Legert støpejern: kvaliteter, egenskaper og bruksområder

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Legert jern er et materiale som produseres ved smelting i masovner. Den kan inneholde forskjellige mengder karbon. Avhengig av det kvantitative innholdet av dette stoffet, skilles to typer støpejern. Den første kalles konvertering, eller hvit, og den andre er grå, eller støperi.

Beskrivelse av støpejernstyper

Den første typen er råjern. Dette er navnet på et materiale der karbon er presentert i form av et stoff som sementitt. I en pause har den en hvit farge, derav navnet. Slikt støpejern er preget av høy hardhet og sprøhet. Det er veldig vanskelig å maskinere. Samtidig er ca 80 % av alt smeltet råjern hvitt. Hovedformålet med denne typen materiale er videre omsmelting til stål.

Grålegert støpejern er et metall der karbon er tilstede i form av duktil grafitt. I en pause er fargen grå, noe som også bestemte navnet. Sprøheten og hardheten til slikt støpejern er mindre enn for hvitt støpejern, men det er mye bedre bearbeidet.

Egenskapene til legert støpejern av denne typen er som følger:

• For det første tåler den trykkbelastning veldig godt.
• For det andre er dette metallet ufølsomt for overflatedefekter, og har også god motstand mot utmattingssvikt.

Støpelegert støpejern har imidlertid en ganske svak slagfasthet, samt lav duktilitet. På grunn av disse to ulempene er det ganske vanskelig å bruke slikt materiale til strukturelle formål.

Generell beskrivelse av grå støpejernskvaliteter

I dag finnes det slike kvaliteter av legert grått støpejern: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 og flere andre. Bokstavene SCh i markeringen indikerer at det er grått støpejern, og de to neste sifrene indikerer maksimal belastning som metallet tåler når det strekkes. Strekkfastheten i dette tilfellet måles i MPa.

varianter av grått støpejern

Støperilegert jern har flere undertyper. En av dem var seigjern. Dette betingede navnet ble gitt til materialet, som utmerker seg ved at det er mykere og mer viskøst enn grått. Få den fra hvitt støpejern. For å gjøre dette, bruk glødeprosedyren, som varer lenge. Merkingene her er omtrent like, for eksempel KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. Bokstavene indikerer at dette støpejernet er formbart, og de to neste tallene bestemmer strekkfastheten. Men når det gjelder de siste en eller to sifrene, karakteriserer de den maksimale relative forlengelsen, sommålt i prosent.

En annen undertype av støperilegert jern er modifisert. For å få det, må du legge til spesielle elementer i grått. Slike modifiseringsmidler tilsettes før stoffet helles. Aluminium, silisium, kalsium og andre kan brukes som tilsetningsstoffer. Disse tilsetningsstoffene øker antallet krystalliseringssentre betydelig. Med andre ord bidrar de til betydelig reduksjon av grafitt.

Takket være disse tilsetningsstoffene er spesiallegert støpejern preget av høyere styrkeegenskaper, mindre sprøhet og økt motstand mot sprekker. Det er verdt å legge til at alle de beste kvalitetene av denne legeringen er oppnådd fra et slikt modifisert materiale.

Typer av legert legering

Hva betyr legert støpejern? Legering er en operasjon for å introdusere ulike urenheter i sammensetningen av et materiale som kan forbedre dets egenskaper. For støpejern har titan, krom, vanadium og andre blitt slike tilsetningsstoffer. Innføring av legeringselementer i sammensetningen kan øke egenskaper som styrke, hardhet, slitestyrke, korrosjonsbestandighet og mange andre.

I dag, avhengig av mengden legeringselementer i støpejern, kan tre typer skilles:

1. Hvis tilsetningsstoffer finnes i mengder opp til 2,5 % av den totale massen, er dette lavlegert støpejern.
2. Middels legerte materialer er de materialene med innhold av stoffer i området fra2,5 til 10%.
3. Den siste typen er svært legert hvis innholdet av modifikatorer tot alt overstiger 10%.

Stoffer for legering, merking

Ifølge GOST skal legert støpejern inneholde en viss mengde stoffer for bruk i et bestemt område. I tillegg er merkingen også standard. For eksempel er ChN15D7Kh en høyfast legering som inneholder 15 % nikkel, 7 % kobber og ca. 1 % krom. Som du kan se, i merkingen er legeringselementer merket med en bokstav, etterfulgt av et tall som indikerer det kvantitative innholdet i tilsetningsstoffet. Det kan imidlertid også være at figuren mangler, som etter krom. Dette betyr at innholdet av stoffet i sammensetningen er ca. 1%.

Når det gjelder produksjon av slikt støpejern, er det ganske rimelig. Samtidig har sluttproduktet tilstrekkelig høy ytelsesegenskaper. Takket være disse to faktorene øker omfanget av det beskrevne materialet stadig.

