Využití termické analýzy pro predikci mikrostruktury a vlastností litin

Abstract

Práce se zabývá využitím termické analýzy při tavení litin v laboratorních a v provozních podmínkách. V první části práce jsou v laboratorních podmínkách termickou analýzou hodnocené rozdílné typy vsázek. Pro hodnocení je nastavený tepelný režim tavení litiny s výdrží na teplotě přehřátí. Z křivky tuhnutí a její první derivace je určen parametr metalurgické kvality. Hodnocení rozdílných typů litin je prováděno z hlediska sklonu k šedému, nebo k bílému tuhnutí na klínové zkoušce, hodnocení metalografickým struktur, počtu eutektických buněk a měření soustředné staženiny na navrženém zkušebním odlitku. Teploty odečtené z křivky ochlazování jsou využité pro výpočet objemových změn průběhu krystalizace. V provozních podmínkách slévárny odstředivě litých válců pro teplé válcovací tratě je na základě termické analýzy prováděna metalurgická příprava litiny určené pro pracovní vrstvu válce. Je navržená metodika metalurgické přípravy litiny a hodnocení křivky ochlazování dle hodnot první derivace. Na základě výsledků termické analýzy je ještě před odpichem provedena metalurgická úprava taveniny přidáním grafitotvorných nebo karbidotvorných prvků a opět provedená termická analýza. Z odlitku válce je pak odebrán vzorek pro hodnocení plošného obsahu grafitu a tvrdosti po hloubce pracovní vrstvy. Termická analýza je vhodným prostředkem pro hodnocení metalurgické kvality litiny, predikci metalografických, mechanických a slévárenských vlastnosti litin - metalurgické kvality litin, za předpokladu vhodně zvolených hodnotících kritérii, slévárenských zkoušek.

The thesis is focused on the iron melting in laboratory and production and its thermal analysis. In the first chapter we do the thermal analysis and compare different types of charges in the laboratory. There is the specific thermal regime for the iron melting based on the preserving of the overheating temperature applied for the comparison. The metallurgical quality parameter is obtained from the first derivation of the cooling curve. The classification of different types of iron is based on the results of the chill test (white or gray type of solidification), comparison of metallographical structures, number of eutectic cells and the measurement of concentric shrinkage in the proposed test cast. The thermal curve of cooling helps to calculate volume changes in the crystallization stage. The metallurgical preparation of the iron for the working layer of the rolls in the production of ironworks specialized on spun cast rolls for hot strip mill is based on the thermal analysis. There is a new methodology for metallurgical preparation of iron and new classification of cooling curve based on first derivation applied in the production. The results of thermal analysis are applied and there are metallurgical changes of melting before the tapping by addition of graphite or carbide elements. Then the thermal analysis is applied again. The probe from casting of the rolls serves for analysis of graphite amount and the hardness in the level of working layer. We consider this type of thermal analysis as a suitable tool for the classification of metallurgical quality of iron. We should also apply this method for the prediction of metalographical, mechanical and foundries attributes of cast iron, but it is necessary to establish suitable parameters of evaluation.