Sveigjanlegt járn: eiginleika, merkingar og gildissvið

Iron - erfitt, tæringu-þola, en brothætt járn-kolefni ál við kolefnis innihald C-magni á bilinu frá 2.14 til 6.67%. Þrátt fyrir tilvist tiltekna vandamál, það hefur ýmsum gerðum, eiginleika, umsókn. Notaður er sveigjanlegt steypujárni.

saga

Þetta efni hefur verið þekkt frá IV öld f.Kr.. e. Kínverska rætur hans eru í VI. BC. e. Í Evrópu, fyrsta tilkynning um iðnaðarframleiðslu álfelgur eru dagsett XIV, og í Rússlandi - XVI öld. En sveigjanlegt járn framleiðslu tækni er einkaleyfi í Rússlandi í XIX öld. Eftir þróun AD Annosovym.

Þar sem grár straujárn takmarkast í notkun vegna þess að lágt vélrænni eiginleika, og stál - eru dýr og hafa lágt hörku og endingu, spurningin upp úr málmi skapa áreiðanlega, varanlegur, fast, en hafa hækkað styrk og ákveðinn sveigjanleika.

Unnu járn eru hins vegar ekki vegna þess að plast einkenni, það lánar sig til sumar gerðir af plasti vinna (t.d. móta).

framleiðslu

Helsta leiðin - bræðslu í málmbræðslu.

Byijunarefnin fyrir vindhviða vinnslu:

• Gjald - járn málmgrýti sem inniheldur málm oxid in Form Ferum.
• Eldsneyti - kók og jarðgas.
• Súrefni - er dælt í gegnum sérstakt lance.
• Fluxes - efna myndun á grundvelli mangan og (eða) sílikon.

Stigum vindhviða ofni:

1. Recovery af hreinu járni framleiddur með efnahvarfi járn við súrefni til staðar í gegnum tuyeres.
2. Brennsla á koxi myndun og kolefnisoxíð.
3. Carburizing í hreinu viðbrögð járni með CO og CO _2.
4. Saturation af Fe ₃ C sett mangani og kísli allt eftir viðkomandi eiginleikum í afurðum.
5. Tappað af lokið málmi í mót í gegnum taphole; tæmist gjall gegnum gjall tappa holu.

Að loknu að sprengja ofninn starfsemishringrásar fæst járn, gjall eða reyks.

Málmsmíði framleiðsla ríki

Það fer eftir kælingu hlutfall, microstructure af kolefni mettun og aukefni má fá mismunandi tegundir af járni:

1. Pig (hvítt) kolefni í bundinni gerð, fyrst og fremst sement. Notað sem hráefni til bræðslu á öðrum járn-kolefni málmblöndum vinnslu. Allt að 80% af framleiddu ál lén.
2. Foundry (grár) kolefni á formi algjörlega eða að hluta frjálsa grafíts, þ.e. númer þess. Malootvetstvennyh notuð til framleiðslu á hlutum líkamans. Allt að 19% framleitt af vindhviða ofni steypu.
3. Special: ríkur ferroalloys. 1-2% type viðkomandi framleiðslu.

Sveigjanlegt járn var framleitt með hitameðferð af svín.

Kenningin um járn-mannvirki

Carbon með Ferum getur myndað nokkrar mismunandi tegundir af málmblöndur fyrir kristalgrindinni tegundum eins og fram er við útfærslu á the microstructure.

1. Penetration í fastefnislausn f a-járn - ferríti.
2. Penetration í fastefnislausn y-járn - Austenítinu.
3. The efna Myndun Fe _3C (bundnu ástandi) - sementít. Aðal er mynduð með hraðri kælingar á bræddum vökva. Secondary - a hægur hiti lækkun frá austeníti. Tertiary - smám saman kælingu á ferríti.
4. Mechanical blanda af ferríti og cementíti korni - perlusteinn.
5. Mechanical blanda af austeníti korn og perlít eða cementíti - Ledebur.

Fyrir steypujárni einkennist af sérstökum microstructure. The grafít getur verið á hvaða formi og bundinni gerð ofangreindum uppbyggingu, og getur verið í frjálsu formi í formi ýmissa óhreinindum. Eftir eiginleikum haft áhrif á bæði helstu korn og þessum myndunum. Grafít Brot, sem eru málm plöturnar, flögur eða kúlur.

