DE10029062A1 - Hypoeutectic spheroidal graphitic cast iron used for motor vehicle component comprises specified amounts of a mixture of carbon, silicon, rare earth metal, boron or boron nitride, iron and impurities - Google Patents

Abstract

The hypoeutectic spheroidal graphitic cast iron includes a mixture of carbon of 1.5-3%, silicon of 1-5.5%, boron nitride of 0.005-0.015% or boron, and rare earth metal of 0.008-0.025% by weight. The balance is formed by iron and other impurities.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention 1. Technisches Gebiet1. Technical field

Die vorliegende Erfindung betrifft hypoeutektisches oder untereutektisches Gusseisen mit Kugelgraphit mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, wie Festigkeit, Zähigkeit, Stei­ figkeit und dgl. im Gusszustand.The present invention relates to hypoeutectic or hypoeutectic cast iron with spheroidal graphite with improved mechanical properties such as strength, toughness, stiffness ability and the like in the as-cast state.

2. Stand der Technik2. State of the art

In den letzten Jahren musste Gusseisen, das für Automobilkom­ ponenten verwendet wird, eine hohe Festigkeit haben aufgrund der Notwendigkeit der Gewichtsreduktion und eine hohe Stei­ figkeit, um Vibrationen und Lärm zu unterdrücken. Daher wur­ den verschiedene Verbesserungen an Gusseisen gemacht. Z. B. offenbart die Japanische Patentanmeldung, Erste Veröffentli­ chung Nr. 112753/87 eine Technologie, bei der mechanische Ei­ genschaften und Verarbeitbarkeit verbessert sind, indem eine Zwischenstufenvergütung an Gussstahl mit Kugelgraphit durch­ geführt wird. Die Japanischen Patentanmeldungen, Erste Veröf­ fentlichungs-Nr. 108342/89 und 152240/89 offenbaren Gusseisen mit Kugelgraphit, bei dem Bainit und Restaustenit in einer metallischen Struktur durch Zwischenstufenvergütung gebildet werden. Diese Gussstähle sollen eine hohe Steifigkeit haben, indem ein geringerer Kohlenstoffgehalt vorgesehen wird, als bei üblichem Gusseisen, um hypereutektoide Zusammensetzungen zu bilden und er soll eine hohe Festigkeit haben durch Zwi­ schenstufenvergütung.In recent years, cast iron has components used, have high strength due to the need for weight loss and high stiffness ability to suppress vibrations and noise. Therefore was made various improvements to cast iron. E.g. discloses the Japanese patent application, First Publ chung No. 112753/87 a technology in the mechanical egg properties and workability are improved by a Intermediate stage compensation on cast steel with nodular graphite to be led. Japanese patent applications, Erste Verf publication no. 108342/89 and 152240/89 disclose cast iron with nodular graphite, in which bainite and residual austenite in one metallic structure formed by intermediate stage compensation become. These cast steels are said to have high rigidity, by providing a lower carbon content than in conventional cast iron to hypereutectoid compositions to form and it should have a high strength by Zwi intermediate level remuneration.

Bei den oben erwähnten üblichen Techniken sind jedoch die Produktionskosten relativ hoch, da eine Zwischenstufenvergü­ tungsbehandlung erforderlich ist. Außerdem ist die Gießtempe­ ratur hoch, da es sich immer um hypereutektoide Gussstähle mit Kugelgraphit mit geringem Kohlenstoffgehalt handelt und diese Probleme aufwerfen, da Formen und Schmelzanlagen mit hoher Wärmebeständigkeit erforderlich sind und die Produkti­ onskosten hierfür weiter erhöht sind. Außerdem wird bei Guss­ stählen mit Kugelgraphit, bei denen Restaustenit in der me­ tallischen Struktur gebildet wird, der Restaustenit in Ver­ formungsmartensit umgewandelt wird, was Probleme durch Ver­ minderung der Verarbeitbarkeit aufwirft. Daher sind Gusseisen und Gussstähle mit Kugelgraphit mit verbesserten mechanischen Eigenschaften und einer verbesserten Verarbeitbarkeit im Gusszustand sehr wünschenswert.However, in the conventional techniques mentioned above, the Production costs are relatively high because of an intermediate stage compensation treatment is required. In addition, the pouring temp rature high, since it is always hypereutectoidal cast steels  deals in spheroidal graphite with low carbon content and raise these problems since using molds and smelting plants high heat resistance are required and the produc on costs for this are further increased. In addition, Guss steel with spheroidal graphite, in which residual austenite in the me metallic structure is formed, the residual austenite in Ver Formungsmartensit is converted, which problems caused by Ver reduction in workability. Therefore, are cast iron and nodular cast iron with improved mechanical Properties and improved processability in the Cast condition very desirable.