Typer av legert legering

Det er naturlig at tilsetning av ethvert stoff til sammensetningen vil øke noen spesielle egenskaper. Derfor skilles det ut flere klasser av legerte materialer.

Så, støpejern kan være slitesterkt. Materialet som tilhører denne gruppen er karakterisert ved at det har økt motstand mot slitasje, som oppstår under overflatefriksjon. Denne kategorien inkluderer anti-friksjon og friksjon støpejern. Den første av disse har en veldig lavfriksjonskoeffisient. På grunn av dette er hovedanvendelsen av legert støpejern av den navngitte typen produksjon av deler som glidelager, foringer for dem og andre deler med lignende krav.

Friksjonsmateriale er tvert imot preget av en ganske høy friksjonskoeffisient, og derfor brukes det oftest i produksjon av bremseanordninger for en rekke mekanismer, utstyr osv.

Rustfritt støpejern

Mange vet at det finnes et metall som heter rustfritt stål. Faktisk er dette ikke en veldig nøyaktig definisjon. Akkurat slike legeringer er forskjellige ved at deres motstand mot korrosjon er ganske høy. Det navngitte støpejernet ble mest brukt i skipsbygging. Hvis mer enn 12 % krom tilsettes sammensetningen av jern som et legeringselement og karboninnholdet reduseres så mye som mulig, vil en slik legering oppnås som et resultat.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 ble de vanligste merkene. De skiller seg ved at de beholder høy korrosjonsbestandighet selv i aggressive miljøer, har god motstand mot kavitasjon og slitasje i et damp-vann-miljø.

En liten, men fortsatt ganske populær gruppe er varmebestandig støpejern. Hovedfordelen med materialet er at det er ganske vanskelig å oksidere, og beholder også sine egenskaper godt ved høye temperaturer.

Introduksjon av kobber

For øyeblikkettid, mer og oftere begynner å bruke støpejern med tilsetning av kobber. Innføringen av dette tilsetningsstoffet i legeringen forbedrer dens støpeegenskaper betydelig. Best av alt, dette påvirker flyten til materialet. I tillegg er tendensen til sprekkdannelse og krymping av porøsitet sterkt redusert.

Innbygging av 0,5 % Cu (kobber) gjør støpejern egnet nok til å støpes inn i deler med veggtykkelser fra 10 til 25 mm. Hvis det er nødvendig å øke veggtykkelsen til fremtidige elementer, vil det være nødvendig å øke det kvantitative innholdet av kobber, så vel som dets komplekser. Det er verdt å merke seg her at effekten av å tilsette kobber kan forsterkes hvis elementer som antimon eller vismut introduseres i legeringen.

Hvis karbonekvivalenten vil øke, vil påvirkningen av kobber på krystalliseringen av grafitt avta. Legering av støpejern med kobber kan også hindre bleking i overflatelagene, og øke hardheten mot midten sterkt. Dette er ganske merkbart ved smelting av sylinderforinger, blokkhoder i støpejern og andre gjenstander.

Kompleks legert støpejern

For å lykkes med å smelte støpejern som kan brukes til støping av sylinderforinger, er det nødvendig å bruke ikke bare en rekke ferrolegeringer, men også en induksjonsovn. For å utføre støping av slike deler brukes IChKhN4, ChN1KhMD og ChNMSh merkene og flere andre typer. Deres karakteristiske trekk er at alle deler er smeltet inn i en tynnvegget eller massiv form.

Nålstruktur og høyfast materiale

Et lite utvalg av grått støpejern, som tilhører den slitesterke gruppen, er et materiale med nålformet struktur. Graden av doping i et slikt materiale er ganske lav. Innholdet av silisium og karbon i den er også ganske lavt. I dette tilfellet øker mengden av stoffer som kobber, molybden, nikkel og noen andre modifiseringsmidler avhengig av den resulterende veggtykkelsen som kreves, samt avhengig av støpemetoden som skal brukes.

En annen variant er et materiale med høy styrke. Dette er et lite utvalg av grått støpejern, som er preget av innholdet av nodulær grafitt. For å oppnå en slik struktur er det nødvendig å innføre magnesium, cerium og vismut i legeringen. Tilsetningen av disse tre legeringselementene gjør den duktile grafitten til støpematerialet til en sfæroidal grafitt. Denne typen skiller seg ved at dens mekaniske kvaliteter er mye høyere enn andre typer støpejern. Til dags dato produseres omtrent 10 forskjellige kvaliteter av legeringen i denne kategorien. Slikt materiale kan perfekt brukes i skipsbygging i stedet for formbar type. Og den vanligste typen seigjern er magnesium (med en stor mengde magnesium i sammensetningen).