Thin Wall Ductile Iron Castings as Substitutes for Aluminium Alloy Castings

• Autorzy: Fraś E. , Górny M. , Lopez H.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0076

Warianty tytułu

PL

Cienkościenne odlewy z żeliwa sferoidalnego jako substytuty odlewów ze stopów aluminium

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper discusses the reasons behind current trends for substituting cast iron castings by aluminum alloys. In particular it is shown that it is possible to produce thin wall castings (control arms, cantilevers and rotors) made of ductile iron without the development of chills, cold laps or misruns, and with a strength to weight ratio of up 87 MPa cm3/g. In addition, austenitizing at 900 °C for 20 minutes and then austempering in a salt bath at 350 °C for 15 minutes promotes the development of a fully ausferritic matrix in thin wall castings with a the strength to weight ratio increase of up to 154 MPa cm3/g. Finally, it is shown that thin wall castings made of ductile or austemperded cast iron can be lighter and with superior mechanical properties then their substitutes made of aluminum alloy.

PL

W pracy omówiono przyczyny aktualnego trendu zastępowania odlewów z żeliwa przez odlewy ze stopów aluminium. W szczególności wykazano, że możliwe jest wytworzenie odlewów cienkościennych (wahacze, wsporniki, wirniki), wykonanych z żeliwa sferoidalnego bez zabieleń, niedolewów i niespawów oraz posiadających wskaźnik wytrzymałości (stosunek wytrzymałości do gęstości) wynoszący do 87 MPa cm3/g. Ponadto zastosowanie obróbki cieplnej polegającej na austenityzacji w temperaturze 900°C przez 20 minut oraz hartowaniu izotermicznemu w kąpieli solnej w temperaturze 350°C przez 15 minut powoduje otrzymanie osnowy austerrytycznej w odlewach cienkościennych, co zwiększa wskaźnik wytrzymałości do 154 MPa cm3/g. Z przeprowadzonych badań wynika, że odlewy z żeliwa sferoidalnego mogą być lżejsze od ich substytutów ze stopów aluminium, a przy tym charakteryzować się podobnymi lub lepszymi właściwościami mechanicznymi.

Słowa kluczowe

EN

thin wall; ductile iron; aluminum alloy

PL

odlewy cienkościenne; odlewy żeliwne; stopy aluminium

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 2
• Strony: 459--465
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Fraś E.

• AGH University of Science and Technology, Reymonta 23, 30-059 Cracow, Poland

autor

Górny M.

• AGH University of Science and Technology, Reymonta 23, 30-059 Cracow, Poland

autor

Lopez H.

• University of Wisconsin-Milwaukee, 3200 N. Cramer, Milwaukee, WI 53201, USA

Bibliografia

• [1] H. Hornung, Thin-section ductile iron castings, Proceedings of the 61th World Foundry Congress, Beijing, China, 75-83 (1995).
• [2] C. R. Loper Jr., Cast iron-essential alloys for the future, Proceedings of the 65th World Foundry Congress, Gyengju, Korea, 169-179 (2002).
• [3] D. Stefanescu, R. Ruxanda, Lightweight iron castings-can they replace aluminum castings?, Proceedings of the 65th World Foundry Congress, Gyengju, Korea, 71-77 (2002).
• [4] R. Deike, K. Rohrig, Moderne Gusswerkstoffe fur den Kfz - Motorenbau, Zeitshrift konstruieren + giessen 22, 3, 4-11 (1997).
• [5] C. Labrecque, M. Gagne, Production of thin-wall ductile iron castings, Int. J. Cast Metals Research 16, 313-318 (2003).
• [6] D. M. Stefanescu, L. P. Dix, R. E. Ruxasnda, C. Corbitt- Coburn, T. S. Piwonk a, Tensile properties of thin wall ductile iron, AFS Transactions 112, 1149-1162 (2002).
• [7] E. Fraś, M. Górny, H. Lopez, Chilling tendency and nodule count in ductile cast iron, Part Itheoretical background, AFS Transactions 114, 575-594 (2006).
• [8] R. L. Fullman, Measurementets of the particle sizes in opaque bodies, Transaction of AIME, march, 447-452 (1953).
• [9] I. Olejarczyk-Wożeńska, A. Adrian, H. Adrian, B. Mrzygłód, Parametric Representation of TTT Diagrams of ADI Cast Iron Archives of Metallurgy and Materials 57, 613-617 (2012).
• [10] E. Fraś, M. Górny, H. F. Lopez, Thin Wall Ductile and Austempered Iron Castings, AFS Transactions 116, 601-610 (2008).
• [11] O. N. Dogan, K. K. Schrems, J. A. Hawk, Microstructure of thin wall ductile iron castings, AFS Transactions 111, 949-959 (2003).
• [12] D. M. Stefanescu, R. Ruxanda, L. P. Dix, The metallurgy and tensile mechanical properties of thin wall spheroidal graphite irons, Int. J. Cast Metals Research 16, 319-324 (2003).
• [13] J. W. Torrance, D. M. Stefanescu, Investigation on the effect of surface roughness on the static mechanical properties of thin-wall ductile iron castings, AFS Transactions 112, 757-772 (2004).
• [14] A. Javaid, J. Thomson, K. G. Davis, M. Sahoo, Effect of microstructure on the mechanical properties of thin-wall ductile iron castings, AFS Transactions 109, 1097-1114 (2001).
• [15] A. Javaid, J. Thompson, M. Sahoo, K. G. Davis, Factors Affecting the Formation of Carbides in Thin-wall DI Castings, AFS Transactions 107, 441-456 (1999).
• [16] J. F. Cuttino, J. R. Andrews, T. S. Piwonka, Development in thin-wall iron casting technology, AFS Transactions 107, 363-372 (1999).
• [17] E. Fraś, M. Górny, H. F. Lopez, Chilling tendency and nodule count in ductile cast iron, Part II Experimental verification, AFS Transactions 114, 595-603 (2006).