Die Japanische Patentanmeldung, Erste Veröffentlichung Nr. 145444/95 offenbart ein Gusseisen mit Kugelgraphit im Gusszu­ stand. Das Gusseisen hat eine hohe Steifigkeit (Elastizitäts­ modul 169 bis 171 mm²) im Gusszustand, indem ein Gusseisen mit Elementen, wie Ni, Mo und Cu und dgl. legiert wird. Da jedoch das vorgeschlagene Gusseisen mit Kugelgraphit eine an­ nähernd eutektische Zusammensetzung mit hohem Kohlenstoffge­ halt hat, ist die Menge an Graphit groß und deshalb gibt es natürlicherweise eine Grenze für eine hohe Steifigkeit.Japanese Patent Application, First Publication No. 145444/95 discloses a spheroidal graphite cast iron in the cast condition. The cast iron has a high rigidity (modulus of elasticity 169 to 171 mm ² ) in the as-cast state by alloying a cast iron with elements such as Ni, Mo and Cu and the like. However, since the proposed spheroidal graphite cast iron has an approximately eutectic composition with a high carbon content, the amount of graphite is large and therefore there is naturally a limit to high rigidity.

Die Japanische Patentanmeldung, Erste Veröffentlichung Nr. 339675/93 offenbart ein ferritisches Gusseisen mit Kugelgra­ phit. Der vorgeschlagene Gussstahl hat eine hohe Steifigkeit, da er einen geringeren Kohlenstoffgehalt aufweist als übliche Gusseisen, um eine hypereutektoide Zusammensetzung zu erhal­ ten, und hat eine hohe Festigkeit und eine hohe Zähigkeit, indem ein Graphit-sphäroidisierendes Mittel, das ein Selten- Erd-Metall als Hauptkomponente enthält, zugegeben wird, um eine Kugelgraphitstruktur im Gusszustand zu erhalten. Da je­ doch der Gussstahl ein Gusseisen mit Kugelgraphit mit einer hypereutektoiden Zusammensetzung ist, ist der Kohlenstoffge­ halt gering und die Gießtemperatur ist hoch, so dass es ein Problem gibt, da Formen und Schmelzanlagen mit hoher Wärmebe­ ständigkeit erforderlich sind und die Produktionskosten daher erhöht sind.Japanese Patent Application, First Publication No. 339675/93 discloses a ferritic cast iron with Kugelgra phit. The proposed cast steel has a high rigidity, because it has a lower carbon content than usual Cast iron to give a hypereutectoid composition ten, and has high strength and toughness, a graphite spheroidizing agent that is a rare Contains earth metal as the main component, is added to to obtain a spheroidal graphite structure in the as-cast state. Since ever yet the cast steel is a spheroidal graphite cast iron with a is hypereutectoid composition, is the carbon gene stop low and the casting temperature is high, making it a Problem exists because molds and melting plants with high heat  Persistence are necessary and therefore the production costs are increased.

Somit erzeugen der hypereutektoide Gussstahl mit Kugelgraphit (JP '339675/83) und der eutektische Gussstahl mit Kugelgra­ phit (JP '145444/85) die oben erwähnten Probleme aufgrund des Kohlenstoffgehalts und ein hypoeutektisches Gusseisen mit Ku­ gelgraphit mit einem zwischen diesen Stählen liegenden Koh­ lenstoffgehalt wurde daher erhofft. Es wurde jedoch angenom­ men, dass die Graphitsphäroidisierung bei hypoeutektischem Gusseisen mit Kugelgraphit im Gusszustand schwierig ist.This produces the hypereutectoid cast steel with spheroidal graphite (JP '339675/83) and the eutectic cast steel with Kugelgra phit (JP '145444/85) the problems mentioned above due to the Carbon content and a hypoeutectic cast iron with Ku gel graphite with a Koh lying between these steels Oil content was therefore hoped for. However, it was accepted men that graphite spheroidization in hypoeutectic Ductile iron is difficult to cast.