The blaða lögun er dæmigert fyrir gráum járn-kolefnis málmblöndur. Það veldur viðkvæmni þeirra og unreliability.

Það sem er innifalið eru mjúk sveigjanlegt járn en jákvæð áhrif á vélrænni frammistöðu sína.

Kúlulaga grafít uppbyggingu bætir enn frekar gæði málmi, sem hafa áhrif á aukningu á hörku, endingu, þrek verulegum sækir. Slík einkenni eru hár styrkur steypujárni. Sveigjanlegt járn eiginleikar orsakir þess Ferrite eða Perlít Grunnatriði í nærveru flaga grafít innifalið.

Undirbúningur ferrítstál sveigjanlegt járni

Það er framleitt úr hvftt svín proeutectoid lág-kolefnis ál ingots með því að annealing með kolefnisinnihald 2,4-2,8% og samsvarandi nærvera aukefna (MN, Si, S, P). Er veggþykkt annealed hlutar verða að vera ekki meira en 5 cm. Castings talsverður þykkt grafít er í formi plötum og tilætluðum eignir eru ekki náð.

Til að fá steypujárn með ferrítstál ódýrum málmi er sett í sérstökum kassa og hella sandi. Tryggilega lokuð og þétt ílát var komið fyrir í hita ofni. Framkvæma eftirfarandi skrefum meðan annealing:

1. Byggingar eru hituð í furnaces frá hitastigi 1000 = C og leyft að standa við stöðugan hita í 10 til 24 klukkustunda. Sem afleiðing af jöfnun og aðal cementíti Ledebur.
2. The málmur er kæld til 720? C í bræðsluofninum.
3. Við hitastig sem er 720? C þola langvarandi frá 15 til 30 klukkustundir. Þetta hitastig tryggir upplausnar efri cementíti.
4. Við lokaþrep var aftur kæld hinum vinnandi ofninn í 500? C, og þá draga gagnvart lofti.

Þetta annealing ferli er kallað graphitizing.

Eftir vinnu microstructure er ferrít með korni af grafít Flake. Þessi tegund er kölluð "chernoserdechnym" þar sem brot er svartur.

Undirbúningur perlítísk sveigjanlegur steypujárni

Þessi tegund af járn-kolefni ál, sem einnig á uppruna sinn frá proeutectoid hvíta, en kolefnisinnihald þar af er aukin: 3-3.6%. Fyrir steyptu með perlítísk fyrir sig, þeir eru settir í kassa og hella mulið duft járn eða Mill mælikvarða. Annealing aðferð sjálft er einfölduð.

1. Metal var hitastigið hækkað í 1000? C, hélt 60-100 klukkustundir.
2. Hönnun kaldur með ofni.

Vegna þess gul undir aðgerð á hita í málmi umhverfi dreifist: losanlega í sementít niðurbrot grafít fer að hluta til hert yfirborðslag hlutum, uppgjör á málmgrýti eða gjall yfirborðinu. Prepared mýkri, sterkur og sveigjanlegt topsheet "beloserdechnogo" sveigjanlegt járni með solid miðju.

Þetta annealing er kallað ófullnægjandi. Það veitir upplausnar cementíti og perlít ledeburite á plötunni með viðeigandi grafít. Ef nauðsyn krefur, kornótt perlítísk Sveigjanlegt steypujárn með hærri hörku og oft og sjálfstætt, nota aukaefni hituð í 720? C. Þannig eru mynduð korni af perlusteinn með flaga grafít innifalið.

Properties, merkingu og beitingu ferrítstál sveigjanlegt járni

Langtíma "vexation" málm í bræðsluofninum útkomu í heill upplausnar ledeburite og cementíti í ferríti. Vegna tæknilegra ranghala, ál með háu kolefnisinnihaldi - ferritísk uppbyggingu einkennandi lágmark-kolefni stál. En kolefni af sjálfu sér er ekki að fara í burtu - það fer úr tilheyrandi stöðu járns í frjáls. Hitastig áhrif breytir lögun úr grafíti innifalið að flaga.

Ferrít uppbygging veldur lækkun á hörku, auka styrk gildum, sem er tilvist slíkra einkenni og þau Toughness og ductility.

