Malagkit bakal: properties, markings at saklaw

Iron - mahirap, kaagnasan-lumalaban, ngunit marupok bakal-carbon haluang metal na may isang carbon nilalaman ng C sa hanay 2.14-6.67%. Sa kabila ng pagkakaroon ng isang tiyak na problema, ito ay may iba't ibang mga uri, mga katangian, mga application. Tinatanggap na ginamit ay malagkit kast-iron.

kuwento

Ang materyal na ito ay kilala dahil sa IV siglo BC. e. Ang kanyang Chinese ugat ay nasa VI. BC. e. Sa Europa, ang unang pagbanggit ng pang-industriya produksyon ng haluang metal ay may petsang XIV, at sa Russia - XVI siglo. Ngunit malagkit bakal produksyon teknolohiya ay patented sa Russia sa XIX siglo. Matapos ang pag-unlad ng AD Annosovym.

Dahil ang kulay-abo na plantsa ay limitado sa paggamit dahil sa mababang mechanical properties, at bakal - ay mahal at magkaroon ng isang mababang katigasan at tibay, ang tanong lumitaw ng metal ang paglikha ng isang maaasahan, matibay, matatag, habang ang pagkakaroon ng mas mataas na lakas at isang tiyak na flexibility.

Pundidong bakal ay hindi, gayunman, dahil sa plastic mga katangian, ito lends mismo sa ilang mga uri ng plastic pagtatrabaho (halimbawa, forging).

produksyon

Ang pangunahing paraan - smelting sa furnaces sabog.

Ang panimulang materyal para sa mga sabog ng pagpoproseso:

• Charge - iron ore na naglalaman ng metal oxide sa anyo Ferum.
• Fuel - coke at natural na gas.
• Oxygen - ay injected sa pamamagitan ng espesyal na Lance.
• Fluxes - kemikal pagbuo sa batayan ng mangganeso at (o) silikon.

Yugto ng sabog pugon:

1. Recovery ng purong bakal sa pamamagitan ng kemikal reaksyon ng iron ore na may oxygen ibinibigay sa pamamagitan ng tuyeres.
2. Pagkasunog ng coke pagbuo at carbon oxides.
3. Carburizing sa purong bakal reaksyon sa CO at CO _2.
4. Saturation ng Fe ₃ C sa mangganeso at silikon depende sa ang nais na mga katangian ng ang output.
5. Draining ang natapos na metal sa molds sa pamamagitan ng mga awang sa maliit na bariles; draining mag-abo sa pamamagitan ng isang mag-abo tap hole.

Sa pagkumpleto ng sabog pugon operating cycle nakuha iron, mag-abo at tambutso gases.

mga produkto Metal manufacturing domain

Depende sa ang paglamig rate, ang microstructure ng carbon saturation at additives ay maaaring makatanggap ng ilang mga uri ng bakal:

1. Pig (puti) carbon sa isang bound form, ang pangunahing semento. Ginagamit bilang raw materyal para sa smelting ng iba pang mga bakal-carbon alloys processing. Hanggang sa 80% ng produce haluang metal domain.
2. Foundry (kulay-abong) carbon sa anyo ng ganap o bahagyang libreng grapayt, lalo plates nito. Malootvetstvennyh na ginamit para sa produksyon ng mga bahagi ng katawan. Hanggang sa 19% na ginawa sa pamamagitan ng sabog pugon paghahagis.
3. Special: mayaman ferroalloys. 1-2% i-type ang itinuturing na produksyon.

Malagkit bakal ay inihanda sa pamamagitan ng init paggamot ng baboy.

Ang teorya ng iron-istruktura

Carbon may Ferum maaaring mabuo iba't ibang mga uri ng mga alloys para sa uri kristal sala-sala tulad ng ipinapakita sa tunay na diwa ng microstructure.

1. Pagtagos sa solid solusyon α-iron - ferrite.
2. Pagtagos sa solid solusyon γ-iron - austenite.
3. Ang kemikal pagbuo ng Fe ₃ C (bound estado) - cementite. primary ay nabuo sa pamamagitan ng mabilis na paglamig ng tunaw na likido. Pangalawa - isang mabagal na pagbaba ng temperatura mula sa austenite. Tertiary - ang unti-unting paglamig ng ferrite.
4. Mechanical halo ng ferrite at cementite butil - perlite.
5. Mechanical halo ng austenite butil at pearlite o cementite - Ledebur.

Para sa kast-iron ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang espesyal na microstructure. grapayt ay maaaring maging sa anyo at bound form ng istraktura sa itaas, at maaaring nasa sa libreng estado sa anyo ng mga iba't-ibang mga impurities. Sa properties apektado ang parehong mga pangunahing butil, at ang mga formations. Graphite fractions ay ang mga metal plates, mga natuklap o spheres.

