Fatigue of nodular cast iron at high frequency loading

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik Vol. 47; no. 5-6; pp. 436 - 443
• Main Authors: Vasko, A, Hurtalova, L, Uhricik, M, Tillova, E
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Weinheim WILEY-VCH Verlag 01-06-2016; WILEY‐VCH Verlag; Wiley Subscription Services, Inc
• Subjects: Ambient temperature; Carburizing; Cast iron; Charge; Chemical composition; Dies; Ermüdungstests; Fatigue (materials); Fatigue tests; Ferrosilicon; Heat treating; High frequencies; high frequency loading; Hochfrequenzbelastung; Iron silicide; Kugelgraphitguss; Melts; Metal fatigue; Metal scrap; Microstructure; Nodular cast iron; Nodular iron; Pig iron; Scrap iron; Siliciumcarbid; Silicon carbide; Steel scrap; Stress ratio; synthetic melts; synthetische Schmelzen
• DOI: 10.1002/mawe.201600519
• EISSN: 1521-4052
• ISSN: 0933-5137

The paper deals with the influence of charge composition on microstructure of nodular cast iron and its fatigue properties at high frequency loading. The basic charge of experimental melts was formed by a different ratio of pig iron and steel scrap. Chemical composition of individual melts was regulated alternatively by metallurgical silicon carbide (SiC) or ferrosilicon (FeSi) and carburizer. Fatigue tests were realised at high frequency sinusoidal cyclic push‐pull loading (stress ratio R = –1) at ambient temperature (T = 20 ± 5 °C). High frequency fatigue tests were carried out with using of the ultrasonic fatigue testing device KAUP‐ZU (frequency f ≈ 20 kHz).
The results show differences in mechanical and fatigue properties, which are connected with the microstructure. SiC additive positively influences microstructure and consequently, mechanical and fatigue properties of nodular cast iron are improved.
Die Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss der Werkstoffzusammensetzung auf die Mikrostruktur von Sphäroguss und deren Einfluss auf die Ermüdungseigenschaften bei Belastung mit hoher Frequenz. Die ursprüngliche Zusammensetzung der experimentellen Schmelzen wurde von einem bestimmten Verhältnis von Roheisen und Stahlschrott geprägt. Die chemische Zusammensetzung der einzelnen Schmelzen wurde durch metallurgisches Siliciumcarbid (SiC) oder Ferrosilizium (FeSi) und Aufkohlungsmittel variiert. Die Ermüdungstests wurden bei Hochfrequenz unter zyklischer sinusförmiger Belastung (Belastungsverhältnis R = –1) bei einer Umgebungstemperatur T = 20 ± 5 °C realisiert. Hochfrequenzermüdungstests wurden mit Hilfe des Ultraschallermüdungstestgeräts KAUP‐ZU (Frequenz f ≈ 20 kHz) durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen Unterschiede in den mechanischen und Dauerfestigkeitseigenschaften, die mit der Mikrostruktur verbunden sind. Das SiC Additiv beeinflusst positiv die Mikrostruktur und folglich werden die mechanischen und Ermüdungseigenschaften von Kugelgraphitguss verbessert.