Obwohl bisher Mg hauptsächlich Gusseisen für die Graphitsphä­ roidisierung zugegeben wurde, wurde gezeigt, dass durch die Graphitsphäroidisierung leicht Carbide gebildet werden. Wenn Mg einer hypoeutektischen Zusammensetzung zugegeben wird, wird die Graphitisierung gehemmt und eine große Menge an Car­ biden gebildet und es kann daher praktisch Zähigkeit im Guss­ zustand nicht erhalten werden. Als Grund hierfür wird ange­ nommen, dass Verunreinigungen wie Pb, Sb, Te, Cs und As, die die Graphitisierung hemmen, in einem geschmolzenen Metall aufgrund des Wachstums des primär kristallisierten Austenits direkt vor der eutektischen Reaktion durch Abkühlen beim Guss konzentriert werden, so dass Mg nicht intensiv für die Gra­ phitbildung in der eutektischen Reaktion angewendet wird und die Bildung von Carbiden gefördert wird.So far Mg has mainly been used for the graphite phase roidization was added, it was shown that by the Graphite spheroidization can easily form carbides. If Mg is added to a hypoeutectic composition the graphitization is inhibited and a large amount of car biden formed and therefore it can be practically tough in the casting condition can not be maintained. The reason for this is given that impurities such as Pb, Sb, Te, Cs and As that inhibit graphitization in a molten metal due to the growth of the primary crystallized austenite immediately before the eutectic reaction by cooling during casting be concentrated so that Mg is not intense for the Gra phit formation is used in the eutectic reaction and the formation of carbides is promoted.

Weiterhin muss in Betracht gezogen werden, dass das Graphit­ sphäroidisierende Mittel, das ein Selten-Erd-Metall als Hauptkomponente enthält, das in der Japanischen Patentanmel­ dung, Erste Veröffentlichung Nr. 339675/93 und der Japani­ schen Patentanmeldung, Erste Veröffentlichung Nr. 103049/88 offenbart wird, für hypoeutektische Zusammensetzungen ange­ wendet wird. In diesem Fall bildet sich jedoch leicht grober Graphit und es bilden sich Carbide und Zähigkeit kann prak­ tisch nicht erhalten werden. Es wird angenommen, dass der Grund hierfür darin liegt, dass die eutektische Reaktion in einer hypoeutektischen Zusammensetzung stattfindet, obwohl eutektische Reaktionen zur Kristallisierung von Carbiden und Graphit nicht in einer hypereutektoiden Zusammensetzung auf­ treten, und die oben erwähnte Konzentrierung von Verunreini­ gungen die Bildung von Carbiden fördert.It must also be considered that the graphite spheroidizing agent that is considered a rare earth metal Main component contains that in Japanese patent application dung, First Publication No. 339675/93 and the Japani patent application, First Publication No. 103049/88 is disclosed for hypoeutectic compositions is applied. In this case, however, it is slightly coarser Graphite and carbides form and toughness can be practical table will not be preserved. It is believed that the  The reason for this is that the eutectic reaction in a hypoeutectic composition takes place, though eutectic reactions for the crystallization of carbides and Graphite does not appear in a hypereutectoid composition kick, and the concentration of Verunreini mentioned above conditions promotes the formation of carbides.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Daher wurde die Bildung einer Kugelgraphitstruktur in einer hypoeutektischen Zusammensetzung im Gusszustand tatsächlich nicht realisiert. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein hypoeutektisches Kugelgraphitgusseisen oder hypoeutekti­ sches sphärolithisches Gusseisen bereitzustellen, das keine Wärmebehandlung erfordert und im Gusszustand eine hohe Fe­ stigkeit und hohe Zähigkeit vermitteln kann und den Anstieg der Gießtemperatur verhindern kann, wodurch eine Herstellung unter Verwendung allgemein üblicher Formen und Schmelzein­ richtungen möglich wird.Therefore, the formation of a spheroidal graphite structure in a hypoeutectic composition in the as-cast state actually unrealized. It is therefore an object of the invention a hypoeutectic spheroidal graphite cast iron or hypoeutecti to provide neat spherulitic cast iron Heat treatment requires a high Fe in the as-cast state can convey stability and high toughness and the increase the casting temperature can prevent, thereby making using common molds and smelting directions becomes possible.