Merking unnu járn ferrít bekknum: KCH30-6, KCH33-8, KCH35-10, KCH37-12 þar sem:

CN - tegund kennsl - sveigjanlegur;

30, 33, 35, 37: σ _a, 300, 330, 350, 370 N / ^mm2 - hámarks álag að það þolir án þess að brjóta;

6, 8, 10, 12 - teygjanleika, δ,% - plasticity vísitölu (hærra gildi, því meiri tilhneigingu sem málmurinn þrýstings meðhöndlun).

Harka - um 100-160 HB.

Þetta efni þar sem afkastagetan er milliefni milli á borð viö stál- og járn-kolefni ál er grár. Sveigjanlegt járn með ferrítstál perlítísk grundvelli óæðri varðar klæðast mótstöðu, tæringu mótstöðu og þreytu styrk, en hærri vélrænni þrek, ductility, steypu einkenni. Með lágt verð hennar er mikið notað í iðnaði til framleiðslu á hlutum sem starfa á góðu og meðalstór álag: gír, hylkjum, afturása, pípulagnir.

Properties, merkingu og beitingu perlítísk sveigjanlegur steypujárni

Vegna ófullnægjandi annealing fyrsta stigs, annars og sementít Ledebur tíma til að fullu leysast upp í austeníti, sem við hitastig sem nemur 720? C er breytt í perlusteinn. Hið síðarnefnda er vélrænni blanda af ferríti og cementíti korn þriðja stigs. Raunverulega, hluti af kolefni er enn í bundinni gerð, veldur byggingu sem A-hluti - "út" í flake grafít. Þegar þetta perlusteinn getur verið disk eða grainy. Þannig myndast perlítísk sveigjanlegur steypujárn. eiginleikar þess eru vegna mettuð erfiðara og minna sveigjanlegt uppbyggingu.

Þetta, þegar miðað er við ferritísk hafa hærri tæringu, endingargóðir eiginleika, ending þeirra er töluvert hærra en lægra ductility og steypanleikan einkenni. Næmi fyrir vélrænni streitu aukin yfirborðið en halda hörku og Toughness af kjarna vöru.

Merking Unnu járn perlítísk: KCH45-7, KCH50-5, KCH56-4, KCH60-3, KCH65-3, KCH70-2, KCH80-1,5.

First stafa - tilnefningu styrkur: 450, 500, 560, 600, 650, 700 og 800 N / ^mm2, í þessari röð.

Í öðru lagi - ductility merki lenging δ,% - 7, 5, 4, 3, 3, 2 og 1,5.

Ljósum sveigjanlegt forrit járn finnast í vélaverkfræði og hljóðfæri fyrir hönnun sem starfa á mikið álag - bæði truflanir og dynamic: camshafts, crankshafts, kúpling hlutum, stimpla, tengja stangir.

hitameðferð

Efnið fæst vegna hitameðferðarinnar, nefnilega, annealing, er sett upp við endurtekna hitastig hefur áhrif á aðferðum. Megintilgangur þeirra - jafnvel meiri styrk, endingu, gegn tæringu og öldrun.

1. Herslu er notað fyrir mannvirki sem þurfa mikla hörku og Toughness; framleidd með því að hita til 900? C, hlutir eru kæld að meðaltali um það bil 100 = C / sec með því að nota vél olíu. Eftir það ætti að vera hár frí með hita til að 650˚S og loft kælingu.
2. Eðlileg er notað fyrir meðalstórum einföldum hluta í deiglu með hitun að 900 = C, látnar standa við þetta hitastig fyrir a tímabil af 1 til 1,5 klst og efterfalgende afkaling i lofti. Troostite veitir nákvæmari perlusteinn, festu og áreiðanleika við núning og slit. Það er notað fyrir and-núning sveigjanlegur steypujárni með perlítísk grunni.
3. Annealing er flutt eftir annað í framleiðslu á antifriction: hita - að 900 C, halda at this langtíma hita, kælingu með bræðsluofninum?. Að því tilskildu Ferritic eða Ferritic-perlítísk uppbygging antifriction sveigjanlegt járn.

Upphitun steypujárni vörur er hægt að fara fram á staðnum eða flókin. Walton, ed hagnýtri strauma hátíðnigögnum eða asetýlen loga (holding quenching). Á flóknum - hita ofni. Þegar staðbundin upphitun af aðeins efra lagið er ósveigjanlegt, eykur það hörku og styrk, en haldið ductility og seigju vísitölur kjarna.

