523 Shares 7372 views

Żeliwo sferoidalne, Properties, oznakowanie i zakresu

Żelazo – twarde, odporne na korozję, ale jest nietrwały stopu żelazo-węgiel o zawartości węgla C w zakresie od 2,14 do 6,67%. Pomimo istnienia specyficznego problemu, ma różnego rodzaju, właściwości, zastosowania. Szeroko stosowany jest żelazo żeliwa.


historia

Materiał ten jest znany od IV wieku pne. e. Jego chińskie korzenie są w VI. BC. e. W Europie pierwsze wzmianki o produkcji przemysłowej stopu są datowane XIV, aw Rosji – XVI wieku. Ale technologia produkcji żeliwa sferoidalnego jest opatentowana w Rosji w XIX wieku. Po opracowaniu AD Annosovym.

Ponieważ szare żelazka ograniczone zastosowanie ze względu na niskie właściwości mechanicznych i stal – są kosztowne i bardzo małą twardość i trwałości, powstaje pytanie metalu tworząc niezawodne, trwałe, stałe, a o zwiększonej wytrzymałości i pewną elastyczność.

Żelaza nie są jednak ze względu na właściwości tworzywa sztucznego, to nadaje się do niektórych rodzajów obróbki plastycznej (na przykład, odkuwki).

produkcja

Głównym sposobem – wytopu w piecach hutniczych.

Wyjściowe materiały do obróbki strumieniowo:

  • Charge – ruda żelaza zawierający tlenek metalu w postaci Ferum.
  • Zużycie paliwa – koks oraz gaz ziemny.
  • Tlen – jest wstrzykiwany za pomocą specjalnego lancy.
  • Topniki – powstawanie chemicznych na bazie manganu i (lub) nie zawiera silikonu.

Etapy pieca:

  1. Odzysk czystego żelaza w wyniku reakcji chemicznej z rud żelaza z tlenu podawanego przez dysze.
  2. Spalanie tworzenia koksu i tlenki węgla.
  3. Nawęglanie czystych reakcji żelaza z CO i CO2.
  4. Nasycenie Fe 3 C manganu i krzemu, w zależności od pożądanych właściwości wyjściowego.
  5. Opróżnianie gotowego metalu do formy za pośrednictwem otworu spustowego; spuszczania żużla przez otwór żużel.

Po zakończeniu cyklu roboczego wielkopiecowego otrzymano żelazo, żużel i gazy spalinowe.

produkcja wyrobów z metali domen

W zależności od szybkości schładzania, mikrostruktura nasycenia dwutlenku węgla i dodatków można otrzymać kilka rodzajów żelazo

  1. Pig (biały) węgla w formie związanej, główny cementu. Stosuje się jako surowiec do wytapiania drugiej obróbki stopów żelazo-węgiel. Do 80% produkowanego domeny stopu.
  2. Odlewniczego (szary) węgiel w postaci całkowicie lub częściowo wolne grafit, a mianowicie jej płytami. Malootvetstvennyh wykorzystywane do wytwarzania części nadwozia. Do 19% wytwarzanych przez odlewanie pieca.
  3. Specjalne: bogate żelazostopów. 1-2% typu określonego produkcji.

Żeliwo sferoidalne, wytwarza się przez obróbkę cieplną świni.

Teoria żelazo struktur

Węglowa Ferum mogą tworzyć kilka różnych rodzajów stopów dla kryształu typu kratowego, jak pokazano w przykładzie wykonania na mikrostrukturę.

  1. Przenikanie w roztworze stałym żelaza alfa – ferrytu.
  2. Przenikanie w roztworze stałym żelaza gamma – austenit.
  3. Powstawanie chemiczny Fe3 C (związany stan) – cementytu. Podstawowy jest utworzony przez szybkie chłodzenie stopionej cieczy. Wtórny – powolny spadek temperatury od austenitu. Trzeciorzędowej – stopniowe chłodzenie z ferrytu.
  4. Mechaniczną mieszanka ziaren ferrytu i cementytu – perlit.
  5. Mieszaninę mechaniczną ziarna austenitu oraz perlitu lub cementytu – Ledebura.

Dla żeliwa charakteryzuje się specjalnym mikrostruktury. Grafit może występować w formie związanej i postaci o powyższej budowie, który może być w stanie wolnym, w postaci różnych zanieczyszczeń. Wpływa na właściwości zarówno podstawowe zboża, a te formacje. Frakcje grafitu są metalowe płyty, płatki lub kulki.

