Bányászati és Kohászati Lapok - Öntöde, 1986. (37. évfolyam, 1-12. szám)

1986-01-01 / 1. szám

ménység között 250 N/mm2 értékig az alábbi összefüggés áll fenn : 1·m = 263,4+1,3 HB — 65 G-25,5 Si-32 P± ± 21,3 N/mm2. A perlit mennyiségének 10%-os növelése (pl. 85%-ról 95%-ra) 20—30 N/mm2 szilárdság- és 5—8 HB keménységnövekedéssel jár. Az eutek­­tikushoz közeli összetételű öntöttvasban a perlit diszperzitásának fokozásával 30—140 N/min2 szilárdságnövekedés érhető el, és a hatás fokozódik a telítési szám csökkenésével. Az öntöttvas mechanikai tulajdonságainak alakulása szempontjából a legfontosabb tényezők az összetétel, továbbá a kristályosodás és az áta­lakulás körülményei. Ez utóbbiak az olvadék ke­zelésével, a lehűlési sebességgel jelentősen befo­lyásolhatók. A kristályosodás körülményeinek befolyásolása — az olvadék csíraállapotának, a kristályosodási középpontok képződési és növekedési körülmé­nyeinek megváltoztatása révén — irányulhat — a grafitos vagy a karbidos kristályosodás biz­tosítására, — grafitos kristályosodás esetén a grafit mennyi­ségének, méretének és alakjának megváltoz­tatására, — a primer ausztenitdendritek méretének meg­változtatására, — az eutektikus cellák méretének csökkentésére. A kristályosodást követő lehűlés közbeni átala­kulás módosításának célja — a perlit mennyiségének, a perlit-ferrit arány­nak megváltoztatása, — a perlit finomságának befolyásolása. A módosítás általános célja és szerepe Az öntöttvasolvadékhoz napjainkban leggyak­rabban alkalmazott kezelő eljárást, amely az ol­vadék csíraállapotát kis mennyiségű adalék be­juttatásával, a vegyi összetétel jelentősebb meg­változása nélkül úgy befolyásolja, hogy az a me­chanikai tulajdonságok javulását vonja maga után, módosításnak nevezzük. Azok az adalékok, ame­lyek segítségével a módosítás végrehajtható, a modifikátorok. A gyakorlatban a módosítás célja a karbidos kristályosodás, a fehéredés iránti hajlam és az eutektikus cellák méretének csökkentése, ez utóbbi által a grafitméret és -eloszlás javítása. Módosítás­sal, aránylag egyszerűen, 300—350 N/mm2-ig is nö­velhető a lemezgrafitos öntöttvas szakítószilárdsá­ga, és gyakran a szívósság és nyúlás javulása is je­lentős. A minőségi vasönvények gyártásakor ma már elengedhetetlenül szükségessé vált a módosítás. A fentieken túlmenően ugyanis az olvasztóberen­dezések korszerűsítésével nagyobb hőntartásokra is lehetőség nyílt, és ezenkívül a metallurgiai le­hetőségek is bővültek, nyervas helyett más betét­anyagok használata is lehetővé vált. Ma már be­bizonyosodott, hogy mindezek a tényezők az ol­vadék csíraállapotának gyökeres megváltozásához vezettek. Ha a durva grafitot tartalmazó, lágy öntészeti nyersvas helyett más betétanyagot, pl. acélhulladékot használnak, az olvadék csíraálla­pota rossz, és emiatt csak lassan és későn képződ­nek a grafitcsírák, megnő az olvadék metastabilis rendszer szerinti kristályosodásának hajlama. Hasonló a helyzet az olvadék túlhevítésekor. Túl­­hevítéssel a saját csírák számát nemcsak csökkente­ni lehet, hanem bizonyos körülmények között a csíramentes állapotot is el lehet érni. Az a felisme­rés, hogy túlhevítéssel az olvadék megszabadít­ható a grafitos kristályosodást megindító csírák­tól, vezetett a hatástalanított csírák mesterséges pótlásának és ezzel a kristályosodás szabályozá­sának a gondolatához. Mindezek a körülmények segítették a módosítás terjedését, növelték jelentőségét. A szilárdság jelentős növeléséhez azonba­­ nem kielégítő a módosítás, ehhez a grafit alakjának megváltoztatása szükséges gömbösítő kezeléssel, vagy az alapszövet jelentős befolyásolása ötvözés révén — esetleg mindkettő együttesen. Az öntöttvas szilárdságának növelése 350 N/smn2 fölé tehát már lényegesen nehezebb, és szigorú technológiai feltételek kielégítését igényli. A nagy szilárdságú öntöttvasak gyártásakor a gömbösítő kezelést követően ugyancsak szükség van módo­sításra a fehéredési hajlam csökkentése és a ked­vezőbb grafiteloszlás és -méret elérése érdekében. Annak ellenére, hogy a grafitgömbösítés a módosí­tás eddig vázolt eljárásától lényegesen különbözik, és a használatos adalékok is eltérőek, a szakiroda­­lom gyakran módosításnak nevezi ezt is, a grafit­alakot nem befolyásoló modifikátorokat elsőren­dű, a gömbösítő kezelőanyagokat másodrendű modifikátoroknak mondják, és a kezelőanyagokat és eljárásokat is ennek megfelelően együtt tárgyal­ják. Megint más szakirodalom viszont a grafit alak­ját nem befolyásoló módosítást beoltásnak, modi­­fikátorait beoltóanyagoknak nevezi. A módosítás alapjai A módosítás hagyománya majd száz évre nyú­lik vissza, ennek ellenére mechanizmusa még nem egyértelműen tisztázott. A grafitcsíra számos fajtája ismert. Az olvadék­ban az olvasztás és túlhevítés ellenére visszama­radt saját kristályrácsmaradványok mennyiségét az olvasztás körülményei határozzák meg. Az idegen fajtájú zárványmaradványok közül csak az lehet csíra, amelynek kristályszerkezete meg­felel a kristályosodó fázisénak, paraméterei pedig legfeljebb 15 %-ban térnek el azétól. A primer ausztenit és a grafit rácsszerkezete erősen eltér egymástól, az ausztenit ezért grafit­­csíraképzőként nem jöhet szóba. Az idegen fázisú csírák képződésével kapcsolatban számos elmélet létezik, a hatásmechanizmus azonban nincs tisz­tázva. A legjelentősebb grafitosító elemek az Al, C, Si, Ti, Ni, Cu, P, Сi, Zr. Feltételezhető, hogy a szabá­lyos rendszerbeli rácsszerkezetű nemfémes zár­ványok (pl. MgS, Mg3N2, Mg2Si, MgO) a gömb alakú grafit, míg a hexagonális vagy egyéb rács­szerkezettel rendelkezők (Si02, SiO, SiC) a lemezes Bányászati és Kohászati Lapok — ÖNTÖDE 37. évfolyam, 1986. 1. szám 2

Next