Ti添加されたクロム白色鋳鉄のバイフィルム欠陥

Bifilm Defects in Ti-Inoculated Chromium White Cast Iron.

• Malwina Dojka
• Marcin Stawarz

抄録

近年、耐摩耗性材料の中でも白色クロム鋳鉄が定着してきています。近年、チタンを含有するクロム鋳鉄試料が注目されています。鋳鉄試料中のチタンは炭素と結合してTiC粒子を形成し、共晶MC炭化物やオーステナイトの結晶化下敷きとなる可能性がある。そのため、結晶化合金中に発生する接種プロセスにより、オーステナイトマトリックス中に微細な共晶クロム炭化物が適切かつ規則的に分布することが求められている。本研究は、20%Crの低共晶白銑に0.5, 1, 2%のTiを添加して実施した。Tiの添加とTiCの存在により、優れた摩耗特性が得られた。しかし，本研究では，特にTi量の多い鋳鉄試料ではTiC化合物が凝集して衝撃強度が著しく低下することが明らかになった．チタン化合物はクラスター状に蓄積し、その分布は不規則である。TiC化合物の大部分は、結晶化フロントによって鋳物の中心部に運ばれ、そこには微細な孔が形成され、もはや有効な結晶化アンダーレイではないことを意味した。著者らの意見では、凝集体の形成は、鋳造微細構造におけるビフィルム欠陥の出現と厳密に関連している。実施された研究では、不適切な添加剤の量が鋳物の特性に悪影響を及ぼす可能性があることが示されています。これは技術的な観点からだけでなく、経済的な理由からも重要な問題です。

In recent years, white chromium cast iron has gained a well-settled position among wear-resistant materials. In recent times, chromium cast iron samples containing titanium have attracted attention. In cast iron samples, titanium combines with carbon and forms TiC particles, which may be form a crystallization underlay for eutectic MC carbides and austenite. Accordingly, the inoculation process occurring in the crystallizing alloy should result in the proper, regular distribution of fine eutectic chromium carbides in the austenitic matrix. The presented research was conducted on 20% Cr hypoeutectic white cast iron with the addition of 0.5, 1, and 2% of Ti. Ti inoculation and the presence of TiC allowed for superior wear properties to be obtained. However, the conducted study revealed a significant decrease in the impact strength of examined alloys, especially for the cast iron samples with a high amount of Ti, in which the TiC compounds agglomerated. Titanium compounds accumulate in clusters and their distribution is irregular. Most of the TiC compounds were transported by the crystallization front into the center of the castings, where micropores were formed, meaning they were no longer effective crystallization underlays. In the authors' opinion, the agglomerate formation is strictly connected with the appearance of bifilm defects in the casting microstructure. The conducted research shows how an incorrect volume of an additive may have negative influences on the properties of the casting. This is a vital issue not only from a technological point of view, but also for economic reasons.