Kształt liści jest typowe dla szarej stopów żelazo-węgiel. To powoduje ich kruchość i zawodność.

Wtrącenia są puszyste żeliwa sferoidalnego niż pozytywny wpływ na ich wydajność mechaniczną.

Kulista struktura grafitu dodatkowo poprawia jakość metalu, wpływając na wzrost twardości, trwałości, wytrzymałości znacznych obciążeń. Takie cechy posiada wysoką wytrzymałość żeliwa. Właściwości żeliwa sferoidalnego jego przyczyny ferrytu lub podstawy perlitu z obecności wtrąceń płatkowego grafitu.

Wytwarzanie ferrytycznej żeliwa

Jest on wytwarzany z białego świnia proeutectoid wlewków stopu niskoemisyjną do wyżarzania o zawartości węgla 2,4-2,8%, a związany obecności dodatków (Mn, Si, S, P). Grubość ścianki wyżarzone części musi być nie więcej niż 5 cm. Odlewy grubość znaczna grafit jest w postaci płyt i pożądanych właściwości nie są osiągane.

W celu uzyskania żeliwa z ferrytycznej podstawowego metalu są w specjalnych pudełka i wlać piasku. Zamknąć szczelnie pojemnik umieszczono w piecu grzewczym. Przeprowadzić następujące kroki podczas wyżarzania:

  1. Konstrukcje ogrzewa się w piecu do temperatury 1000? C i pozostawia się na stałej temperatury w ciągu 10 do 24 godzin. W wyniku rozłamów i cementytu pierwotnego Ledebura.
  2. Metal jest chłodzony 720? C w piecu.
  3. W temperaturze 720? C wytrzymać długotrwałe od 15 do 30 godzin. Temperatura ta zapewnia rozpad wtórnego cementytu.
  4. W końcowym etapie, ponownie chłodzi roboczej pieca do 500? C, a następnie wycofuje się do powietrza.

Ten proces jest nazywany wyżarzania grafityzacji.

Po mikrostruktury roboczego jest ferryt ziarna płatka grafitu. Ten typ jest nazywany „chernoserdechnym”, ponieważ przerwa jest czarny.

Przygotowanie perlitycznej żeliwa ciągliwego

Tego rodzaju stop żelazo-węgiel, która wywodzi się także z proeutectoid bieli, ale jego zawartość węgla jest zwiększone: 3-3.6%. Odlewów z perlitycznej poddawane są one umieszczane w pudełkach i wlać do pokruszonego proszku skalę rudy żelaza lub młyn. Wyżarzanie sama procedura jest uproszczone.

  1. temperatura metalu podniesiono do 1000? C utrzymywane 60-100 godzin.
  2. Projektujemy fajne z pieca.

Ze względu na żółknięcie pod wpływem ciepła w warunkach metalicznego dyfunduje: rozłączny grafitu rozkładu cementytu pozostawia częściowo wyżarzaniu warstwy powierzchniowe, rozliczanie na rudę lub żużla powierzchni. Przygotowane miękkie, twarde i ciągliwe warstwy wierzchniej „beloserdechnogo” żeliwa ze stałym środkiem.

Ten wyżarzania nazywa niekompletne. Zapewnia rozpad cementytu i perlitu ledeburytu na płytce z odpowiednim grafitu. W razie potrzeby granulowany perlitycznej żeliwa sferoidalnego o wyższej wytrzymałości i plastyczności wykorzystać dodatkowy materiał ogrzewa się do temperatury 720? C W ten sposób tworzą się ziaren perlitu wtrącenia grafitu płatkowego.

Właściwości, etykietowanie i stosowanie ferrytycznej żeliwa sferoidalnego

Długoterminowe „utrapienie” metal w wynikach piecowych w kompletnej dezintegracji ledeburytu i cementytu w ferrycie. Ze względu na zawiłości technologicznych, stop o wysokiej zawartości węgla – strukturę ferrytyczną cechą stali niskowęglowej. Ale węgiel sam nie zniknie – to przechodzi od stanu związanego żelaza w postaci wolnej. Współczynnik temperaturowy zmienia kształt wtrącenia grafitu łuszczyć.

Ferryt struktura powoduje spadek twardości, wzrost wartości wytrzymałości, obecność takich właściwości jak odporność na obciążenia dynamiczne i ciągliwości.