Es gibt verschiedene Theorien, die die Funktion erläutern, bei der Graphit bei der Verfestigung von Kugelgraphitgussei­ sen sphäroidisiert. Gemäß einer dieser Theorien werden Bla­ senkerne in geschmolzenem Eisen gebildet aufgrund von Zusat­ zelementen, wie REM, und Graphit wird in den Blasenkernen während der Verfestigung gebildet. Die Erfinder haben wieder­ holt untersucht, ob eine Sphäroidisierung durch feste Kerne zusätzlich zu den üblichen Blasenkernen verursacht werden kann oder nicht. Die Erfinder haben in Betracht gezogen, eine geringe Menge von Bornitrid (im Folgenden als "BN" bezeich­ net) zusätzlich zu REM zuzugeben und haben zahlreiche Versu­ che durchgeführt. Als Ergebnis haben sie gefunden, dass BN als Festkern dient und die Reaktion der Bildung von Graphit in einer Verfestigungsreaktion im hypoeutektischen Bereich fördert und die Bildung von Carbiden hemmt, so dass die Sphäroidisierung von feinem Graphit gefördert wird und die Matrix Ferrit sein kann.There are different theories that explain the function, in the case of graphite when solidifying spheroidal graphite cast egg spheroidized. According to one of these theories, Bla sinks made in molten iron due to addition Elements such as SEM and graphite are found in the bubble cores formed during consolidation. The inventors have again picks up whether spheroidization by solid nuclei in addition to the usual bladder cores may or may not. The inventors have considered one small amount of boron nitride (hereinafter referred to as "BN" net) in addition to REM and have numerous versu che performed. As a result, they found that BN serves as the solid core and the reaction of graphite formation in a hardening reaction in the hypoeutectic range promotes and inhibits the formation of carbides, so that  Spheroidization of fine graphite is promoted and the Matrix can be ferrite.

Die vorliegende Erfindung erfolgte auf Basis der oben erwähn­ ten Erkenntnisse. Die Erfindung liefert ein hypoeutektisches Kugelgraphitgusseisen mit 1,5 bis 3,0% C; 1,0 bis 5,5% Si; 0,008 bis 0,25% REM; 0,008 bis 0,25% BN (B-Äquivalent) und Rest im Wesentlichen Fe, bezogen auf Gewicht.The present invention has been accomplished based on the above knowledge. The invention provides a hypoeutectic Spheroidal graphite cast iron with 1.5 to 3.0% C; 1.0 to 5.5% Si; 0.008 to 0.25% REM; 0.008 to 0.25% BN (B equivalent) and Remainder essentially Fe, based on weight.

Das erfindungsgemäß verwendete BN hat die gleiche hexagonale graphitartige Kristallstruktur und die gleichen elektroni­ schen Eigenschaften wie Graphit und hat eine Schmelzpunkt von etwa 3000°C, wodurch es in geschmolzenem Eisen bei der Ab­ stichtemperatur (etwa 1600°C) stabil ist. Daher wird Graphit gebildet, wobei BN als Kern in einer eutektischen Reaktion dient. Als Ergebnis kann die Matrix der endgültigen Verfesti­ gungsstruktur, die bis dahin aus Zementit und Pearlit be­ steht, Ferrit, das duktiles Eisen ist, und eine metallische Struktur sein, in der feiner kugeliger Graphit in der Matrix dispergiert ist. Die Dehnung und Zähigkeit des Materials kön­ nen verbessert werden, da die Matrix aus Ferrit besteht, die Verarbeitbarkeit, insbesondere die Steifigkeit, des Materials kann verbessert werden, da es keine nachteiligen Wirkungen aufgrund von grobem Graphit gibt. Daher kann das erfindungs­ gemäße hypoeutektische Kugelgraphitgusseisen feinen Graphit sogar im Gusszustand dispergieren und kann die mechanischen Eigenschaften verbessern. Es ist anzumerken, dass Wärmebe­ handlungen, wie eine Zwischenstufenvergütung, erfindungsgemäß angewendet werden können.The BN used according to the invention has the same hexagonal graphite-like crystal structure and the same electronics properties like graphite and has a melting point of about 3000 ° C, which causes it to melt in molten iron set temperature (about 1600 ° C) is stable. Hence graphite formed with BN as the nucleus in a eutectic reaction serves. As a result, the matrix of the final solidification structure that previously consisted of cementite and pearlite stands, ferrite, which is ductile iron, and a metallic one Structure be in the fine spherical graphite in the matrix is dispersed. The stretch and toughness of the material can be improved since the matrix is made of ferrite, which Processability, especially the stiffness, of the material can be improved since there are no adverse effects due to coarse graphite. Therefore, the fiction according hypoeutectic spheroidal graphite cast iron fine graphite disperse even in the as-cast state and can mechanical Improve properties. It should be noted that heat acts, such as an intermediate stage remuneration, according to the invention can be applied.

