Pallografiittivalurauta: ominaisuuksia, merkinnät ja soveltamisala

Rauta - kova, korroosionkestävyys, mutta hauras rauta-hiili seos, jossa hiilen C-pitoisuus on alueella 2,14-6,67%. Huolimatta erityisen ongelman, sillä on useita erilaisia, ominaisuuksien, sovelluksia. Laajalti käytetty on pallografiittivalurautaa.

tarina

Tämä materiaali on tunnettu jo IV-luvulla eaa. e. Hänen kiinalainen juuret ovat VI. BC. e. Euroopassa ensimmäinen maininta teollisesta tuotannosta metalliseoksen on päivätty XIV, ja Venäjällä - XVI vuosisadalla. Mutta rauta tuotantoteknologia on patentoitu Venäjällä XIX vuosisadalla. Jälkeen kehitys AD Annosovym.

Koska gray irons käyttöä on rajoitettu alhaisen mekaaniset ominaisuudet, ja teräs - ovat kalliita ja niillä on alhainen kovuus ja kestävyys pohdittiin, metallin luoda luotettava, kestävä, kiinteä, kun taas joilla on lisääntynyt vahvuus ja tietty joustavuus.

Takoraudasta eivät, mutta koska muovi ominaisuuksia, se johtaa joidenkin plastisen työstön (esim., Taonta).

tuotanto

Tärkein keino - sulatukseen masuuneissa.

Lähtöaineet räjähdys käsittely:

• Maksu - rautamalmin, joka sisältää metallioksidia muodossa Ferum.
• Polttoaine - koksin ja maakaasu.
• Happi - ruiskutetaan erityistä Lance.
• Vuot - kemiallinen muodostumisen perusteella mangaanin ja (tai) pii.

Vaiheissa masuunin:

1. Talteenotto puhdasta rautaa kemiallisen reaktion tuloksena rautamalmin hapen kanssa syötetään hormien kautta.
2. Koksia poltetaan muodostumisen ja hiilen oksideja.
3. Carburizing puhdasta rautaa reaktioissa CO: n ja CO _2.
4. Kyllästyminen Fe ₃ C mangaani ja pii riippuen halutuista ominaisuuksista ulostulon.
5. Tyhjennys valmiin metalli muotteihin kautta laskureikää; tyhjennys kuona kautta kuonan laskuaukon.

Päätyttyä masuunin toimintajakson saatu rauta, kuona ja savukaasut.

Metallituotteet valmistus verkkotunnuksen

Riippuen jäähtymisnopeus, mikrorakenne hiilikyllästymiseen ja lisäaineet voivat vastaanottaa erilaisia rauta:

1. Sika (valkoinen) hiili sidotussa muodossa, ensisijainen sementti. Käytetyt raaka-aineena sulatetaan muiden raudan ja hiilen seoksia käsittely. Jopa 80% tuotetusta lejeeringin verkkotunnuksen.
2. Foundry (harmaa) hiili muodossa kokonaan tai osittain vapaan grafiitin, eli sen levyt. Malootvetstvennyh tuotannossa käytettävien ruumiinosien. Jopa 19% tuotetaan masuunin valu.
3. Special: rikas ferroseosmetallien. 1-2% tyyppi pitää tuotannon.

Taottava rauta valmistettiin kuumentamalla sika.

Teoria rauta-rakenteiden

Hiili Ferum voivat muodostaa useita erilaisia seoksia varten kidehilan tyyppiä, kuten on esitetty suoritusmuodossa mikrorakenteen.

1. Levinneisyys kiinteä liuos α-rauta - ferriittiä.
2. Levinneisyys kiinteä liuos γ-rauta - austeniittia.
3. Kemiallinen muodostuminen Fe ₃ C (sitoutuneena) - sementiittiä. Ensisijainen on muodostettu nopea jäähdytys sulan nesteen. Toissijainen - hidas lämpötilan laskua austeniittia. Tertiäärinen - asteittainen jäähdytys ferriitin.
4. Mekaaninen sekoitus ferriitin ja sementiitin jyviä - perliitti.
5. Mekaaninen sekoitus austeniittirakeiden ja perliitin tai sementiittiä - Ledebur.

Sillä valurauta on ominaista erityinen mikrorakenne. Grafiitti voi olla muodossa ja sidottu muoto on edellä mainittu rakenne, ja se voi olla vapaassa tilassa muodossa eri epäpuhtauksia. Ominaisuuksista vaikuttavat sekä perus jyviä, ja nämä muodostumat. Grafiitti fraktiot ovat metallilevyjä, hiutaleita tai palloja.

