Ang cast iron ay tumutukoy sa. Ang mga pangunahing uri ng cast iron at ang kanilang pag-uuri

Ano ang cast iron? Mga katangian, komposisyon, paghahanda at aplikasyon:: SYL.ru

Alam ng maraming tao ang tungkol sa materyal tulad ng cast iron at ang mga katangian ng lakas nito. Ngayon ay palalimin natin ang kaalamang ito at alamin kung ano ang cast iron, kung ano ang binubuo nito, kung anong mga uri ito nanggagaling at kung paano ito ginawa.

Tambalan

Ano ang cast iron? Ito ay isang haluang metal ng bakal, carbon at iba't ibang mga impurities, salamat sa kung saan ito ay nakakakuha ng mga kinakailangang katangian. Ang materyal ay dapat maglaman ng hindi bababa sa 2.14% na carbon. Kung hindi, ito ay magiging bakal, hindi cast iron. Ito ay salamat sa carbon na ang cast iron ay nadagdagan ang katigasan. Kasabay nito, binabawasan ng elementong ito ang ductility at malleability ng materyal, na ginagawa itong malutong.

Bilang karagdagan sa carbon, ang cast iron ay kinakailangang kasama ang: mangganeso, silikon, posporus at asupre. Ang ilang mga tatak ay naglalaman din ng mga karagdagang additives upang bigyan ang materyal na mga partikular na katangian. Ang mga karaniwang ginagamit na elemento ng alloying ay kinabibilangan ng chromium, vanadium, nickel at aluminum.

Mga katangian ng cast iron

Ang materyal ay may density na 7.2 g/cm 3 . Para sa mga metal at kanilang mga haluang metal ito ay medyo mataas na pigura. Ang cast iron ay angkop na angkop para sa paggawa ng lahat ng uri ng mga produkto sa pamamagitan ng paghahagis. Sa bagay na ito, ito ay higit na mataas sa lahat ng bakal na haluang metal maliban sa ilang mga grado ng bakal.

Ang punto ng pagkatunaw ng cast iron ay 1200 degrees. Para sa bakal, ang figure na ito ay 250-300 degrees na mas mataas. Ang dahilan nito ay nakasalalay sa tumaas na nilalaman ng carbon sa cast iron, na nagiging sanhi ng hindi gaanong malapit na mga bono sa pagitan ng mga atomo ng bakal. Sa panahon ng smelting ng cast iron at ang kasunod na pagkikristal nito, ang carbon ay walang oras upang ganap na tumagos sa istraktura ng bakal. Samakatuwid, ang materyal ay lumalabas na malutong. Ang istraktura ng cast iron ay hindi pinapayagan na gamitin ito para sa paggawa ng mga produkto na patuloy na napapailalim sa mga dynamic na pagkarga. Ngunit kung ano ang mainam na cast iron ay para sa mga bahagi na dapat na tumaas ang lakas.

Resibo

Ang paggawa ng cast iron ay isang napakamahal at materyal-intensive na proseso. Upang makakuha ng isang toneladang haluang metal, 550 kg ng coke at 900 litro ng tubig ang kailangan. Tulad ng para sa mineral, ang dami nito ay nakasalalay sa nilalaman ng bakal dito. Bilang isang patakaran, ang mineral na may mass fraction ng bakal na hindi bababa sa 70% ay ginagamit. Ang pagpoproseso ng hindi gaanong mayaman na mga mineral ay hindi magagawa sa ekonomiya.

Bago matunaw, ang materyal ay pinayaman. Ang produksyon ng pig iron sa 98% ng mga kaso ay nangyayari sa mga blast furnace.

Ang teknolohikal na proseso ay kinabibilangan ng ilang yugto. Una, ang mineral ay inilalagay sa blast furnace, na kinabibilangan ng magnetic iron ore (isang tambalan ng di- at ​​trivalent iron oxide). Ang mga ores na naglalaman ng hydrous oxide ng iron o mga asin nito ay maaari ding gamitin. Bilang karagdagan sa mga hilaw na materyales, ang mga coking coal ay inilalagay sa pugon, na kinakailangan upang lumikha at mapanatili ang mataas na temperatura. Ang mga produkto ng pagkasunog ng karbon, bilang mga iron reducer, ay nakikilahok din sa mga reaksiyong kemikal.

Bukod pa rito, ang flux ay ibinibigay sa furnace, na gumaganap ng papel ng isang katalista. Pinapabilis nito ang proseso ng pagtunaw ng mga bato at pagpapakawala ng bakal. Mahalagang tandaan na bago pumasok sa pugon, ang mineral ay dapat sumailalim sa espesyal na pagproseso. Dahil ang maliliit na bahagi ay mas natutunaw, ito ay paunang durog sa isang pagdurog na halaman. Ang mineral ay pagkatapos ay hugasan upang alisin ang mga di-metal na dumi. Pagkatapos ang mga hilaw na materyales ay tuyo at pinaputok sa mga hurno. Salamat sa pagpapaputok, ang asupre at iba pang mga dayuhang elemento ay tinanggal mula dito.

Matapos ganap na ma-load ang hurno, magsisimula ang ikalawang yugto ng produksyon. Kapag sinimulan na ang mga burner, unti-unting pinapainit ng coke ang hilaw na materyal. Naglalabas ito ng carbon, na tumutugon sa oxygen upang bumuo ng isang oxide. Ang huli ay tumatagal ng isang aktibong bahagi sa pagbabawas ng bakal mula sa mga compound sa mineral. Kung mas maraming gas ang naipon sa hurno, mas mabagal ang reaksyon. Kapag naabot ang kinakailangang proporsyon, ang reaksyon ay hihinto nang buo. Ang mga labis na gas ay kasunod na nagsisilbing gasolina upang mapanatili ang kinakailangang temperatura sa hurno. Ang pamamaraang ito ay may ilang mga lakas. Una, pinapayagan ka nitong bawasan ang mga gastos sa gasolina, na binabawasan ang gastos ng proseso ng produksyon. At, pangalawa, ang mga produkto ng pagkasunog ay hindi pumapasok sa kapaligiran, na nagpaparumi dito, ngunit patuloy na nakikilahok sa produksyon.

Ang labis na carbon ay hinahalo sa natunaw at hinihigop ng bakal. Ito ay kung paano ginawa ang cast iron. Ang mga dumi na hindi pa natutunaw ay lumulutang sa ibabaw ng pinaghalong at inaalis. Tinatawag silang slag. Ang slag ay ginagamit sa paggawa ng ilang mga materyales. Kapag ang lahat ng labis na mga particle ay tinanggal mula sa matunaw, ang mga espesyal na additives ay idinagdag dito.

Mga uri

Nalaman na natin kung ano ang cast iron at kung paano ito nakuha, ngayon mauunawaan natin ang pag-uuri ng materyal na ito. Ginagawa ang pipe at foundry cast iron gamit ang pamamaraang inilarawan sa itaas.

Ginagamit ang pig iron sa paggawa ng bakal sa pamamagitan ng ruta ng oxygen converter. Ang uri na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mababang nilalaman ng silikon at mangganeso sa haluang metal. Ang foundry cast iron ay ginagamit sa paggawa ng lahat ng uri ng mga produkto. Ito ay nahahati sa limang uri, bawat isa ay isasaalang-alang nang hiwalay.

Puti

Ang haluang metal na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng nilalaman ng labis na carbon sa anyo ng carbide o cementite. Ang pangalan ng species na ito ay ibinigay para sa puting kulay sa lugar ng bali. Ang nilalaman ng carbon sa naturang cast iron ay karaniwang lumalampas sa 3%. Ang puting cast iron ay lubhang malutong at malutong, kaya limitado ang paggamit nito. Ang ganitong uri ay ginagamit para sa paggawa ng mga bahagi ng isang simpleng pagsasaayos na gumaganap ng mga static na function at hindi nagdadala ng mabibigat na karga.

Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga additives ng alloying sa puting cast iron, posible na madagdagan ang mga teknikal na parameter ng materyal. Para sa layuning ito, ang chromium o nickel ay kadalasang ginagamit, mas madalas na vanadium o aluminyo. Ang isang tatak na may ganitong uri ng mga additives ay tinatawag na "sormite". Ginagamit ito sa iba't ibang mga aparato bilang isang elemento ng pag-init. Ang "Sormite" ay may mataas na resistivity at mahusay na gumagana sa mga temperatura na hindi mas mataas sa 900 degrees. Ang pinakakaraniwang paggamit ng white cast iron ay sa paggawa ng mga bathtub sa bahay.

Kulay-abo

Ito ang pinakakaraniwang uri ng cast iron. Nakahanap ito ng aplikasyon sa iba't ibang lugar ng pambansang ekonomiya. Sa gray cast iron, ang carbon ay naroroon sa anyo ng pearlite, graphite o ferrite-perlite. Sa naturang haluang metal ang nilalaman ng carbon ay tungkol sa 2.5%. Tulad ng cast iron, ang materyal na ito ay may mataas na lakas, kaya ginagamit ito sa paggawa ng mga bahagi na tumatanggap ng cyclic load. Ang gray na cast iron ay ginagamit upang gumawa ng mga bushing, bracket, gear at housing para sa mga kagamitang pang-industriya.

Salamat sa grapayt, binabawasan ng gray cast iron ang alitan at pinapabuti ang epekto ng mga pampadulas. Samakatuwid, ang mga bahagi na gawa sa grey cast iron ay lubos na lumalaban sa ganitong uri ng pagsusuot. Kapag nagpapatakbo sa mga partikular na agresibong kapaligiran, ang mga karagdagang additives ay ipinapasok sa materyal upang neutralisahin ang negatibong epekto. Kabilang dito ang: molibdenum, nickel, chromium, boron, tanso at antimony. Pinoprotektahan ng mga elementong ito ang gray cast iron mula sa kaagnasan. Bilang karagdagan, ang ilan sa kanila ay nagpapataas ng graphitization ng libreng carbon sa haluang metal. Salamat dito, nilikha ang isang proteksiyon na hadlang na pumipigil sa mga mapanirang elemento na maabot ang ibabaw ng cast iron.

Half-hearted

Ang isang intermediate na materyal sa pagitan ng unang dalawang varieties ay half-cast iron. Ang carbon na nilalaman nito ay ipinakita sa anyo ng grapayt at carbide sa humigit-kumulang pantay na sukat. Bilang karagdagan, ang naturang haluang metal ay maaaring maglaman ng maliit na halaga ng lideburite (hindi hihigit sa 3%) at cementite (hindi hihigit sa 1%). Ang kabuuang nilalaman ng carbon ng kalahating cast iron ay mula 3.5 hanggang 4.2%. Ang iba't ibang ito ay ginagamit para sa paggawa ng mga bahagi na pinapatakbo sa ilalim ng mga kondisyon ng patuloy na alitan. Kabilang dito ang mga pad ng preno ng sasakyan, pati na rin ang mga roll para sa mga grinding machine. Upang higit pang madagdagan ang paglaban sa pagsusuot, ang lahat ng uri ng mga additives ay idinagdag sa haluang metal.

Malumanay

Ang haluang metal na ito ay isang uri ng puting cast iron, na sumasailalim sa espesyal na pagpapaputok upang ma-graphitize ang libreng carbon. Kung ikukumpara sa bakal, ang naturang cast iron ay nagpabuti ng mga katangian ng pamamasa. Bilang karagdagan, hindi ito sensitibo sa mga pagbawas at mahusay na gumaganap sa mga kondisyon ng mababang temperatura. Sa naturang cast iron, ang mass fraction ng carbon ay hindi hihigit sa 3.5%. Sa haluang metal ito ay ipinakita sa anyo ng ferrite, butil-butil na pearlite na naglalaman ng mga pagsasama ng grapayt o ferrite-pearlite. Ang malleable na cast iron, tulad ng half-cast iron, ay pangunahing ginagamit sa paggawa ng mga bahaging gumagana sa ilalim ng mga kondisyon ng tuluy-tuloy na alitan. Upang mapabuti ang mga katangian ng pagganap ng materyal, ang magnesium, tellurium at boron ay idinagdag sa haluang metal.

Mataas na lakas

Ang ganitong uri ng cast iron ay nakuha dahil sa pagbuo ng spherical graphite inclusions sa metal lattice. Dahil dito, ang metal na base ng kristal na sala-sala ay humina, at ang haluang metal ay nakakakuha ng pinabuting mga mekanikal na katangian. Ang pagbuo ng spherical graphite ay nangyayari dahil sa pagpapakilala ng magnesium, yttrium, calcium at cerium sa materyal. Ang high-strength cast iron ay malapit sa mga parameter nito sa high-carbon steel. Ito ay angkop para sa paghahagis at maaaring ganap na palitan ang mga bahagi ng bakal ng mga mekanismo. Dahil sa mataas na thermal conductivity nito, ang materyal na ito ay maaaring gamitin para sa paggawa ng mga pipeline at heating device.

Mga hamon sa industriya

Ngayon, ang cast iron casting ay may kahina-hinalang mga prospect. Ang katotohanan ay dahil sa mataas na gastos at malaking halaga ng basura, ang mga industriyalista ay lalong nag-abandona sa cast iron pabor sa murang mga pamalit. Salamat sa mabilis na pag-unlad ng agham, matagal nang posible na makakuha ng mas mataas na kalidad ng mga materyales sa mas mababang gastos. Ang pangangalaga sa kapaligiran ay may malaking papel sa isyung ito at hindi tinatanggap ang paggamit ng mga blast furnace. Aabutin ng mga taon, kung hindi man mga dekada, upang ganap na mai-convert ang iron smelting sa mga electric furnace. Bakit ang tagal? Dahil ito ay napakamahal, at hindi lahat ng estado ay kayang bayaran ito. Samakatuwid, ang natitira na lang ay maghintay hanggang maitatag ang mass production ng mga bagong haluang metal. Siyempre, hindi posible na ganap na ihinto ang pang-industriya na paggamit ng cast iron sa malapit na hinaharap. Ngunit kitang-kita na ang laki ng produksyon nito ay babagsak taun-taon. Nagsimula ang trend na ito 5-7 taon na ang nakakaraan.

Konklusyon

Ang pagkakaroon ng pakikitungo sa tanong na: "Ano ang cast iron?", maaari tayong gumawa ng ilang mga konklusyon. Una, ang cast iron ay isang haluang metal ng bakal, carbon at mga additives. Pangalawa, mayroon itong anim na uri. Pangatlo, ang cast iron ay isang napaka-kapaki-pakinabang at maraming nalalaman na materyal, kaya sa mahabang panahon ang mamahaling produksyon nito ay magagawa. Pang-apat, ngayon ang cast iron ay itinuturing na isang relic ng nakaraan, at sistematikong nawawala ang posisyon nito sa mas maaasahan at mas murang mga materyales.

www.syl.ru

Mga uri ng cast iron, pag-uuri, komposisyon, mga katangian, pagmamarka at aplikasyon

Ngayon ay halos walang lugar ng buhay ng tao kung saan hindi ginagamit ang cast iron. Ang materyal na ito ay kilala sa sangkatauhan sa loob ng mahabang panahon at napatunayan ang sarili nito nang mahusay mula sa praktikal na pananaw. Ang cast iron ay ang batayan para sa isang mahusay na iba't ibang mga bahagi, pagtitipon at mekanismo, at sa ilang mga kaso kahit na isang self-sufficient na produkto na may kakayahang magsagawa ng mga function na itinalaga dito. Samakatuwid, sa artikulong ito ay bibigyan natin ng pansin ang tambalang ito na naglalaman ng bakal. Malalaman din natin kung anong mga uri ng cast iron ang mayroon, ang kanilang pisikal at kemikal na mga katangian.