Um die Bildung von Kugelgraphit und dessen Verfeinerung zu fördern, enthält das Gusseisen bevorzugt weiterhin eines oder mehrere der folgenden Elemente: 0,0005 bis 0,02% Bi; 0,005 bis 0,08% Al; 0,002 bis 0,04% Ca. Wenn solche Elemente ent­ halten sind, können die Wirkungen der Kühlungsrate verbessert werden und eine feine kugelige Graphitstruktur kann zuverläs­ sig erhalten werden, sogar wenn Körper mit komplizierten For­ men oder große Körper gegossen werden, die das Kühlen ver­ langsamen würden. Der Grund für die numerischen Beschränkun­ gen wird im Folgenden erläutert. Bei der Erläuterung unten bezieht sich "%" auf "Gew.-% ".To the formation of spheroidal graphite and its refinement promote, the cast iron preferably still contains one or several of the following: 0.0005 to 0.02% Bi; 0.005 up to 0.08% Al; 0.002 to 0.04% approx. If such elements ent the effects of the cooling rate can be improved and a fine spherical graphite structure can be reliable  can be obtained even when bodies with complicated shapes or large bodies are poured that cool the ver would slow down. The reason for the numerical restrictions gene is explained below. In the explanation below "%" refers to "% by weight".

C: 0,5 bis 3,0%C: 0.5 to 3.0%

C ist zur Bildung von Graphit unerlässlich und trägt zu einer verbesserten Duktilität der Matrix bei, indem es als Kugel­ graphit darin dispergiert wird. Die Starttemperatur der Ver­ festigung wird durch die C-Konzentration bestimmt und die Starttemperatur der Verfestigung nimmt ab, wenn die C-Kon­ zentration im hypoeutektischen Bereich zunimmt. Die Graphit­ konzentration nimmt zu, wenn die C-Konzentration zunimmt, dies verursacht eine Abnahme der Steifigkeit (Elastizitätsmo­ dul). Wenn der C-Gehalt geringer als 1,5% ist, ist die Start­ temperatur der Verfestigung hoch und für Formen und Schmelz­ einrichtungen ist eine hohe Wärmebeständigkeit erforderlich. Wenn im Gegensatz dazu der C-Gehalt 3,0% übersteigt, kann das erforderliche Elastizitätsmodul nicht vermittelt werden. Da­ her ist der C-Gehalt auf einen Bereich von 1,5 bis 3,0% be­ schränkt.C is essential to the formation of graphite and contributes to one improved ductility of the matrix by using it as a sphere graphite is dispersed therein. The start temperature of the ver strengthening is determined by the C concentration and the Start temperature of the hardening decreases when the C-Kon concentration in the hypoeutectic area increases. The graphite concentration increases as the C concentration increases, this causes a decrease in stiffness (elasticity mo dul). If the C content is less than 1.5%, the start is Solidification temperature high and for molding and melting high heat resistance is required. On the contrary, if the C content exceeds 3.0%, it can required modulus of elasticity are not conveyed. There The C content is from 1.5 to 3.0% limits.

