Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 11/2012

01.11.2012

Mechanism for the Role of Silicon on the Transition from Graphite to Cementite Eutectic in Cast Iron

verfasst von: Edward Fraś, Marcin Górny, Hugo F. Lopez

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 11/2012

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In this work, an analytical solution is proposed to explain the influence of silicon on the transition from graphite to cementite eutectic in cast iron. It is found that this transition can be related to (1) the graphite nucleation potential (directly characterized by the cell count N and indirectly by the nucleation coefficients N s and b), (2) the growth rate coefficient of graphite eutectic cells μ, (3) the temperature range ΔT sc = T sT c (where T s and T c are the equilibrium temperature for graphite eutectic and the formation temperature for cementite eutectic, respectively), and (4) the liquid volume fraction f l after preeutectic austenite solidification. Analytical equations were derived that describe the absolute and the relative chilling tendencies (CT and CTr, respectively) as well as the critical cooling rate Q cr and, hence, the chill w of the cast iron. Theoretical arguments are experimentally verified for castings with various silicon contents. This work also describes the methods used in the determination of N s, b, and μ values. It is found that the main role of silicon on the transition from graphite to cementite eutectic is to raise the density of the graphite nuclei N and temperature range ΔT sc. In addition, it is shown that increasing the silicon content of cast iron leads to an increasing value of Q cr and decreasing values of CT and CTr, and of the chill width w. In particular, this work shows that the chilling tendency indexes and, hence, the chill all can be estimated from a simple thermal analysis using reference castings.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat A.G. Fuller: B.C.I.R.A. J., 1961, vol. 9, p. 693. A.G. Fuller: B.C.I.R.A. J., 1961, vol. 9, p. 693.
2.
Zurück zum Zitat J.W. Boyes and A.G Fuller: B.C.I.R.A. J., 1964, vol. 12, p. 424. J.W. Boyes and A.G Fuller: B.C.I.R.A. J., 1964, vol. 12, p. 424.
3.
Zurück zum Zitat N. Girshovitz: Solidification and Properties of Cast Iron, Mashinostroyene, Moscow-Leningrad, Russia, 1966. N. Girshovitz: Solidification and Properties of Cast Iron, Mashinostroyene, Moscow-Leningrad, Russia, 1966.
4.
Zurück zum Zitat J.V. Dawson and H. Maitra: Brit. Foundry, 1976, vol. 4, p. 17. J.V. Dawson and H. Maitra: Brit. Foundry, 1976, vol. 4, p. 17.
5.
Zurück zum Zitat O.M. Juarez, R.W. Heine, and J.R. Loper: AFS Trans., 1999, vol. 107, p. 679. O.M. Juarez, R.W. Heine, and J.R. Loper: AFS Trans., 1999, vol. 107, p. 679.
6.
Zurück zum Zitat E.J. Kubick, A. Javaid, and F.J. Bradley: AFS Trans., 1997, vol. 103, p. 579. E.J. Kubick, A. Javaid, and F.J. Bradley: AFS Trans., 1997, vol. 103, p. 579.
7.
Zurück zum Zitat D.A. Sparkman and C.A Bhaskaran: AFS Trans., 1996, vol. 104, p. 969. D.A. Sparkman and C.A Bhaskaran: AFS Trans., 1996, vol. 104, p. 969.
8.
Zurück zum Zitat E.J. Kubick, A. Javaid, and F.J. Bradley: AFS Trans., 1997, vol. 103, p. 573. E.J. Kubick, A. Javaid, and F.J. Bradley: AFS Trans., 1997, vol. 103, p. 573.
9.
Zurück zum Zitat A.G. Fuller: AFS Trans., 1986, vol. 94, p. 863. A.G. Fuller: AFS Trans., 1986, vol. 94, p. 863.
10.
Zurück zum Zitat W. Oldfield: Iron B.C.I.R.A. J., 1962, vol. 10, p. 17. W. Oldfield: Iron B.C.I.R.A. J., 1962, vol. 10, p. 17.