Lehtiä muoto on tyypillinen harmaa rauta-hiili seokset. Se aiheuttaa niiden hauraus ja epäluotettavuus.

Sulkeumat ovat pörröinen taottava rautaa kuin positiivinen vaikutus niiden mekaanisen suorituskyvyn.

Pallomainen grafiitti rakenne parantaa edelleen metallin laatu, jotka vaikuttavat kovuuden kasvu, kestävyys, kestävyys merkittäviä kuormituksia. Tällaiset ominaisuudet on lujat valurautaa. Taottava rauta ominaisuudet sen syihin ferriittiä tai perliitin perusteet läsnä hiutale grafiitti sulkeumia.

Valmistus ferriittistä rauta

Se on tuotettu valkoinen sika proeutectoid vähähiilistä harkot hehkuttamalla hiilen pitoisuus 2,4-2,8% ja vastaava lisäaineiden läsnä ollessa (Mn, Si, S, P). Seinämän paksuus hehkutettu osien on oltava enintään 5 cm. Casting huomattava paksuus grafiitti on levyjen muodossa ja haluttujen ominaisuuksien ei saavuteta.

Saada valuraudan ferriittisten perusmetalli sijoitetaan erityinen laatikot ja kaada hiekkaa. Tiiviisti suljetussa säiliössä, sijoitettiin lämmitysuuniin. Suorittaa seuraavat vaiheet hehkutuksen aikana:

1. Rakenteita kuumennetaan uuneissa lämpötiloissa 1000? C ja annettiin seistä vakiona lämpöä 10-24 tuntia. Seurauksena halkeamia ja ensisijainen sementiittiä Ledebur.
2. Metalli jäähdytetään 720? C uunissa.
3. Lämpötilassa, joka on 720? C kestä pitkäaikaista 15-30 tuntia. Tämä lämpötila takaa hajoamisen toissijaisen cementite.
4. Viimeisessä vaiheessa jäähdytettiin jälleen työ- uuni 500? C, ja sitten peruuttaa ilmaan.

Tämä hehkutus prosessia kutsutaan grafitoimalla.

Töiden jälkeen mikrorakenne on ferriitin jyviä grafiittisuomuhiukkasista. Tätä tyyppiä kutsutaan "chernoserdechnym" tauon jälkeen on musta.

Valmistelu perliittiset Taottavan valuraudan

Tällainen rauta-hiili seos, joka myös on peräisin proeutectoid valkoinen, mutta hiilipitoisuus sen kasvaa: 3-3,6%. Valukappaleita varten perliitti perusteella, ne sijoitetaan laatikoihin ja kaada murskattua jauhetta rautamalmin tai valssihilsettä. Hehkutus itse menettelyä on yksinkertaistettu.

1. Metallin lämpötila nostettiin 1000? C, pidettiin 60-100 tuntia.
2. Suunnittele viileä uuniin.

Koska kellastumista vaikutuksen alaisena lämmön metallisen ympäristössä diffundoituu: irrotettavan on cementite hajoaminen grafiitti- lähtee osittain hehkutettu pintakerroksen osia, asettumasta malmin tai kuonan pinta. Valmistettu pehmeämpi, kova ja sitkeä päällysarkin "beloserdechnogo" pallografiittivalurauta vankka keskellä.

Tämä hehkutus kutsutaan epätäydellinen. Se tarjoaa hajoamisen sementiitin ja perliitin ledeburite levylle sopivan grafiitti. Tarvittaessa rakeinen perliitti pallografiittivaluraudasta, joilla on korkeampi sitkeys ja plastisuus, käyttää muita materiaalia kuumennettiin 720? C Näin on muodostettu jyvät perliitti kanssa hiutale grafiitti sulkeumia.

Ominaisuudet, merkintöjä ja soveltaminen ferriittisten pallografiittivaluraudasta

Pitkäaikainen "harmi" metalli uunissa johtaa täydellisen hajoamisen ledeburite ja sementiittiä ferriittiantenni. Johtuen tekniikan intricacies, metalliseos, jolla on korkea hiilipitoisuus - ferriittinen rakenne ominaista vähähiilisen teräksen. Mutta hiilen itsessään ei ole menossa pois - se menee siihen liittyvän valtion raudan vapaa. Lämpötila vaikutus muuttaa muotoa grafiitti sulkeumia hilseillä.

Ferriittiä rakenne aiheuttaa lasku kovuus, lisätä lujuusarvot, kun läsnä on sellaisia ominaisuuksia kuten sitkeys ja sitkeys.

