Gelegeerd gietijzer: kwaliteiten, eigenschappen en toepassingen

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Gelegeerd ijzer is een materiaal dat wordt geproduceerd door smelten in hoogovens. Het kan verschillende hoeveelheden koolstof bevatten. Afhankelijk van het kwantitatieve geh alte van deze stof worden twee soorten gietijzer onderscheiden. De eerste heet conversie, of wit, en de tweede is grijs, of gieterij.

Beschrijving van gietijzersoorten

Het eerste type is ruwijzer. Dit is de naam van een materiaal waarin koolstof wordt gepresenteerd in de vorm van een stof zoals cementiet. In een pauze heeft het een witte kleur, vandaar de naam. Dergelijk gietijzer wordt gekenmerkt door een hoge hardheid en brosheid. Het is erg moeilijk te machinaal te bewerken. Tegelijkertijd is ongeveer 80% van al het gesmolten ruwijzer wit. Het belangrijkste doel van dit type materiaal is het verder omsmelten tot staal.

Grijs gietijzer is een metaal waarin koolstof aanwezig is in de vorm van nodulair grafiet. In een pauze is de kleur grijs, wat ook zijn naam bepaalde. De brosheid en hardheid van dergelijk gietijzer is minder dan die van wit gietijzer, maar het is veel beter machinaal bewerkt.

De eigenschappen van gelegeerd gietijzer van dit type zijn als volgt:

• Allereerst is het zeer goed bestand tegen drukbelastingen.
• Ten tweede is dit metaal ongevoelig voor oppervlaktedefecten en heeft het ook een goede weerstand tegen vermoeiing.

Gelegeerd gietijzer heeft echter een vrij zwakke slagvastheid en een lage ductiliteit. Vanwege deze twee nadelen is het vrij moeilijk om dergelijk materiaal voor structurele doeleinden te gebruiken.

Algemene beschrijving van grijs gietijzer kwaliteiten

Tegenwoordig zijn er dergelijke soorten gelegeerd grijs gietijzer: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 en verschillende andere. De letters SCh in de markering geven aan dat het grijs gietijzer is en de volgende twee cijfers geven de maximale belasting aan die het metaal kan weerstaan wanneer het wordt uitgerekt. De treksterkte wordt in dit geval gemeten in MPa.

Rassen van grijs gietijzer

Gieterij gelegeerd ijzer heeft verschillende subtypes. Een daarvan was nodulair gietijzer. Deze voorwaardelijke naam werd gegeven aan het materiaal, dat zich onderscheidt door het feit dat het zachter en stroperiger is dan grijs. Haal het uit wit gietijzer. Gebruik hiervoor de gloeiprocedure, die lang duurt. De markeringen zijn hier ongeveer hetzelfde, bijvoorbeeld KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. De letters geven aan dat dit gietijzer kneedbaar is, en de volgende twee cijfers bepalen de treksterkte. Maar wat betreft de laatste een of twee cijfers, ze karakteriseren de maximale relatieve verlenging, diegemeten als een percentage.

Een ander subtype van gieterijgelegeerd ijzer is gewijzigd. Om het te krijgen, moet je speciale elementen aan grijs toevoegen. Dergelijke modificatoren worden toegevoegd voordat de substantie wordt gegoten. Aluminium, silicium, calcium en andere kunnen als additieven worden gebruikt. Deze additieven verhogen het aantal kristallisatiecentra aanzienlijk. Met andere woorden, ze dragen bij aan een aanzienlijke vermindering van grafiet.

Dankzij deze additieven wordt gietijzer van een speciale legering gekenmerkt door hogere sterkte-eigenschappen, minder brosheid en verhoogde weerstand tegen scheuren. Het is de moeite waard eraan toe te voegen dat de beste kwaliteiten van deze legering worden verkregen uit een dergelijk gemodificeerd materiaal.

Soorten legeringslegering

Wat betekent gelegeerd gietijzer? Legeren is een bewerking om verschillende onzuiverheden in de samenstelling van een materiaal te introduceren die de eigenschappen ervan kunnen verbeteren. Voor gietijzer zijn titanium, chroom, vanadium en andere dergelijke additieven geworden. De introductie van legeringselementen in de samenstelling kan eigenschappen zoals sterkte, hardheid, slijtvastheid, corrosieweerstand en vele andere verhogen.

Tegenwoordig kunnen, afhankelijk van de hoeveelheid legeringselementen in gietijzer, drie typen worden onderscheiden:

1. Als additieven aanwezig zijn in hoeveelheden tot 2,5% van de totale massa, dan is dit laaggelegeerd gietijzer.
2. Middelgelegeerde materialen zijn die materialen waarvan het geh alte aan stoffen in het bereik ligt van2,5 tot 10%.
3. Het laatste type is hooggelegeerd, als het geh alte aan modificatoren in totaal 10% overschrijdt.

Stoffen voor legeren, markeren

Volgens GOST moet gelegeerd gietijzer een bepaalde hoeveelheid stoffen bevatten voor gebruik in een bepaald gebied. Daarnaast is ook de etikettering standaard. ChN15D7Kh is bijvoorbeeld een zeer sterke legering die 15% nikkel, 7% koper en ongeveer 1% chroom bevat. Zoals u kunt zien, zijn legeringselementen in de markering gemarkeerd met één letter, gevolgd door een cijfer dat het kwantitatieve geh alte van het additief aangeeft. Het kan echter ook zijn dat het cijfer ontbreekt, zoals na chroom. Dit betekent dat het geh alte van de stof in de samenstelling ongeveer 1% is.