Si: 1,0 bis 5,5%Si: 1.0 to 5.5%

Si hat die Wirkung, die Bildung von Graphit zu fördern. Wenn der Si-Gehalt kleiner als 1,0% ist, kann diese Wirkung nicht erhalten werden und eine gute Verarbeitbarkeit kann nicht vermittelt werden. Wenn im Gegensatz dazu der Si-Gehalt 5,5% übersteigt, wird übermäßig viel Silicium-Ferrit gebildet und die Härte des Materials nimmt zu, so dass Dehnung und Stei­ figkeit abnehmen. Daher ist der Si-Gehalt auf einen Bereich von 1,0 bis 5,5% beschränkt.Si has the effect of promoting the formation of graphite. If the Si content is less than 1.0%, this effect cannot can be obtained and good workability cannot mediated. In contrast, if the Si content is 5.5% silicon ferrite is formed excessively and the hardness of the material increases, causing stretch and stiffness lose weight. Therefore, the Si content is within a range limited from 1.0 to 5.5%.

REM: 0,008 bis 0,25%SEM: 0.008 to 0.25%

REM fördert die Bildung von Graphit und die Wirkung kann nicht erhalten werden, wenn sein Gehalt geringer als 0,008% ist. Wenn im Gegensatz dazu der REM-Gehalt 0,25% übersteigt, wird nicht nur die Wirkung der Graphitbildung nicht erreicht, sondern die Graphitbildung wird auch noch gehemmt. Daher ist der REM-Gehalt auf einen Bereich von 0,008 bis 0,25% be­ schränkt. Es ist anzumerken, dass REM sich auf Selten-Erd- Metalle bezieht von La mit einer Atomzahl von 57 bis Lu mit einer Atomzahl von 71 und eine oder mehrere Arten angewendet werden können.REM promotes the formation of graphite and the effect can cannot be obtained if his salary is less than 0.008%  is. In contrast, if the SEM content exceeds 0.25%, not only is the effect of graphite formation not achieved, the graphite formation is also inhibited. thats why the SEM content ranges from 0.008 to 0.25% limits. It should be noted that REM is located on rare earth Metals comes from La with an atomic number of 57 to Lu an atomic number of 71 and one or more species applied can be.

BN: 0,005 bis 0,015% (B-Äquivalent)BN: 0.005 to 0.015% (B equivalent)

BN kann ein Kern sein, um die Bildung von feinem Kugelgraphit zu fördern und kann die Bildung von Carbiden hemmen. Wenn der BN-Gehaltskleiner als 0,005% als B-Gehalt (B-Äquivalent) ist, kann diese Wirkung nicht erhalten werden. Im Gegensatz dazu können weitere Wirkungen auf die Graphitbildung nicht erwar­ tet werden, auch wenn der BN-Gehalt (B-Äquivalent) 0,015% übersteigt. Daher ist der BN-Gehalt auf einen Bereich von 0,005 bis 0,015% begrenzt. Es ist anzumerken, dass BN enthal­ ten sein kann, indem B geschmolzenem Eisen zugegeben wird und B sich dort mit N vereinigt.BN can be a core to the formation of fine nodular graphite promote and can inhibit the formation of carbides. If the BN content is less than 0.005% as B content (B equivalent), this effect cannot be obtained. In contrast to cannot expect further effects on graphite formation even if the BN content (B equivalent) is 0.015% exceeds. Therefore, the BN content is in a range of 0.005 to 0.015% limited. It should be noted that BN contains by adding B molten iron and B merges with N there.

Eine oder mehrere Arten der unten erwähnten Elemente können gegebenenfalls zugegeben werden, um die Bildung und die Ver­ feinerung von Kugelgraphit weiter zu fördern.One or more types of the elements mentioned below can optionally added to the formation and ver to further refine spheroidal graphite.

Bi: 0,0005 bis 0,02%Bi: 0.0005 to 0.02%

Bi fördert die feine Dispersion von Graphit und die Wirkung kann nicht erwartet werden, wenn der Bi-Gehalt geringer als 0,0005% ist. Wenn im Gegensatz dazu der Bi-Gehalt 0,02% über­ steigt, wird die Graphitsphäroidisierung gehemmt und die Form des Graphits wird nicht kugelförmig und die Festigkeit und die Steifigkeit des Materials werden beeinträchtigt. Daher liegt der Bi-Gehalt bevorzugt in einem Bereich von 0,0005 bis 0, 02%. Bi promotes the fine dispersion of graphite and the effect cannot be expected if the Bi content is less than Is 0.0005%. In contrast, if the Bi content exceeds 0.02% increases, the graphite spheroidization is inhibited and the shape of the graphite does not become spherical and the strength and the rigidity of the material will be affected. Therefore the Bi content is preferably in a range from 0.0005 to 0.02%.  

