Hvitt støpejern: egenskaper, bruksområder, struktur og funksjoner

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

Teknologien for støpejern ble først mestret i Kina på 900-tallet, hvoretter den ble utbredt i andre land i verden. Grunnlaget for støpejern er en legering av jern med karbon og andre komponenter. Et særtrekk er at støpejern i sin sammensetning inneholder mer enn 2% karbon i form av sementitt, som ikke finnes i andre metaller. En fremtredende representant for denne legeringen er hvitt støpejern, som brukes i maskinteknikk for fremstilling av deler, i industrien og i hverdagen.

Utseende

Legeringen har en hvit farge ved bruddet og en karakteristisk metallisk glans. Strukturen til hvitt støpejern er finkornet.

Properties

Sammenlignet med andre metaller har jern-karbonlegering følgende egenskaper og egenskaper:

• høy sprøhet;
• økt hardhet;
• høy resistivitet;
• low casting properties;
• lav maskinbarhet;
• god varmebestandighet;
• stor krymping (opptil 2%) og dårlig muggfylling;
• lav slagfasthet;
• høy slitestyrke.

Metalmasse har stor korrosjonsbestandighet i s altsyre eller salpetersyre. Hvis det er frie karbider i strukturen, vil det oppstå korrosjon når støpejern legges i svovelsyre.

Hvite støpejern, som inneholder en lavere prosentandel karbon, anses som mer motstandsdyktige legeringer mot høye temperaturer. På grunn av den økte mekaniske styrken og seigheten som vises når de utsettes for høye temperaturer, minimeres dannelsen av sprekker i støpegods.

Composition

Jern-karbon-legering anses som billigere enn stål. Hvitt støpejern inneholder jern og karbon, som er i en kjemisk bundet tilstand. Overskudd av karbon, som ikke finnes i den faste løsningen av jern, finnes i kombinert tilstand i form av jernkarbider (sementitt), og i legert støpejern i form av spesielle karbider.

Visninger

Avhengig av mengden karboninnhold i hvitt støpejern, er det delt inn i følgende typer:

1. Hyotectic holder fra 2,14 % til 4,3 % karbon og får etter fullstendig avkjøling strukturen av perlitt, sekundær sementitt og ledeburitt.
2. Eutectic inneholder 4,3 % karbon og har en struktur i form av en lys bakgrunn av sementitt, som er prikket med mørke perlittkorn.
3. Hyotectic har fra 4,3 % til 6,67 % karbon i sammensetningen.

Application

Basert på egenskapene ovenfor,det kan konkluderes med at det ikke gir mening å praktisere termisk og mekanisk behandling av hvitt støpejern. Legeringen fant sin hovedanvendelse bare i form av en støping. Følgelig oppnår hvitt støpejern de beste egenskapene kun hvis alle støpebetingelser er oppfylt. Denne behandlingsmetoden brukes aktivt dersom det er nødvendig å produsere massive produkter som må ha høy overflatehardhet.

I tillegg glødes hvitt støpejern, noe som resulterer i formbare støpejern, som brukes til å lage tynnveggede støpegods, for eksempel:

• bildeler;
• landbruksprodukter;
• deler til traktorer, skurtreskere osv.

Legeringen brukes også til å lage plater med ribber eller glatte overflater, og brukes også aktivt i produksjon av stål og gråjern.

Bruken av hvitt støpejern i landbruket som konstruksjonsmetall er ganske begrenset. Oftest brukes jern-karbon-legering til fremstilling av deler til hydrauliske maskiner, sandkastere og andre mekanismer som kan fungere under forhold med økt slitasje.

kjølte støpejern

Denne legeringen regnes som en type hvitt støpejern. Det er mulig å oppnå en kjøling på 12-30 mm ved å raskt avkjøle overflaten til jern-karbon-legeringen. Materialstruktur: overflatedelen er laget av hvitt, grått støpejern i kjernen. Hjul, kuler for møller, rullende ruller er laget av slikt materiale, som er montert imaskiner for bearbeiding av metallplater.

Legeringselementer i legeringen

Spesielt introduserte legeringsstoffer tilsatt sammensetningen av hvitt støpejern kan gi større slitestyrke og styrke, korrosjonsbestandighet og varmebestandighet. Avhengig av mengden tilsatte stoffer skilles disse typene støpejern ut:

• lavlegert legering (opptil 2,5 % hjelpestoffer);
• middels legert (fra 2,5 % til 10 %);
• høyt legert (mer enn 10%).

Legeringselementer kan legges til legeringen:

• chrome;
• sulfur;
• nikkel;
• copper;
• molybden;
• titanium;
• vanadium,
• silisium;
• aluminium;
• mangan.

Legert hvitt støpejern har forbedrede egenskaper og brukes ofte til støping av turbiner, blader, møller, deler til sement og konvensjonelle ovner, pumpemaskinblader osv. Jern-karbon-legeringen bearbeides i to ovner, som gjør det mulig å bringe materialet til en viss kjemisk sammensetning:

• i kuppelen;
• i elektriske ovner.

Støpegods laget av hvitt støpejern glødes i ovner for å stabilisere de nødvendige dimensjonene og avlaste indre stress. Glødetemperaturen kan stige opp til 850 grader. Prosessen med oppvarming og avkjøling må gjøres sakte.

Merking eller betegnelse av hvitt støpejern med urenheterbegynner med bokstaven H. Hvilke legeringselementer som passer inn i sammensetningen av legeringen kan bestemmes av de påfølgende bokstavene i merkingen. Navnet kan inneholde tall som indikerer prosentandelen av tilleggsstoffer som passer i hvitt støpejern. Hvis merkingen inneholder betegnelsen Ш, betyr dette at strukturen til legeringen inneholder sfærisk grafitt.

Typer av gløding

For dannelse av hvitt støpejern i industrien brukes hurtigkjøling av legeringen. I dag brukes følgende hovedtyper av karbonlegeringsgløding aktivt:

• mykningsgløding brukes hovedsakelig for å øke ferritt i støpejernssammensetning;
• gløding for å avlaste indre spenninger og minimere fasetransformasjoner;
• grafitiseringsgløding, som resulterer i formbart støpejern;
• normalisering ved en temperatur på 850-960 grader, noe som resulterer i grafitt og perlitt, samt økt slitestyrke og styrke.

Tilleggsinformasjon

Til dags dato er det bevist at det ikke er noen direkte sammenheng mellom slitestyrke og hardhet til en karbonlegering. Bare på grunn av strukturen, nemlig arrangementet av karbider og fosfider i form av et vanlig rutenett eller i form av ensartede inneslutninger, oppnås økt slitestyrke.

Hvitt støpejerns styrke påvirkes mest av mengden karbon, og hardheten avhenger av karbidene. Den største styrken og hardheten er de støpejernene somhar en martensittisk struktur.