Κραματοποιημένος χυτοσίδηρος: ποιότητες, ιδιότητες και εφαρμογές

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Ο κραματοποιημένος σίδηρος είναι ένα υλικό που παράγεται με την τήξη σε υψικάμινους. Μπορεί να περιέχει διαφορετικές ποσότητες άνθρακα. Ανάλογα με την ποσοτική περιεκτικότητα αυτής της ουσίας, διακρίνονται δύο τύποι χυτοσιδήρου. Το πρώτο ονομάζεται μετατροπή ή λευκό και το δεύτερο είναι γκρι ή χυτήριο.

Περιγραφή τύπων χυτοσιδήρου

Ο πρώτος τύπος είναι ο χυτοσίδηρος. Αυτό είναι το όνομα ενός υλικού στο οποίο ο άνθρακας παρουσιάζεται με τη μορφή μιας ουσίας όπως ο τσιμεντίτης. Σε διάλειμμα έχει λευκό χρώμα, εξ ου και το όνομά του. Τέτοιος χυτοσίδηρος χαρακτηρίζεται από υψηλή σκληρότητα και ευθραυστότητα. Είναι πολύ δύσκολο να μηχανευτεί. Ταυτόχρονα, περίπου το 80% του συνόλου του χυτοσιδήρου είναι λευκό. Ο κύριος σκοπός αυτού του τύπου υλικού είναι η περαιτέρω επανατήξη σε χάλυβα.

Ο γκρίζος χυτοσίδηρος είναι ένα μέταλλο στο οποίο υπάρχει άνθρακας με τη μορφή όλκιμου γραφίτη. Σε ένα διάλειμμα το χρώμα του είναι γκρι, που καθόρισε και το όνομά του. Η ευθραυστότητα και η σκληρότητα αυτού του χυτοσιδήρου είναι μικρότερη από αυτή του λευκού χυτοσιδήρου, αλλά είναι πολύ καλύτερα κατεργασμένο.

Οι ιδιότητες του κράματος χυτοσιδήρου αυτού του τύπου είναι οι εξής:

• Πρώτα απ' όλα, αντέχει πολύ καλά σε θλιπτικά φορτία.
• Δεύτερον, αυτό το μέταλλο δεν είναι ευαίσθητο σε επιφανειακά ελαττώματα και έχει επίσης καλή αντοχή στην αστοχία κόπωσης.

Ωστόσο, ο χυτοσίδηρος από κράμα χυτηρίου έχει μάλλον ασθενή αντοχή στην κρούση, καθώς και χαμηλή ολκιμότητα. Λόγω αυτών των δύο μειονεκτημάτων, είναι αρκετά δύσκολο να χρησιμοποιηθεί τέτοιο υλικό για δομικούς σκοπούς.

Γενική περιγραφή ποιοτήτων γκρίζου χυτοσιδήρου

Σήμερα, υπάρχουν τέτοιες ποιότητες κραματοποιημένου γκρίζου χυτοσιδήρου: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 και πολλές άλλες. Τα γράμματα SCh στη σήμανση υποδεικνύουν ότι πρόκειται για γκρι χυτοσίδηρο και τα επόμενα δύο ψηφία δείχνουν το μέγιστο φορτίο που μπορεί να αντέξει το μέταλλο όταν τεντωθεί. Η αντοχή εφελκυσμού σε αυτή την περίπτωση μετριέται σε MPa.

Ποικιλίες γκρίζου χυτοσιδήρου

Ο κραματοποιημένος σίδηρος χυτηρίου έχει διάφορους υποτύπους. Ένα από αυτά ήταν ο όλκιμος σίδηρος. Αυτό το υπό όρους όνομα δόθηκε στο υλικό, το οποίο διακρίνεται από το γεγονός ότι είναι πιο μαλακό και πιο παχύρρευστο από το γκρι. Αποκτήστε το από λευκό χυτοσίδηρο. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε τη διαδικασία ανόπτησης, η οποία διαρκεί πολύ. Οι σημάνσεις εδώ είναι περίπου οι ίδιες, για παράδειγμα KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. Τα γράμματα δείχνουν ότι αυτός ο χυτοσίδηρος είναι ελατός και οι επόμενοι δύο αριθμοί καθορίζουν την αντοχή σε εφελκυσμό. Αλλά ως προς τα τελευταία ένα ή δύο ψηφία, χαρακτηρίζουν τη μέγιστη σχετική επιμήκυνση, η οποίαμετρήθηκε ως ποσοστό.