Al: 0,005 bis 0,08%Al: 0.005 to 0.08%

Al wird als Desoxidationsmittel zugegeben. Die Desoxidation ist nicht wirksam, wenn sein Gehalt kleiner als 0,005% ist und die Graphitisierung durch REM wird bei einer bestimmten Abkühlrate bei der Verfestigung gehemmt. Wenn im Gegensatz dazu der Al-Gehalt 0,08 übersteigt, wird die Graphitsphäroi­ disierung gehemmt und die Form des Graphits wird nicht kugel­ förmig, so dass die Festigkeit und Steifigkeit des Gusseisens beeinträchtigt werden. Daher liegt der Al-Gehalt bevorzugt in einem Bereich von 0,005 bis 0,08%.Al is added as a deoxidizer. Deoxidation is not effective if its content is less than 0.005% and the graphitization by SEM is at a certain Cooling rate inhibited during solidification. If contrary the Al content exceeds 0.08, the graphite spheroid becomes inhibition and the shape of the graphite does not become spherical shaped so that the strength and rigidity of the cast iron be affected. Therefore, the Al content is preferably in a range of 0.005 to 0.08%.

Ca: 0,002 bis 0,04%Ca: 0.002 to 0.04%

Ca ist ein Element, das die Bildung und Verfeinerung von Gra­ phit fördert und die Wirkung wird nicht erwartet, wenn der Ca-Gehalt kleiner als 0,002% ist. Wenn im Gegensatz dazu der Ca-Gehalt 0,04% übersteigt, wird nicht nur die Wirkung der Bildung und Verfeinerung von Graphit nicht erhalten, sondern die Graphitisierung wird negativ beeinträchtigt und die Bil­ dung von grobem Graphit wird gefördert und die Steifigkeit des Materials wird daher beeinträchtigt. Daher liegt der Ca- Gehalt bevorzugt in einem Bereich von 0,002 bis 0,04%.Ca is an element that supports the formation and refinement of Gra phit promotes and the effect is not expected if the Ca content is less than 0.002%. In contrast, if the Ca content exceeds 0.04%, not only the effect of Formation and refinement of graphite not preserved, but the graphitization is adversely affected and the bil The formation of coarse graphite is promoted and the rigidity the material is therefore impaired. Therefore, the ca Content preferably in a range of 0.002 to 0.04%.

Kurze Erläuterung der ZeichnungenBrief explanation of the drawings

Die Fig. 1A bis 1C sind Mikrogefügeaufnahmen, die metalli­ sche Strukturen von Gusseisen zeigen, wobei Fig. 1A ein Bei­ spiel ist und die Fig. 1B und 1C Vergleichsbeispiele sind. FIGS. 1A to 1C are photomicrographs that metalli specific structures of cast iron show, where Fig. 1A is a case of game and Figs. 1B and 1C Comparative Examples.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention Beispielexample

Ein Beispiel der Erfindung wird im Folgenden erläutert.An example of the invention is explained below.

