SES N 3122 Odlewy z żeliwa sferoidalnego

Norma „SES N 3122 Ductile Cast Iron” została opracowana przez Suzuki Motor Corporation w ramach norm dotyczących żeliwa i materiałów na bazie żelaza i opisuje wymagania dotyczące elementów z żeliwa sferoidalnego stosowanych w zastosowaniach motoryzacyjnych.

Zastosowanie żeliwa sferoidalnego w przemyśle motoryzacyjnym to połączenie wytrzymałości, trwałości i ekonomicznej produkcji skomplikowanych części. Podstawowe właściwości tego materiału to:

Inżynierowie preferują żeliwo sferoidalne, gdy część musi mieć następujące właściwości:

• Wysoka wytrzymałość i twardość
• Dobra odporność na zmęczenie.
• Zdolność do pochłaniania wstrząsów i wibracji.
• Ekonomiczne odlewanie skomplikowanych kształtów.

W porównaniu z żeliwem szarym, żeliwo sferoidalne znacznie lepiej znosi obciążenia dynamiczne i uderzenia.

Ogólnie rzecz biorąc, proces odlewania przebiega następująco:

• Wytapianie żelaza: Surówka żelaza i złom stalowy są przetapiane w piecu.
• Proces kulkowania: dodanie magnezu powoduje przekształcenie grafitu w kuliste kulki.
• Odlewanie do form: Odlewanie w formach piaskowych jest najpowszechniejszą metodą.
• Krzepnięcie: Powstaje ciągliwa mikrostruktura.
• Obróbka cieplna (jeśli konieczna): Ta obróbka zwiększa wytrzymałość, sztywność lub ciągliwość.

Żeliwo sferoidalne stosowane jest w elementach nośnych i mających decydujące znaczenie dla bezpieczeństwa:

• Podwozie i zawieszenie:
• Zwrotnice
• Dźwignie sterujące
• Piasty kół
• Układ napędowy:
• wały korbowe
• Wałki rozrządu
• Nośniki różnicowe
• Układ napędowy:
• Obudowy osi
• Obudowy przekładni
• Elementy silnika:
• Kolektory wydechowe (odporne na wysoką temperaturę)

Odlewy z żeliwa sferoidalnego stosuje się z następujących powodów:

• Wysoka wytrzymałość i ciągliwość: Wytrzymały jak stal, ale łatwiejszy do odlewania. Nie pęka łatwo pod obciążeniem.
• Doskonała odporność na zmęczenie: idealna do części obrotowych (np. wałów korbowych).
• Dobra odporność na zużycie: Nadaje się do przekładni i ruchomych interfejsów.
• Oszczędność: Koszty produkcji są niższe w porównaniu ze stalą kutą. Uzyskuje się kształt zbliżony do finalnego, co wymaga mniejszej obróbki.

Norma Suzuki SES N 3122 zasadniczo przewiduje:

• Prawidłowe właściwości mechaniczne (wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie)
• Odpowiednia kulkowatość grafitu
• Minimalne wady odlewów (porowatość, skurcz)
• Niezawodne procesy obróbki cieplnej

Typowe testy opisane w tej normie obejmują:

• Próba rozciągania
• Analiza mikrostruktury
• Test twardości
• Badanie ultrasonograficzne lub rentgenowskie

Przy stosowaniu żeliwa sferoidalnego inżynierowie powinni wziąć pod uwagę następujące kwestie:

• Jednorodność grubości ścianki (zapobiega powstawaniu wad wewnętrznych)
• Obszary koncentracji naprężeń (wymagane są płynne przejścia)
• Marginesy przetwarzalności
• Odkształcenie w wyniku obróbki cieplnej

Wał korbowy wykonany z żeliwa sferoidalnego,

• Usuwa powtarzające się cykliczne obciążenia.
• Lepiej pochłania drgania niż stal.
• Jest to tańsze rozwiązanie niż tatuaż.
• Nadal spełnia wymagania dotyczące trwałości.

Podsumowując, odlewy z żeliwa sferoidalnego wykorzystywane są w przemyśle motoryzacyjnym do następujących celów:

• Do produkcji solidnych, trwałych i skomplikowanych części.
• Aby obniżyć koszty produkcji.
• Poprawa odporności na zmęczenie i uderzenia.
• Zapewnienie spójnej jakości poprzez standardy takie jak SES N 3122.