Ένας άλλος υποτύπος κραματοποιημένου σιδήρου χυτηρίου έχει τροποποιηθεί. Για να το αποκτήσετε, πρέπει να προσθέσετε ειδικά στοιχεία στο γκρι. Τέτοιοι τροποποιητές προστίθενται πριν από την έκχυση της ουσίας. Ως πρόσθετα μπορούν να χρησιμοποιηθούν αλουμίνιο, πυρίτιο, ασβέστιο και άλλα. Αυτά τα πρόσθετα αυξάνουν σημαντικά τον αριθμό των κέντρων κρυστάλλωσης. Με άλλα λόγια, συμβάλλουν στη σημαντική μείωση του γραφίτη.

Χάρη σε αυτά τα πρόσθετα, ο ειδικός κράμα χυτοσίδηρου χαρακτηρίζεται από υψηλότερα χαρακτηριστικά αντοχής, λιγότερη ευθραυστότητα και αυξημένη αντοχή στο ράγισμα. Αξίζει να προστεθεί ότι όλες οι καλύτερες ποιότητες αυτού του κράματος προέρχονται από ένα τέτοιο τροποποιημένο υλικό.

Τύποι κράματος κραμάτων

Τι σημαίνει κράμα χυτοσιδήρου; Το κράμα είναι μια λειτουργία εισαγωγής διαφόρων ακαθαρσιών στη σύνθεση ενός υλικού που μπορεί να βελτιώσει τα χαρακτηριστικά του. Για τον χυτοσίδηρο, το τιτάνιο, το χρώμιο, το βανάδιο και άλλα έχουν γίνει τέτοια πρόσθετα. Η εισαγωγή στοιχείων κράματος στη σύνθεση μπορεί να αυξήσει χαρακτηριστικά όπως αντοχή, σκληρότητα, αντοχή στη φθορά, αντοχή στη διάβρωση και πολλά άλλα.

Σήμερα, ανάλογα με την ποσότητα των στοιχείων κράματος στο χυτοσίδηρο, διακρίνονται τρεις τύποι:

1. Αν τα πρόσθετα περιέχονται σε ποσότητες έως και 2,5% της συνολικής μάζας, τότε πρόκειται για χυτοσίδηρο χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα.
2. Υλικά μεσαίου κράματος είναι εκείνα τα υλικά των οποίων η περιεκτικότητα σε ουσίες κυμαίνεται από2,5 έως 10%.
3. Ο τελευταίος τύπος είναι πολύ κράμα, εάν η περιεκτικότητα των τροποποιητών υπερβαίνει συνολικά το 10%.

Ουσίες για κράμα, σήμανση

Σύμφωνα με το GOST, ο κραματοποιημένος χυτοσίδηρος πρέπει να περιέχει μια ορισμένη ποσότητα ουσιών για χρήση σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Επιπλέον, η σήμανση είναι επίσης στάνταρ. Για παράδειγμα, το ChN15D7Kh είναι ένα κράμα υψηλής αντοχής που περιέχει 15% νικέλιο, 7% χαλκό και περίπου 1% χρώμιο. Όπως μπορείτε να δείτε, στη σήμανση, τα στοιχεία κράματος επισημαίνονται με ένα γράμμα, ακολουθούμενο από έναν αριθμό που υποδεικνύει την ποσοτική περιεκτικότητα του πρόσθετου. Ωστόσο, μπορεί επίσης να λείπει το σχήμα, όπως μετά το χρώμιο. Αυτό σημαίνει ότι η περιεκτικότητα της ουσίας στη σύνθεση είναι περίπου 1%.