Kahulugan

Ang cast iron ay isang tunay na natatanging haluang metal ng bakal at carbon, kung saan ang Fe ay higit sa 90%, at ang C ay hindi hihigit sa 6.67%, ngunit hindi bababa sa 2.14%. Ang carbon ay maaari ding naroroon sa cast iron sa anyo ng cementite o graphite.

Binibigyan ng carbon ang haluang metal ng medyo mataas na katigasan, gayunpaman, sa parehong oras, binabawasan nito ang malleability at ductility. Sa bagay na ito, ang cast iron ay isang malutong na materyal. Gayundin, ang mga espesyal na additives ay idinagdag sa ilang mga tatak ng cast iron, na maaaring magbigay sa tambalan ng ilang mga katangian. Ang mga elemento ng alloying ay maaaring: nikel, kromo, vanadium, aluminyo. Ang density ng cast iron ay 7200 kilo bawat metro kubiko. Mula sa kung saan maaari nating tapusin na ang bigat ng cast iron ay isang tagapagpahiwatig na hindi matatawag na maliit.

Makasaysayang sanggunian

Ang pagtunaw ng bakal ay kilala sa tao sa loob ng mahabang panahon. Ang unang pagbanggit ng haluang metal ay nagsimula noong ika-anim na siglo BC.

Noong sinaunang panahon, ang cast iron ay ginawa sa Tsina na may medyo mababang punto ng pagkatunaw. Sa Europa, nagsimulang gumawa ng cast iron noong ika-14 na siglo, noong unang ginamit ang mga blast furnace. Noong panahong iyon, ang naturang cast iron ay ginagamit para sa paggawa ng mga armas, shell, at mga bahagi para sa pagtatayo.

Sa Russia, nagsimula ang produksyon ng cast iron noong ika-16 na siglo at pagkatapos ay mabilis na lumawak. Sa panahon ni Peter I, ang Imperyo ng Russia ay nagawang malampasan ang lahat ng mga bansa sa mundo sa mga tuntunin ng produksyon ng baboy na bakal, ngunit pagkatapos ng isang daang taon ay nagsimula itong mawalan muli ng posisyon sa merkado ng ferrous metalurgy.

Ang paghahagis ng bakal ay ginamit upang lumikha ng iba't ibang mga gawa ng sining noong Middle Ages. Sa partikular, noong ika-10 siglo, ang mga manggagawang Tsino ay nagsumite ng isang tunay na natatanging pigura ng isang leon, na ang timbang ay lumampas sa 100 tonelada. Simula noong ika-15 siglo sa Alemanya, at pagkatapos ay sa ibang mga bansa, naging laganap ang cast iron casting. Ang mga bakod, trellise, mga eskultura ng parke, mga kasangkapan sa hardin, at mga lapida ay ginawa mula rito.

Sa mga huling taon ng ika-18 siglo, ginamit ang cast iron sa maximum sa arkitektura ng Russia. At ang ika-19 na siglo ay karaniwang tinawag na "panahon ng cast iron", dahil ang haluang metal ay aktibong ginagamit sa arkitektura.

Mga kakaiba

Mayroong iba't ibang uri ng cast iron, ngunit ang average na punto ng pagkatunaw ng metal compound na ito ay humigit-kumulang 1200 degrees Celsius. Ang figure na ito ay 250-300 degrees mas mababa kaysa sa kung ano ang kinakailangan para sa steel smelting. Ang pagkakaibang ito ay dahil sa medyo mataas na nilalaman ng carbon, na humahantong sa hindi gaanong malapit na mga bono na may mga atomo ng bakal sa antas ng molekular.

Sa oras ng smelting at kasunod na pagkikristal, ang carbon na nakapaloob sa cast iron ay walang oras upang ganap na tumagos sa molecular lattice ng bakal, at samakatuwid ang cast iron ay nagiging medyo malutong. Sa pagsasaalang-alang na ito, hindi ito ginagamit kung saan nangyayari ang patuloy na mga dynamic na pagkarga. Ngunit sa parehong oras, ito ay mahusay para sa mga bahagi na nadagdagan ang mga kinakailangan sa lakas.

Produksiyong teknolohiya

Ganap na lahat ng uri ng cast iron ay ginawa sa isang blast furnace. Sa totoo lang, ang proseso ng smelting mismo ay isang medyo labor-intensive na aktibidad na nangangailangan ng seryosong materyal na pamumuhunan. Ang isang toneladang cast iron ay nangangailangan ng humigit-kumulang 550 kilo ng coke at halos isang toneladang tubig. Ang dami ng ore na na-load sa pugon ay depende sa nilalaman ng bakal. Kadalasan, ginagamit ang ore, na naglalaman ng hindi bababa sa 70% na bakal. Ang isang mas mababang konsentrasyon ng elemento ay hindi kanais-nais, dahil hindi ito magiging kapaki-pakinabang sa ekonomiya na gamitin ito.

Unang yugto ng produksyon

Ang pagtunaw ng bakal ay nangyayari tulad ng sumusunod. Una sa lahat, ang mineral ay ibinubuhos sa pugon, pati na rin ang mga grado ng coking coal, na nagsisilbing bomba at pagpapanatili ng kinakailangang temperatura sa loob ng baras ng pugon. Bilang karagdagan, sa panahon ng proseso ng pagkasunog, ang mga produktong ito ay aktibong nakikilahok sa patuloy na mga reaksiyong kemikal bilang mga reducer ng bakal.

Kasabay nito, ang pagkilos ng bagay ay na-load sa pugon, nagsisilbing isang katalista. Tinutulungan nito ang mga bato na matunaw nang mas mabilis, na nagtataguyod ng mabilis na paglabas ng bakal.

Mahalagang tandaan na ang mineral ay sumasailalim sa espesyal na pre-treatment bago i-load sa pugon. Ito ay dinurog sa isang durog na halaman (mas mabilis na natutunaw ang maliliit na particle). Pagkatapos ito ay hugasan upang alisin ang mga particle na hindi naglalaman ng metal. Pagkatapos kung saan ang hilaw na materyal ay pinaputok, dahil dito, ang asupre at iba pang mga dayuhang elemento ay tinanggal mula dito.

Ikalawang yugto ng produksyon

Ang natural na gas ay ibinibigay sa naka-load at handa nang gamitin na hurno sa pamamagitan ng mga espesyal na burner. Pinapainit ng coke ang hilaw na materyal. Naglalabas ito ng carbon, na pinagsama sa oxygen upang bumuo ng isang oksido. Ang oxide na ito ay nakikibahagi sa pagbabawas ng bakal mula sa ore. Tandaan na habang tumataas ang dami ng gas sa hurno, bumababa ang bilis ng reaksyong kemikal, at kapag naabot ang isang tiyak na ratio, ito ay ganap na huminto.

Ang sobrang carbon ay tumagos sa pagkatunaw at pinagsama sa bakal, na sa huli ay bumubuo ng cast iron. Ang lahat ng mga elementong iyon na hindi natunaw ay napupunta sa ibabaw at kalaunan ay tinanggal. Ang basurang ito ay tinatawag na slag. Maaari rin itong magamit upang makagawa ng iba pang mga materyales. Ang mga uri ng cast iron na nakuha sa ganitong paraan ay tinatawag na foundry at conversion.

Differentiation

Ang modernong pag-uuri ng mga cast iron ay nagbibigay para sa paghahati ng mga haluang ito sa mga sumusunod na uri:

• Puti.
• Half-hearted.
• Gray na may flake graphite.
• Mataas na lakas na may spherical graphite.
• Malumanay.

Tingnan natin ang bawat uri nang hiwalay.

Puting cast iron

Ang nasabing cast iron ay isa kung saan halos lahat ng carbon ay chemically bonded. Ang haluang ito ay hindi gaanong ginagamit sa mechanical engineering dahil ito ay matigas ngunit napakarupok. Hindi rin ito pumapayag sa machining na may iba't ibang mga tool sa paggupit, at samakatuwid ay ginagamit para sa paghahagis ng mga bahagi na hindi nangangailangan ng anumang pagproseso. Bagaman ang ganitong uri ng cast iron ay maaaring gilingin ng mga nakasasakit na gulong. Ang puting cast iron ay maaaring maging ordinaryong o haluang metal. Kasabay nito, ang hinang ay nagdudulot ng mga paghihirap, dahil sinamahan ito ng pagbuo ng iba't ibang mga bitak sa panahon ng paglamig o pag-init, at dahil din sa heterogeneity ng istraktura na nabuo sa welding point.

Nakukuha ang white wear-resistant cast iron dahil sa pangunahing pagkikristal ng likidong haluang metal sa panahon ng mabilis na paglamig. Ang mga ito ay kadalasang ginagamit para sa trabaho sa ilalim ng mga kondisyon ng dry friction (halimbawa, mga brake pad) o para sa produksyon ng mga bahagi na may tumaas na wear resistance at heat resistance (mga roll ng rolling mill).

Sa pamamagitan ng paraan, nakuha ng puting cast iron ang pangalan nito dahil sa ang katunayan na ang hitsura ng bali nito ay isang magaan na mala-kristal, nagliliwanag na ibabaw. Ang istraktura ng cast iron na ito ay isang kumbinasyon ng ledeburite, pearlite at pangalawang cementite. Kung ang cast iron na ito ay napapailalim sa alloying, kung gayon ang pearlite ay binago sa troostite, austenite o martensite.

Half cast iron

Ang pag-uuri ng cast iron ay hindi kumpleto nang hindi binabanggit ang ganitong uri ng metal na haluang metal.

Ang cast iron na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng kumbinasyon ng carbide eutectic at graphite sa istraktura nito. Sa pangkalahatan, ang buong istraktura ay may sumusunod na anyo: grapayt, pearlite, ledeburite. Kung ang cast iron ay sasailalim sa heat treatment o alloying, hahantong ito sa pagbuo ng austenite, martensite o acicular troostite.

Ang ganitong uri ng cast iron ay medyo marupok, kaya limitado ang paggamit nito. Natanggap ng haluang metal ang pangalan nito dahil ang bali nito ay isang kumbinasyon ng madilim at maliwanag na mga lugar ng mala-kristal na istraktura.

Ang pinakakaraniwang materyales sa engineering

Ang gray cast iron GOST 1412-85 ay naglalaman ng humigit-kumulang 3.5% na carbon, mula 1.9 hanggang 2.5% na silikon, hanggang sa 0.8% mangganeso, hanggang sa 0.3% na posporus at mas mababa sa 0.12% na asupre.

Ang grapayt sa cast iron na ito ay may lamellar na hugis. Walang kinakailangang espesyal na pagbabago.

Ang mga graphite plate ay may malakas na epekto sa pagpapahina at samakatuwid ang gray cast iron ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakababang lakas ng epekto at halos kumpletong kawalan ng pagpahaba (ang figure ay mas mababa sa 0.5%).

Ang gray na cast iron ay madaling makina. Ang istraktura ng haluang metal ay maaaring ang mga sumusunod:

• Ferrite-graphite.
• Ferrite-pearlite-graphite.
• Perlite-graphite.

Ang gray na cast iron ay mas mahusay na gumagana sa compression kaysa sa pag-igting. Ito rin ay nagwelding nang maayos, ngunit nangangailangan ito ng preheating, at ang mga espesyal na cast iron rod na may mataas na silikon at carbon content ay dapat gamitin bilang filler material. Kung walang preheating, ang welding ay magiging mahirap dahil ang cast iron ay magpapaputi sa weld area.

Ang gray na cast iron ay ginagamit upang makagawa ng mga bahagi na gumagana sa ilalim ng walang shock load (mga pulley, mga takip, mga frame).

Ang pagtatalaga ng cast iron na ito ay batay sa sumusunod na prinsipyo: SCh 25-52. Ang dalawang titik ay nagpapahiwatig na ito ay kulay abong cast iron, ang numero 25 ay isang tagapagpahiwatig ng lakas ng makunat (sa MPa o kgf / mm 2), ang numero 52 ay ang lakas ng makunat sa sandali ng baluktot.

Malagkit na bakal

Ang nodular cast iron ay pangunahing naiiba sa iba pang "mga kapatid" nito dahil naglalaman ito ng spherical graphite. Ito ay nakuha sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga espesyal na modifier (Mg, Ce) sa likidong haluang metal. Ang bilang ng mga graphite inclusion at ang kanilang mga linear na dimensyon ay maaaring magkaiba.

Ano ang mabuti tungkol sa spheroidal graphite? Ang katotohanan na ang form na ito ay minimal na nagpapahina sa base ng metal, na, sa turn, ay maaaring maging pearlitic, ferritic o pearlitic-ferritic.

Salamat sa paggamit ng heat treatment o alloying, ang base ng cast iron ay maaaring acicular-troostite, martensitic, o austenitic.

Mayroong iba't ibang grado ng high-strength cast iron, ngunit sa pangkalahatan ang pagtatalaga nito ay ang mga sumusunod: HF 40-5. Madaling hulaan na ang HF ​​ay high-strength cast iron, ang numero 40 ay isang indicator ng tensile strength (kgf/mm 2), ang numero 5 ay relatibong pagpahaba, na ipinahayag bilang porsyento.

Matunaw na bakal

Ang istraktura ng malleable cast iron ay binubuo ng pagkakaroon ng grapayt sa flake o spherical form. Sa kasong ito, ang flake-like graphite ay maaaring magkaroon ng iba't ibang dispersion at compactness, na, naman, ay may direktang epekto sa mga mekanikal na katangian ng cast iron.

Sa industriya, ang malleable na cast iron ay kadalasang ginagawa gamit ang isang ferritic base, na nagbibigay ng higit na ductility.

Ang fracture na hitsura ng ferritic ductile iron ay may itim na velvety na hitsura. Kung mas mataas ang halaga ng perlite sa istraktura, magiging mas magaan ang bali.

Sa pangkalahatan, ang malleable na cast iron ay nakukuha mula sa white cast iron castings dahil sa matagal na pag-simmer sa mga furnace na pinainit sa temperatura na 800–950 degrees Celsius.

Sa ngayon, may dalawang paraan upang makagawa ng malleable na cast iron: European at American.

Ang pamamaraang Amerikano ay nagsasangkot ng simmering ng haluang metal sa buhangin sa temperatura na 800-850 degrees. Sa prosesong ito, ang grapayt ay matatagpuan sa pagitan ng mga butil ng purong bakal. Bilang isang resulta, ang cast iron ay nakakakuha ng lagkit.

Sa pamamaraang European, ang mga paghahagis ay pinainit sa iron ore. Ang temperatura ay humigit-kumulang 850-950 degrees Celsius. Ang carbon ay pumasa sa iron ore, dahil sa kung saan ang ibabaw na layer ng mga casting ay decarbonized at nagiging malambot. Ang cast iron ay nagiging malleable, ngunit ang core ay nananatiling malutong.

Pagmarka ng malleable cast iron: KCH 40-6, kung saan ang KCH ay, siyempre, malleable cast iron; 40 - tagapagpahiwatig ng lakas ng makunat; 6 - kamag-anak na pagpahaba,%.

Iba pang mga tagapagpahiwatig

Tulad ng para sa paghahati ng cast iron sa pamamagitan ng lakas, ang sumusunod na pag-uuri ay ginagamit:

• Normal na lakas: σв hanggang 20 kg/mm2.
• Tumaas na lakas: σв = 20 - 38 kg/mm2.
• Mataas na lakas: σв = 40 kg/mm ​​2 at mas mataas.