Merkintä takorauta ferriitti luokka: KCH30-6, KCH33-8, KCH35-10, KCH37-12 missä:

CN - lajintunnistus - mukautuvainen;

30, 33, 35, 37: σ _a, 300, 330, 350, 370 N / mm ² - suurin kuormitus, että se kestää katkeamatta;

6, 8, 10, 12 - venymä, δ,% - plastisuus indeksi (korkeampi arvo on, sitä enemmän altis metallin paine hoito).

Kovuus - noin 100-160 HB.

Tämä materiaali, jonka suorituskyky on välissä, kuten teräs ja rauta-hiili seos on harmaa. Taottava rauta ferriittisten perliittisen perusteella huonompi kulumisen kannalta, korroosionkestävyys ja väsymislujuuden, mutta korkeampi mekaaninen kestävyys, sitkeys, valu ominaisuudet. Sen alhainen hinta käytetään laajalti teollisuudessa valmistukseen osat toimivat pienillä ja keski- kuormat: vaihdetta, kotelot, taka-akselit, LVI.

Ominaisuudet, merkintöjä ja soveltaminen perliittiset Taottavan valuraudan

Epätäydellisestä hehkutus ensimmäisen, toisen ja sementiittiä Ledebur aikaa täysin liueta austeniittia, jossa lämpötilassa 720? C muuttuu perliitti. Jälkimmäinen on mekaaninen seos ferriitin ja sementiittiä jyvät tertiäärinen. Itse asiassa, osa hiiltä jää sitoutuneessa muodossa, aiheuttaa rakenne, osa - "vapautetaan" on hiutale grafiitti. Kun tämä perliitti voi olla levy tai rakeinen. Näin muodostunut perliitti tempervalurautaiset rautaa. Sen ominaisuudet johtuvat tyydyttyneistä kovempi ja vähemmän taipuisa rakenne.

Näiden verrattuna ferriittisten on korkeampi korroosiota, kulumista ehkäisevät ominaisuudet, niiden kestävyys on huomattavasti korkeampi, mutta alempi sitkeys ja valettavuus ominaisuudet. Alttius mekaaniselle rasitukselle suuremman pinta säilyttäen kovuus ja sitkeys päätuotteen.

Merkintä takorauta perliitti: KCH45-7, KCH50-5, KCH56-4, KCH60-3, KCH65-3, KCH70-2, KCH80-1,5.

Ensimmäinen numero - nimitys vahvuus: 450, 500, 560, 600, 650, 700 ja 800 N / mm ^2, vastaavasti.

Toinen - sitkeys merkintä venymä δ,% - 7, 5, 4, 3, 3, 2 ja 1,5.

Pearliitti taottava rautaa sovelluksia löytyy koneenrakennuksen ja väline malleja, jotka toimivat suuria kuormia - staattista ja dynaamista: nokka, kampiakselit, kytkin osat, männät, kiertokanget.

lämpökäsittely

Saatu materiaali, koska lämpökäsittely, nimittäin hehkutus voidaan suorittaa toistuvasti lämpötilan vaikutuksista menetelmiä. Niiden pääasiallinen tarkoitus - jopa suurempi lujuus, kestävyys, korroosion ja ikääntymiseen.

1. Karkaisu käytetään vaativia rakenteita suuri kovuus ja sitkeys; valmistetaan kuumentamalla 900? C, osat jäähdytetään keskimäärin noin 100? C / sek käyttäen moottoriöljy. Sen jälkeen, kun se pitäisi olla korkea loma kuumentamalla 650S ja ilmajäähdytyksen.
2. Normalisointi käytetään keskisuurten yksinkertainen osia uunissa kuumentamalla 900? C, jätettiin seisomaan tässä lämpötilassa ajan 1-1,5 tuntia ja sen jälkeen jäähdytys ilmassa. Troostite tarjoaa rakeinen perliitti, sen lujuutta ja luotettavuutta kitkaa ja kulumista. Sitä käytetään kitkaa muokattava valurauta kanssa perliittinen perusteella.
3. Hehkutus toteutetaan toistuvasti valmistuksessa kitkaa: lämmitys - 900? C, pito tässä pitkällä aikavälillä lämmön, jäähdytys uunissa. Edellyttäen, ferriittinen tai ferriittis-perliittinen rakenne kitkaa pallografiittivaluraudasta.