Það er mikilvægt að benda á að Iron járnsmíðar ómögulegt, ekki einungis vegna ófullnægjandi aflfræðilegum eiginleikum, heldur einnig vegna mikillar næmni miðað fjármálakerfisins fyrir skyndilegum breytingar hitastigi, sem er óhjákvæmilegt þegar að stöðva það með kælingu vatns.

Anti-núning sveigjanlegur steypujárni

Þessi fjölbreytni á einnig við sveigjanlegur og efnabætt, þeir eru gráir (ASF), móta (APC) og hár styrkur (ACHV). APC er notað til þess að framleiða Sveigjanlegt steypujárn, sem fer í gegnum annealing eða eðlileg. Ferlin eru gerðar í því skyni að bæta vélræna eiginleika þess og myndun nýrra eiginleika - Slitþol í núning við aðra hluta.

Merkt: 1-APC, APC-2. Er notað til framleiðslu á crankshafts, tannhjólum, legur.

Áhrif aukefni á eiginleikum

Fyrir utan járn-grafít stöð og þeir hafa í samsetningu þeirra, og aðra hluti, sem einnig valdið því að eiginleika fyrir steypujárn: mangan, sílikon, fosfór, brennisteinn, eða sumir Stálgerðir.

Mangan bætir mikilli fljótandi lögun af bræddum málmi, Tæringarþol og vera viðnám. Það stuðlar að hörku og styrk bindingu kolefnis með jámi efnaformúlu Fe ₃ C, myndun kornótt perlusteinn.

Silicon hefur einnig jákvæð áhrif á fluidity bráðinni málmblöndu, stuðlar það til upplausnar cementíti og grafít Innifalið úthlutun.

Sulphur - neikvæð, en óhjákvæmileg hluti. Það dregur þeirrar hreyfiorku og efnafræðilega eiginleika, örvar myndun sprungur. Hins vegar, skynsamlega tengsl við innihald þess annarra þátta (t.d., mangan) leiðréttir microstructural ferli. Svona, þegar hlutfallið Mn-S 0,8-1,2 perlusteinn er geymt við hvaða hitastig sem áhrifum tímasetning. Með því að auka hlutfall komast í 3 það er hægt að fá hvaða uppbyggingu fer eftir forstilltu breytum.

Fosfór er að breytast til hins betra fluidity áhrif á styrk, lækkar Toughness og ductility, áhrif á lengd grafítmyndun.

Krómi og mólýbdeni hindra myndun úr grafíti flögum, í hluta af efni að stuðla að myndun kornótt perlusteinn.

Tungsten eykur viðnám til að vera þegar starfa á svæðum þar sem hitastig.

Aluminum, nikkel og kopar stuðla að grafítmyndun.

Með því að stilla magn af frumefnanna sem gera upp járn-kolefni ál, auk hlutfall þeirra, það er hægt að áhrif á endanlega eiginleika steypujárni.

Kostir og gallar

Sveigjanlegt chugun- efni hafa víðtæk notkun á list. Helstu kostir hennar eru:

• mikið magn af hörku, klæðast mótstöðu, styrk, ásamt fluidity,
• eðlileg einkenni hörku og ductility;
• processability með meðhðndlun þrýstingi, í mótsögn við gráa steypujárni;
• eiginleikar ýmsum birtingarmyndum correction lið meðal ákveðnar aðferðir við hita- og efnaaðstæður-varma meðferð,
• litlum tilkostnaði.

The ókostir eru einstaka eiginleika:

• viðkvæmni;
• að viðstöddum inclusions grafíti;
• léleg afköst skera;
• veruleg castings þyngd.

Þrátt fyrir núverandi vankanta, sveigjanlegt járn tekur gjald í bræðslu og vélaverkfræði. Frá því framleitt svo mikilvægar upplýsingar sem crankshafts, bremsuklossa hlutum, tannhjólum, stimpla, tengja stöfunum. Having a lítill úrval af vörumerki, einstök sess í greininni occupies sveigjanlegt járn. umsókn hans er dæmigerð fyrir farminum þar sem notkun annarra efna er ólíklegt.