Tabelle 1 zeigt die chemische Zusammensetzung (Gew.-%) für das Gusseisen des Beispiels und der Vergleichsbeispiele. Die Fig. 1A bis 1C sind Mikrogefügeaufnahmen, die metallische Strukturen zeigen, die von gegossenem geschmolzenen Eisen mit der chemischen Zusammensetzung von Tabelle 1 gebildet werden. Wie die Fig. 1A bis 1C deutlich zeigen, hat das hypoeutek­ tische Gusseisen (B) von Vergleichsbeispiel 1 eine Struktur, die aus Zementit und Pearlit besteht und es gibt nur eine ge­ ringe Menge an Graphit. Das bedeutet, dass in Fig. 1B der An­ teil, der als weißes Netzwerk erscheint, Zementit ist und der graue Anteil Pearlit ist. Der Anteil, in dem schwarze Punkte in der weißen Matrix dispergiert sind, besteht aus Ferrit und Graphit. In Vergleichsbeispiel 2 (Fig. 1C), das ein übliches Kugelgraphitgusseisen ist, wird eine große Menge an Graphit gebildet; da es eine eutektische Zusammensetzung hat, und dessen Form ist grob. Im Gegensatz dazu hat das hypoeutekti­ sche Kugelgraphitgusseisen (Fig. 1A) des Beispiels. eine Struktur, bei der feiner Kugelgraphit in einer ferritischen Matrix dispergiert ist. Daher kann das erfindungsgemäße hy­ poeutektische Kugelgraphitgusseisen eine Struktur liefern, in der feiner Kugelgraphit dispergiert ist ohne die Bildung von Carbiden, sogar im Gusszustand, indem es BN zusätzlich zu REM enthält.Table 1 shows the chemical composition (% by weight) for the cast iron of the example and the comparative examples. FIGS. 1A to 1C are photomicrographs showing the metal structures which are formed of cast molten iron with the chemical composition of Table 1. As shown in FIGS. 1A to 1C show clearly that hypoeutek diagram cast iron (B) has a structure composed of cementite and pearlite and there is only one ge rings amount of graphite of Comparative Example 1. This means that in Fig. 1B the part that appears as a white network is cementite and the gray part is pearlite. The proportion in which black dots are dispersed in the white matrix consists of ferrite and graphite. In Comparative Example 2 ( Fig. 1C), which is a common spheroidal graphite cast iron, a large amount of graphite is formed; because it has a eutectic composition and its shape is rough. In contrast, the hypoeutectic spheroidal graphite cast iron ( Fig. 1A) of the example. a structure in which fine spheroidal graphite is dispersed in a ferritic matrix. Therefore, the hy spherical graphite cast iron of the present invention can provide a structure in which fine spheroidal graphite is dispersed without the formation of carbides, even in the as-cast state, by containing BN in addition to SEM.

Tabelle 1 Table 1

Die mechanischen Eigenschaften des hypoeutektischen Kugelgra­ phitgusseisens des Beispiels wurden gemessen und die Ergeb­ nisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Die mechanischen Eigenschaf­ ten eines allgemein üblichen Kugelgraphitgusseisens sind als Daten für Vergleichsbeispiel 2 in Tabelle 2 gezeigt. Wie in Tabelle 2 gezeigt, hat das hypoeutektische Kugelgraphitguss­ eisen ein besseres Elastizitätsmodul und eine bessere Zugfe­ stigkeit im Vergleich zu eutektischem Kugelgraphitgusseisen von Vergleichsbeispiel 2 und die Wirkung der Dispersion des feinen Kugelgraphits wurde bestätigt. Das Gusseisen von Ver­ gleichsbeispiel 1 war sehr hart und spröde und die Dehnung war praktisch Null. Daher schienen die anderen mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt zu sein ohne weitere Tests.The mechanical properties of the hypoeutectic Kugelgra The cast iron of the example was measured and the results nisse are shown in Table 2. The mechanical properties ten of a common nodular cast iron are as  Data for Comparative Example 2 shown in Table 2. As in Shown in Table 2 is hypoeutectic nodular cast iron iron have a better modulus of elasticity and a better tensile strength strength compared to eutectic spheroidal graphite cast iron of comparative example 2 and the effect of the dispersion of fine nodular graphite was confirmed. The cast iron from Ver same example 1 was very hard and brittle and the stretch was practically zero. Hence the other mechanical ones Properties to be impaired without further testing.

Tabelle 2 Table 2

Claims (2)

1. Hypoeutektisches Kugelgraphitgusseisen umfassend: 1,5 bis 3,0% C; 1,0 bis 5,5% Si; 0,008 bis 0,25% REM; 0,005 bis 0,015% BN (B-Äquivalent) und Rest im Wesentli­ chen Fe, bezogen auf Gewicht.1. Hypoeutectic spheroidal graphite cast iron comprising: 1.5 to 3.0% C; 1.0 to 5.5% Si; 0.008 to 0.25% REM; 0.005 to 0.015% BN (B equivalent) and the rest essentially Chen Fe, based on weight. 2. Hypoeutektisches Kugelgraphitgusseisen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusseisen weiterhin ei­ nes oder mehrere der folgenden Elemente umfasst: 0,0005 bis 0,02% Bi; 0,005 bis 0,08% Al; 0,002 bis 0,04% Ca.2. Hypoeutectic spheroidal graphite cast iron according to claim 1, characterized in that the cast iron continues to egg nes or more of the following elements: 0.0005 to 0.02% Bi; 0.005 to 0.08% Al; 0.002 to 0.04% Approx.