11.
Zurück zum Zitat R.B. Gundlach, F. Janovak, S. Becht, and K. Rohrigh: The Physical Metallurgy of Cast Iron, North Holland, New York, NY, 1985, p. 273. R.B. Gundlach, F. Janovak, S. Becht, and K. Rohrigh: The Physical Metallurgy of Cast Iron, North Holland, New York, NY, 1985, p. 273.
12.
Zurück zum Zitat F. Neuman: Recent Research on Cast Iron, Gordon and Breach, New York, NY, 1998, p. 659. F. Neuman: Recent Research on Cast Iron, Gordon and Breach, New York, NY, 1998, p. 659.
13.
Zurück zum Zitat P. Magnin and W. Kurz: Metall. Trans. A, 1988, vol. 19A, p. 1955. P. Magnin and W. Kurz: Metall. Trans. A, 1988, vol. 19A, p. 1955.
14.
Zurück zum Zitat E. Fras, K. Wiencek, M. Górny, and H. Lopez: Metall. Mater. Trans. A, 2007, vol. 38A, p. 385.CrossRef E. Fras, K. Wiencek, M. Górny, and H. Lopez: Metall. Mater. Trans. A, 2007, vol. 38A, p. 385.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat K.A. Jackson and J.D. Hunt: Trans. TMS-AIME, 1966, vol. 236, p. 1129. K.A. Jackson and J.D. Hunt: Trans. TMS-AIME, 1966, vol. 236, p. 1129.
16.
Zurück zum Zitat E. Fras, M. Górny, and H. Lopez: Metall. Mater. Trans. A, 2005, vol. 36A, p. 3075.CrossRef E. Fras, M. Górny, and H. Lopez: Metall. Mater. Trans. A, 2005, vol. 36A, p. 3075.CrossRef
17.
Zurück zum Zitat S. Wolfram: The Mathematica Book, 4th ed., Wolfram Media/Cabride University Press, New York, NY, 1999. S. Wolfram: The Mathematica Book, 4th ed., Wolfram Media/Cabride University Press, New York, NY, 1999.
18.
Zurück zum Zitat J. Rys: Stereology of Materials, Fotobit, Cracov, Poland, 1995. J. Rys: Stereology of Materials, Fotobit, Cracov, Poland, 1995.
19.
Zurück zum Zitat J. Osher and U. Lorz: Quantitative Gefuengenanalysie, DVG Leipzig-Stuttgard, Germany, 1994. J. Osher and U. Lorz: Quantitative Gefuengenanalysie, DVG Leipzig-Stuttgard, Germany, 1994.
20.
Zurück zum Zitat R. Doepp and S. Schwenkel: Mater. Sci. Eng A, 2005, vols. A413–14, pp. 324–38. R. Doepp and S. Schwenkel: Mater. Sci. Eng A, 2005, vols. A413–14, pp. 324–38.
21.
Zurück zum Zitat T. Kanno and T.I. Kikuchi: AFS Trans., 2005, vol. 113, p. 825. T. Kanno and T.I. Kikuchi: AFS Trans., 2005, vol. 113, p. 825.
22.
Zurück zum Zitat R. Heine: AFS Cast. Iron Res. J., 1971, p. 49. R. Heine: AFS Cast. Iron Res. J., 1971, p. 49.
23.
Zurück zum Zitat E. Fras and M. Gorny: Int. Foundry Res., 2011, vol. 3, p. 2. E. Fras and M. Gorny: Int. Foundry Res., 2011, vol. 3, p. 2.
24.
Zurück zum Zitat E. Fras, M. Górny, and H. Lopez: Metall. Mater. Trans. A, 2005, vol. 36A, p. 3083.CrossRef E. Fras, M. Górny, and H. Lopez: Metall. Mater. Trans. A, 2005, vol. 36A, p. 3083.CrossRef
25.
Zurück zum Zitat P. Magnin and W. Kurz: The Physical Metallurgy of Cast Iron, North-Holland, New York, NY, 1985, p. 263. P. Magnin and W. Kurz: The Physical Metallurgy of Cast Iron, North-Holland, New York, NY, 1985, p. 263.
26.
Zurück zum Zitat A. De Sy: Modern Casting, 1997, vol. 52, no. 1, p. 67. A. De Sy: Modern Casting, 1997, vol. 52, no. 1, p. 67.
Metadaten
Titel
Mechanism for the Role of Silicon on the Transition from Graphite to Cementite Eutectic in Cast Iron
verfasst von
Edward Fraś
Marcin Górny
Hugo F. Lopez
Publikationsdatum
01.11.2012
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 11/2012
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-012-1222-5

Weitere Artikel der Ausgabe 11/2012

Metallurgical and Materials Transactions A 11/2012 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.