Znakowanie kutego żelaza klasa ferryt: KCH30-6, KCH33-8, KCH35-10, KCH37-12 gdzie:

CN – identyfikacja gatunków – plastyczne;

30, 33, 35, 37: σ a, 300, 330, 350, 370 N / mm 2 – maksymalne obciążenie, które może wytrzymać bez przerywania;

6, 8, 10, 12 – wydłużenie δ,% – wskaźnik plastyczności (im wyższa wartość tym bardziej podatne leczenie ciśnienie metal).

Twardość – około 100-160 HB.

Ten materiał, którego wydajność jest pośrednia między takie jak stop żelaza i stali węglowej jest szary. Z żeliwa sferoidalnego podstawie ferrytycznej perlitycznej gorszej pod względem odporności na ścieranie, odporność na korozję i wytrzymałość na zmęczenie, ale wyższą wytrzymałość mechaniczną, ciągliwość, odlewanie cechy. Z jego niska cena jest szeroko stosowany w przemyśle do produkcji części działających przy niskich i średnich obciążeniach: koła zębate, obudowy, tylnych osi, wodno-kanalizacyjnych.

Właściwości, etykietowanie i stosowanie perlitycznej żeliwa ciągliwego

Ze względu na niepełną pierwszorzędowych, drugorzędowych i wyżarzania cementytu Ledebura do czasu całkowitego rozpuszczenia się austenitu, który w temperaturze 720? C przekształca się w perlit. Ten ostatni stanowi mieszaninę mechaniczną ferrytu i trzeciorzędowych ziarna cementytu. W rzeczywistości, część węgla pozostaje w formie związanej, powoduje strukturę, część – „uwolniony” z grafitem płatkowym. Kiedy ten perlitu może być płytka lub ziarniste. Tak utworzony perlitycznej żeliwa ciągliwego. Jego właściwości są związane nasycony trudniejsze i mniej giętka struktura.

Te, w porównaniu z ferrytycznej ma podwyższoną odporność na korozję, odporne na zużycie właściwości, ich wytrzymałość jest znacząco wyższa, ale niższa ciągliwość i właściwości lejność. Podatność na naprężenia mechaniczne zwiększona powierzchnia zachowując twardość i wytrzymałość produktu podstawowego.

Znakowanie Kute perlitycznej: KCH45-7, KCH50-5, KCH56-4, KCH60-3, KCH65-3, KCH70-2, KCH80-1,5.

Pierwsza cyfra – wytrzymałość na oznaczenie: 450, 500, 560, 600, 650, 700 i 800 N / mm 2, odpowiednio.

Drugi – plastyczność oznaczenie wydłużenie δ,% – 7, 5, 4, 3, 3, 2 i 1,5.

Perlitu sferoidalnego żeliwa aplikacje znajdujące się w inżynierii mechanicznej i instrumentu na projekty, które działają przy dużych obciążeniach – zarówno statyczne i dynamiczne: wałki rozrządu, wały korbowe, części sprzęgła, tłoki, korbowody.

obróbka cieplna

Otrzymany w wyniku obróbki cieplnej materiałów, a mianowicie wyżarzanie może być poddawany powtarzającym się metodami wpływów temperatury. Ich głównym celem – jeszcze większa wytrzymałość, trwałość, odporność na korozję i starzenie.

  1. Temperowania stosuje się do konstrukcji wymagających wysokiej twardości i wytrzymałości; wytwarzany przez ogrzewanie do 900? C, części chłodzi się średnio o około 100? C / s, przy użyciu oleju. Po powinien być wysoki wakacje ogrzewając do 650S i chłodzenia powietrzem.
  2. Normalizacja jest stosowany do średnich prostych części w piecu, przez ogrzewanie do 900? C, pozostawiono w tej temperaturze przez okres od 1 do 1,5 godziny, a następnie chłodzenie w powietrzu. Troostite stanowi granulowane perlit, jędrność i niezawodność tarcie i zużycie. Jest on używany do anty-tarcia żeliwa ciągliwego z perlitycznej podstawie.
  3. Renaturację przeprowadza się wielokrotnie przy wytwarzaniu ślizgową: ogrzewanie – 900 ° C, utrzymywanie w tej długotrwałego ciepła chłodzenia pieca?. Zapewnione ferrytycznej lub ferrytyczno-perlitycznej struktury ślizgowe sferoidalnego.