Ang dahon hugis ay karaniwan para sa kulay-abo na alloys bakal-carbon. Ito ay nagiging sanhi ng kanilang karupukan at unreliability.

Inclusions ay malambot malagkit bakal kaysa sa isang positibong epekto sa kanilang mga makina pagganap.

Ang spherical grapayt istraktura karagdagang nagpapabuti sa kalidad ng metal, na nakakaapekto sa pagtaas sa katigasan, tibay, tatag makabuluhang load. Ang ganitong mga katangian ay may mataas na lakas cast iron. Malagkit bakal properties sanhi nito ferrite o pearlite mga pangunahing kaalaman ng pagkakaroon ng manipis na piraso grapayt inclusions.

Paghahanda ng ferritic malagkit bakal

Ito ay ginawa mula sa isang puting baboy proeutectoid mababang-carbon haluang metal ingots sa pamamagitan ng pagsusubo sa carbon nilalaman 2.4-2.8% at ang katumbas na presensya ng mga additives (MN, Si, S, P). Ang kapal ng pader annealed bahagi ay dapat na hindi mas mababa sa 5 cm. Castings mumunti kapal grapayt ay sa anyo ng mga plates at ang nais na ari-arian ay hindi nakamit.

Upang makakuha ng kast-iron na may ferritic base metal ay inilagay sa mga espesyal na mga kahon at ibuhos buhangin. Mahigpit selyadong lalagyan ay inilagay sa isang heating pugon. Isagawa ang mga sumusunod na hakbang sa panahon ng pagsusubo:

1. Constructions ay pinainitan sa hurno sa temperatura ng 1,000? C at pinapayagan upang tumayo sa isang pare-pareho ang init sa loob ng 10 hanggang 24 oras. Bilang isang resulta ng mga hating at pangunahing cementite Ledebur.
2. Ang metal ay cooled sa 720? C sa pugon.
3. Sa isang temperatura ng 720? C mapaglabanan prolonged 15-30 na oras. temperatura Tinitiyak nito ang paghiwalay ng pangalawang cementite.
4. Sa huling hakbang ay muli cooled sa pagtatrabaho oven sa 500? C, at pagkatapos ay bawiin sa hangin.

Ito pagsusubo proseso ay tinatawag na graphitizing.

Pagkatapos ng trabaho microstructure ay ferrite na may butil ng grapayt flake. Ang uri na ito ay tinatawag na "chernoserdechnym" dahil ng pahinga ay itim.

Paghahanda ng pearlitic malambot cast iron

Ang ganitong uri ng bakal-carbon haluang metal, na kung saan din ay nagmumula mula proeutectoid puti, ngunit ang carbon nilalaman niyaon ay lumago: 3-3.6%. Para castings na may pearlitic na batayan, sila ay inilagay sa kahon at ibuhos ang mga durog mineral powder bakal o mill scale. Pagsusubo pamamaraan mismo ay pinasimple.

1. Metal temperatura ay itataas sa 1000? C, iningatan 60-100 oras.
2. Idisenyo ang cool sa hurno.

Dahil yellowing sa ilalim ng pagkilos ng init sa isang metallic na kapaligiran diffuses: releasable sa cementite agnas grapayt dahon bahagyang annealed surface bahagi layer, pag-aayos sa mineral o mag-abo na ibabaw. Inihanda mas malambot, matigas at malagkit topsheet "beloserdechnogo" malagkit bakal na may isang solid gitna.

pagsusubo Ito ay tinatawag na hindi kumpleto. Ito ay nagbibigay ng paghiwalay ng cementite at pearlite ledeburite sa plate sa naaangkop na grapayt. Kung kinakailangan butil-butil na pearlitic malagkit cast bakal na may mas mataas na kayamutan at plasticity, gumamit ng mga karagdagang materyal na pinainit sa 720? C. Sa gayon ay nabubuo butil ng perlite na may manipis na piraso grapayt inclusions.

Ari-arian, pag-label at application ng ferritic malagkit bakal

Long term na "inis" metal sa mga resulta na hurno sa isang kumpletong paghiwalay ng ledeburite at cementite sa ferrite. Dahil sa teknolohikal na intricacies, ang haluang metal na may isang mataas na nilalaman carbon - ferritic istraktura katangian ng mababang-carbon bakal. Ngunit carbon mismo ay hindi layo - ito napupunta mula sa ang mga kaugnay na estado ng iron sa libre. Temperatura epekto nagbabago ang hugis ng grapayt inclusions sa manipis na piraso.

Ferrite istraktura nagiging sanhi ng isang pagbaba sa katigasan, dagdagan ang halaga ng lakas, ang pagkakaroon ng mga naturang mga katangian bilang kayamutan at kalagkitan.