Batay sa ductility, ang mga cast iron ay nahahati sa:

• Non-plastic - kamag-anak na pagpahaba mas mababa sa 1%.
• Mababang plasticity - mula 1% hanggang 5%.
• Plastic - mula 5% hanggang 10%.
• Tumaas na kalagkitan - higit sa 10%.

Sa konklusyon, nais ko ring tiyaking tandaan na kahit na ang hugis at likas na katangian ng pagbuhos ay may medyo makabuluhang impluwensya sa mga katangian ng anumang cast iron.

fb.ru

Mga cast iron, pag-uuri ng mga cast iron, mga katangian

Cast iron
- isang haluang metal ng bakal at carbon, kung saan
ang carbon ay higit sa 2.14%.

kanin.
11. Pag-uuri ng mga cast iron

Puti
at kulay abong cast iron.
Ang kulay abo at puting cast iron ay ibang-iba
sa pamamagitan ng mga ari-arian. Ang mga puting cast iron ay napakatigas
at marupok, hindi maayos na naproseso
cutting tool, pumunta para sa smelting
sa bakal at tinatawag na conversion
cast iron. Ang ilan sa mga puting cast iron ay napupunta
pagkuha ng malleable cast iron.

kulay-abo
cast iron
- Ito ay cast iron. Gray na cast iron
pumapasok sa produksyon sa anyo
paghahagis Mura ang gray cast iron
materyales sa pagtatayo. Siya
ay may mahusay na mga katangian ng paghahagis,
mahusay na naproseso sa pamamagitan ng pagputol,
lumalaban sa pagsusuot, mayroon
kakayahang mawala ang mga vibrations
sa ilalim ng vibration at variable load.
Ang kakayahang magbasa-basa ng mga panginginig ng boses ay tinatawag
kakayahan sa pamamasa. Pamamasa
ang kakayahan ng cast iron ay 2-4 beses na mas mataas kaysa
bakal. Mataas na kapasidad ng pamamasa
at natukoy ang resistensya ng pagsusuot
paggamit ng cast iron para sa pagmamanupaktura
mga frame ng iba't ibang kagamitan,
crankshaft at camshafts
mga makina ng traktor at sasakyan
atbp. Gumagawa sila ng mga sumusunod na tatak ng grey
cast iron (ang mga numerong halaga ay ipinahiwatig sa mga panaklong)
mga halaga ng katigasan NV): SCh 10 (143-229), SCh
15 (163-229), SCh 20 (170-241), SCh 25 (180-250), SCh 30 (181-255),
SC 35 (197-269), SC 40 (207-285), SC 45 (229-289).

Kulay-abo
ang cast iron ay nakukuha sa pamamagitan ng pagdaragdag sa
natunaw na mga sangkap ng metal,
pagtataguyod ng pagkawatak-watak ng cementite at
pagpapalabas ng carbon sa anyo ng grapayt. Para sa
grey cast iron graphitizer ay
silikon. Kapag nagpapakilala ng silikon sa isang haluang metal
halos 5% gray cast iron cementite ay halos
ganap na naghiwa-hiwalay at nabubuo
istraktura na gawa sa plastic ferritic
graphite base at inklusyon. Sa pagbaba
isinama ang silicon content cementite
sa komposisyon ng perlite, bahagyang nabubulok
at nabuo ang ferrite-pearlite
istraktura na may mga graphite inclusions. Sa
karagdagang pagbawas sa nilalaman
nabuo ang silikon na kulay abong istraktura
cast iron na nakabatay sa perlite na may mga inklusyon
grapayt

Mekanikal
Ang mga katangian ng grey cast iron ay nakasalalay sa
base ng metal, pati na rin ang hugis
at mga sukat ng graphite inclusions. Karamihan
Ang gray na cast iron ay matibay
base ng perlite, at karamihan
ductile - gray cast iron sa ferritic
batayan. Dahil ang grapayt ay may napaka
mababang lakas at walang koneksyon sa
cast iron metal base,
cavities inookupahan ng grapayt ay maaaring
isaalang-alang bilang voids, cuts
o mga bitak sa base ng metal
cast iron, na makabuluhang bawasan
lakas at ductility nito.
Ang pinakamalaking pagbawas sa lakas
Ang mga katangian ay sanhi ng mga pagsasama ng grapayt
V
sa anyo ng mga plato, ang pinakamaliit - mga pagsasama
punto o spherical na hugis.

Sa pamamagitan ng
pisikal at mekanikal na katangian
ang mga gray na cast iron ay maaaring nahahati sa
sa apat na grupo: mababang lakas,
nadagdagan ang lakas, mataas
lakas at may mga espesyal na katangian.

Haluang metal
ang gray cast iron ay may pinong butil
istraktura at mas mahusay na istraktura ng grapayt para sa
dahil sa pagdaragdag ng maliit na dami
nickel at chromium, molibdenum at kung minsan ay titan
o tanso.

Binago
ang grey cast iron ay may homogenous na istraktura
kasama ang cross section ng casting at mas maliit
umiikot na anyo ng grapayt. Kemikal
komposisyon ng singil para sa produksyon
napili ang binagong cast iron
kaya na ang karaniwang binago
titigas ang cast iron sa casting gamit ang bleach
(i.e. puti o kalahati). Mga modifier
- ferrosilicon, silicoaluminium,
silicocalcium, atbp. - idinagdag sa
halagang 0.1 -0.3% ayon sa bigat ng cast iron
direkta sa bucket habang
pagpupuno. Sa istraktura ng castings mula sa
ang binagong grey cast iron ay hindi
naglalaman ng ledeburite cementite.
Dahil sa maliit na halaga ng input
sa cast iron modifier ang kemikal nito
ang komposisyon ay nananatiling halos hindi nagbabago.
Kinakailangan ang binagong likidong cast iron
ibuhos kaagad sa mga pandayan
mga form, dahil ang epekto ng pagbabago
nawawala pagkatapos ng 10-15 minuto.

Mataas na lakas
cast iron.
Mga mekanikal na katangian ng mataas na lakas
pinahihintulutan ng cast iron na gamitin ito para sa
paggawa ng mga bahagi ng makina na nagpapatakbo
sa malupit na mga kondisyon, sa halip na mga forging
o mga paghahagis ng bakal. Ginawa mula sa mataas na lakas
ang cast iron ay gumagawa ng mga rolling parts
mill, forging at pressing equipment,
mga steam turbine (guide blades
apparatus), mga traktora, mga kotse
(crankshafts, pistons), atbp. Kaya,
halimbawa, isang crankshaft ng kotse
Ang mga kotse ng Volga ay ginawa mula sa
ductile iron sumusunod
komposisyon: 3.4-3.6% C; 1.8-2.2%
Si; 0.96-1.2%
Mn;
0,16-0,30%
Cr;<0,01
%
S;<0,06% P
at 0.01-0.03%
Mg. Mababa
sulfur at posporus nilalaman at maliit
mga limitasyon para sa iba pang mga kemikal
ang mga elemento ay tinitiyak ng katotohanang ganoon
Ang cast iron ay hindi natunaw sa isang kupola, ngunit sa
electric oven. Pagkatapos ng thermal
pagproseso ng mga mekanikal na katangian ng cast iron
medyo mataas pala: Ov =
620-650 MPa; §= 8-12% at tigas HB = 192-240.

Malumanay
cast iron.
Ang malleable na cast iron ay isang karaniwang pangalan para sa higit pa
ductile cast iron kumpara sa gray cast iron.
Ang malambot na cast iron ay hindi kailanman pineke. Mga casting
mula sa malleable cast iron ay nakuha matibay
pagsusubo ng puting cast iron castings na may
istraktura ng pearlite-cementite. kapal
ang mga pader ng paghahagis ay hindi dapat lumampas
40-50 mm. Kapag na-annealed, ang cementite ay puti
ang cast iron ay nabubulok
grapayt na hugis natuklap. Otlivox
kapal ng pader na higit sa 50 mm sa panahon ng pagsusubo
mabubuo ang hindi ginusto
manipis na grapayt.

Malumanay
Ang cast iron ay malawakang ginagamit sa sasakyan,
agrikultural at tela
enhinyerong pang makina. Ito ay ginawa mula sa
mataas na lakas ng mga bahagi na may kakayahang
perceive re-variables at
shock load at nagtatrabaho sa
mataas na kondisyon ng pagsusuot tulad ng
rear axle housing, brake pad,
mga hub, mga daliri ng mga kagamitan sa paggupit
makinarya ng agrikultura, mga gears,
hook chain, atbp. Laganap
malleable cast iron, sumasakop
mga mekanikal na katangian ng intermediate
posisyon sa pagitan ng kulay abong cast iron at bakal,
dahil sa mas mahusay kumpara sa
mga katangian ng paghahagis ng bakal na puti
cast iron, na nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng castings
kumplikadong hugis. Nailalarawan ang malambot na cast iron
sapat na mataas na anti-corrosion
mga katangian at gumagana nang maayos sa kapaligiran
mahalumigmig na hangin, mga flue gas at tubig.

Cast iron
na may mga espesyal na katangian.
Ang ganitong mga cast iron ay ginagamit sa iba't-ibang
sangay ng mechanical engineering kapag
paghahagis, bilang karagdagan sa lakas, dapat
magkaroon ng isa o isa pang tiyak
mga katangian (wear resistance, chemical
tibay, paglaban sa init, atbp.). Mula sa
isang malaking bilang ng mga cast iron na may
ang mga espesyal na katangian ay ibinigay sa
Ang mga sumusunod ay mga halimbawa.

Magnetic
mga de-koryenteng pabahay ng makina, mga frame,
mga kalasag, atbp. Para sa layuning ito, ang pinakamahusay
ay ferritic cast iron na may nodular
grapayt.

Non-magnetic
cast iron ay ginagamit sa paggawa
mga casing at bendahe ng iba't ibang elektrikal
mga sasakyan Para sa layuning ito ginagamit nila
nickel-manganese cast iron na naglalaman
7-10% MP at 7-9%
Hindi,
pati na rin ang manganese-copper cast iron, sa
na naglalaman ng 9.8% Mn
at 1.2-2.0% Cu.

Lumalaban sa init
cast iron
– Naglalaman ang Chugal ng 20-25% A1.

SA
cast irons na may mga espesyal na katangian
isama din ang mga naunang nabanggit na ferroalloys
– ferromanganese, ferrosilicon, atbp.,
nilayon para sa deoxidation at
alloying steel sa panahon ng pagtunaw nito.

studfiles.net

Mga katangian at uri ng cast iron

Ang cast iron ay naglalaman ng bakal, carbon at iba't ibang mga dumi na nagbibigay sa haluang metal ng ilang mga katangian. Ang mass fraction ng carbon sa materyal ay dapat na hindi bababa sa 2.14%, kung hindi man ay hindi ito magiging cast iron, ngunit bakal. Ang elementong ito ay nagbibigay sa haluang metal na tumaas na katigasan, ngunit binabawasan ang pagkamalleability at ductility nito. Samakatuwid, ang cast iron ay isang medyo malutong na materyal. Ang iba pang mga permanenteng dumi ay kinabibilangan ng silikon, mangganeso, asupre at posporus. Ang mga karagdagang additives ay ipinakilala sa ilang mga grado ng cast iron, na ginagawang posible na magbigay ng mga karagdagang katangian sa haluang metal. Ang Chromium, nickel, vanadium at aluminum ay ginagamit bilang mga elemento ng alloying.

Ang density ng cast iron ay 7.2 gramo bawat cubic centimeter. Ito ay isang medyo mataas na tagapagpahiwatig para sa mga metal at ang kanilang mga haluang metal. Ang cast iron ay mahusay para sa paghahagis sa paggawa ng iba't ibang produkto para sa lahat ng industriya. Ayon sa tagapagpahiwatig na ito, ito ay bahagyang mas mababa sa ilang mga grado ng bakal, na lumalampas sa lahat ng iba pang mga haluang bakal.

Ang punto ng pagkatunaw ng cast iron ay 1200 degrees Celsius, na 250-300 degrees na mas mababa kaysa sa kinakailangan upang matunaw ang bakal. Ito ay dahil sa tumaas na nilalaman ng carbon at, bilang kinahinatnan, ang hindi gaanong malapit na koneksyon nito sa mga atomo ng bakal sa antas ng intermolecular. Sa panahon ng smelting ng cast iron at kasunod na pagkikristal, ang lahat ng carbon ay walang oras upang tumagos sa structural lattice ng bakal, kaya ang cast iron ay lumalabas na malutong. Hindi ito ginagamit para sa paggawa ng mga produkto na patakbuhin sa ilalim ng impluwensya ng patuloy na dynamic na pagkarga. Ngunit ito ay perpekto para sa mga bahagi na nangangailangan ng mas mataas na lakas.

Teknolohiya ng cast iron

Ang paggawa ng cast iron ay isang napaka-materyal na proseso na nangangailangan ng malaking gastos. Nangangailangan ng humigit-kumulang 550 kilo ng coke at 900 litro ng tubig upang makagawa ng isang tonelada ng haluang metal. Ang mga gastos sa mineral ay nakasalalay sa nilalaman ng bakal dito. Karaniwan, ang mga hilaw na materyales na may mass fraction ng elemento ng hindi bababa sa 70% ay ginagamit, dahil ang pagproseso ng mga mahihirap na ores ay hindi makatwiran sa ekonomiya. Ang ganitong mga hilaw na materyales ay unang sumasailalim sa isang pamamaraan ng pagpapayaman, at pagkatapos lamang ay ipinadala para sa smelting. Ang produksyon ng bakal ay nagaganap sa mga blast furnace. Halos 2% lamang ng lahat ng materyal na ginawa sa mundo ang natunaw sa isang electric furnace.

Ang teknolohikal na proseso ay binubuo ng ilang magkakaugnay na yugto. Sa unang yugto, ang mineral ay inilalagay sa blast furnace, na naglalaman ng tinatawag na magnetic iron ore (isang tambalan ng divalent at trivalent iron oxides). Ang mga ores na naglalaman ng hydrous iron oxide o mga asin nito ay maaari ding gamitin bilang hilaw na materyales. Kasama ng mga hilaw na materyales, ang mga coking coal ay inilalagay sa pugon, na idinisenyo upang lumikha at mapanatili ang mataas na temperatura. Bilang karagdagan, ang kanilang mga produkto ng pagkasunog ay nakikibahagi sa mga reaksiyong kemikal bilang mga iron reducer.

Bukod pa rito, ang flux ay ibinibigay sa furnace, na gumaganap bilang isang katalista at tumutulong sa mga bato na matunaw nang mas mabilis, sa gayon ay naglalabas ng bakal. Kapansin-pansin na bago pumasok sa blast furnace, ang ore ay sumasailalim sa espesyal na pre-treatment. Ang mga ito ay dinurog gamit ang isang durog na halaman, dahil mas mabilis na matutunaw ang maliliit na particle. Pagkatapos ay hugasan ito upang alisin ang lahat ng hindi kinakailangang elemento na hindi naglalaman ng metal. Pagkatapos nito, ang mga pinatuyong hilaw na materyales ay pinaputok sa mga espesyal na hurno, na nag-aalis ng asupre at iba pang mga dayuhang elemento mula sa mga compound.