Podgrzanie produkty żeliwne mogą być wykonywane lokalnie lub złożone. Do stosowania miejscowego stosowanych prądów o wysokiej częstotliwości lub acetylenu płomienia (gospodarstwa hartowania). Dla złożonych – piec grzewczy. Gdy lokalne ogrzewanie tylko górną warstwę utwardza się, zwiększa jego twardości i wytrzymałości, ale zachowane plastyczności i lepkości wskaźników rdzenia.

Ważne jest, aby podkreślić, że żelazo kucie niemożliwe, nie tylko z powodu niewystarczających właściwości mechanicznych, ale również ze względu na dużą wrażliwość na nagłe zmiany temperatury, co jest nieuniknione podczas hartowania z chłodzeniem wodnym.

Tarcie żelazo ciągliwe

Odmiana ta ma zastosowanie również do plastyczny i domieszkowane, są szare (ASF), kucie (APC) i dużą wytrzymałość (ACHV). APC jest stosowany do produkcji żeliwa sferoidalnego, która jest poddawana wyżarzaniu lub normalizacji. Proces prowadzi się w celu poprawy właściwości mechanicznych i tworzenie nowych właściwości – odporność na zużycie w tarcia z innymi częściami.

Oznaczone 1-APC, APC-2. Używane do produkcji wałów korbowych, kół zębatych, łożysk.

Wpływ dodatków na właściwościach

Oprócz na bazie żelaza, grafit i mają w swoim składzie, a także inne elementy, które również powodują właściwości żeliwa: mangan, krzem, fosfor, siarka, elementy stopu.

Mangan poprawia płynność stopionego metalu, odporność na korozję i odporność na zużycie. To przyczynia się do twardości i wytrzymałości wiązania węgla z żelazem w formule chemicznej Fe3 C, powstawanie granulowanego perlitu.

Krzem ma również pozytywny wpływ na płynność stopionego stopu przyczynia się do rozpadu cementytu i wtrącenia grafitu alokacji.

Siarka – ujemny, ale nieuniknionym składnikiem. Zmniejsza to właściwości mechaniczne i chemiczne, stymuluje powstawanie pęknięć. Jednakże racjonalny związek z zawartością innych elementów (na przykład, manganu) koryguje procesów struktury. Tak więc, jeśli stosunek Mn S 0,8-1,2 perlit jest przechowywany w żadnych wpływów temperatury czasowych. Poprzez zwiększenie proporcji do 3, to jest możliwe, aby uzyskać dowolny sposób w zależności od zadanych parametrów.

Fosfor zmienia się na lepsze płynność wpływa na wytrzymałość, obniża wytrzymałość i plastyczność, wpływ na czas trwania grafityzacji.

Chrom i molibden utrudniają tworzenie grafitowych płatków w niektórych materiałów promować tworzenie granulowanego perlitu.

Wolfram zwiększa odporność na zużycie w czasie pracy w obszarach o wysokich temperaturach.

Aluminium, niklu i miedzi przyczynia się do grafityzacji.

Poprzez regulację ilości pierwiastków wchodzących w skład stopu żelazo-węgiel, a także ich stosunek może mieć wpływ na końcowe właściwości żeliwa.

Zalety i wady

elastyczny materiał chugun- mające szerokie zastosowanie w dziedzinie. Jego głównymi zaletami są:

  • Wysokie poziomy twardość, odporność na ścieranie, wytrzymałość, wraz z płynnością ścieranie;
  • normalne cechy wytrzymałości i plastyczności;
  • przetwórcze traktując ciśnienia, w przeciwieństwie do żeliwa szarego;
  • Właściwości różnych pozycji korekcji wykonania w określonych metod obróbki termicznej i chemicznej, termicznej;
  • niski koszt.

Wadami są poszczególne cechy:

  • kruchość;
  • Obecność wtrąceń grafitu;
  • słabe wyniki w cięciu;
  • znaczące odlewy wagi.

Pomimo obecnych braków, żeliwa sferoidalnego bierze ładunek w metalurgii i inżynierii mechanicznej. Od wyprodukowała takie ważne szczegóły jak wały korbowe, części klocki hamulcowe, koła zębate, tłoki, korbowody. Mając małą różnorodność marek, indywidualne nisza w branży zajmuje żeliwa sferoidalnego. Jego zastosowanie jest typowa dla obciążenia w ramach którego użycie innych materiałów jest mało prawdopodobne.