Sposób wyżarzania żeliwa ciągliwego i sferoidalnego

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)158977
(13) B1
RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(21) Numer zgłoszenia: 269054
(51) IntCl5:
C21D 5/00
(22) Data zgłoszenia: 25.11.1987
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
(54)Sposób wyżarzania żeliwa ciągliwego i sferoidalnego
43)(Zgłoszenie ogłoszono:
(73) Uprawniony z patentu:
Instytut Odlewnictwa, Kraków, PL
30.05.1989 BUP 11/89
(72) Twórcy wynalazku:
(45)
PL 158977 B1
(57)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.10.1992 WUP 10/92
Jan Rączka, Kraków, PL
Kazimierz Lewandowski, Kraków, PL
Eugeniusz Pałczyński, Kraków, PL
Marek Rączka, Kraków, PL
Sposób wyżarzania żeliwa ciągliwego i sferoidalnego, znamienny tym, że żeliwo wielokrotnie podgrzewa się i chłodzi w zakresie temperatur 780°-700°C, przy czym czas wyżarzania żeliwa
ciągliwego wynosi 20-32 godziny, a żeliwa sferoidalnego wynosi 4-8 godzin.
SPOSÓB W Y Ż A R Z A N I A Ż ELIWA C I Ą GLIWEGO I S F E R O IDALNEGO
Z a s t r z e ż e n i e
p a t e n t o w e
Sposób wyżarzania żeliwa c i ągliwego i s f e r o i d a l n e g o , z n a m i e n n y
tym,
że żeliwo wielokrotnie podgrzewa się i chłodzi w zakresie temperatur 780° - 700°C, przy
c zym czas wyżarzania żeliwa c i ągliwego wynosi 20 - 32 godziny, a ż eliwa sferoidalnego
wynosi 4 - 8 godzin.
* * *
Przedmiotem wynalazku jest sposób wyża r z a n i a żeliwa cią gliwego i sferoidalnego,
zarówno ferrytyzują cego i p e r l i t y z u j ą c e g o , prowadzący do otrzymania ż eliwa o s t rukturze
ferrytycznej,
ferrytyczno-perlitycznej
lub perlitycznej osnowy.
Znanym sposobem w y żarzania żeliwa cią gliwego czarnego, a więc o strukturze fe r r ytycznej, jest dwustopniowy sposób w y ż a rzania. Sposób ten polega na p o dgrzaniu odlewów z żeliwa białego do temperatury 950 - 1050°C i wytrzymaniu w tej temperaturze aż do całkowitego
rozpadu cementytu eutektycznego, co trwa 14 - 16 godzin - I stadium grafityzacji, następnie
o d l e w y schładza się z piecem lub na powietrzu do temperatury 650°C-poniżej końca przem i any
e u t e k t o i d a l n e j , ponownie ogrzewa się je do temperatury 750 - 780°C-tuż poniżej końca przem i a n y eutektoidalnej w czasie 22 - 24 godzin - II stadium grafityzacji. C a ł y cykl ż a rzenia
o d l e w ó w z żeliwa cią gliwego c z arnego trwa 38 - 46 godzin, natomiast dla żeliwa c i ągliwego
perlitycznego waha się w granicach 26 - 34 godziny. Opis a n y proces ż a rzenia stwarza wiele
trudności oraz powoduje duże zużycie energii. Wolne obniżanie temperatury w ymaga n i e u s t a n n e go czuwania nad utrzymaniem równomiernego schładzania, co wymaga o k resowego p o d g r z e w a n i a
pieca, gdyż wcześniejsze obniżenie t e mp e ratury żeliwa poniżej w i e l k o ś c i krytycznej i dalsze
w y t r z y mywanie odlewów w tej temperaturze nie zapewnia pełnej grafityzacji i p r owadzi do
u zysk a n i a żeliwa cią gliwego o nies t a b i l n y c h właściwościach.
Z literatury francuskiej z n a n y j est niskotemperaturowy proces żarzenia cz a r n e g o ż eli-
w a cią gliwego, polegają cy na ogrzewaniu odlewów z żeliwa białego do temperatury tuż poniżej
końca przemiany eutektoidalnej, p r z y o g rzewaniu do około 800°C i bardzo powolnym chłodzeniu
przez zakres temperatur krytycznych w czasie niezbędnym dla pełnej grafit y z a c j i i uzyskanie
s truk t u r y ferrytycznej, co przebiega w czasie 36 - 42 godzin. Z książki W . S a k w a " Ż e l i w o "
W y d . Ś lą sk 1974 znane są sposoby w y ż a r z a n i a z m i ę kczają cego dają cego w efekcie struk t u r ę ferry t y c z n ą osnowy, między innymi o p i s a n y jest sposób polegają cy na tym, że temperatura w y ż a r z a nia żeliwa waha się w granicach 7 0 0 - 760°C, a czas wygrzewania ż e l i w a w tej temperaturze
w y n o s i około 0,75 do 1 godziny na 25 mm grubości ścianki odlewu.
