An inoculation phenomenon in cast iron

• Published in: Archives of metallurgy and materials Vol. 57; no. 3; pp. 767 - 777
• Main Authors: Fras, E., Górny, M.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Warsaw Versita 01.10.2012; Polish Academy of Sciences
• Subjects: Cast iron; Cell growth; Cementite; Cooling rate; Counting; Ductile-brittle transition; eutectic cells; Eutectic temperature; Eutectics; Graphite; Inoculation; Mathematical analysis; Mixtures; Morphology; Nodular iron; Solidification; structure; Supercooling; Transformation temperature
• ISSN: 1733-3490; 2300-1909
• DOI: 10.2478/v10172-012-0084-6

The paper presents a solidification sequence of graphite eutectic cells of A and D types, as well as globular and cementite eutectics. The morphology of eutectic cells in cast iron, the equations for their growth and the distances between the graphite precipitations in A and D eutectic types were analysed. We observed a critical eutectic growth rate at which one type of eutectic transformed into another. A mathematical formula was derived that combined the maximum degree of undercooling, the cooling rate of cast iron, eutectic cell count and the eutectic growth rate. One type of eutectic structure turned smoothly into the other at a particular transition rate, transformation temperature and transformational eutectic cell count. Inoculation of cast iron increased the number of eutectic cells with flake graphite and the graphite nodule count in ductile iron, while reducing the undercooling. An increase in intensity of inoculation caused a smooth transition from a cementite eutectic structure to a mixture of cementite and D type eutectic structure, then to a mixture of D and A types of eutectics up to the presence of only the A type of eutectic structure. Moreover, the mechanism of modification of cast iron was studied. W pracy podano sekwencje krystalizacji ziaren eutektyki grafitowej typu A i D oraz kulkowej a takze eutektyki cementytowej. Przeanalizowano morfologie tych ziaren w zeliwie oraz równania na predkosc wzrostu ziaren oraz odległosc miedzy wydzieleniami grafitu typu A i D. Wykazano, ze istnieja krytyczne predkosci wzrostu eutektyki, przy których jeden rodzaj eutektyki przekształca sie w drugi. Wyprowadzono ogólne równanie wiazace stopien przechłodzenia eutektyk z szybkoscia stygniecia zeliwa, liczba ziaren eutektycznych i predkoscia ich wzrostu. Wykazano, ze istnieje predkosc transformacji, temperatura transformacji i transformacyjna liczba ziaren, przy których jeden rodzaj eutektyki przechodzi płynnie w drugi. Modyfikacja zeliwa zwieksza liczbe ziaren eutektycznych w zeliwie z grafitem płatkowym i liczbe kulek grafitu w zeliwie sferoidalnym oraz zmniejsza przechłodzenie. Powiekszenie intensywnosci modyfikacji powoduje płynne przejscie od eutektyki cementytowej poprzez mieszaniny eutektyk typu D i cementytowej, eutektyk typu D i A az do wyłacznie eutektyki typu A. Podano mechanizm modyfikacji zeliwa.