Όσο για την κατασκευή τέτοιου χυτοσιδήρου, είναι αρκετά φθηνή. Ταυτόχρονα, το τελικό προϊόν έχει επαρκώς υψηλές ιδιότητες απόδοσης. Χάρη σε αυτούς τους δύο παράγοντες, το εύρος του περιγραφόμενου υλικού αυξάνεται συνεχώς.

Τύποι κράματος κραμάτων

Είναι φυσικό ότι η προσθήκη οποιασδήποτε ουσίας στη σύνθεση θα αυξήσει οποιοδήποτε συγκεκριμένο χαρακτηριστικό. Επομένως, διακρίνονται διάφορες κατηγορίες κραματοποιημένων υλικών.

Έτσι, ο χυτοσίδηρος μπορεί να είναι ανθεκτικός στη φθορά. Το υλικό που ανήκει σε αυτή την ομάδα χαρακτηρίζεται από το ότι έχει αυξημένη αντοχή στην τριβή, η οποία συμβαίνει κατά την τριβή της επιφάνειας. Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει χυτοσίδηρο κατά της τριβής και τριβής. Το πρώτο από αυτά έχει πολύ χαμηλόσυντελεστής τριβής. Εξαιτίας αυτού, η κύρια εφαρμογή του κραματοποιημένου χυτοσιδήρου του ονομαζόμενου τύπου είναι η παραγωγή εξαρτημάτων όπως απλά ρουλεμάν, δακτύλιοι για αυτά και άλλα μέρη με παρόμοιες απαιτήσεις.

Το υλικό τριβής, αντίθετα, χαρακτηρίζεται από αρκετά υψηλό συντελεστή τριβής, και ως εκ τούτου χρησιμοποιείται συχνότερα στην παραγωγή διατάξεων πέδησης για διάφορους μηχανισμούς, εξοπλισμό κ.λπ.

Ανοξείδωτος χυτοσίδηρος

Πολλοί άνθρωποι γνωρίζουν ότι υπάρχει ένα μέταλλο που ονομάζεται ανοξείδωτος χάλυβας. Στην πραγματικότητα, αυτός δεν είναι ένας πολύ ακριβής ορισμός. Ακριβώς τέτοια κράματα διαφέρουν στο ότι η αντοχή τους στη διάβρωση είναι αρκετά υψηλή. Ο ονομαζόμενος χυτοσίδηρος χρησιμοποιήθηκε ευρύτερα στη ναυπηγική. Εάν προστεθεί περισσότερο από 12% χρώμιο στη σύνθεση του σιδήρου ως στοιχείο κράματος και η περιεκτικότητα σε άνθρακα μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο, τότε θα προκύψει ένα τέτοιο κράμα.

Οι ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 έγιναν οι πιο κοινές επωνυμίες του. Διαφέρουν στο ότι διατηρούν υψηλή αντοχή στη διάβρωση ακόμη και σε επιθετικά περιβάλλοντα, έχουν καλή αντοχή στη σπηλαίωση και στη φθορά σε περιβάλλον ατμού-νερού.

Μια μικρή αλλά αρκετά δημοφιλής ομάδα είναι ο ανθεκτικός στη θερμότητα χυτοσίδηρος. Το κύριο πλεονέκτημα του υλικού είναι ότι είναι μάλλον δύσκολο να οξειδωθεί, και επίσης διατηρεί τις ιδιότητές του καλά σε υψηλές θερμοκρασίες.

Εισαγωγή του χαλκού

Αυτήνχρόνο, όλο και πιο συχνά αρχίζουν να χρησιμοποιούν χυτοσίδηρο με την προσθήκη χαλκού. Η εισαγωγή αυτού του πρόσθετου στο κράμα βελτιώνει σημαντικά τις ιδιότητες χύτευσης του. Το καλύτερο από όλα, αυτό επηρεάζει τη ρευστότητα του υλικού. Επιπλέον, η τάση για ρηγματώσεις και συρρίκνωση πορώδους μειώνεται σημαντικά.