Kapag ang blast furnace ay na-load at handa na para sa operasyon, magsisimula ang ikalawang yugto ng produksyon. Matapos magsimula ang mga burner, ang coke ay nagsisimulang magpainit ng hilaw na materyal, na naglalabas ng carbon, na, na dumadaan sa hangin, ay tumutugon sa oxygen at bumubuo ng isang oksido. Ang oxide na ito ay aktibong kasangkot sa pagbabawas ng bakal mula sa mga compound na matatagpuan sa ore. Bukod dito, mas maraming gas ang nasa hurno, mas mahina ang reaksyon ng kemikal. Matapos maabot ang isang tiyak na proporsyon, ito ay ganap na hihinto. Ang mga sobrang gas ay ginagamit bilang panggatong upang mapanatili ang temperatura sa hurno. Ang diskarte na ito ay may ilang mga positibong aspeto. Una, ang halaga ng fossil fuels ay nabawasan, na medyo nagpapababa sa gastos ng produksyon. At, pangalawa, ang mga produkto ng pagkasunog ay hindi inilabas sa kapaligiran, na nagpaparumi dito ng mga nakakapinsalang impurities, ngunit patuloy na nakikilahok sa proseso ng teknolohiya.

Ang sobrang carbon ay humahalo sa natutunaw at, hinihigop ng bakal, ay bumubuo ng cast iron. Ang lahat ng hindi natunaw na elemento ng bato ay lumulutang sa ibabaw at inalis mula sa materyal. Ang basura ay tinatawag na slag, na pagkatapos ay gagamitin upang makagawa ng iba pang mga materyales. Matapos alisin ang lahat ng labis na mga particle, ang iba't ibang mga additives ay idinagdag sa matunaw kung kinakailangan. Sa ganitong paraan, dalawang uri ng mga haluang metal ang ginawa: pig iron at cast iron.

Mga uri ng cast iron

Ang materyal ng conversion ay ginagamit upang makagawa ng bakal gamit ang paraan ng oxygen converter. Ang uri na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mababang nilalaman ng mangganeso at silikon sa komposisyon ng haluang metal. Ang foundry cast iron ay ginagamit upang makagawa ng iba't ibang produkto. Ito ay nahahati sa limang uri, na kung saan ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang nang mas detalyado. Ang puting cast iron ay isang haluang metal kung saan ang labis na carbon ay nakapaloob sa anyo ng cementite o carbide. Nakuha nito ang pangalan nito mula sa katangian na puting kulay sa lugar ng bali. Ang mass fraction ng carbon sa loob nito ay higit sa 3%. Ang materyal na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagtaas ng hina at hina, kaya ang paggamit nito ay napakalimitado.

Ang ganitong uri ay ginagamit sa paggawa ng mga simpleng bahagi na gumagana sa ilalim ng mga static na kondisyon at hindi nagdadala ng karagdagang pagkarga. Ang pagdaragdag ng mga additives ng alloying sa haluang metal ay maaaring mapabuti ang mga teknikal na katangian ng materyal. Para sa mga layuning ito, ginagamit ang nickel o chromium, hindi gaanong karaniwang aluminyo at vanadium. Ang tatak na ito ng iba't ibang ito, na tinatawag na "sormite," ay ginagamit bilang isang elemento ng pag-init sa iba't ibang mga aparato. Ito ay may mahusay na resistivity at gumagana nang walang mga problema sa temperatura hanggang sa 900 degrees Celsius. Ang mga bathtub para sa mga domestic na pangangailangan ay gawa sa puting cast iron.

Ang gray cast iron ay ang pinakakaraniwang uri ng materyal, na ginagamit sa maraming sektor ng pambansang ekonomiya. Sa haluang ito, ang carbon ay naroroon sa anyo ng grapayt, pearlite o ferrite-pearlite. Ang mass fraction ng carbon ay nasa antas na 2.5%. Ang materyal ay may mataas na lakas para sa cast iron, samakatuwid ito ay ginagamit para sa paggawa ng mga bahagi na may cyclic load ng isang tiyak na antas. Ang mga bushing, mga pabahay ng iba't ibang kagamitang pang-industriya, mga bracket, at mga gear ay ginawa mula dito.

Ang graphite ay makabuluhang nagpapabuti sa epekto ng pagpapadulas at binabawasan ang impluwensya ng alitan, upang ang mga bahagi ay nadagdagan ang paglaban sa ganitong uri ng pagsusuot. Kung kinakailangan upang gumana sa mga agresibong kapaligiran, ang mga karagdagang elemento ay ipinapasok sa gray na cast iron na magbibigay-daan dito upang mapaglabanan ang negatibong epekto. Kabilang dito ang nickel, chromium, molibdenum, boron, antimony, at tanso. Nakakatulong ang mga elementong ito na protektahan ang cast iron mula sa mga epekto ng corrosion. Gayundin, ang ilan sa kanila ay nagpapataas ng antas ng graphitization ng libreng carbon sa haluang metal, na ginagawang posible na lumikha ng isang proteksiyon na hadlang kung saan walang mapanirang elemento ang maaaring makalusot.

Ang kalahating cast iron ay isang intermediate na materyal sa pagitan ng unang dalawang uri. Naglalaman ito ng bahagi ng carbon sa anyo ng grapayt, at bahagi sa anyo ng carbide. Ang haluang metal ay maaari ding maglaman ng cementite (hanggang 1%) at lideburite (hanggang 3%) sa maliit na sukat. Ang mass fraction ng carbon sa materyal ay 3.5-4.2%. Ang iba't-ibang ito ay ginagamit para sa paggawa ng mga bahagi na gagamitin sa ilalim ng mga kondisyon ng patuloy na alitan. Kabilang dito ang mga brake pad para sa industriya ng sasakyan at iba't ibang grinding roll para sa mga machine tool. Upang madagdagan ang resistensya ng pagsusuot, ang mga additives ng alloying ay tradisyonal na ipinakilala sa haluang metal.

Ang ductile iron ay isang uri ng puting haluang metal na espesyal na nilagyan ng annealed upang i-graphitize ang libreng carbon sa materyal. Ang uri na ito ay nagpabuti ng mga katangian ng pamamasa kumpara sa bakal. Bilang karagdagan, ito ay hindi gaanong sensitibo sa mga pagbawas at mahusay na gumaganap sa mababang temperatura. Carbon, ang mass fraction na kung saan ay hanggang sa 3.5%, ay matatagpuan sa haluang metal sa anyo ng ferrite, ferrite-pearlite o butil-butil na pearlite interspersed sa grapayt. Ang materyal na ito ay ginagamit sa industriya ng automotive para sa paggawa ng mga bahagi na tumatakbo sa ilalim ng patuloy na alitan. Upang mapabuti ang mga katangian ng pagganap nito, ang magnesium, boron at tellurium ay idinagdag sa haluang metal.

Ang mataas na lakas ng cast iron ay nakuha bilang isang resulta ng pagbuo ng isang spherical graphite na pagsasama sa haluang metal sa isang metal na sala-sala. Ito ay nagpapahina sa metal na gulugod ng kristal na sala-sala at nagreresulta sa pinabuting mekanikal na mga katangian. Ang proseso ng pagbuo ng spherical graphite ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpapasok ng magnesium, cerium, yttrium at calcium sa haluang metal. Ayon sa mga teknikal na katangian nito, ang materyal ay napakalapit sa high-carbon steel. Mahusay itong ipinapahiram sa paghahagis at may kakayahang palitan ang mga elemento ng cast steel sa mga mekanismo. Ang mataas na antas ng thermal conductivity ay nagpapahintulot sa ganitong uri na magamit sa paggawa ng mga heating device at pipelines.

Anong mga paghihirap ang nararanasan ng industriya ng bakal?

Ang mga prospect para sa pag-unlad ng industriya ng cast iron ay hindi mukhang mala-rosas. Ang mataas na halaga ng paggawa ng isang toneladang materyal at ang malaking halaga ng basura ay pumipilit sa mga industriyalista na maghanap ng mas murang mga pamalit. Ang mabilis na pag-unlad ng agham ay ginagawang posible na makakuha ng mas mahusay na mga haluang metal sa mas mababang gastos. At sa mga kondisyon ng pandaigdigang panganib sa kapaligiran, hindi katanggap-tanggap na balewalain ang polluting factor sa produksyon. Samakatuwid, ang mga metallurgist sa buong mundo ay umaabandona sa mga blast furnace sa pabor ng mga de-koryenteng kagamitan.

Ngunit pisikal na imposibleng ilipat ang pagtunaw ng bakal sa mga riles na ito sa pinakamaikling posibleng panahon. Mangangailangan ito ng napakalaking gastos sa pananalapi na hindi kayang pasanin ng anumang estado. Kaya't maaari na lamang nating hintayin kung gaano katagal makakapag-organisa ang mga industriyalista ng mass production ng mga bagong haluang metal. Siyempre, hindi posible na ganap na iwanan ang cast iron sa mga darating na dekada, ngunit ang pandaigdigang produksyon nito ay patuloy na bababa. Ang kalakaran na ito ay naobserbahan sa nakalipas na 5-7 taon.

promplace.ru

Mga uri ng cast iron

Carbon sa cast iron
maaaring naroroon sa anyo ng cementite
(Fe3C) o grapayt. May ilaw ang cementite
kulay, ay may mahusay na tigas at
mahirap makina.
Ang graphite, sa kabaligtaran, ay madilim ang kulay at
sapat na malambot. Depende sa
anong anyo ng carbon ang nangingibabaw
istraktura, nakikilala: puti, kulay abo,
malleable at high-strength na mga cast iron. Cast iron
naglalaman ng mga permanenteng impurities (Si, Mn, S, P),
at sa ilang mga kaso din alloying
elemento (Cr, Ni, V, Al, atbp.).

Puti
cast iron -
isang uri ng cast iron kung saan ang carbon ay pinagsama-sama
ang estado ay nasa anyo ng cementite,
kapag nasira ito ay puti at metal
sumikat. Sa istraktura ng naturang cast iron
walang nakikitang graphite inclusions
at maliit na bahagi lamang nito (0.03-0.30
%) ay natutukoy ng mga banayad na pamamaraan
pagsusuri ng kemikal o biswal
mataas na pagpapalaki. Mga puting casting
ang cast iron ay may wear resistance,
relatibong paglaban sa init at
paglaban sa kaagnasan. Lakas
white cast iron ay nabawasan, at ang tigas
tumataas kasabay ng pagtaas ng nilalaman
naglalaman ito ng carbon.

White cast iron ay napaka
mahirap, halos hindi pumapayag sa mekanikal
pagproseso at samakatuwid ay hindi naaangkop para sa
mga bahagi ng pagmamanupaktura, at ginagamit
para sa conversion sa bakal at para sa pagmamanupaktura
mga bahagi na gawa sa ductile cast iron. Ang ganyang cast iron
tinatawag ding conversion.

Kulay-abo
cast iron –
haluang metal ng bakal, silikon (mula sa 1.2-3.5%) at
carbon, na naglalaman din ng permanenteng
impurities Mn, P, S. Sa istraktura ng naturang cast irons
karamihan o lahat ng carbon ay matatagpuan
sa anyo ng plate-shaped graphite. Kink
naturang cast iron dahil sa pagkakaroon ng graphite
may kulay abo. Isang hiwalay na uri
(pangkat ng mga grado) gray cast iron ay
ductile iron na may globular graphite
(spherical) na hugis, na nakakamit
sa pamamagitan ng pagbabago nito sa magnesium (Mg),
cerium (Ce) o iba pang elemento.

Ang kulay abong cast iron ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas
mga katangian ng paghahagis (mababang temperatura
pagkikristal, pagkalikido sa likido
kondisyon, mababang pag-urong) at nagsisilbing pangunahing
materyal sa paghahagis. Ito ay malawak na inilalapat
sa mechanical engineering para sa paghahagis ng mga kama
machine tool at mekanismo, piston, cylinders.

Mataas na hinang likas
gray cast iron dahil sa presensya sa kanila
ang istraktura ng grapayt ay ginagawang imposible
ang kanilang paggamit para sa mga bahagi na gumagana
higit sa lahat "sa pag-igting" o "sa
yumuko"; ang mga cast iron ay ginagamit lamang para sa
"compression" na gawain.

Gray na cast iron
ay minarkahan ng mga titik СЧ, pagkatapos nito
ipahiwatig ang garantisadong halaga
lakas ng makunat sa kg/mm², halimbawa
SCH30. Ang mga ductile iron ay minarkahan
mga titik HF , pagkatapos ay ipinapahiwatig nila
lakas at, sa pamamagitan ng isang gitling, kamag-anak
pagpahaba sa porsyento, halimbawa VC60-2.

Malumanay
cast iron–kondisyon
pangalan ng malambot at ductile cast iron,
nakuha mula sa puting cast iron sa pamamagitan ng paghahagis
at karagdagang paggamot sa init.
Ginagamit ang mahabang pagsusubo, sa
na nagreresulta sa pagkawatak-watak
cementite na may pagbuo ng grapayt, pagkatapos
mayroong isang proseso ng graphitization, at samakatuwid
Ang ganitong uri ng pagsusubo ay tinatawag na graphitizing.

Malutong na bakal, tulad ng
at kulay abo, ay binubuo ng isang bakal na base at
naglalaman ng carbon sa anyo ng grapayt, gayunpaman
graphite inclusions sa malleable cast iron
iba kaysa sa ordinaryong gray cast iron. Pagkakaiba
ay na graphite inclusions sa malleable
ang cast iron ay nakaayos sa anyo ng mga natuklap,
na nakukuha sa panahon ng pagsusubo, at
hiwalay sa isa't isa, bilang resulta
ano ang metal base na mas mababa
ay nakahiwalay, at ang cast iron ay may ilan
lagkit at kaplastikan. Dahil sa aking
hugis ng flake at paraan ng paggawa
(Annealing) graphite sa malleable na bakal madalas
tinatawag na carbon annealing. Matunaw na bakal
nakuha ang pangalan nito dahil sa tumaas
plasticity at lagkit (bagaman ang pagpoproseso
hindi napapailalim sa presyon).

Matunaw na bakal
ay nadagdagan ang lakas sa
makunat at mataas na pagtutol
tamaan. Ginawa mula sa malleable na cast iron
mga bahagi ng kumplikadong hugis: mga pabahay sa likuran
axle ng kotse, brake pad,
tees, elbows, atbp.

Minarkahang malleable
cast iron na may dalawang titik at dalawang numero,
halimbawa KCH 370-12. Ang mga titik na KCH ay nangangahulugang malleable
cast iron, ang unang numero ay ang makunat na lakas
(sa MPa) lakas ng makunat, pangalawang numero -
kamag-anak na pagpahaba (sa porsyento),
nailalarawan ang kalagkit ng cast iron.

Mataas na lakas
cast iron –
cast iron na may graphite inclusions
spheroidal na hugis. Graphite spheroidal
ang anyo ay may mas kaunting kaugnayan dito
ibabaw sa dami, na tumutukoy
pinakamalaking pagpapatuloy ng metal
pundasyon, at samakatuwid ay lakas
cast iron

Mataas na lakas
ang cast iron ay kadalasang ginagamit para sa
responsable sa paggawa ng mga produkto
mga appointment sa mechanical engineering, pati na rin
para sa produksyon ng mga high-strength pipe
(supply ng tubig, alkantarilya, gas,
mga pipeline ng langis). Mga produkto at tubo mula sa
Iba ang ductile iron
mataas na lakas, tibay,
mataas na pagganap ng mga katangian.

studfiles.net

Kasaysayan ng paghahagis ng bakal. Mula sa Sinaunang Tsina hanggang sa makabagong panahon

Ang cast iron ay isang metal na may isang libong taong kasaysayan, ang mga ugat nito ay bumalik sa panahon BC. Sa pakikipag-usap tungkol dito, hindi maaaring hindi lumingon sa salaysay ng pag-unlad ng negosyo ng pandayan sa kabuuan.

