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