Kuumentamalla valurautatuotteet voidaan suorittaa paikallisesti tai monimutkaisia. Paikallisesti sovellettu korkean virtojen tai asetyleeniliekkiä (tilalla sammuttamiseksi). Monimutkaisten - lämmitys uunissa. Kun paikallinen lämmitys vain ylempi kerros on kovettunut, se lisää sen kovuus ja lujuus, mutta säilytti sitkeys ja viskositeetti-indeksit ytimen.

On tärkeää huomauttaa, että rautavalu mahdotonta, ei pelkästään riitä mekaaniset ominaisuudet, mutta myös koska sen korkea herkkyys äkillisiä lämpötilan muutoksia, mikä on väistämätöntä, kun sammuttamalla vedellä jäähdyttäen.

Kitkanvastaista muokattava valurauta

Tämä lajike koskee myös muokattavaksi, ja seostettu, ne ovat harmaa (ASF), taonta (APC) ja suuri lujuus (ACHV). APC käytetään tuotannossa taottava valurauta, joka alistetaan hehkutus tai normalisointi. Prosessit suoritetaan parantamiseksi sen mekaaniset ominaisuudet ja muodostetaan uusia ominaisuuksia - kulutuskestävyys, että kitka muiden osien kanssa.

Leimattu: 1-APC, APC-2. Tuotannossa käytettävien kampiakselien, hammaspyörät, laakerit.

Lisäaineiden vaikutuksen kiinteistöjen

Lukuun ottamatta rauta-grafiitti pohja ja ne ovat niiden koostumus, ja muita komponentteja, jotka myös aiheuttavat ominaisuudet valurautaa: mangaani, pii, fosfori, rikki, jotkut seosaineita.

Mangan parantaa valuvuutta sulan metallin, korroosionkestävyys ja kulutuskestävyys. Se osallistuu kovuus ja lujuus sitoutumisen hiilen kanssa raudan kemiallinen kaava Fe ₃ C, muodostumista rakeisen perliitti.

Pii on myös positiivinen vaikutus juoksevuus metalliseos, se edistää hajoamisen sementiitin ja grafiitti sulkeumat jakamista.

Rikki - negatiivinen, mutta väistämätön komponentti. Se vähentää mekaaniset ja kemialliset ominaisuudet, stimuloi halkeamien muodostumista. Kuitenkin, järkevä suhde sen sisältö muiden elementtien (esim., Mangaani) korjaa mikrorakenteen prosesseja. Näin ollen, kun suhde Mn-S 0,8-1,2 perliittiä varastoidaan missä tahansa lämpötilassa vaikutteita ajoitus. Lisäämällä suhde 3 on mahdollista saada mikä tahansa haluttu rakenne riippuen esiasetusparametrit.

Fosfori on muuttumassa parempaan sujuvuus vaikuttaa lujuuteen, alentaa sitkeys, vaikutus kestosta gra-.

Kromi ja molybdeeni saa vaikeuttaa grafiitin muodostusta hiutaleet, joissakin sisältö muodostumisen edistämiseksi rakeisen perliitti.

Volframi lisää kulutuskestävyyttä, kun toimitaan alueilla korkeissa lämpötiloissa.

Alumiini, nikkeli ja kupari edistää grafitointiprosesseissa.

Säätämällä määrä alkuaineita, jotka muodostavat rauta-hiili-seoksen, sekä niiden suhde, se voi vaikuttaa lopullisten ominaisuuksien valurautaa.

Edut ja haitat

Sitkeää chugun- materiaalia, jolla on laajaa käyttöä alalla. Sen tärkeimmät edut ovat:

• korkea kovuus, kulutuskestävyys, lujuus, sekä juoksevuus;
• tavanomaiset ominaisuudet, sitkeys;
• työstettävyys paineen käsittely, toisin kuin harmaa valurauta;
• ominaisuudet eri suoritusmuotojen oikaisemaan tietyin menetelmiä lämpö- ja kemiallisen-lämpökäsittely;
• edullisia.

Haitat ovat yksilölliset ominaisuudet:

• hauraus;
• läsnä grafiitti-;
• huono suorituskyky leikkaus;
• merkittävä paino valut.

Vaikka nykyiset puutteet, taottava rautaa ottaa maksu metallurgian ja koneenrakennuksen. Siitä tuottanut yhtä tärkeitä yksityiskohtia kuten kampiakselit, jarrupalat osat, hammaspyörät, männät, kiertokanget. Ottaa pieni erilaisia tuotemerkkejä, yksittäisten kapealla alalla vie pallografiittivaluraudasta. Sen soveltaminen on tyypillistä kuorman, jonka mukaisesti muiden materiaalien käyttöä on epätodennäköistä.