Bányászati és Kohászati Lapok - Öntöde, 1965. (16. évfolyam, 1-12. szám)

1965-10-01 / 10. szám

A formafalmozgást befolyásoló tényezők vizsgálata és hatásuk a szürkevas-öntvény zsugorodására Dr. M­O­C­S­Y ÁRPÁD oki. kohómérnök (Vasipari Kutató Intézet) DK 621.742.48 , 621.744.01 Az üzemi életben gyakran előfordul, hogy egy-egy öntvényféleség, amelynek gyártása ko­rábban zavartalanul folyt, látszólag minden kü­lönösebb ok nélkül, néha egyik napról a másikra külső szívódást vagy rejtett pórusosságot, egy­szóval valamilyen zsugorodási rendellenességet mutat. Ilyen esetekben találgatások folynak a hi­baok felderítésére, amelyet — gyakran kellő meg­alapozottság nélkül — az olvasztási körülmények­ben vagy az öntöttvas nem megfelelő minőségében vélnek megtalálni. Kétségtelen, hogy az öntvény­ben fellépő zsugorodási üregeket végső fokon a kristályosodó vas fajtérfogat-változásai okozzák, mégis ezek egyedüli ismerete még nem elég ahhoz, hogy a kristályosodást kísérő egyéb tényezők hatását is magyarázni tudják. Különösen az utóbbi években folytak behatóbb vizsgálatok annak meg­állapítására, hogy az öntöttvas kémiai és metal­lurgiai adottságain túlmenően a homokforma merevsége mennyiben befolyásolja a fogyási üre­gek, pórusok kialakulását. Az öntöttvas eutektikus duzzadása és a homokforma tágulása között olyan új, eddig kevésbé ismert összefüggéseket tisztáz­tak, amelyek már pontosabb magyarázatot adnak az öntöttvas kristályosodását kísérő számos fo­lyamatról. 1. Irodalmi összefoglaló A szürkeöntvények rendszertelenül fellépő odvasodását az irodalom két, egymással kölcsön­hatásban álló folyamattal magyarázza. Az egyik a szürke öntöttvas kémiai és metal­lurgiai tulajdonságaitól függ, és a kristályosodás­kor lejátszódó fajtérfogat-változás következménye. A folyékony vas és a kristályosodó fázisok fajtér­fogatát Benedicks, C. [1] méréseiből ismerjük. A folyékony öntöttvasé, 0,140—0,1415 cm3/g, a karbonnal telített austenité 0,136, a cementité 0,131 és a grafité 0,452 cm3/g. Látható, hogy a gya­korlatban leginkább használatos hipoeutektikus és közel eutektikus összetételű öntöttvasak kris­tályosodásakor a primer és az eutektikus austenit­­kristályosodás fajtérfogat-csökkenést, az eutek­tikus grafitkiválás pedig fajtérfogat-növekedést eredményez. Korábbi megfigyelések alapján Old­field, W. [2], Nándori Gy. [3], Hughes, J. C. H. [4] és még többen kimutatták, hogy a szürkén der­medő öntöttvasakban a grafitkiválás okozta faj­­térfogat-növekedés meghaladja a fémtermészetű fázisok kristályosodásával járó fajtérfogat-csök­kenést, ezért az eutektikus kristályosodást az ön­töttvas duzzadása jellemzi. A duzzadás nagyságát elsősorban azok a tényezők befolyásolják, amelyek a kiváló eutektikus grafit mennyiségét, a grafit alakját és méretét szabályozzák. Ilyenek pl. a ké­miai összetétel, különösen a karbon- és szilícum­­tartalom, az olvasztás módja, a túlhevítés és az öntés hőmérséklete, a grafitosító anyagokkal való módosítás és a lehűlési sebesség. Az öntöttvas összetétele és metallurgiai tu­lajdonságai alapján azt várnánk, hogy minden olyan folyamat, amely az eutektikus duzzadást növeli, az ép, szívódásmentes öntvények gyártását is elősegíti. Wittmoser, A. és munkatársai [5] e feltételezés helyességét kísérletekkel is igazolták. Az általuk szerkesztett odvasodási próbák ered­ményei kimutatták, hogy az odvasodási üreg térfogata azonos formázóanyag (szárított olaj­­homok) használatakor az eutektikus grafitmennyi­ség növekedésével arányosan csökkent. Vizsgála­taikból következik, hogy a szívódásmentes öntvé­nyek gyártása érdekében az öntöttvas összetételét úgy kell megválasztani, hogy a szilárdsági követel­ményeket nagy karbon- és kis szilíciumtartalom­mal érjék el, mert az utóbbi — azonos telítési számmal — az eutektikus grafit mennyiségét csökkenti, s a fogyási üreg képződését elősegíti. Ennek ellenére a gyakorlatban többször ta­pasztalható, hogy a nagy eutektikus duzzadású öntöttvasak az öntvények odvasodását, rejtett pórusosságát jelentősen megnövelik. Eltekintve a hibás öntvénykonstrukcióktól, a jelenség ma­gyarázatát a formázóanyag szilárdsági, merevségi tulajdonságaitól függő formafalmozgásban talál­ták meg. A belső formafalak a folyékony fém ferrosztatikus nyomására és az eutektikus kris­tályosodással járó térfogatnövekedés hatására ki­­sebb-nagyobb alakváltozást szenvednek. A pé­pesen kristályosodó öntöttvas — különösen nagy foszfortartalommal — hajlamos a meg­növekedett formaüreg alakját felvenni. Ennek következtében az öntvény egyes pontjain, főleg az utoljára dermedő öntvényrészekben fémhiány lép fel. Azonban az eutektikus grafitkiválás az így képződött pórusokat már nem képes kitölteni, ami szövetritkulást eredményez. Az öntvények rejtett pórusosságát tehát az eutektikus duzzadás és a formafalmozgás együttes hatása okozza. Többen kimutatták [6, 7], hogy a formaüreg tágulása a kis merevségű nedves homokformákban a legnagyobb. A formamerevség a homok kisebb víztartalmával és gázképző anyagok (pl. kőszén­liszt, bitumen stb.) adagolásával némileg ja­vítható. Morrogh, H. [8] szerint a nagyobb formake­ménység csak állandó homokösszetételkor növeli a forma merevségét, tehát azonos felületi kemény­ségű, de változó összetételű nyers homokformák­ban a formafal mozgása rendkívül eltérő l­ehet. Nicholas, K. E. L. [9] táplálatlan és táplált, lemezes és gömbgrafitos öntöttvas próbatesteken tanulmányozta az öntési hőmérséklet és a kü­lönböző összetételű formázóanyagok hatását. Vizs­gálatait agyagos kötésű nedves, agyagos kötésű száraz, vízüveg- és cementkötésű formahomokkal

Next