Panahon ng Copper-Stone

Ang unang katibayan ng paglitaw ng metalurhiya ay nagsimula noong ika-5-6 na milenyo BC.

Sa oras na iyon, ang isang tao na gumagamit pa rin ng bato upang lumikha ng mga tool ay nakatagpo ng mga copper nuggets. Ang pagkuha ng mga ito para sa mga bato at pagproseso ng mga ito sa karaniwang paraan, pagpindot sa isa't isa, nagiging malinaw na ang nugget ay hindi masira, ngunit deformed at maaaring mabigyan ng nais na hugis. Tinatawag ng mga mananalaysay ang pamamaraang ito malamig na pagpapanday.

Ang tanso ay aktibong pinalitan ang bato. Ang mga karayom, fishhook, dagger, sibat at ulo ng palaso ay naging mas madaling gawin, at ang kanilang kalidad ay mas mataas kaysa sa kanilang mga katapat na bato at buto.

Sa paglipas ng panahon, natutunan ng mga tao na magdagdag ng lakas sa metal sa pamamagitan ng pagpapanday nito, na naging posible upang lumikha ng mas kumplikado at matibay na mga palakol at asarol.

Ang paglipat sa mga tool na tanso ay nakaimpluwensya rin sa pag-unlad ng sangkatauhan sa oras na iyon sa kabuuan; ang pagproseso ng kahoy ay naging mas advanced, at naging posible na gumawa ng mas maliliit na bahagi. Napatunayan ng mga siyentipiko na sa mga lugar kung saan aktibong ginamit ang tanso, ang hitsura ng gulong ay naganap nang mas maaga. Ito ay nagpapatunay na ang pag-unlad ng sangkatauhan ay direktang nauugnay sa pag-unlad ng metalurhiya.

Panahon ng Tanso

Ang pagkakaroon ng natutunan upang lumikha ng tanso, isang haluang metal ng lata at tanso, ang sangkatauhan ay pumasok sa Bronze Age.

Kung paano naimbento ng tao ang haluang ito ay hindi alam nang eksakto. Karamihan sa mga istoryador ay naniniwala na ito ay nangyari sa pamamagitan ng purong aksidente nang ang lata ay pumasok sa tinunaw na tanso. Ang resulta ay namangha sa hindi sinasadyang mga imbentor; ang metal ay mas malakas at mas angkop para sa hasa. Salamat sa mga katangian ng tanso, ang sangkatauhan ay nagsimulang aktibong gamitin ito sa pang-araw-araw na buhay at sa digmaan.

Sa loob ng isang buong milenyo, nagluto ang mga tao ng pagkain sa mga kalderong tanso at nakipaglaban gamit ang mga espadang tanso. Ngunit, habang lumilipas ang panahon, nagbabago ang millennia, ang ilang mga pundasyon at teknolohiya ay napalitan ng iba.

Panahon ng Bakal

Naniniwala ang mga istoryador na ang bakal ay mas madaling makuha kaysa sa tanso o lata, dahil ito ay matatagpuan sa anyo ng oxide at nitrous oxide sa lahat ng dako, na hindi masasabi tungkol sa iba pang mga metal.

Bakit hindi nagsimulang gumamit ng bakal ang mga tao nang mas maaga? Ang sagot ay napaka-simple; ang produksyon nito ay isang labor-intensive at kumplikadong proseso na nagaganap sa ilang yugto. Isang proseso na tumagal ng higit sa isang siglo ng pag-unlad ng tao upang pag-aralan at maunawaan. Ito ay hindi para sa wala na ang mga metalurgist noong mga panahong iyon ay itinuturing na mga mangkukulam na lumikha ng hindi kilalang, mahiwagang mga bagay.

Ang mga unang pagbanggit ng cast iron

Ang China ay itinuturing na bansa kung saan unang natunaw ang cast iron; ang makasaysayang katotohanan ay nagsimula noong ika-5-6 na siglo BC. Sa China, napakapopular ang mga produktong cast iron; gawa sa cast iron ang mga barya, armas, at kagamitan sa bahay.

Ang unang cast iron cookware ay ginawa sa China, tinawag itong cast iron wok - ito ay isang kawali na may manipis na dingding na may diameter na hanggang isang metro. Napakasikat sa mga pamilyang Tsino, bagaman mahal.

Maraming cast iron casting ang napreserba, halimbawa isang cast iron lion na 5 metro ang haba at 6 na metro ang taas. Kinumpirma ng mga siyentipiko na ang estatwa ay inihagis nang sabay-sabay, na nagpapahiwatig ng mahusay na kasanayan ng mga metalurgist sa Gitnang Kaharian.

Ang isa sa mga hindi pangkaraniwang produkto ng cast iron noong panahong iyon ay itinuturing na mga dingding ng isang libingan na pinutol sa bato, na inihagis sa tuluy-tuloy na layer ng cast iron upang mapagkakatiwalaang isara ang pasukan.

Ang maagang paglikha at malakihang paggamit ng cast iron sa sinaunang mundo ay hindi nangangahulugan na walang iba pang mga metal maliban dito; nakahanap ang mga arkeologo ng mga armas at gamit sa bahay na gawa sa bakal, tanso, at tanso. Ngunit ang cast iron ay higit na nananaig sa iba pang mga materyales. Ito ay higit sa lahat dahil sa mas mababang punto ng pagkatunaw ng Chinese cast iron kumpara sa bronze, sa pamamagitan ng 100 degrees.

Cast iron production sa Europe at Russia

Nalaman lamang ng mga bansang Europeo ang tungkol sa cast iron noong ika-14-16 na siglo AD, higit sa lahat salamat sa Russia, na nag-e-export ng mga cast iron cannon at cannonballs.

Ang tatlong daang taon ng pamatok ng Tatar-Mongol at ang kalapitan ng Mongolia sa Tsina ay nakaimpluwensya sa naunang hitsura ng produksyon ng cast iron sa Rus' kaysa sa Europa.

Sa oras na iyon, ang cast iron ay kadalasang ginagamit sa artilerya - ang mga baril ng iba't ibang laki at mga cannonball para sa kanila ay ginawa mula dito.

Hindi lamang Russia, ngunit ang buong mundo ay may utang sa aktibong pag-unlad ng produksyon ng cast iron kay Peter the Great, na nagsimula ng mga pangunahing pagbabago sa industriya ng metalurhiko sa pagtatapos ng ika-17 siglo. Noong mga panahong iyon, ang cast iron ay lumampas sa paggamit nito lamang sa artilerya. Nagsimula ang pag-unlad ng artistikong paghahagis.

Ang bagong kabisera ng Imperyo ng Russia ay napuno ng mga bakod, bangko at iba pang elemento ng pinong cast iron. Salamat sa cast iron, ang negosyo ng kalan ay sumailalim din sa mga makabuluhang pagbabago - ang mga balbula ng cast iron at mga pintuan ng kalan ay lumitaw sa kalan, lumalaban sa mataas na temperatura at pinipigilan ang usok na pumasok sa silid. Bukod dito, nagsimulang lumitaw ang mga alahas na bakal na bakal, ang kagandahan nito ay hindi mas mababa sa mahalagang mga metal.

Ang England, France, Germany ay masigasig na nagpatibay ng mga teknolohiya mula sa mga masters ng Russia, na isinasaalang-alang ang mga ito ang pinaka-epektibo at advanced sa oras na iyon.

Cast iron sa panahon ng information technology

Sa ika-21 siglo, ang pag-unlad ng metalurhiya ay patuloy na sumusulong nang walang kapaguran. Super-light, super-strong, super-elastic alloys - anuman ang maiisip ng maliwanag na isipan ng tao, ngunit pagkatapos ng dalawa at kalahating libong taon, hindi pa rin nahahanap ang kapalit ng cast iron.

Mga gamit sa kalan, mga produktong sining, mga elemento ng mga tarangkahan at bakod, mga pinggan at marami pang iba, kabilang ang mabibigat na industriya. Ang pagkakaroon ng naging mahalagang bahagi ng ating pang-araw-araw na buhay, mahirap isipin ang modernong buhay nang walang mga produktong cast iron.

chuguntv.ru

mga uri, komposisyon, formula, produksyon, aplikasyon

Tiyak na marami ang nakatagpo ng mga produktong cast iron sa pang-araw-araw na buhay o sa trabaho. Ang materyal na ito ay may mahusay na lakas at mahusay na mga katangian ng paghahagis.

Ang cast iron ay isang bakal, o mas tama, isang haluang metal na bakal-carbon, na binubuo ng bakal at carbon, na may dami mula 2.14% hanggang sa maximum na 6.67% at maaaring isama sa komposisyon bilang cementite o grapayt. Ang cast iron, ayon sa kahulugan, ay isang engineering material na mura at madaling gawin at nagsisilbing batayan para sa pagtunaw ng bakal. Ang produksyon nito ay tumutukoy sa mga kumplikadong proseso ng kemikal na nagaganap sa ilang mga yugto ng produksyon.

Mga pangunahing katangian at komposisyon

Bilang karagdagan sa bakal at carbon, ang haluang metal na ito ay may kasamang karagdagang mga dumi na nakakaapekto sa mga katangian nito. Ang magkakaibang komposisyon ng cast iron ay nagbibigay ito ng mataas na tigas, pagkalikido, at pinatataas ang pagkasira. Kabilang dito ang: asupre, silikon, mangganeso, posporus. Dahil sa papasok na carbon, ang cast iron alloy ay may mataas na tigas, ngunit sa parehong oras ang malleability at ductility ng substance ay nabawasan. Upang bigyan ang mga espesyal na katangian ng metal, idinagdag ang ilang mga additives. Ang mga sumusunod na sangkap ng alloying ay ginagamit: nickel, vanadium, pati na rin ang chromium at aluminyo. Ang cast iron formula ay binubuo ng isang iron-carbon base na may mga karagdagang inklusyon. Ito ay may density na humigit-kumulang 7.2 g/cm3, na medyo mataas na halaga para sa mga metal compound.

Ang cast iron ay binubuo ng ilang bahagi, kaya naman ang mga katangian ng mga pagkakaiba-iba nito ay maaaring magkaiba nang malaki. Bilang karagdagan sa carbon at iron, ang komposisyon ay may kasamang hanggang sa 2% mangganeso, 1.2% posporus, 4.3% silikon at hanggang sa 0.07% na asupre. Ang Silicon ay responsable para sa estado ng pagkalikido, makabuluhang nagpapabuti ng mga katangian ng paghahagis, at ginagawa rin itong mas malambot. Ang Manganese ay ginagamit upang mapahusay ang lakas. Ang pagdaragdag ng asupre ay binabawasan ang refractoriness at binabawasan ang pagkalikido nito. Bilang karagdagan, mayroon itong nakakapinsalang epekto, na ipinakita sa hitsura ng mga bitak sa mga mainit na castings (red brittleness). Ang pagkakaroon ng posporus ay binabawasan ang mga mekanikal na katangian, ngunit pinapayagan ang paghahagis ng mga bagay ng kumplikadong mga hugis.

Ang istraktura ng cast iron ay mukhang isang metal na base na may mga graphite inclusions. Depende sa uri, kabilang dito ang perlite, flake graphite, at ledeburite. Tinutukoy ng mga elementong ito ang mga katangian nito at naroroon sa iba't ibang dami o ganap na wala.

Ang punto ng pagkatunaw ay mula sa minimum na +1160 °C hanggang sa maximum na +1250 °C. Ito ay may mataas na anti-corrosion properties at aktibong tumutugon sa dry (chemical) at wet corrosion. Salamat sa kanya, ipinanganak ang hindi kinakalawang na asero - isang bakal na haluang metal na may mataas na nilalaman ng chromium component.

Lugar ng aplikasyon

Ang cast iron ay malawakang ginagamit sa mechanical engineering para sa paghahagis ng iba't ibang bahagi. Ginagamit para sa paggawa ng mga crankshaft at mga bloke ng engine. Bilang karagdagan, ang mga de-kalidad na pad ay ginawa na lubos na lumalaban sa alitan. Ginagamit ang mga ito sa mababang temperatura, kung saan eksklusibong ginagamit ang cast iron dahil sa mga katangian ng mataas na pagganap nito. Ang mga katangiang ito ay ginagamit sa paggawa ng iba't ibang elemento ng makina na gumagamit ng cast iron alloy para sa operasyon sa malupit na klima. Ang materyal na ito ay malawakang ginagamit ng mga metalurgist dahil sa mahusay na mga katangian ng paghahagis at mababang presyo. Ang mga produktong cast ay may mataas na resistensya sa pagsusuot at tumaas na lakas.

Maraming mga bahagi ng pagtutubero ay ginawa din mula sa isang cast iron base. Ang mga ito ay mga radiator, mga radiator ng pag-init, mga tubo, mga bathtub, iba't ibang mga lababo na may mga lababo. Maraming produkto ang nagsisilbi pa rin ngayon, kahit na na-install ang mga ito ilang dekada na ang nakalipas. Ang mga item na ito ay nagpapanatili ng kanilang orihinal na hitsura sa loob ng maraming taon at hindi nangangailangan ng pagpapanumbalik. Bilang karagdagan, ang cast iron cookware ay itinuturing na isa sa mga pinaka-maginhawa kapag naghahanda ng maraming pinggan.

Mga uri

Ayon sa mga katangian nito, ang cast iron alloy ay nahahati sa conversion at foundry. Ang una ay ginagamit sa pagtunaw ng bakal gamit ang paraan ng oxygen-converter. Ang species na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang pinababang halaga ng mangganeso at silikon. Ang cast iron foundry material ay ginagamit upang makagawa ng maraming bahagi. Ang mga sample ng mga produktong ginawa mula sa base na ito ay makikita sa kaukulang mga larawan.

Kasama sa isang espesyal na iba't ibang mga nickel-chromium alloys (nihards). Kabilang dito ang low-carbon at high-carbon cast iron. Ang una ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagtaas ng lakas, at ang pangalawa sa pamamagitan ng pagtaas ng paglaban sa pagsusuot. Ang mga pangunahing varieties ay puti at kulay-abo na mga haluang metal. Ang mga materyales na ito ay naiiba sa nilalaman ng carbon pati na rin sa mga katangian. Bilang karagdagan, ang mga malleable, alloyed at high-strength na uri ay aktibong ginagamit.

Kulay-abo

Ang mga gray na cast iron ay may mababang ductility, lagkit, at madaling putulin sa panahon ng pagproseso. Ginagamit ang mga ito sa paggawa ng mga di-kritikal na bahagi, pati na rin ang mga elementong napapailalim sa pagsusuot. Ang gray cast iron ay naglalaman ng carbon sa anyo ng graphite, perlite o ferrite-perlite. Ang halaga nito ay humigit-kumulang 2.5%, na nagbibigay ng mataas na lakas sa mga produkto. Ang mga kaso ng iba't ibang kagamitang pang-industriya, gear, bracket, at bushing ay ginawa mula sa kulay abong haluang metal. Ang isang materyal na naglalaman ng mataas na halaga ng phosphorus (mga 0.3 - 1.2%) ay may mahusay na pagkalikido at ginagamit sa artistikong paghahagis.

