Composite zones produced in iron castings by in-situ synthesis of TiC carbides

The study discusses a method of producing composite zones at the edge of castings made of ferritic-pearlitic ductile iron. Composite zones were produced in castings made of ferritic-pearlitic ductile iron at the casting edge. The reinforcing phase for the composite zone was TiC carbide, obtained by in-situ synthesis of substrates introduced into the mould in the form of compacts. The composition of the substrates of the reaction of the TiC synthesis was next enriched with an Fe filler added in an amount of 10 and 50 wt. % to investigate the possibility of changing the hardness of the composite zone. The addition of filler changed the surface fraction and the average size of TiC precipitates. In the case of the 50 wt. % addition, a tenfold reduction in the dimensions of the carbides was obtained. This increased their surface fraction relative to the compact composition containing only 10 wt. % of the filler. Changes in mechanical properties were analysed within the zone area by the measurement of hardness HV. The study showed a gradual decrease of the zone hardness in function of the amount of the filler added. This trend was also true as regards the composite zone in castings, where a significant refinement and increased surface content of the TiC precipitates was observed.

W pracy omówiono metodę wytwarzania stref kompozytowych w odlewach z ferrytyczno-perlitycznego żeliwa sferoidalnego. Faza wzmacniająca strefy kompozytowej był węglik tytanu (TiC), uzyskany w wyniku syntezy in situ substratów wprowadzonych do formy w postaci wyprasek. Do kompozycji substratów reakcji syntezy TiC wprowadzono wypełniacz, proszek Fe w ilości 10 i 50 %mas. w celu zbadania możliwości zmiany twardości strefy kompozytowej. Dodatek wypełniacza spowodował zmiane udziału powierzchniowego oraz średniej wielkości TiC. W przypadku 50 %mas. dodatku wypełniacza otrzymano dziesięciokrotne zmniejszenie wymiarów węglików. Analizowano zmiany mechaniczne w obrębie strefy, badając jej twardość HV. Badana wykazały stopniowy spadek twardości strefy wraz z ilością dodawanego wypełniacza. Tendencja ta dotyczyła również strefy kompozytowej odlewu, w którym stwierdzono znaczne rozdrobnienie wydzieleń TiC i wzrost ich udziału powierzchniowego.