Minamarkahan wrought iron ferrite class na: KCH30-6, KCH33-8, KCH35-10, KCH37-12 kung saan:

CN - species identification - malambot;

30, 33, 35, 37: σ _a, 300, 330, 350, 370 N / mm ² - pinakamataas na load na maaari itong tumagal nang walang paglabag;

6, 8, 10, 12 - pagpahaba, δ,% - plasticity index (ang mas mataas ang halaga, mas madaling kapitan ng metal presyon ng paggamot).

Hardness - tungkol sa 100-160 HB.

Ang materyal na ito na kung saan ang pagganap ay intermediate sa pagitan ng tulad ng bakal at bakal-carbon haluang metal ay kulay abo. Malagkit bakal na may ferritic pearlitic batayan mababa sa mga tuntunin ng wear paglaban, kaagnasan paglaban at nakakapagod na lakas, ngunit mas mataas na mechanical tatag, kalagkitan, cast katangian. Sa pamamagitan ng mababang presyo ay malawakang ginagamit sa industriya para sa paggawa ng mga bahagi ng operating sa mababang at daluyan naglo-load: gears, housings, rear axle, pagtutubero.

Ari-arian, pag-label at application ng pearlitic malambot cast iron

Dahil sa hindi kumpleto pagsusubo pangunahin, pangalawa at cementite Ledebur oras upang ganap na matunaw sa austenite, na sa isang temperatura ng 720? C ay transformed sa perlite. Ang huli ay isang makina halo ng ferrite at cementite butil tertiary. Sa totoo lang, bahagi ng carbon ay mananatili sa bound form, nagiging sanhi ng istraktura, ang isang bahagi - "pinakawalan" sa manipis na piraso grapayt. Kapag ito perlite ay maaaring maging isang plato o butil-butil. Kaya nabuo pearlitic malambot cast iron. pag-aari nito ay dahil saturated mas mahirap at mas nababaluktot istraktura.

Ang mga ito, kapag inihambing sa ferritic may mas mataas na kaagnasan, wear-lumalaban katangian, ang kanilang tibay ay malaki mas mataas, ngunit mas mababang kalagkitan at castability katangian. Pagkamaramdamin sa mechanical ng stress nadagdagan ibabaw habang napananatili ang tigas at kayamutan ng core produkto.

Minamarkahan wrought iron pearlitic: KCH45-7, KCH50-5, KCH56-4, KCH60-3, KCH65-3, KCH70-2, KCH80-1,5.

Una digit - pagtatalaga ng lakas: 450, 500, 560, 600, 650, 700 at 800 N / mm ^2, ayon sa pagkakabanggit.

Pangalawa - kalagkitan notation pagpahaba δ,% - 7, 5, 4, 3, 3, 2 at 1.5.

Pearlite malagkit aplikasyon bakal na natagpuan sa mechanical engineering at instrumento para disenyo na gumana sa mataas na naglo-load - parehong static at dynamic: camshafts, crankshafts, nasa kamay bahagi, pistons, pagkonekta rods.

init paggamot

Ang materyal na nakuha dahil sa init paggamot, samakatuwid nga, ang pagsusubo ay maaaring sumailalim sa paulit-ulit na temperatura impluwensya pamamaraan. Ang kanilang pangunahing layunin - kahit na mas higit na lakas, tibay, pagtutol sa kaagnasan at pag-iipon.

1. Paggawa ng asero ay ginagamit para sa mga istruktura na nangangailangan ng mataas na tigas at kayamutan; nagawa sa pamamagitan ng heating sa 900? C, bahagi ay cooled sa isang average rate ng tungkol sa 100? C / sec gamit ang engine langis. Pagkatapos ito ay dapat na isang mataas na bakasyon na may heating na 650s at air paglamig.
2. Normalization ay ginagamit para sa medium-sized na mga simpleng mga bahagi sa isang pugon sa pamamagitan ng heating sa 900? C, naiwang nakatayo sa temperatura na ito para sa isang panahon ng 1 sa 1.5 oras at kasunod na paglamig sa hangin. Troostite nagbibigay butil-butil na perlite, nito katatagan at pagiging maaasahan ng alitan at wear. Ito ay ginagamit para sa anti-alitan malambot cast bakal na may isang pearlitic batayan.
3. Pagsusubo ay ginanap nang paulit-ulit sa paggawa ng antipriksyon: heating - upang 900 C, na may hawak na ito sa matagal na kataga ng init, pagpapalamig sa pugon?. Ibinigay ferritic o ferritic-pearlitic istraktura antipriksyon malagkit bakal.

Pag-init ng mga produkto kast-iron ay maaaring natupad nang lokal o kumplikadong. Para pampaksang inilapat mataas na dalas ng alon o asetileno apoy (may hawak na pagsusubo). Para sa mga kumplikadong - heating pugon. Kapag ang mga lokal na heating lamang sa itaas na layer ay hardened, ito ay nagdaragdag ang tigas at lakas, ngunit pinanatili kalagkitan at lagkit indeks ng core.

