Gusseisen und die Rolle des Gefüges der Grundmasse. Giesserei 25 (1960) 719.
• [4] Coffin L. F.: A study of the effects of cyclic thermal stress on a ductile metal. Trans. Amer. Society of Mech. Enginers ASME 76 (1954) 931÷950.
• [5] Gundlach R. B.: Eigenmschaften von legirtem Guseisen mit Lamellengfaphit bei höheren Temparatur zur verwandung in Dieselmotoren. Giesserei–Praxis 4 (1979) 49÷59.
• [6] Kadlec J.: Slevarenstvi 10 (1962) 8÷11.
• [7] Kattus J.: Etude des composition de lingotieres. Blast Furnace and Steel Plant (1961) 66.
• [8] Kudala K.: Wpływu kształtu wydzieleń grafitu w żeliwie ferrytycznym niestopowym na jego odporność na zmęczenie cieplne. Praca magisterska (promotor Zych. J.), Wydział Odlewnictwa AGH, Kraków (2014).
• [9] Nami T.: Urtensuchung uber Brandrisenbildung bei Guseisen. Giesserei– Praxis 4 (1977) 43÷49.
• [10] Röhrig K.: Temperaturwechseleverhalten von Guseisenwerkstoffen. Giesserei–Praxis 23/24 (1978) 375÷392.
• [11] Weroński A.: Zmęczenie cieplne stali. Przegląd Mechaniczny XXXIV (1975) 570÷574.
• [12] Weroński A.: Zmęczenie cieplne metali. WNT, Warszawa (1983).
• [13] Wróbel J. : Odporność na zmęczenie cieplne żeliwa ADI. Praca doktorska, Wydział Odlewnictwa AGH, Kraków (2013).
• [14] Zych J.: Zagadnienie zmęczenia cieplnego wybranych gatunków niskostopowego żeliwa stosowanego na formy metalowe. Praca doktorska, Wydział Odlewnictwa AGH, Kraków (1986).
• [15] Zych J.: The impact of some selected factors on cast iron thermal fatigue. Zeszyty Naukowe AGH, Metal. i Odlew, T. 15, nr 21 (1989) 131÷145.
• [16] Zych J.: Zastosowanie ultradźwięków do badań i oceny zmęczenia cieplnego żeliwa. Krzepnięcie Metali i Stopów, PAN, Katowice z. 32 (1997) 116÷123.
• [17] Zych J.: Zmęczenie cieplne żeliwa przeznaczonego na formy metalowe. Krzepnięcie Metali i Stopów, PAN, Katowice z. 38 (1988) 107÷116.
• [18] Zych J.: Thermal fatigue of the selected tool steel applied for metal moulds elements in die casting of metals. Archives of Metallurgy and Materials 58 (3) (2013) 757÷761.
• [19] Zych J., Wróbel J.: ADI – Ein Konstruktionswerkstoff mit Widerstandsfähigkeit gegen thermische Ermüdung. Giesserei–Praxis, H 10 (2011) 476÷481.
• [20] Zych J., Jędrzejczyk D.: Badania odporności na zmęczenie cieplne żeliwa z grafitem wermikularnym. Przegląd Odlewnictwa 6 (1991) 215÷218.
• [21] Zych J.: Thermal fatigue selected foundry alloys. Polska metalurgia w latach 2011÷2014. Monografia, Komitet Metalurgii Polskiej Akademii Nauk. Wydawnictwo Naukowe „AKAPIT” Kraków (2014) 439÷452.
• [22] Żyrek A.: Wytwarzanie żeliwa wermikularnego metodą Inmold z użyciem zapraw magnezowych i ocena jego odporności na zmęczenie cieplne. Praca doktorska, Wydział Odlewnictwa AGH, Kraków (2014).
• [23] Żeliwo sferoidalne i wytwarzanie; QIT-Fer et Titane Inc, Warszawa (2000).