Az öntöttvasat évszázadok óta használják az iparban, a motorblokkoktól a csővezetékekig, köszönhetően kiváló önthetőségének és költséghatékonyságának. Az anyagtervezés szempontjából azonban gyakran kihívást jelentett a tulajdonságainak változékonysága. A hagyományos nézet szerint az öntöttvas mechanikai jellemzői túlságosan szórtak és nehezen jósolhatók meg a precíz mérnöki tervezéshez.

A MAGMA legújabb publikációja, a Cast Iron – a predictable material (Öntöttvas – egy előre jelezhető anyag), szembemegy ezzel a hagyományos elmélettel. A tanulmány bemutatja, hogy a modern szimulációs technológiák és a mélyreható kohászati (metallurgiai) tudás kombinálásával az öntöttvas viselkedése megbízhatóan és pontosan előre jelezhetővé válik.

Miért volt nehéz eddig előre jelezni a tulajdonságokat?

Az öntöttvas tulajdonságait elsősorban a szén (grafit) formája és eloszlása határozza meg. Legyen szó lemezgrafitos vagy gömbgrafitos öntöttvasról, a grafit morfológiája rendkívül érzékeny az öntési folyamat paramétereire, mint például a hűtési sebességre, az ötvözőelemekre és a beoltás módjára. Ezeknek a paramétereknek a legkisebb ingadozása is befolyásolhatja a végleges mikrostruktúrát és ezáltal a mechanikai tulajdonságokat.

A szimuláció és a kohászat találkozása

A MAGMASOFT ® áthidalja a szakadékot a virtuális tervezés és a valós anyagviselkedés között. A publikáció kiemeli, hogy a szimuláció már nem csupán az öntési hibák (például zsugorodás vagy gázosodás) előrejelzésére korlátozódik.

A kulcs a mikroszerkezet-modellezésben rejlik:

• Folyamat paraméterek bevitele: A szoftver figyelembe veszi a teljes öntési és hőkezelési folyamatot.
• Mikroszerkezet modellezése: Kiszámítja a lokális grafitformát, méretet és szerkezetet az öntvény minden pontjában.
• Tulajdonság-előrejelzés: A kapott mikroszerkezeti adatok alapján megbízhatóan jósolja meg az adott ponton várható mechanikai tulajdonságokat (pl. szakítószilárdság, folyáshatár).

Előnyök a mérnöki tervezésben

Ez a módszertan forradalmi változást hoz a tervezőmérnökök számára:

• Megbízhatóbb tervezés: Az anyag tulajdonságainak pontosabb ismeretében az alkatrészek biztonsági tényezői optimalizálhatók anélkül, hogy a megbízhatóság csökkenne.
• Anyagoptimalizálás: Különböző öntöttvas minőségek (pl. EN-GJL-200, gömbgrafitos) viselkedése tesztelhető a valós gyártás megkezdése előtt.
• Folyamatbiztonság: A gyártási folyamat paraméterei úgy finomíthatók, hogy a kapott alkatrész tulajdonságai a kívánt, szűk tűréshatáron belül maradjanak.

Összefoglalás

A MAGMA publikációja megkérdőjelezi a régi korlátokat, és bebizonyítja, hogy az öntöttvas igenis lehet egy kiszámítható és megbízható mérnöki anyag. A modern szimulációs eszközök és a kohászati tudás integrálása lehetővé teszi a gyártók számára, hogy maximalizálják az öntöttvasban rejlő potenciált, és magasabb teljesítményű alkatrészeket állítsanak elő.

A teljes publikáció és a technikai részletek a MAGMA hivatalos weboldalán érhetők el.