NO124166B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for behandling av flytende

jern for oppnåelse av nodulær grafitt-struktur

i støpestykker„

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for behandling av flytende jern i den hensikt å oppnå stopestykker hvori grafitten har en nodulær struktur.

Det er vanlig prakls kort for stopingen å underkaste flytende jern for en nodulerende behandling etterfulgt av en inokulerende behandling for å oppnå stopestykker med en nodulær grafittstruktur.

Stopestykkene underkastes vanlig en termisk behandling som har

den virkning at karbidene opploses og jernmatrisen omdannes til ferritt eller perlitt eller en kombinasjon av disse to i henhold til de krevete mekaniske egenskaper.

Den nodulerende behandling består i innforing av ren eller legert magnesium, f.eks. en Fe-Si-Mg-legering i det flytende jern. Inokulasjonsbehandlingen består i tilsetning av silisium eller

en silisiumholdig legering, f.eks. en Fe-Si-legering til det flytende jern.

Noen elementer er kjent for å forbedre effektiviteten for en nodulerende eller inokulerende legeringsprosess. F.eks. forbedrer Ca, Ce, Y" og sjeldne jordarter virkningen av nodulerende legeringer,

og Ba forbedrer virkningen av inokulerende legeringer.

Den foreliggende oppfinnelse er basert på den erkjennelse at kombinasjonen av en Mg-holdig nodulerende legering inneholdende bor og av en Si-holdig inokulerende legering inneholdende Ba gir _• resultater som er meget forskjellige fra dem som oppnås ved å anvende bor eller barium alene i en av de nevnte typer legeringer.

I virkeligheten er jernstopestykket behandlet med denne inokulerende-nodulerende kombinasjon i stopt tilstand bemerkelses-verdig fri for karbider. Denne inokulerende-nodulerende kombinasjon har en markert ferrittiserende virkning på matrisen og for en gitt jernsammensetning er det. ved et kritisk valg mellom sammensetningene av de nodulerende og inokulerende legeringer mulig å oppnå en mer eller mindre ferrittisert matrise.

Fraværet av karbider og den mulige forutbestemmelse av matrise-strukturen gjor det mulig å sloyfe eller drastisk å redusere lengden av den endelige varmebehandling. Det er meget fordelaktig å avkorte eller sloyfe denne varmebehandling, da den ved siden av utgiftene har den mangel at den modifiserer eller endrer overflateutseendet på stopestykkene.

Foreliggende oppfinnelse vedrbrer således en fremgangsmåte for behandling av flytende jern for oppnåelse av nodulær grafitt-

struktur i.stopestykker, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold

til oppfinnelsen er at det til det flytende jern i rekkefolge tilsettes en nodulerende legering inneholdende magnesium og bor i slike mengder at vektforholdet mellom dem i det legerte jern

for Mg/B blir 10-100, fortrinnsvis 15~30

samt en Inokulerende legering inneholdende silisium og barium i slike mengder at vektforholdet mellom dem i det legerte jern

for Si/Ba blir 3-60,

fortrinnsvis !+-1 2.

Oppfinnelsen illustreres ved hjelp av de folgende utforelses-eksempler: Eksemplene 1, 2 og 3 er ikke i samsvar med oppfinnelsen og beskriver enten det som ble oppnådd ved tidligere teknikk (Eks. 1) eller hva som oppnås ved å anvende bare et element, henholdsvis bare bor eller bare barium (Eks. 2, henholdsvis Eks. 3)« Også eksemplene 5 og 6 er i samsvar med oppfinnelsen, idet den nodulerende legering inneholder magnesium og bor, og den inokulernede legering inneholder silisium og barium.

Eksempel 7 viser at det er nodvendig å anvende barium og ikke kalsium for å oppnå fordelene ved prosessen.

Eksempel 1.

I en ose Inneholdende 75 kg flytende jern ved 1510°C, tilsettes 2,250 kg Fe-Si-Mg-nodulerende legering (Mg=9,1#) med en dykkerinnretning.

Så snart dykkerinnretningen er hentet opp tilsettes 0,375 kg Fe-Si-inokulerende legering (Si='75#).

Metallet stopes 9 minutter deretter.

Eksempel 2.