Puti

Naglalaman ng malaking halaga ng carbon (higit sa 3%), na ipinakita sa anyo ng cementite o carbide. Ang puting kulay sa lugar ng bali ng materyal na ito ay nagbigay ng pangalan nito sa koneksyon. Ang isang haluang metal ng ganitong uri ay nadagdagan ang hina at brittleness, na makabuluhang nagpapaliit sa saklaw ng paggamit. Batay dito, ang mga bahagi ng mga simpleng hugis ay ginawa upang maisagawa ang mga static na pag-andar nang walang pagkakalantad sa mga makabuluhang pagkarga. Ang mga teknikal na katangian ng puting materyal ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga bahagi ng alloying. Para dito, ginagamit ang nickel, chromium, at mas madalas na aluminyo o vanadium. Ang tatak na may ganitong mga additives ay tinatawag na "sormite". Ginagamit ito bilang isang elemento ng pag-init sa iba't ibang mga aparato. Ang Sormite ay may matatag na katangian sa temperatura na hindi hihigit sa +900 °C. Ang materyal na ito ay nagsisilbing batayan para sa paggawa ng mga ordinaryong bathtub ng sambahayan.

Malumanay

Ang uri na ito ay nakuha mula sa puti sa pamamagitan ng paghahagis na may karagdagang paggamot sa init. Sa kasong ito, ang pangmatagalang pagsusubo ay ginagamit, kung saan ang cementite ay naghiwa-hiwalay, na bumubuo ng grapayt. Ang prosesong ito ay tinatawag na graphitization na may pagbuo ng mga carbon flakes sa istraktura. Nakukuha ng graphite ang hugis na ito sa pamamagitan ng matagal na pagsusubo. Ito ay may positibong epekto sa base ng metal, na nagiging mas integral, ductile at viscous.

Ang malambot na cast iron ay gumagana nang maayos sa mababang temperatura at hindi masyadong sensitibo sa mga hiwa. Ginagamit sa paggawa ng mga elemento na tumatakbo sa ilalim ng tuluy-tuloy na alitan. Bilang karagdagan, ang malleable na haluang metal ay nagsisilbing batayan para sa mga produkto ng napakakomplikadong mga pagsasaayos: mga anggulo, brake pad, tee, mga pabahay ng sasakyan para sa mga rear axle at iba pang istruktura. Ang mga pinahusay na katangian ay nakakamit sa pamamagitan ng pagdaragdag ng boron, tellurium, at magnesium.

Mataas na lakas

Ito ay tumaas ang lakas at ginagamit upang makagawa ng mga kritikal na produkto, at sa ilang mga kaso ay pinapalitan pa ang bakal. Ang mataas na lakas ng cast iron na ito ay nakuha sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga espesyal na impurities (cerium, calcium, yttrium, magnesium) sa kulay abong anyo. Ang mga gear, piston, crankshaft at iba pang bahagi ay ginawa mula dito. Ang mataas na thermal conductivity ay ginagawang posible na mag-cast ng mga elemento para sa mga yunit ng pag-init, pati na rin ang mga pipeline.

Haluang metal

Ang haluang metal na cast iron ay naglalaman ng mga karagdagang impurities. Kasama sa komposisyon ang mataas na antas ng titanium, nickel, chromium, pati na rin ang zirconium, vanadium, molibdenum, aluminyo at iba pang mga elemento. Nagbibigay sila ng mataas na lakas, tigas, at resistensya sa pagsusuot. Ang mga pinaghalo na materyales ay ginagamit sa paggawa ng mga bahagi ng mga mekanismo na nakikipag-ugnayan sa mga gas at agresibong kapaligiran, pati na rin sa mga gumagana sa ilalim ng impluwensya ng mga may tubig na solusyon.

Mga kalamangan ng metal

Ang haluang metal na ito ay inuri bilang isang materyal na ginawa ng ferrous metalurgy. Madalas itong inihambing sa bakal kapag tinutukoy ang ilang mga katangian. Ang isang bagay na gawa sa cast iron ay may mababang halaga kumpara sa katapat nitong bakal. Bilang karagdagan, ang mga elemento ng cast iron ay may mas kaunting timbang at lakas. Ang mga katangian ng cast iron ay makabuluhang pinalawak sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang mga additives sa mga haluang metal. Ang mga parameter nito ay may mga sumusunod na positibong katangian:

• materyal na palakaibigan sa kapaligiran na ginagamit sa paggawa ng mga gamit sa bahay, kabilang ang mga pinggan;
• lumalaban sa acid-base na kapaligiran;
• kalinisan;
• kakayahang mapanatili ang temperatura sa loob ng mahabang panahon;
• ang ilang mga uri ay may lakas na maihahambing sa bakal;
• tagal ng operasyon, kung saan ang mga tagapagpahiwatig ng kalidad nito ay nagpapabuti lamang;
• Ganap na hindi nakakapinsala sa katawan.

Produksyon

Ang paggawa ng cast iron alloy ay isang materyal-intensive at magastos na proseso. Ang pagtunaw ng isang toneladang materyal ay mangangailangan ng humigit-kumulang 900 litro ng ordinaryong tubig at humigit-kumulang 550 kg ng coke. Ang punto ng pagkatunaw ay humigit-kumulang +1200 °C, na nangangailangan ng partikular na kagamitan sa pagtunaw. Upang makakuha ng masa, kinakailangan ang ore, kung saan ang mass fraction ng bakal na nilalaman ay higit sa 70%. Ang mga naubos na batong ore ay hindi ginagamit dahil sa kawalan ng kahusayan sa ekonomiya.

Ang materyal ay natunaw sa mga espesyal na pugon ng sabog. Doon, ang iron ore ay dumaan sa isang buong teknolohikal na ikot, na nagsisimula sa pagbabawas ng mga ore oxide at nagtatapos sa paggawa ng isang cast iron alloy. Ang paghahagis ng materyal ay nangangailangan ng gasolina: coke, thermoanthracite, at natural gas. Sa pagtatapos ng proseso ng pagbabawas, ang bakal sa solidong anyo ay inilalagay sa isang espesyal na bahagi ng pugon upang matunaw ang carbon sa loob nito. Pagkatapos ng pakikipag-ugnayan, ang isang cast iron mass ay nakuha, na bumagsak sa likidong anyo. Ang hindi natutunaw na mga dumi ay itinutulak sa ibabaw at pagkatapos ay aalisin. Ang slag na ito ay ginagamit upang makagawa ng maraming materyales. Pagkatapos alisin ang mga hindi kinakailangang particle mula sa natunaw, ang mga additives ay idinagdag upang makakuha ng ilang mga grado ng cast iron alloys.

Ang cast iron ay nagsimulang gamitin maraming dekada na ang nakalilipas. Ang materyal na ito ay may mga espesyal na katangian ng pagganap na naiiba sa mga katangian ng bakal. Ang produksyon ng cast iron, sa kabila ng paglitaw ng isang malaking bilang ng iba't ibang mga haluang metal, ay itinatag sa maraming mga bansa. Upang matukoy ang mga katangian ng cast iron, dapat isaalang-alang ng isa ang mga tampok ng komposisyon ng kemikal nito, kung saan nakasalalay ang ilang mga pisikal na katangian.

Ang kemikal na komposisyon ng cast iron ay isang mahalagang kadahilanan na higit na tumutukoy sa mga mekanikal na katangian ng mga nagresultang castings. Bilang karagdagan, maraming mga katangian ang naiimpluwensyahan ng mga mekanismo ng pangunahin at pangalawang pagkikristal.

Isinasaalang-alang ang kemikal na komposisyon ng cast iron, dapat tandaan na, bilang karagdagan sa bakal at carbon, kinakailangang kasama nito ang mga sumusunod na elemento:

1. Silicon (konsentrasyon na hindi hihigit sa 4.3%). Ang elementong ito ay may kapaki-pakinabang na epekto sa cast iron, ginagawa itong mas malambot at pagpapabuti ng mga katangian ng paghahagis nito. Gayunpaman, ang masyadong mataas na konsentrasyon ay maaaring gawing mas madaling kapitan ang materyal sa plastic deformation.
2. Manganese (hindi hihigit sa 2%). Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng elementong ito sa komposisyon, ang lakas ng materyal ay tumataas nang malaki. Gayunpaman, ang masyadong mataas na konsentrasyon ay maaaring maging sanhi ng pagkasira ng istraktura.
3. Ang sulfur ay isang nakakapinsalang karumihan na maaaring makapinsala sa pagganap ng materyal. Bilang isang patakaran, ang konsentrasyon ng asupre sa cast iron ay hindi lalampas sa 0.07%. Ang asupre ay nagdudulot ng mga bitak kapag pinainit ang komposisyon.
4. Ang posporus ay nakapaloob sa komposisyon sa isang konsentrasyon na mas mababa sa 1.2%. Ang pagtaas sa konsentrasyon ng posporus sa komposisyon ay nagiging sanhi ng mga bitak na lumitaw kapag lumalamig ang komposisyon. Bilang karagdagan, ang elementong ito ay nagiging sanhi ng pagkasira ng iba pang mga mekanikal na katangian.

Tulad ng maraming iba pang mga compound, ang pinakamahalagang elemento ng kemikal sa cast iron ay carbon. Ang uri ng materyal ay depende sa konsentrasyon at uri nito. Ang istraktura ng cast iron ay maaaring mag-iba nang malaki depende sa teknolohiya ng produksyon na ginamit.

Mga katangiang pisikal

Ang cast iron ay naging laganap dahil sa mga kaakit-akit na pisikal na katangian nito:

1. Ang halaga ng materyal ay makabuluhang mas mababa kaysa sa halaga ng iba pang mga haluang metal. Iyon ang dahilan kung bakit ito ay ginagamit upang lumikha ng iba't ibang uri ng mga produkto.
2. Isinasaalang-alang ang density ng cast iron, tandaan namin na ang tagapagpahiwatig na ito ay makabuluhang mas mababa kaysa sa bakal, dahil sa kung saan ang materyal ay nagiging mas magaan.
3. Ang punto ng pagkatunaw ng cast iron ay maaaring bahagyang mag-iba depende sa istraktura nito, ngunit sa karamihan ng mga kaso ito ay 1,200 degrees Celsius. Dahil sa pagsasama ng iba't ibang mga additives sa komposisyon, ang natutunaw na punto ng cast iron ay maaaring makabuluhang tumaas o bumaba.
4. Kapag pumipili ng isang materyal, maraming binibigyang pansin ang katotohanan na ang kulay ng cast iron ay maaaring bahagyang naiiba depende sa istraktura at komposisyon ng kemikal.

Ang punto ng kumukulo ng cast iron ay higit na nakasalalay sa komposisyon ng kemikal. Upang isaalang-alang ang mga pisikal na katangian ng isang materyal, dapat bigyang pansin ang bawat isa sa mga varieties nito. Ang ibang istraktura at kemikal na komposisyon ay nagdudulot ng iba't ibang pisikal at mekanikal na katangian na maibigay.

Produksiyong teknolohiya

Ang cast iron ay natunaw sa loob ng ilang dekada, na dahil sa mga natatanging katangian ng pagganap nito. Ang malaking bilang ng mga varieties ng mga haluang metal ay tumutukoy sa aplikasyon ng mga espesyal na panuntunan sa pagmamarka. Ang pagmamarka ng cast iron ay isinasagawa tulad ng sumusunod:

1. Ang mga foundry ay itinalaga ng titik L.
2. Ang kulay abo ay naging laganap; ang kumbinasyon ng mga titik na "SCH" ay ginagamit upang italaga ito.
3. Ang malleable ay itinalagang KCH.
4. Extreme o puti ay itinalaga ng titik P.
5. Ang anti-friction o gray ay nagpapahiwatig ng ASF.
6. Ang mga haluang metal na cast iron ay maaaring magkaroon ng iba't ibang uri ng kemikal na komposisyon at itinalaga ng titik na "C".

Ang teknolohiya ng produksyon ng cast iron ay nagsasangkot ng ilang mga yugto na ginagawang posible upang makuha ang kinakailangang istraktura. Isinasaalang-alang ang proseso ng paggawa ng cast iron, tandaan namin ang mga sumusunod na puntos:

1. Ang produksyon ay isinasagawa sa mga espesyal na blast furnace.
2. Maaaring makuha ang alloyed at heat-resistant cast iron sa pamamagitan ng paggamit ng iron ore bilang raw material.
3. Ang teknolohiya ay ipinakita sa pagbabawas ng iron oxides ore. Bilang resulta ng muling pagsasaayos ng kristal na sala-sala at mga pagbabago sa istraktura, ang output ay isang materyal na tinatawag na cast iron.
4. Isinasaalang-alang ang mga pamamaraan ng produksyon, tandaan namin na ang mga tampok ng teknolohiya ay namamalagi din sa mga materyales na ginamit - mga cokes. Ang coke ay tumutukoy sa natural gas o thermoanthracite, na nagsisilbing gasolina.
5. Ang produksyon ng cast iron ay nagsasangkot ng tempering iron sa solid form gamit ang isang espesyal na pugon. Sa yugtong ito, nakuha ang likidong cast iron.

Ang mga kagamitan para sa paggawa ng cast iron ay maaaring mag-iba nang malaki. Bilang karagdagan, ang teknolohiya ng produksyon na ginamit ay higit na tumutukoy kung anong uri ng materyal ang makukuha. Ang isang halimbawa ay ang paggawa ng ductile iron, na kinabibilangan ng pagbibigay sa istraktura ng hindi pangkaraniwang hugis.

Mga uri ng cast iron

Mayroong isang malaking bilang ng mga uri ng materyal na pinag-uusapan. Ang pag-uuri ng cast iron ay higit sa lahat ay nakasalalay sa istraktura at komposisyon ng kemikal. Ang mga sumusunod na uri ng cast iron ay nakikilala:

Ang bawat uri ng cast iron ay may sariling espesyal na istraktura at komposisyon ng kemikal, na tumutukoy sa saklaw ng aplikasyon.

Aplikasyon

Dahil sa mga espesyal na pisikal at mekanikal na katangian nito, ang paggamit ng cast iron ay naging posible sa iba't ibang mga lugar:

1. Para sa produksyon ng iba't ibang bahagi sa industriya ng mechanical engineering. Sa loob ng maraming taon, ang haluang ito ay ginamit sa paggawa ng iba't ibang uri ng mga bahagi para sa mga panloob na makina ng pagkasunog. Kasabay nito, binabago ng mga automaker ang mga pangunahing katangian ng materyal sa pamamagitan ng paghahalo nito, na kinakailangan upang makamit ang mga natatanging katangian. Bilang karagdagan, ang mga pad ng preno na gawa sa haluang ito ay naging laganap.
2. Ang mga produktong cast iron ay maaaring makatiis sa mababang temperatura. Samakatuwid, ang materyal ay ginagamit sa paggawa ng mga kagamitan at kasangkapan na ginagamit sa malupit na klimatiko na kondisyon.
3. Ang cast iron ay pinahahalagahan sa larangan ng metalurhiko. Ito ay dahil sa mababang gastos, na higit na nakasalalay sa konsentrasyon ng carbon at ang mga katangian ng nagresultang istraktura. Ang mataas na castability ay ginagawang mas kaakit-akit din ang materyal. Ang mga resultang produkto ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na lakas at paglaban sa pagsusuot.
4. Sa nakalipas na ilang dekada, ang pinag-uusapang haluang metal ay malawakang ginagamit sa paggawa ng mga kagamitan sa sanitary. Ito ay dahil sa mataas na kakayahan sa anti-corrosion, pati na rin ang posibilidad na makakuha ng mga produkto ng iba't ibang uri ng mga hugis. Kasama sa mga halimbawa ang mga cast iron na bathtub at radiator, iba't ibang tubo, radiator at lababo. Sa kabila ng paglitaw ng mga materyales na maaaring palitan ang cast iron, ang mga naturang produkto ay napakapopular. Ito ay dahil sa ang katunayan na pinananatili nila ang kanilang orihinal na hitsura sa loob ng mahabang panahon ng paggamit.
5. Ang haluang metal ay ginagamit din para sa paggawa ng iba't ibang pandekorasyon na elemento, na nauugnay sa mataas na mga katangian ng paghahagis. Ang isang halimbawa ay isang railing grid, iba't ibang mga figurine at marami pang iba.

