Modelování struktur tvárné litiny

The modeling of the ductile iron structures

journal article - other

cs

V příspěvku je pojednáno o termodynamickém modelu růstu grafitu kulového tvaru ve tvárné litině, jeho charakteristikách a možnostech aplikace. Je naznačeno, že model lze využít k výpočtu koncentračního pole uhlíku, křemíku, manganu a mědi v buňce grafitu během tuhnutí a chladnutí tvárné litiny do teploty Ar1. V takovém případě je možno rozložení koncentrace uhlíku a přísadových prvků v buňce demonstrovat. Hlavním parametrem který řídí rozložení prvků v buňce grafitu je rychlost transformace uhlíku z taveniny – resp. z tuhého roztoku (austenitu nebo feritu) – do částic grafitu. Tato rychlost transformace je funkcí rychlosti tuhnutí a chladnutí odlitku z tvárné litiny. Prostřednictvím kombinace modelu růstu grafitu kulového tvaru, slévárenského experimentu a metalografické analýzy struktury odlitků z tvárné litiny, je možno stanovit vliv Mn a Cu na aktivační entalpii rychlosti transformace uhlíku z roztoku do částice grafitu během krystalizace odlitku z tvárné litiny.

V příspěvku je pojednáno o termodynamickém modelu růstu grafitu kulového tvaru ve tvárné litině, jeho charakteristikách a možnostech aplikace. Je naznačeno, že model lze využít k výpočtu koncentračního pole uhlíku, křemíku, manganu a mědi v buňce grafitu během tuhnutí a chladnutí tvárné litiny do teploty Ar1. V takovém případě je možno rozložení koncentrace uhlíku a přísadových prvků v buňce demonstrovat. Hlavním parametrem který řídí rozložení prvků v buňce grafitu je rychlost transformace uhlíku z taveniny – resp. z tuhého roztoku (austenitu nebo feritu) – do částic grafitu. Tato rychlost transformace je funkcí rychlosti tuhnutí a chladnutí odlitku z tvárné litiny. Prostřednictvím kombinace modelu růstu grafitu kulového tvaru, slévárenského experimentu a metalografické analýzy struktury odlitků z tvárné litiny, je možno stanovit vliv Mn a Cu na aktivační entalpii rychlosti transformace uhlíku z roztoku do částice grafitu během krystalizace odlitku z tvárné litiny.

The paper deals with a thermodynamic model of the growth of graphite of spheroid shape in ductile iron, its characteristics and application possibilities. The applications of the model of graphite growth in the eutectic cell for the calculation of the concentration fields of carbon, silicon, manganese, and copper during cooling to temperature Ar1 is presented. In this special case the effect of changes in the content of manganese and copper in ductile iron on the distribution of carbon concentration and alloying elements is possible to demonstrate. The main controlling parameter of the distribution of the alloying elements in the graphite cell is a transformation rate of carbon from liquid – respectively from solid solution (austenite or ferrite) – to the graphite particle. This carbon transformation rate is a function of the cooling rate of the ductile iron casting. By means of the combination of the graphite growth model (GGM), foundry experiments and metallographic analysis of the ductile iron structures is possible to estimate the influence of the Mn aCu to an activation enthalpy of the carbon transformation rate during ductile iron casting crystallization.

Thermodynamic model, ductile iron, casting, chemical heterogeneity, manganese, copper

2005

01.01.2005

Hutnická fakulta, Technická univerzita

Letná 9/A 04200 Košice SK

1335-1532

Acta Metallurgica Slovaca

10

3/2004

495–498

4