Sposób wyżarzania żeliwa c i ą gliwego i sferoidalnego według w y n a l a z k u polega na
w ie l o k r o t n y m podgrzewaniu żeliwa do temperatury 780° i następnie chłodzeniu do t e m p eratury
700°C. Czas wyżarzania według w y n a l a z k u dla żeliwa ciągliwego wynosi 20 - 32 godziny, a dla
że l i w a sferoidalnego wynosi 4 - 8 godzin.
W sposobie według w y nalazku, w zakresie temperatur pomiędzy temperaturę p r z e miany
eutektoidalnej z wydzieleniem eute k t o i d u grafitowego i temperaturę przem i a n y perlitycznej w y d ziel e n i a cementytu jest niemożliwe. W tym zakresie temperatur wydz i e l a j ą się z a r odki gra f i tu, które następnie uła twiają g r a f i t y z a c j ę cementytu perlitu powstają cego podczas chłodzenia.
P o d c z a s następnego nagrzewania zachodzi przemiana perlitu osnowy w austenit. R o z p u s z c z a n i e
p owstałych wcześniej wydzieleń grafitu praktycznie nie zachodzi w zakresie temp e r a t u r przem i a n y perlitycznej a temperaturę p r z e miany eutektoidalnej z w y d z i e l e n i e m eutektoidu g r a f i towego, a powyżej tej temperatury j est p o m i j a l n ie małe z uwagi na niewielkie p r z e k r o c z e nie
tej temperatury i krótki c z a 9 w y g r z e w a n i a . W rezultacie wyżarzanie w edług wyna l a z k u , a więc
158 977
3
wielokrotne podgrzewanie i chłodzenie żeliwa deje w i ę k s z ą i n t ensywność procesu grafityzacji cementytu perlitu. W zwią zku z tym, aby otrzymać ż ą daną strukturę żeliwa ci ągliwego
czas wyżarzania w ynosi 20 - 32 godziny, a w przypadku żeliwa sferoidalnego czas ten wynosi
4 - 8 godzin.
Ozięki zastosowaniu sposobu w y ż a r z a n i a żeliwa według w y n a l a z k u uzyskuje się duże
oszczędności energii w y n i k a j ą ce ze skrócenia czasu w y żarzania oraz zwiększa się wydajność
urzą dzeń ż a r z a l n iczych.
Przykłady s p osobów w y ż a r z a n i a żeliwa według wynalazku.
P r z y k ł a d
I.
Ż e l i w o cią gliwe czarne - o dlewy g r u b o ś c ienne o dużej masie,
ogrzewanie do temperatury 780°C, chłod z e n i e do temperatury 720°C. Wielokrotne powtarzanie
podgrzewania i chłodzenia w zakresie tych temperatur przez 32 godziny.
P r z y k ł a d
II.
Ż e l i w o ci ą gliwe czarne - o dlewy cienkościenne o małej mesie,
ogrzewanie do temperatury 780°C, chło d z e n i e do temperatury 720°C. Wielokrotne powtarzanie
podgrzewania i chłodzenia w z a kresie tych temperatur przez 28 godzin.
P r z y k ł a d
III.
Ż e l i w o ciągliwe perlityczne - o d l e w y g r u bościenne o dużej
masie, ogrzewanie do temperatury 780°C, chłodzenie do temperatury 7 2 0 ° C . Wielokrotne podgrzewanie i chłodzenie w zakresie tych temperatur przez okres 25 godzin.
P r z y k ł a d
IV.
Ż e l i w o cią gliwe perlityczne - o d l e w y cienkościenne o małej
m a s i e , ogrzewanie do temperatury 750°C, chłodzenie do temperatury 700°C. Wielokrotne podgrzewanie i chłodzenie w zakresie tych temperatur przez 20 godzin.
P r z y k ł a d
V.
Ż eliwo sferoidalne ferrytyczną - o d l e w y grub o ś c ienne o dużej
masie, podgrzewanie do t e m p eratury 780°C, chłodzenie do t e m p e ratury 700°C. Wielokrotne podgrzewanie i chłodzenie w zakresie tych temperatur przez okres 8 godzin.
P r z y k ł a d
VI.
Ż e liwo sferoidalne ferrytyczne - o d l e w y cienkościenne o małej
masie, podgrzewanie do temperatury 760°C, chłodzenie do te m p e r a t u r y 700°C. Wielokrotne podgrzewanie i chłodzenie w zakresie tych temperatur przez okres 6 godzin.
P r z y k ł a d
VII.
Ż e l i w o steroidalne perlityczne - o dlewy grubościenne o dużej
masie, podgrzewanie do temperatury 780°C, chłodzenie do t e m p e ratury 720°C° Wielokrotne
powtarzanie podgrzewania i chłodzenia w zakresie tych temperatur przez 6 godzin.
P r z y k ł a d
VIII.
Ż eliwo sferoidalne perlityczne - o dlewy cienkościenne o
małej masie, podgrzewanie do temperatury 750°C, chłodzenie do temperatury 720°C. Wielokrotne
powtarzanie podgrzewania i chłodzenia przez okres 4 godzin.
158 977
Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 5000 zł.