Bilang karagdagan, ang saklaw ng aplikasyon ay nakasalalay sa mga sumusunod na katangian ng materyal na pinag-uusapan:

1. Ang ilang mga tatak ay may mataas na lakas, na katangian ng bakal. Iyon ang dahilan kung bakit ginagamit ang materyal kahit na pagkatapos ng pagdating ng mga modernong haluang metal.
2. Ang mga produktong cast iron ay maaaring mapanatili ang init sa loob ng mahabang panahon. Sa kasong ito, ang thermal energy ay maaaring ipamahagi nang pantay-pantay sa buong materyal. Ang mga katangiang ito ay nagsimulang gamitin sa paggawa ng mga radiator ng pag-init o iba pang katulad na mga produkto.
3. Karaniwang tinatanggap na ang cast iron ay isang materyal na palakaibigan sa kapaligiran. Iyon ang dahilan kung bakit madalas itong ginagamit sa paggawa ng iba't ibang mga pinggan, halimbawa, mga kaldero.
4. Mataas na pagtutol sa acid-base na kapaligiran.
5. Mataas na kalinisan, dahil ang lahat ng mga kontaminante ay madaling maalis sa ibabaw.
6. Ang materyal na pinag-uusapan ay nailalarawan sa isang medyo mahabang buhay ng serbisyo, sa kondisyon na ang mga rekomendasyon sa pagpapatakbo ay sinusunod.
7. Ang mga kemikal na kasama sa komposisyon ay hindi maaaring maging sanhi ng pinsala sa kalusugan.

Sa konklusyon, tandaan namin na ang matagal nang natuklasan na teknolohiya ng produksyon ng materyal na pinag-uusapan ay nanatiling halos hindi nagbabago sa loob ng maraming taon. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang isang malaking dami ng tinunaw na haluang metal ay maaaring makuha sa medyo mababang halaga. Ngayon, ang materyal ay madalas na ginawa mula sa scrap, na ginagawang posible upang higit pang mabawasan ang gastos ng nagresultang produkto.

Ang mga haluang metal na bakal at carbon, kung saan ang nilalaman ng carbon ay higit sa 1.7%, ay tinatawag na cast iron.

Ang mga cast iron ay naiiba sa istraktura, pamamaraan ng pagmamanupaktura, komposisyon ng kemikal at layunin.
Ang istraktura ng cast iron ay kulay abo, puti at malleable. Ayon sa mga pamamaraan ng pagmamanupaktura - karaniwan at binago.
Batay sa komposisyon ng kemikal, ang cast iron ay nahahati sa unalloyed at alloyed, ibig sabihin, ang mga naglalaman ng mga espesyal na impurities.

Gray na cast iron

Ang gray na cast iron ay pinakamalawak na ginagamit sa mechanical engineering para sa paghahagis ng iba't ibang bahagi ng makina. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng katotohanan na ang carbon sa loob nito ay nasa isang libreng estado sa anyo ng grapayt. Samakatuwid, ang gray na cast iron ay madaling maproseso gamit ang mga cutting tool. Kapag nasira, ito ay may kulay abo at madilim na kulay abo. Ang gray na cast iron ay ginawa sa pamamagitan ng mabagal na paglamig pagkatapos matunaw o magpainit. Ang paggawa ng grey cast iron ay pinadali din ng pagtaas ng nilalaman ng carbon at silikon sa komposisyon nito.
Ang mga mekanikal na katangian ng grey cast iron ay nakasalalay sa istraktura nito.
Ang istraktura ng grey cast iron ay:

1. ferrite-graft,
2. ferrite-derlite-graphite at
3. perlit-grapayt.

Kung ang grey cast iron ay mabilis na pinalamig pagkatapos matunaw, ito ay nagpapaputi, iyon ay, ito ay nagiging napakarupok at matigas. Ang gray na cast iron ay gumagana nang maraming beses na mas mahusay sa compression kaysa sa pag-igting.

Ang gray cast iron welds ay medyo mahusay gamit ang preheating at bilang isang filler material para sa mga espesyal na cast iron rods na may mataas na nilalaman ng carbon at silicon. Ang welding nang walang preheating ay mahirap dahil sa pagpapaputi ng cast iron sa mga lugar ng weld.

Puting cast iron

Ang puting cast iron ay ginagamit sa mechanical engineering sa makabuluhang mas maliit na dami kaysa sa gray na cast iron. Ito ay isang haluang metal ng bakal at carbon, kung saan ang carbon ay nasa anyo ng isang kemikal na tambalan na may bakal. Ang puting cast iron ay napakarupok at matigas. Hindi ito maaaring makinang gamit ang mga tool sa paggupit at ginagamit para sa paghahagis ng mga bahagi na hindi nangangailangan ng pagproseso, o napapailalim sa paggiling gamit ang mga abrasive na gulong. Sa mechanical engineering, ang puting cast iron ay ginagamit, parehong ordinaryong at alloyed.

Ang welding white cast iron ay napakahirap dahil sa pagbuo ng mga bitak sa panahon ng pag-init at paglamig, pati na rin dahil sa heterogeneity ng istraktura na nabuo sa welding site.

Matunaw na bakal

Ang malleable na cast iron ay kadalasang nakukuha mula sa white cast iron castings sa pamamagitan ng simmering sa kanila ng mahabang panahon sa furnaces sa temperatura na 800-950 ° C. Mayroong dalawang paraan para makakuha ng malleable cast iron: American at European.

Sa pamamaraang Amerikano, ang simmering ay isinasagawa sa buhangin sa temperatura na 800-850°C. Sa kasong ito, ang carbon mula sa isang estadong nakagapos ng kemikal ay pumasa sa isang libreng estado sa anyo ng grapayt, na matatagpuan sa pagitan ng mga butil ng purong bakal. Ang cast iron ay nakakakuha ng lagkit, kaya naman tinatawag itong malleable.

Sa pamamaraang European, ang mga paghahagis ay pinainit sa iron ore sa temperatura na 850-950°. Sa kasong ito, ang carbon mula sa isang chemically bound state mula sa ibabaw ng mga castings ay pumasa sa iron ore at sa ganitong paraan ang ibabaw ng castings ay decarbonized at nagiging malambot, kaya naman ang cast iron ay tinatawag na malleable, bagaman ang core ay nananatiling malutong.

Sa mga pagtatalaga ng ductile cast iron grades, pagkatapos ng mga titik ay nakasulat ang isang numero na nagpapakita ng average na tensile strength sa kg/mm2, at pagkatapos ay isang numero na nagpapakita ng pagpahaba sa%.

Halimbawa, ang KCH37-12 ay tumutukoy sa malleable na cast iron, na may tensile strength na 37 kg/mm2 at isang elongation na 12%.
Ang welding ductile cast iron ay puno ng kahirapan dahil sa pagpapaputi ng cast iron sa weld area.

Binagong cast iron

Ang binagong cast iron ay naiiba sa regular na gray cast iron dahil naglalaman ito ng mas maraming carbon sa anyo ng graphite kaysa sa gray na cast iron.

Ang pagbabago ay binubuo sa katotohanan na kapag ang cast iron ay natunaw, ang isang tiyak na halaga ng mga additives ay idinagdag sa likidong metal, na nagtataguyod ng pagpapalabas ng carbon sa anyo ng grapayt sa panahon ng solidification at paglamig. Ang proseso ng pagbabagong ito, na may parehong kemikal na komposisyon ng cast iron, ay makabuluhang pinatataas ang mga mekanikal na katangian ng cast iron at napakahalaga. Ang pagtatalaga ng mga grado ng binagong cast iron ay katulad ng pagtatalaga ng mga grado ng gray cast iron.

Ngayon ay halos walang lugar ng buhay ng tao kung saan hindi ginagamit ang cast iron. Ang materyal na ito ay kilala sa sangkatauhan sa loob ng mahabang panahon at napatunayan ang sarili nito nang mahusay mula sa praktikal na pananaw. Ang cast iron ay ang batayan ng napakaraming iba't ibang bahagi, assemblies at mekanismo, at sa ilang mga kaso kahit na isang self-sufficient na produkto na may kakayahang magsagawa ng mga function na nakatalaga dito. Samakatuwid, sa artikulong ito ay bibigyan natin ng pansin ang tambalang ito na naglalaman ng bakal. Malalaman din natin kung anong mga uri ng cast iron ang mayroon, ang kanilang pisikal at kemikal na mga katangian.

Kahulugan

Ang cast iron ay isang tunay na natatanging haluang metal ng bakal at carbon, kung saan ang Fe ay higit sa 90%, at ang C ay hindi hihigit sa 6.67%, ngunit hindi bababa sa 2.14%. Ang carbon ay maaari ding naroroon sa cast iron sa anyo ng cementite o graphite.

Binibigyan ng carbon ang haluang metal ng medyo mataas na katigasan, gayunpaman, sa parehong oras, binabawasan nito ang malleability at ductility. Sa bagay na ito, ang cast iron ay isang malutong na materyal. Gayundin, ang mga espesyal na additives ay idinagdag sa ilang mga tatak ng cast iron, na maaaring magbigay sa tambalan ng ilang mga katangian. Ang mga elemento ng alloying ay maaaring: nikel, kromo, vanadium, aluminyo. Ang density ng cast iron ay 7200 kilo bawat metro kubiko. Mula sa kung saan maaari nating tapusin na ang bigat ng cast iron ay isang tagapagpahiwatig na hindi matatawag na maliit.

Makasaysayang sanggunian

Ang pagtunaw ng bakal ay kilala sa tao sa loob ng mahabang panahon. Ang unang pagbanggit ng haluang metal ay nagsimula noong ika-anim na siglo BC.

Noong sinaunang panahon, ang cast iron ay ginawa sa Tsina na may medyo mababang punto ng pagkatunaw. Sa Europa, nagsimulang gumawa ng cast iron noong ika-14 na siglo, noong unang ginamit ang mga blast furnace. Noong panahong iyon, ang naturang cast iron ay ginagamit para sa paggawa ng mga armas, shell, at mga bahagi para sa pagtatayo.

Sa Russia, nagsimula ang produksyon ng cast iron noong ika-16 na siglo at pagkatapos ay mabilis na lumawak. Sa panahon ni Peter I, ang Imperyo ng Russia ay nagawang malampasan ang lahat ng mga bansa sa mundo sa mga tuntunin ng produksyon ng baboy na bakal, ngunit pagkatapos ng isang daang taon ay nagsimula itong mawalan muli ng posisyon sa merkado ng ferrous metalurgy.

Ang paghahagis ng bakal ay ginamit upang lumikha ng iba't ibang mga gawa ng sining noong Middle Ages. Sa partikular, noong ika-10 siglo, ang mga manggagawang Tsino ay nagsumite ng isang tunay na natatanging pigura ng isang leon, na ang timbang ay lumampas sa 100 tonelada. Simula noong ika-15 siglo sa Alemanya, at pagkatapos ay sa ibang mga bansa, naging laganap ang cast iron casting. Ang mga bakod, trellise, mga eskultura ng parke, mga kasangkapan sa hardin, at mga lapida ay ginawa mula rito.

Sa mga huling taon ng ika-18 siglo, ginamit ang cast iron sa maximum sa arkitektura ng Russia. At ang ika-19 na siglo ay karaniwang tinawag na "panahon ng cast iron", dahil ang haluang metal ay aktibong ginagamit sa arkitektura.

Mga kakaiba

Mayroong iba't ibang uri ng cast iron, ngunit ang average na punto ng pagkatunaw ng metal compound na ito ay humigit-kumulang 1200 degrees Celsius. Ang figure na ito ay 250-300 degrees mas mababa kaysa sa kung ano ang kinakailangan para sa steel smelting. Ang pagkakaibang ito ay dahil sa medyo mataas na nilalaman ng carbon, na humahantong sa hindi gaanong malapit na mga bono na may mga atomo ng bakal sa antas ng molekular.

Sa oras ng smelting at kasunod na pagkikristal, ang carbon na nakapaloob sa cast iron ay walang oras upang ganap na tumagos sa molecular lattice ng bakal, at samakatuwid ang cast iron ay nagiging medyo malutong. Sa pagsasaalang-alang na ito, hindi ito ginagamit kung saan nangyayari ang patuloy na mga dynamic na pagkarga. Ngunit sa parehong oras, ito ay mahusay para sa mga bahagi na nadagdagan ang mga kinakailangan sa lakas.

Produksiyong teknolohiya

Ganap na lahat ng uri ng cast iron ay ginawa sa isang blast furnace. Sa totoo lang, ang proseso ng smelting mismo ay isang medyo labor-intensive na aktibidad na nangangailangan ng seryosong materyal na pamumuhunan. Ang isang toneladang cast iron ay nangangailangan ng humigit-kumulang 550 kilo ng coke at halos isang toneladang tubig. Ang dami ng ore na na-load sa pugon ay depende sa nilalaman ng bakal. Kadalasan, ginagamit ang ore, na naglalaman ng hindi bababa sa 70% na bakal. Ang isang mas mababang konsentrasyon ng elemento ay hindi kanais-nais, dahil hindi ito magiging kapaki-pakinabang sa ekonomiya na gamitin ito.

Unang yugto ng produksyon

Ang pagtunaw ng bakal ay nangyayari tulad ng sumusunod. Una sa lahat, ang mineral ay ibinubuhos sa hurno, pati na rin ang mga coking na materyales, na nagsisilbing pump at nagpapanatili ng kinakailangang temperatura sa loob.

Kasabay nito, ang pagkilos ng bagay ay na-load sa pugon, nagsisilbing isang katalista. Tinutulungan nito ang mga bato na matunaw nang mas mabilis, na nagtataguyod ng mabilis na paglabas ng bakal.

Mahalagang tandaan na ang mineral ay sumasailalim sa espesyal na pre-treatment bago i-load sa pugon. Ito ay dinurog sa isang durog na halaman (mas mabilis na natutunaw ang maliliit na particle). Pagkatapos ito ay hugasan upang alisin ang mga particle na hindi naglalaman ng metal. Pagkatapos kung saan ang hilaw na materyal ay pinaputok, dahil dito, ang asupre at iba pang mga dayuhang elemento ay tinanggal mula dito.

Ikalawang yugto ng produksyon

Ang natural na gas ay ibinibigay sa naka-load at handa nang gamitin na hurno sa pamamagitan ng mga espesyal na burner. Pinapainit ng coke ang hilaw na materyal. Naglalabas ito ng carbon, na pinagsama sa oxygen upang bumuo ng isang oksido. Ang oxide na ito ay nakikibahagi sa pagbabawas ng bakal mula sa ore. Tandaan na habang tumataas ang dami ng gas sa hurno, bumababa ang bilis ng reaksyong kemikal, at kapag naabot ang isang tiyak na ratio, ito ay ganap na huminto.