Wat betreft de vervaardiging van dergelijk gietijzer, het is vrij goedkoop. Tegelijkertijd heeft het eindproduct voldoende hoogwaardige eigenschappen. Dankzij deze twee factoren neemt de reikwijdte van het beschreven materiaal voortdurend toe.

Soorten legeringslegering

Het is natuurlijk dat de toevoeging van een stof aan de compositie een bepaald kenmerk zal versterken. Daarom worden verschillende klassen van gelegeerde materialen onderscheiden.

Gietijzer kan dus slijtvast zijn. Het materiaal dat tot deze groep behoort, wordt gekenmerkt doordat het een verhoogde slijtvastheid heeft, die optreedt tijdens oppervlaktewrijving. Deze categorie omvat anti-wrijvings- en wrijvingsgietijzer. De eerste hiervan heeft een zeer lagewrijvingscoëfficiënt. Hierdoor is de belangrijkste toepassing van gelegeerd gietijzer van het genoemde type de productie van onderdelen zoals glijlagers, bussen daarvoor en andere onderdelen met vergelijkbare vereisten.

Wrijvingsmateriaal daarentegen wordt gekenmerkt door een vrij hoge wrijvingscoëfficiënt en wordt daarom het meest gebruikt bij de productie van reminrichtingen voor een verscheidenheid aan mechanismen, uitrustingen, enz.

Roestvrij gietijzer

Veel mensen weten dat er een metaal bestaat dat roestvrij staal wordt genoemd. In feite is dit geen erg nauwkeurige definitie. Juist zulke legeringen verschillen doordat hun weerstand tegen corrosie vrij hoog is. Het genoemde gietijzer werd het meest gebruikt in de scheepsbouw. Als er meer dan 12% chroom aan de samenstelling van ijzer als legeringselement wordt toegevoegd en het koolstofgeh alte zoveel mogelijk wordt verlaagd, dan zal zo'n legering worden verkregen.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 werden de meest voorkomende merken. Ze onderscheiden zich doordat ze een hoge corrosieweerstand behouden, zelfs in agressieve omgevingen, en een goede weerstand tegen cavitatie en slijtage in een stoom-wateromgeving.

Een kleine maar nog steeds vrij populaire groep is hittebestendig gietijzer. Het belangrijkste voordeel van het materiaal is dat het vrij moeilijk te oxideren is en ook bij hoge temperaturen zijn eigenschappen goed behoudt.

Introductie van koper

Momenteeltijd, beginnen steeds vaker gietijzer te gebruiken met toevoeging van koper. De introductie van dit additief in de legering verbetert de gietkwaliteiten aanzienlijk. Het beste van alles is dat dit de vloeibaarheid van het materiaal beïnvloedt. Bovendien wordt de neiging tot barsten en krimpporositeit sterk verminderd.

Incorporatie van 0,5% Cu (koper) maakt gietijzer geschikt genoeg om te worden gegoten in delen met wanddiktes van 10 tot 25 mm. Als het nodig is om de wanddikte van toekomstige elementen te vergroten, moet het kwantitatieve geh alte aan koper en de complexen ervan worden verhoogd. Het is vermeldenswaard dat het effect van het toevoegen van koper kan worden versterkt als elementen zoals antimoon of bismut in de legering worden geïntroduceerd.

Als het koolstofequivalent toeneemt, neemt de invloed van koper op de kristallisatie van grafiet af. Het legeren van gietijzer met koper kan ook bleking in de oppervlaktelagen voorkomen en ook de hardheid naar het midden sterk verhogen. Dit is behoorlijk merkbaar bij het smelten van cilindervoeringen, gietijzeren blokkoppen en andere items.

Complex legering gietijzer

Om met succes gietijzer te smelten dat kan worden gebruikt voor het gieten van cilindervoeringen, is het noodzakelijk om niet alleen een verscheidenheid aan ijzerlegeringen te gebruiken, maar ook een inductieoven. Voor het gieten van dergelijke onderdelen worden de merken IChKhN4, ChN1KhMD en ChNMSh en verschillende andere typen gebruikt. Hun onderscheidende kenmerk is dat alle onderdelen worden gesmolten tot een dunwandige of massieve mal.

Naaldstructuur en materiaal met hoge weerstand

Een kleine variëteit van grijs gietijzer, die tot de slijtvaste groep behoort, is een materiaal met een naaldvormige structuur. De mate van doping in een dergelijk materiaal is vrij laag. Het geh alte aan silicium en koolstof daarin is ook vrij laag. In dit geval neemt de hoeveelheid stoffen zoals koper, molybdeen, nikkel en sommige andere modificatoren toe, afhankelijk van de resulterende wanddikte die nodig is, evenals afhankelijk van de te gebruiken gietmethode.

Een andere variëteit is een zeer sterk materiaal. Dit is een kleine variëteit van grijs gietijzer, die zich onderscheidt door het geh alte aan nodulair grafiet. Om een dergelijke structuur te verkrijgen is het noodzakelijk om magnesium, cerium en bismut in de legering te brengen. De toevoeging van deze drie legeringselementen verandert het ductiele grafiet van het gietmateriaal in een bolvormig grafiet. Dit type onderscheidt zich doordat de mechanische eigenschappen veel hoger zijn dan die van andere soorten gietijzer. Tot op heden worden ongeveer 10 verschillende kwaliteiten van de legering van deze categorie geproduceerd. Dergelijk materiaal kan perfect worden gebruikt in de scheepsbouw in plaats van kneedbaar type. En het meest voorkomende type nodulair gietijzer is magnesium (met een grote hoeveelheid magnesium in de samenstelling).