Naslov
Utjecaj brzine hlađenja i dodatka cerija i bizmuta na morfologiju grafita u debelostijenim odljevcima od nodularnoga lijeva
(Influence of cooling rate and addition of cerium and bismuth on graphite morphology in heavy-section spheroidal graphite iron castings)

Autori
Mihalic Pokopec, Ivana

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
01.06

Godina
2016

Stranica
237

Mentor
Bauer, Branko ; Mrvar, Primož

Ključne riječi
nodularni lijev ; debelostijeni odljevci ; brzina hlađenja ; bizmut ; cerij
(spheroidal cast iron ; heavy-section castings ; cooling rate ; bismuth ; cerium)

Sažetak
Ispitivanjem svojstava odljevaka od nodularnoga lijeva otkriveno je da dodatak cerija i bizmuta u točno određenom omjeru može povoljno utjecati na sferoidalnu morfologiju grafita i mehanička svojstva, posebno kod debelostijenih odljevaka. U uvodnom dijelu rada, dan je kratak opis osnovnih svojstava nodularnog lijeva, utjecaja kemijskog sastava na mikrostrukturu te tijeka skrućivanja. Poseban naglasak stavljen je na lijevanje debelostijenih odljevaka. Dan je pregled dosadašnjih spoznaja i istraživanja na području chunky grafita, najštetnije i najučestalije greške koja se javlja pri lijevanju debelostijenih odljevaka od nodularnoga lijeva. Obrađene su teorije nastanka i mehanizma rasta chunky grafita te su opisani utjecajni faktori koji dovode do nastanka chunky grafita umjesto nodularnog. Također su navedene metode sprječavanja nastanka chunky grafita. U eksperimentalnom dijelu rada, radi dobivanja različitih brzina hlađenja, odliveni su stošci dimenzija Φ 300 mm × 350 mm. Korištene su tri grupe ispitnih taljevina, EN-GJS-400-15, EN-GJS-400-15 s 3, 5 % Si i EN-GJS-400-18 s 0, 7 % Ni. Ispitivan je utjecaj povišenja silicija i dodatka nikla pri različitim kombinacijama udjela cerija i bizmuta na morfologiju grafita i mehanička svojstva. Bizmut je dodan kao čisti metal, a cerij kao sastavni dio cjepiva. Primarne taljevine proizvedene su u srednjefrekventnoj indukcijskoj peći. Obrada noduliranjem provedena je Sandwich postupkom. Od svake je taljevine, nakon obrade, uziman uzorak za toplinsku analizu i određivanje kemijskog sastava. Krivulje hlađenja snimane su na dva mjesta u odljevku te su izračunate za svaku točku stošca pomoću programa za simulaciju lijevanja i skrućivanja. Svaki je stožac prepiljen na pola te su na uzdužnim presjecima stošca određeni udjeli područja zahvaćenog chunky grafitom. Iz druge polovice stožaca izrađeni su uzorci za metalografsku analizu iz dijelova s različitim brzinama hlađenja. Na istim je uzorcima u mikro- i makrostrukturi određen udio područja zahvaćenog chunky grafitom. SEM/EDS analiza provedena je s ciljem određivanja mikrosegregacija. Morfologija grafita definirana je pomoću metode dubokog nagrizanja. Statičkim vlačnim ispitivanjem određena su mehanička svojstva odljevaka. Udjeli elemenata u tragovima određivani su ICPOES metodom. Također su napravljene STA analiza te termodinamički izračun ravnotežnog skrućivanja. Formiran je matematički model za procjenu udjela područja chunky grafita u ovisnosti od brzine hlađenja i kemijskog sastava taljevine. Dodatak bizmuta taljevini sa povišenim udjelom silicija pokazao se vrlo djelotvoran pri sprječavanju nastanka chunky grafita.

Izvorni jezik
Hrvatski

POVEZANOST RADA