Naslov
Optimizacija udarne žilavosti nodularnog lijeva metodama umjetne inteligencije
(Optimization of impact toughness of nodular cast iron by artificial intelligence methods)

Autori
Glavaš, Zoran

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Metalurški fakultet

Mjesto
Sisak

Datum
30.01

Godina
2007

Stranica
301

Mentor
Unkić, Faruk

Ključne riječi
nodularni lijev; udarna žilavost; umjetna inteligencija; toplinska analiza; mikrostrukturna svojstva
(nodular cast iron; impact toughness; artificial intelligence; thermal analysis; microstructure properties)

Sažetak
U ovom radu prikazana je primjena umjetnih neuronskih mreža u procesu proizvodnje nodularnog lijeva. Istraživana je povezanost parametara s krivulja hlađenja i kemijskog sastava s mikrostrukturnim svojstvima (udio ferita, udio perlita, nodularnost grafita, broj nodula/mm2) i udarnom žilavosti nodularnog lijeva u lijevanom stanju. Primarne taljevine za proizvodnju nodularnog lijeva izrađene su u kupolnoj peći. Obrada primarnih taljevina provedena je Flotret® ; ili Osmosa® ; postupkom. Ukupno je izrađeno 139 taljevina nodularnog lijeva. Od svake taljevine, nakon obrade, uziman je uzorak za toplinsku analizu i određivanje kemijskog sastava i lijevana je Y-proba. Standardizirani uzorci za određivanje udarne radnje loma izrađeni su iz Y-proba prema HRN EN 10045-1. Iz svake Y-probe (od svake taljevine) izrađena su tri standardizirana uzorka za ispitivanje udarne radnje loma. Udarna radnja loma određena je Charpyjevom metodom pri sobnoj temperaturi prema HRN EN 10045-1. Metalografska ispitivanja provedena su nakon određivanja udarne radnje loma. Analizom dobivenih rezultata utvrđeno je da se više vrijednosti udarne žilavosti nodularnog lijeva dobivaju s porastom udjela ferita u mikrostrukturi, smanjenjem udjela perlita u mikrostrukturi, povećanjem broja nodula/mm2 i nodularnosti grafita. Utvrđeni su toplinski parametri koji daju najpotpuniji uvid u metalurško stanje taljevine, odnosno imaju najznačajniji utjecaj na mikrostrukturna svojstva i udarnu žilavost nodularnog lijeva u lijevanom stanju. To su: likvidus temperatura, temperatura eutektičkog pothlađenja, rekalescencija, solidus temperatura, grafitni faktor 1, grafitni faktor 2, vrijednost prve derivacije krivulje hlađenja na solidusu i temperatura eutektoidne pretvorbe. Za svaki od navedenih toplinskih parametara definirano je optimalno područje vrijednosti. U pogledu utjecaja kemijskog sastava na mikrostrukturna svojstva i udarnu žilavost nodularnog lijeva, utvrđeno je da je sadržaj elemenata koji promoviraju perlit (Cu, Sn, Mn itd.) i karbide (Cr, Mn, V itd.) potrebno održavati što nižim. Posebno štetan element je fosfor jer stvara vrlo tvrdu i krtu fazu (fosfidni eutektik). Premda promovira ferit, previsok sadržaj silicija nije poželjan jer očvršćava ferit. U okviru istraživanja utvrđeno je da je mikrostruktura Y-probe pod jakim utjecajem toplinskih gradijenata što ima za posljedicu varijacije mikrostrukturnih i mehaničkih svojstva obzirom na mjesto uzimanja uzoraka.Obrada dobivenih rezultata istraživanja provedena je umjetnim neuronskim mrežama. Na osnovi kemijskog sastava i izmjerenih toplinskih parametara formirani su modeli za procjenu mikrostrukturnih svojstva (udio ferita i perlita, broj nodula/mm2, nodularnost grafita) i udarne žilavosti nodularnog lijeva u lijevanom stanju. Ostvareni visoki koeficijenti korelacije između mjerenih i procijenjenih vrijednosti pokazuju da se na osnovu analiza kemijskog sastava i krivulja hlađenja mogu dobiti relevantni modeli za procjenu mikrostrukturnih svojstava i udarne žilavosti nodularnog lijeva u lijevanom stanju. Ovi modeli omogućavaju poduzimanje korektivnih mjera prije lijevanja taljevine u kalupe, odnosno optimizaciju kemijskog sastava i metalurškog stanja taljevine u cilju postizanja zahtijevanih mikrostrukturnih svojstava i udarne žilavosti nodularnog lijeva.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Metalurgija

POVEZANOST RADA