Som tidligere, men det anvendes 2,250 kg Fe-Si-Mg-B (Mg=9,1$, B=0,<>>+8$) og deretter 0,375 kg Fe-Si (Si = 75%).

Eksempel ^.

Som tidligere, men det tilsettes 2,250 kg Fe-Si-Mg (Mg = 9,25$)

og deretter 0,^-20 kg Fe-Si-Ba (Si = 59,5$, Ba = 9,8$).

Eksempel h .

Den samme prosess som i eksempel 1 anvendes, men denne gang tilpasset oppfinnelsen, og det anvendes 2,25'0 kg Fe-Si-Mg-B (Mg = 9,1",

B = 0,^8) og deretter 0,^-20 kg Fe-Si-Ba (Si = 59,5$', Ba = 9,8$).

Tabell I (som gir sammensetningen av jernet etter stopingen og egenskapene for tynne stopestykker for en eventuell varmebehandling), og de vedlagte mikrografiske reproduksjoner viser klart at bare prosessen i henhold til oppfinnelsen gir stopestykker som er helt fri for karbider, har en riktig prosentandel av ferritt i matrisen og hoye verdier for bruddforlengelse.

Tilsvarende resultater kan også oppnås ved den prosess som er beskrevet i eksemplene 1, 2 og 3, men en langvarig varmebehandling ville da være nodvendig for å opplose karbidene og modifisere karbonfordelingen.

Tabell I og mikrografiene viser også at prosessen i henhold til oppfinnelsen medforer en mye hbyere Mg-effektivitet (bedomt som rest-Mg -innhold), videre at den oker antallet av grafittnoduler

og regulerer deres storrelse.

Eksempel 5.

200 kg flytende jern helles ved 1500°C over 5 kg Fe-Si-Mg-B

(Mg = 9,1$ og B = 0,W) og 960 g Fe-Si-Ba (Si = 60$) (Ba = 9,8$)

i henhold til en prosess som er kjent innen teknikken som "Sandwich"-metoden.

Smeiten inokuleres så videre med 300 g av samme Fe-Si-Ba-legering. Jernstopestykket har etter 12 minutters henstand en nodulær struktur og viser ved mikrografisk undersbkelse en 90$ ferritt-matrise. Resultatene av analysen er:

De mekaniske egenskaper som måles i stopte prøvestykker er:

Eksempel 6.

Et tonn (1000 kg) flytende jern ved 1^-80°C behandles ved hjelp av "Sandwich"-metoden med 1<>>+ kg Fe-Si-Mg-B:

0,2 kg av silisium-mischmetall innfores så med en dykkerinnretning og smeiten inokuleres så med 12 kg Fe-Si-Ba- (Si=60,1 $*, Ba=9,V$). ;De oppnådde stopestykker har en perfekt nodulær grafittstruktur ;og en sterkt ferrittisk matrise, og de mekaniske egenskaper i stopt tilstand ér: ;;Eksempel 7.... _ ... ;150 kg flytende jern dele.s i to like porsjoner A og B .på 75 kg hver og de to porsjoner holdes ved 1520°C og behandles ved hjelp av "Sandwich"-metoden med 2,250 kg Fe-Si-Mg-B: ;;Det innfores så med en dykkerinnretning: ;- i porsjon A, i henhold til oppfinnelsen !+20 g Fe-Si-Ba (Si 61$, Ba 9,6$). Denne porsjon gir stopestykker som er like gode som dem-i Eks. <*>+.

- i'porsjon B innfores ^20 g av en kjent legering Fe-Si-Ca

(Si 62,^$, Ga 10,3$). Som med porsjon A har de stopestykker som oppnås med porsjon B god overflatekarakter, men frembyr en lett stripetendens. Videre inneholder de, som tabell II klart viser, mer karbider og mye mindre ferritt.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte■for behandling av flytende jern for oppnåelse av nodulær grafittstruktur i stopestykker,karakterisert ved at det til det flytende jern i rekkefolge tilsettes en nodulerende legering inneholdende magnesium og bor i slike mengder at vektforholdet mellom dem i det legerte jern

   for Mg/B blir 10-100,

   fortrinnsvis 15-30, samt en inokulerende legering inneholdende silisium.og barium i slike mengder at vektforholdet mellom dem i det legerte jern

   for Si/Ba blir 3-60,

   fortrinnsvis <*>+-12.