Ito ay mahalaga upang ituro na bakal forging imposible, hindi lamang dahil sa hindi sapat mechanical katangian, ngunit din dahil sa kanyang mataas na sensitivity sa biglaang pagbabago ng temperatura, na kung saan ay tiyak na mangyayari kapag quenched na may tubig paglamig.

Anti-alitan malambot cast iron

Iba't-ibang ito ay mailalapat din sa malambot, at doped, ang mga ito ay kulay-abo na (ASF), forging (APC) at mataas na lakas (ACHV). APC ay ginagamit para sa produksyon malagkit kast-iron, na kung saan ay subjected sa pagsusubo o normalisasyon. Ang proseso ay natupad upang mapabuti ang mekanikal na mga katangian at ang pagbuo ng bagong mga katangian - magsuot ng paglaban sa alitan sa iba pang mga bahagi.

Label na: 1-APC, APC-2. Ginagamit para sa produksyon ng mga crankshafts, gears, bearings.

Epekto ng mga additives sa mga katangian ng

Bukod sa mga bakal-grapayt base at mayroon sila sa kanilang komposisyon, at iba pang mga bahagi, na kung saan ring maging sanhi ang mga katangian ng kast-iron: mangganeso, silikon, posporus, asupre, ang ilang mga elemento alloying.

Mangan nagpapabuti flowability ng nilusaw metal, kaagnasan pagtutol at paglaban ng wear. Ito ay nag-aambag sa tigas at lakas ng nagbubuklod ng carbon bakal sa chemical formula Fe ₃ C, sa pagbuo ng butil-butil na perlite.

Silicon ay mayroon ding isang positibong epekto sa ang pagkalikido ng nilusaw haluang metal, ito nag-aambag sa ang paghiwalay ng cementite at grapayt inclusions allocation.

Sulphur - negatibo, ngunit isang walang mintis bahagi. Ito binabawasan ang makina at kemikal na mga katangian, stimulates ang pagbuo ng mga basag. Gayunman, ang rational relasyon sa kanyang mga nilalaman ng iba pang mga elemento (hal, mangganeso) itinatama microstructural proseso. Kaya, kapag ang ratio Mn-S 0,8-1,2 perlite ay naka-imbak sa anumang impluwensya temperatura timing. Sa pamamagitan ng pagtaas ng ratio sa 3 ito ay posible upang makakuha ng anumang nais na istraktura depende sa mga preset na mga parameter.

Posporus ay nagbabago para sa mas mahusay na pagkalikido nakakaapekto sa lakas, pinabababa ang kayamutan at kalagkitan, epekto sa ang tagal ng graphitization.

Chromium at molibdenum makahadlang pagbuo ng grapayt mga natuklap, sa ilang mga nilalaman i-promote ang pagbuo ng butil-butil na perlite.

Tungsten pinatataas ang paglaban sa magsuot kapag operating sa mga lugar ng mataas na temperatura.

Aluminum, nikelado at tanso-ambag sa graphitization.

Sa pamamagitan ng pagsasaayos ang halaga ng mga elemento kemikal na bumubuo sa bakal-carbon haluang metal, pati na rin ang kanilang mga ratio, maaari itong makaapekto sa pangwakas na mga katangian ng cast iron.

Kalamangan at Disadvantages

Malagkit chugun- materyal pagkakaroon ng lakit paggamit sa sining. Nito pangunahing bentahe ay ang mga:

• mataas na antas ng tigas, magsuot ng pagtutol, lakas, kasama ang pagkalikido;
• normal na mga katangian ng kayamutan at kalagkitan;
• processability pamamagitan ng presyon ng paggamot, sa kaibahan sa kulay abong kast-iron;
• mga katangian ng iba't-ibang mga embodiments pagwawasto item sa ilalim ng ilang mga paraan ng thermal at chemical-thermal paggamot;
• mababang gastos.

Ang mga disadvantages ay ang mga indibidwal na katangian:

• hina;
• ang pagkakaroon ng inclusions ng grapayt;
• mahinang pagganap sa cutting;
• makabuluhang castings timbang.

Sa kabila ng kasalukuyang pagkukulang, malagkit bakal ay tumatagal ng singil sa metalurhiya at mechanical engineering. Mula ito nagawa sa naturang mahalagang mga detalye tulad ng crankshafts, brake pads bahagi, gears, pistons, pagkonekta rods. Ang pagkakaroon ng isang maliit na iba't-ibang mga tatak, mga indibidwal na niche sa industriya sumasakop sa isang malagkit bakal. Nito application ay tipikal na para sa pag-load sa ilalim kung saan ang paggamit ng iba pang mga materyales ay malamang na hindi.