Η ενσωμάτωση 0,5% Cu (χαλκός) καθιστά τον χυτοσίδηρο αρκετά κατάλληλο για χύτευση σε μέρη με πάχος τοιχώματος που κυμαίνονται από 10 έως 25 mm. Εάν είναι απαραίτητο να αυξηθεί το πάχος του τοιχώματος των μελλοντικών στοιχείων, τότε θα χρειαστεί να αυξηθεί η ποσοτική περιεκτικότητα σε χαλκό, καθώς και τα συμπλέγματά του. Αξίζει να σημειωθεί εδώ ότι η επίδραση της προσθήκης χαλκού μπορεί να ενισχυθεί εάν εισαχθούν στο κράμα στοιχεία όπως αντιμόνιο ή βισμούθιο.

Εάν το ισοδύναμο άνθρακα αυξηθεί, τότε η επίδραση του χαλκού στην κρυστάλλωση του γραφίτη θα μειωθεί. Το κράμα χυτοσιδήρου με χαλκό μπορεί επίσης να αποτρέψει τη λεύκανση στα επιφανειακά στρώματα και επίσης να αυξήσει σημαντικά τη σκληρότητα προς τη μέση. Αυτό είναι αρκετά αισθητό κατά την τήξη χιτώνια κυλίνδρων, κεφαλές από χυτοσίδηρο και άλλα αντικείμενα.

Σύνθετο κράμα χυτοσίδηρου

Για την επιτυχή τήξη χυτοσιδήρου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη χύτευση επενδύσεων κυλίνδρων, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο μια ποικιλία σιδηροκράματα, αλλά και ένας επαγωγικός κλίβανος. Για τη χύτευση τέτοιων εξαρτημάτων, χρησιμοποιούνται οι μάρκες IChKhN4, ChN1KhMD και ChNMSh και αρκετοί άλλοι τύποι. Το χαρακτηριστικό τους χαρακτηριστικό είναι ότι όλα τα μέρη λιώνουν σε ένα καλούπι με λεπτά τοιχώματα ή ογκώδη.

Βελόναδομή και υλικό υψηλής αντοχής

Μια μικρή ποικιλία από γκρίζο χυτοσίδηρο, που ανήκει στην ομάδα ανθεκτικών στη φθορά, είναι ένα υλικό με βελονοειδή δομή. Ο βαθμός ντόπινγκ σε ένα τέτοιο υλικό είναι αρκετά χαμηλός. Η περιεκτικότητα σε πυρίτιο και άνθρακα σε αυτό είναι επίσης αρκετά χαμηλή. Σε αυτήν την περίπτωση, η ποσότητα ουσιών όπως ο χαλκός, το μολυβδαίνιο, το νικέλιο και ορισμένοι άλλοι τροποποιητές αυξάνεται ανάλογα με το πάχος του τοιχώματος που προκύπτει, καθώς και με τη μέθοδο χύτευσης που θα χρησιμοποιηθεί.

Μια άλλη ποικιλία είναι ένα υλικό υψηλής αντοχής. Αυτή είναι μια μικρή ποικιλία από γκρίζο χυτοσίδηρο, η οποία διακρίνεται από την περιεκτικότητα σε οζώδη γραφίτη. Για να ληφθεί μια τέτοια δομή, είναι απαραίτητο να εισαχθεί μαγνήσιο, δημήτριο και βισμούθιο στο κράμα. Η προσθήκη αυτών των τριών στοιχείων κράματος μετατρέπει τον όλκιμο γραφίτη του υλικού χύτευσης σε σφαιροειδή γραφίτη. Αυτός ο τύπος διαφέρει στο ότι οι μηχανικές του ιδιότητες είναι πολύ υψηλότερες από αυτές άλλων τύπων χυτοσιδήρου. Μέχρι σήμερα παράγονται περίπου 10 διαφορετικές ποιότητες του κράματος αυτής της κατηγορίας. Τέτοιο υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί τέλεια στη ναυπηγική αντί για ελατό τύπο. Και ο πιο κοινός τύπος όλκιμου σιδήρου είναι το μαγνήσιο (με μεγάλη ποσότητα μαγνησίου στη σύνθεση).