Ang sobrang carbon ay tumagos sa pagkatunaw at pinagsama sa bakal, na sa huli ay bumubuo ng cast iron. Ang lahat ng mga elementong iyon na hindi natunaw ay napupunta sa ibabaw at kalaunan ay tinanggal. Ang basurang ito ay tinatawag na slag. Maaari rin itong magamit upang makagawa ng iba pang mga materyales. Ang mga uri ng cast iron na nakuha sa ganitong paraan ay tinatawag na foundry at conversion.

Differentiation

Ang modernong pag-uuri ng mga cast iron ay nagbibigay para sa paghahati ng mga haluang ito sa mga sumusunod na uri:

• Puti.
• Half-hearted.
• Gray na may flake graphite.
• Mataas na lakas na may spherical graphite.
• Malumanay.

Tingnan natin ang bawat uri nang hiwalay.

Puting cast iron

Ang nasabing cast iron ay isa kung saan halos lahat ng carbon ay chemically bonded. Ang haluang ito ay hindi gaanong ginagamit sa mechanical engineering dahil ito ay matigas ngunit napakarupok. Hindi rin ito pumapayag sa machining na may iba't ibang mga tool sa paggupit, at samakatuwid ay ginagamit para sa paghahagis ng mga bahagi na hindi nangangailangan ng anumang pagproseso. Bagaman ang ganitong uri ng cast iron ay maaaring gilingin ng mga nakasasakit na gulong. Ang puting cast iron ay maaaring maging ordinaryong o haluang metal. Kasabay nito, ang hinang ay nagdudulot ng mga paghihirap, dahil sinamahan ito ng pagbuo ng iba't ibang mga bitak sa panahon ng paglamig o pag-init, at dahil din sa heterogeneity ng istraktura na nabuo sa welding point.

Nakukuha ang white wear-resistant cast iron dahil sa pangunahing pagkikristal ng likidong haluang metal sa panahon ng mabilis na paglamig. Kadalasan ay ginagamit ang mga ito upang magtrabaho sa ilalim ng mga kondisyon ng dry friction (halimbawa, mga brake pad) o upang makagawa ng mga bahagi na may tumaas na wear resistance at heat resistance ng mga mill).

Sa pamamagitan ng paraan, nakuha nito ang pangalan dahil sa ang katunayan na ang hitsura ng bali nito ay isang magaan na mala-kristal, nagliliwanag na ibabaw. Ang istraktura ng cast iron na ito ay isang kumbinasyon ng ledeburite, pearlite at pangalawang cementite. Kung ang cast iron na ito ay napapailalim sa alloying, kung gayon ang pearlite ay binago sa troostite, austenite o martensite.

Half cast iron

Ang pag-uuri ng cast iron ay hindi kumpleto nang hindi binabanggit ang ganitong uri ng metal na haluang metal.

Ang cast iron na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng kumbinasyon ng carbide eutectic at graphite sa istraktura nito. Sa pangkalahatan, ang buong istraktura ay may sumusunod na anyo: grapayt, pearlite, ledeburite. Kung ang cast iron ay sasailalim sa heat treatment o alloying, hahantong ito sa pagbuo ng austenite, martensite o acicular troostite.

Ang ganitong uri ng cast iron ay medyo marupok, kaya limitado ang paggamit nito. Natanggap ng haluang metal ang pangalan nito dahil ang bali nito ay isang kumbinasyon ng madilim at maliwanag na mga lugar ng mala-kristal na istraktura.

Ang pinakakaraniwang materyales sa engineering

Ang gray cast iron GOST 1412-85 ay naglalaman ng humigit-kumulang 3.5% na carbon, mula 1.9 hanggang 2.5% na silikon, hanggang sa 0.8% mangganeso, hanggang sa 0.3% na posporus at mas mababa sa 0.12% na asupre.

Ang grapayt sa cast iron na ito ay may lamellar na hugis. Walang kinakailangang espesyal na pagbabago.

Ang mga graphite plate ay may malakas na epekto sa pagpapahina at samakatuwid ang gray cast iron ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakababang lakas ng epekto at halos kumpletong kawalan ng pagpahaba (ang figure ay mas mababa sa 0.5%).

Ang gray na cast iron ay madaling makina. Ang istraktura ng haluang metal ay maaaring ang mga sumusunod:

• Ferrite-graphite.
• Ferrite-pearlite-graphite.
• Perlite-graphite.

Ang gray na cast iron ay mas mahusay na gumagana sa compression kaysa sa pag-igting. Ito rin ay nagwelding nang maayos, ngunit nangangailangan ito ng preheating, at ang mga espesyal na cast iron rod na may mataas na silikon at carbon content ay dapat gamitin bilang filler material. Kung walang preheating, ang welding ay magiging mahirap dahil ang cast iron ay magpapaputi sa weld area.

Ang gray na cast iron ay ginagamit upang makagawa ng mga bahagi na gumagana sa ilalim ng walang shock load (mga pulley, mga takip, mga frame).

Ang pagtatalaga ng cast iron na ito ay batay sa sumusunod na prinsipyo: SCh 25-52. Ang dalawang titik ay nagpapahiwatig na ito ay kulay abong cast iron, ang numero 25 ay isang tagapagpahiwatig ng lakas ng makunat (sa MPa o kgf / mm 2), ang numero 52 ay ang lakas ng makunat sa sandali ng baluktot.

Malagkit na bakal

Ang nodular cast iron ay pangunahing naiiba sa iba pang "mga kapatid" nito dahil naglalaman ito ng spherical graphite. Ito ay nakuha sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga espesyal na modifier (Mg, Ce) sa likidong haluang metal. Ang bilang ng mga graphite inclusion at ang kanilang mga linear na dimensyon ay maaaring magkaiba.

Ano ang mabuti tungkol sa spheroidal graphite? Ang katotohanan na ang form na ito ay minimal na nagpapahina sa base ng metal, na, sa turn, ay maaaring maging pearlitic, ferritic o pearlitic-ferritic.

Salamat sa paggamit ng heat treatment o alloying, ang base ng cast iron ay maaaring acicular-troostite, martensitic, o austenitic.

Mayroong iba't ibang grado ng high-strength cast iron, ngunit sa pangkalahatan ang pagtatalaga nito ay ang mga sumusunod: HF 40-5. Madaling hulaan na ang HF ​​ay high-strength cast iron, ang numero 40 ay isang indicator ng tensile strength (kgf/mm 2), ang numero 5 ay relatibong pagpahaba, na ipinahayag bilang porsyento.

Matunaw na bakal

Ang istraktura ng malleable cast iron ay binubuo ng pagkakaroon ng grapayt sa flake o spherical form. Sa kasong ito, ang flake-like graphite ay maaaring magkaroon ng iba't ibang dispersion at compactness, na, naman, ay may direktang epekto sa mga mekanikal na katangian ng cast iron.

Sa industriya, ang malleable na cast iron ay kadalasang ginagawa gamit ang isang ferritic base, na nagbibigay ng higit na ductility.

Ang fracture na hitsura ng ferritic ductile iron ay may itim na velvety na hitsura. Kung mas mataas ang halaga ng perlite sa istraktura, magiging mas magaan ang bali.

Sa pangkalahatan, ito ay nakuha mula sa puting cast iron castings dahil sa matagal na simmering sa oven na pinainit sa temperatura na 800-950 degrees Celsius.

Sa ngayon, may dalawang paraan upang makagawa ng malleable na cast iron: European at American.

Ang pamamaraang Amerikano ay nagsasangkot ng simmering ng haluang metal sa buhangin sa temperatura na 800-850 degrees. Sa prosesong ito, ang grapayt ay matatagpuan sa pagitan ng mga butil ng purong bakal. Bilang isang resulta, ang cast iron ay nakakakuha ng lagkit.

Sa pamamaraang European, ang mga paghahagis ay pinainit sa iron ore. Ang temperatura ay humigit-kumulang 850-950 degrees Celsius. Ang carbon ay pumasa sa iron ore, dahil sa kung saan ang ibabaw na layer ng mga casting ay decarbonized at nagiging malambot. Ang cast iron ay nagiging malleable, ngunit ang core ay nananatiling malutong.

Pagmarka ng malleable cast iron: KCH 40-6, kung saan ang KCH ay, siyempre, malleable cast iron; 40 - index ng lakas ng makunat; 6 - kamag-anak na pagpahaba,%.

Iba pang mga tagapagpahiwatig

Tulad ng para sa paghahati ng cast iron sa pamamagitan ng lakas, ang sumusunod na pag-uuri ay ginagamit:

• Normal na lakas: σв hanggang 20 kg/mm2.
• Tumaas na lakas: σв = 20 - 38 kg/mm2.
• Mataas na lakas: σв = 40 kg/mm ​​2 at mas mataas.

Batay sa ductility, ang mga cast iron ay nahahati sa:

• Non-plastic - kamag-anak na pagpahaba mas mababa sa 1%.
• Mababang plasticity - mula 1% hanggang 5%.
• Plastic - mula 5% hanggang 10%.
• Tumaas na kalagkitan - higit sa 10%.

Sa konklusyon, nais ko ring tiyaking tandaan na kahit na ang hugis at likas na katangian ng pagbuhos ay may medyo makabuluhang impluwensya sa mga katangian ng anumang cast iron.

Ang carbon sa cast iron ay maaaring nasa anyo ng cementite (Fe3C) o grapayt. Ang cementite ay magaan ang kulay, may matinding tigas at mahirap i-machine. Ang graphite, sa kabaligtaran, ay madilim ang kulay at medyo malambot. Depende sa kung aling anyo ng carbon ang nangingibabaw sa istraktura, nakikilala nila ang: puti, kulay abo, malleable at high-strength na cast iron. Ang mga cast iron ay naglalaman ng mga permanenteng impurities (Si, Mn, S, P), at sa ilang mga kaso ay mga alloying elements din (Cr, Ni, V, Al, atbp.).

Puting cast iron- isang uri ng cast iron kung saan ang carbon sa isang nakatali na estado ay nasa anyo ng cementite, kapag nabali ito ay may puting kulay at metal na kinang. Sa istraktura ng naturang cast iron ay walang nakikitang mga inklusyon ng grapayt at isang maliit na bahagi lamang nito (0.03-0.30%) ang nakikita ng banayad na pamamaraan ng pagsusuri ng kemikal o biswal sa mataas na paglaki. Ang mga white iron casting ay wear-resistant, medyo heat-resistant at corrosion-resistant. Ang lakas ng puting cast iron ay bumababa, at ang katigasan ay tumataas sa pagtaas ng nilalaman ng carbon.

Ang puting cast iron ay napakatigas, halos imposible sa makina, at samakatuwid ay hindi ginagamit para sa paggawa ng mga bahagi, ngunit ginagamit para sa conversion sa bakal at para sa paggawa ng mga bahagi mula sa malleable na cast iron. Ang ganitong uri ng cast iron ay tinatawag ding pig iron.

Gray na cast iron– isang haluang metal ng bakal, silikon (mula sa 1.2-3.5%) at carbon, na naglalaman din ng mga permanenteng impurities ng Mn, P, S. Sa istraktura ng naturang mga cast iron, karamihan o lahat ng carbon ay nasa anyo ng plate-shaped grapayt. Ang bali ng naturang cast iron ay kulay abo dahil sa pagkakaroon ng grapayt. Ang isang hiwalay na iba't (pangkat ng mga grado) ng gray na cast iron ay high-strength cast iron na may globular (spherical) graphite, na nakakamit sa pamamagitan ng pagbabago nito gamit ang magnesium (Mg), cerium (Ce) o iba pang elemento.

Ang gray cast iron ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na mga katangian ng paghahagis (mababang temperatura ng pagkikristal, pagkalikido sa estado ng likido, mababang pag-urong) at nagsisilbing pangunahing materyal para sa paghahagis. Ito ay malawakang ginagamit sa mechanical engineering para sa casting machine beds at mga mekanismo, piston, at cylinders.

Mataas na hinang likas Ang gray cast iron, dahil sa pagkakaroon ng grapayt sa istraktura nito, ay ginagawang imposibleng gamitin ito para sa mga bahagi na pangunahing gumagana sa pag-igting o baluktot; Ang mga cast iron ay ginagamit lamang para sa "compression" na trabaho.

Ang gray na cast iron ay minarkahan ng mga letrang SCh, pagkatapos ay ipinahiwatig ang garantisadong tensile strength na halaga sa kg/mm², halimbawa SCh30. Ang mga high-strength cast iron ay minarkahan ng mga letrang HF , pagkatapos kung saan ang lakas at, sa pamamagitan ng isang gitling, ang kamag-anak na pagpahaba sa porsyento ay ipinahiwatig, halimbawa VC60-2.

Matunaw na bakal– ang karaniwang pangalan para sa malambot at malapot na cast iron, na nakuha mula sa white cast iron sa pamamagitan ng casting at karagdagang heat treatment. Ang mahabang pagsusubo ay ginagamit, bilang isang resulta kung saan ang cementite ay nabubulok sa pagbuo ng grapayt, iyon ay, ang proseso ng graphitization, at samakatuwid ang naturang pagsusubo ay tinatawag na graphitizing.

Ang malleable na cast iron, tulad ng gray cast iron, ay binubuo ng bakal na base at naglalaman ng carbon sa anyo ng graphite, ngunit ang graphite inclusions sa ductile iron ay iba sa ordinaryong gray cast iron. Ang pagkakaiba ay ang mga graphite inclusions sa malleable cast iron ay nakaayos sa anyo ng mga flakes, na nakuha sa panahon ng pagsusubo, at nakahiwalay sa isa't isa, bilang isang resulta kung saan ang base ng metal ay hindi gaanong pinaghihiwalay, at ang cast iron ay may ilang lagkit at ductility. Dahil sa patumpik-tumpik na hugis nito at ang paraan ng paggawa (annealing), ang grapayt sa malleable na bakal ay madalas na tinatawag na annealing carbon. Nakuha ng malleable na cast iron ang pangalan nito dahil sa tumaas na ductility at lagkit nito (bagaman hindi ito napapailalim sa pressure treatment).

Ang malambot na cast iron ay nagpapataas ng tensile strength at mataas na impact resistance. Ang mga bahagi ng kumplikadong mga hugis ay ginawa mula sa malleable na cast iron: car rear axle housings, brake pad, tee, anggulo, atbp.

Ang malambot na cast iron ay minarkahan ng dalawang titik at dalawang numero, halimbawa KCH 370-12. Ang mga titik na KCH ay nangangahulugang malleable cast iron, ang unang numero ay ang makunat na lakas (sa MPa), ang pangalawang numero ay ang kamag-anak na pagpahaba (sa porsyento), na nagpapakilala sa kalagkit ng cast iron.

Malagkit na bakal– cast iron na mayroong graphite inclusions ng spheroidal na hugis. Ang spheroidal graphite ay may mas mababang surface-to-volume ratio, na tumutukoy sa pinakamalaking pagpapatuloy ng base ng metal, at samakatuwid ang lakas ng cast iron.

Ang high-strength cast iron ay kadalasang ginagamit para sa paggawa ng mga kritikal na produkto sa mechanical engineering, pati na rin para sa produksyon ng mga high-strength pipe (supply ng tubig, drainage, gas at oil pipelines). Ang mga produkto at tubo na gawa sa high-strength cast iron ay nakikilala sa pamamagitan ng mataas na lakas, tibay, at mataas na pagganap ng mga katangian.