Modeling the kinetics of solidification of cast iron with lamellar graphite

The most important results of own studies on modeling the solidification kinetics in lamellar (flake) graphite cast iron were reviewed. A set of basic equations used for modeling the solidification process in macro- and micro-scales was given. A numerical solution of these model equations enables the determination of thermodynamic equilibrium temperature and actual temperature of cast iron solidification, the cooling rate, the heat flux generated during solidification, the fractions of the solidified structural constituents, the size of graphite eutectic grains and austenite dendrites, thickness of graphite lamellar, as well as the segregation of cast iron alloying constituents in liquid phase and in the forming grains. It has also been proved and confirmed by experiments that the grains of graphite eutectic are formed in a two-step process, that is, at the beginning and end of the solidification process. Some important differences in the size of graphite precipitates were observed to exist between the cast plate and cylinder.

---

Zaprezentowano najistotniejsze rezultaty własnych prac, dotyczących modelowania komputerowego krystalizacji żeliwa z grafitem płatkowym. Przedstawiono zestaw podstawowych równań procesu, odnoszących się do mikro i makro skali. Rozwiązanie numeryczne zestawu równań w postaci programu symulacyjnego pozwoliło na wyznaczenie przebiegu temperatury w czasie stygnięcia odlewu wraz z rozkładem temperatury równowagowej, ciepła generowanego podczas krystalizacji, ilości frakcji zakrzepłej poszczególnych składników strukturalnych żeliwa, wymiaru ziaren austenitu i eutektyki grafitowej, wymiary płatków grafitu jak również mikrosegregacji składników stopu w ziarnach. Potwierdzono eksperymentalnie, że ziarna eutektyki grafitowej mogą zarodkować w dwóch etapach: na początku i pod koniec procesu krystalizacji. Istotne różnice zauważono w wymiarach grafitu w zależnosci od kształtu odlewu.