Krótko mówiąc, żeliwo sferoidalne (żeliwo grafitowe) to rodzaj żeliwa, w którym grafit tworzy grudki, a nie płatki. Dzięki temu charakteryzuje się następującymi właściwościami:

• Większa wytrzymałość i twardość
• Poprawiona odporność na zmęczenie.
• Lepsza ciągliwość w porównaniu do żeliwa szarego.

Norma SES N 3122 obejmuje zazwyczaj następujące zagadnienia:

• Gatunki materiałów dla żeliwa sferoidalnego (typy FCD)
• Właściwości mechaniczne
• Wytrzymałość na rozciąganie
• Granica plastyczności
• wydłużenie
• Wymagania jakościowe odlewów
• Mikrostruktura (sferyczność, kształt grafitu)
• Granice błędów (porowatość, wtrącenia)
• Warunki obróbki cieplnej
• Metody badań i testowania

Niniejsza norma jest ściśle powiązana z następującymi normami:

• SES N 3121 Żeliwo szare
• SES N 3123 Żeliwo wermikularne (sprasowany grafit)

Żeliwo sferoidalne jest powszechnie stosowane w częściach samochodowych wymagających wytrzymałości i lejności:

• wały korbowe
• Zwrotnice
• Obudowy mechanizmu różnicowego
• Elementy zawieszenia
• Obudowy przekładni

Części te mają następujące zalety:

• Wysoka nośność
• Dobra odporność na zużycie.
• Ekonomiczne odlewanie skomplikowanych kształtów.

Typowe właściwości żeliwa sferoidalnego są następujące:

• Klasa 400-15: Wytrzymałość na rozciąganie około 400 MPa. Wydłużenie 15 procent.
• Klasa 500-7: Wytrzymałość na rozciąganie około 500 MPa. Wydłużenie 7 procent.
• Klasa 600-3: Wytrzymałość na rozciąganie około 600 MPa. Wydłużenie 3 procent.

Oznacza to równowagę pomiędzy większą wytrzymałością i mniejszą ciągliwością.

Norma SES N 3122 została opracowana w celu zapewnienia bezpieczeństwa, niezawodności i spójności elementów z żeliwa sferoidalnego stosowanych w pojazdach, zwłaszcza że wiele z nich ma kluczowe znaczenie dla osiągów i bezpieczeństwa pojazdu. Norma ta jest uważana za ważną z następujących powodów:

• Zapewnia bezpieczeństwo krytycznych komponentów: Żeliwo sferoidalne stosowane jest w następujących częściach:
• wały korbowe
• Zwrotnice
• wahacze

Elementy te są poddawane dużym obciążeniom, uderzeniom i cyklom zmęczeniowym. Bez tej rygorystycznej normy wahania jakości materiału mogą prowadzić do:

• Pęknięcia
• Nagła przerwa
• Katastrofalna awaria.
• Gwarantuje spójne właściwości materiału: Norma ta definiuje następujące elementy:
• Wytrzymałość na rozciąganie
• Siła plastyczności
• wydłużenie
• twardość
• Norma ta reguluje mikrostrukturę (kluczową dla żeliwa sferoidalnego): Najważniejszą cechą żeliwa sferoidalnego są grudki grafitu. Norma ta zapewnia odpowiednią kulistość i kontrolowaną strukturę osnowy. Słaba kulistość powoduje kruchość i jest niebezpieczna w częściach samochodowych.
• Norma ta definiuje metody badań i kontroli. Wymaga ona:
• Próba rozciągania
• Test twardości
• Analiza metalograficzna (mikrostrukturalna)
• Badania nieniszczące (np. ultradźwiękowe, rentgenowskie)
• Standaryzuje procesy produkcyjne: określa następujące elementy:
• Metody odlewania
• Warunki obróbki cieplnej
• Kryteria akceptacji jakości

Eliminuje to zmienność produkcji i różnice między dostawcami.

• Zgodność z normami globalnymi: Niniejsza norma jest zgodna z normami ISO 1083, EN 1563 i ASTM A536. Zapewnia to:
• Globalne wykorzystanie zasobów
• Łatwiejszy wybór dostawcy
• Spójne praktyki inżynierskie

Podsumowując, norma Suzuki SES N 3122 gwarantuje, że odlewy z żeliwa sferoidalnego stosowane w pojazdach spełniają następujące wymagania:

• Aby spełnić rygorystyczne wymagania mechaniczne i konstrukcyjne.
• Utrzymywanie spójnej jakości wśród dostawców.
• Aby zapewnić bezpieczne, trwałe i ekonomiczne podzespoły.

Nasza organizacja, dysponująca kompetentną i doświadczoną kadrą, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, zapewniając im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe zgodne z normą SES N 3122.