Vit gjutjärn: egenskaper, applikationer, struktur och egenskaper

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Inledningsvis bemästrades tekniken för gjutjärn först i Kina på 900-talet, varefter den blev utbredd i andra länder i världen. Grunden för gjutjärn är en legering av järn med kol och andra komponenter. En utmärkande egenskap är att gjutjärn i sin sammansättning innehåller mer än 2% kol i form av cementit, som inte finns i andra metaller. En framträdande representant för denna legering är vitt gjutjärn, som används inom maskinteknik för tillverkning av delar, i industrin och i vardagen.

Utseende

Legeringen har en vit färg vid brytningen och en karakteristisk metallglans. Strukturen hos vitt gjutjärn är finkornig.

Properties

Jämfört med andra metaller har järn-kollegering följande egenskaper och egenskaper:

• hög sprödhet;
• ökad hårdhet;
• hög resistivitet;
• låggjutningsegenskaper;
• låg bearbetbarhet;
• bra värmebeständighet;
• stor krympning (upp till 2%) och dålig mögelfyllning;
• lågt slagtålighet;
• hög slitstyrka.

Metalmassa har stor korrosionsbeständighet i s altsyra eller salpetersyra. Om det finns fria karbider i strukturen uppstår korrosion när gjutjärn placeras i svavelsyra.

Vita gjutjärn, som innehåller en lägre andel kol, anses vara mer resistenta legeringar mot höga temperaturer. På grund av den ökade mekaniska hållfastheten och segheten som uppstår när de utsätts för höga temperaturer, minimeras sprickbildningen i gjutgods.

Composition

Järn-kollegering anses vara billigare än stål. Vitt gjutjärn innehåller järn och kol, som är i ett kemiskt bundet tillstånd. Överskott av kol, som inte finns i den fasta lösningen av järn, finns i det kombinerade tillståndet i form av järnkarbider (cementit), och i legerat gjutjärn i form av specialkarbider.

Visningar

Beroende på mängden kolinnehåll i vitt gjutjärn är det uppdelat i följande typer:

1. Hyotectic håller från 2,14 % till 4,3 % kol och får efter fullständig kylning strukturen av perlit, sekundär cementit och ledeburit.
2. Eutectic innehåller 4,3 % kol och har en struktur i form av en ljus bakgrund av cementit, som är prickad med mörka korn av perlit.
3. Hyotectic har från 4,3 % till 6,67 % kol i sin sammansättning.

Application

Baserat på ovanstående egenskaper,man kan dra slutsatsen att det inte är meningsfullt att öva termisk och mekanisk bearbetning av vitt gjutjärn. Legeringen fann sin huvudsakliga tillämpning endast i form av ett gjutgods. Följaktligen får vitt gjutjärn de bästa egenskaperna endast om alla gjutvillkor är uppfyllda. Denna bearbetningsmetod används aktivt om det är nödvändigt att producera massiva produkter som måste ha hög ythårdhet.

Dessutom glödgas vitt gjutjärn, vilket resulterar i formbara gjutjärn, som används för att tillverka tunnväggiga gjutgods, till exempel:

• fordonsdelar;
• jordbruksprodukter;
• delar till traktorer, skördetröskor etc.

Legeringen används även för att tillverka plattor med räfflade eller släta ytor, och används också aktivt vid tillverkning av stål och gråjärn.

Användningen av vitt gjutjärn i jordbruket som konstruktionsmetall är ganska begränsad. Oftast används järn-kollegering för tillverkning av delar till hydrauliska maskiner, sandkastare och andra mekanismer som kan arbeta under förhållanden med ökat slitage.

kylt gjutjärn

Denna legering anses vara en typ av vitt gjutjärn. Det är möjligt att uppnå en kyla på 12-30 mm genom att snabbt kyla ytan på järn-kol-legeringen. Materialstruktur: ytdelen är gjord av vitt, grått gjutjärn i kärnan. Hjul, kulor för kvarnar, valsar är gjorda av sådant material, som är monterade imaskiner för bearbetning av plåt.

Legeringselement av legeringen

Specialintroducerade legeringsämnen tillsatta i sammansättningen av vitt gjutjärn kan ge större slitstyrka och styrka, korrosionsbeständighet och värmebeständighet. Beroende på mängden tillsatta ämnen särskiljs dessa typer av gjutjärn:

• låglegerad legering (upp till 2,5 % hjälpämnen);
• medium legerat (från 2,5 % till 10 %);
• höglegerat (mer än 10%).

Legeringselement kan läggas till legeringen:

• chrome;
• sulfur;
• nickel;
• koppar;
• molybden;
• titanium;
• vanadium,
• silikon;
• aluminium;
• mangan.

Legerat vitt gjutjärn har förbättrade egenskaper och används ofta för gjutning av turbiner, blad, kvarnar, delar till cement och konventionella ugnar, pumpmaskinsblad etc. Järn-kollegeringen bearbetas i två ugnar, vilket gör det är möjligt att få materialet till en viss kemisk sammansättning:

• i kupolen;
• i elektriska ugnar.

Gjutgods gjorda av vitt gjutjärn glödgas i ugnar för att stabilisera de erforderliga dimensionerna och lindra inre spänningar. Glödgningstemperaturen kan stiga upp till 850 grader. Processen med uppvärmning och kylning måste ske långsamt.

Märkning eller beteckning av vitt gjutjärn med föroreningarbörjar med bokstaven H. Vilka legeringselement som passar i legeringens sammansättning kan bestämmas av de efterföljande bokstäverna i märkningen. Namnet kan innehålla siffror som anger andelen ytterligare ämnen som passar i vitt gjutjärn. Om märkningen innehåller beteckningen Ш, betyder detta att legeringens struktur innehåller sfärisk grafit.

Typer av glödgning

För framställning av vitt gjutjärn i industrin används snabb kylning av legeringen. Idag används aktivt följande huvudtyper av kollegeringsglödgning:

• mjukglödgning används huvudsakligen för att öka ferrit i gjutjärnssammansättning;
• glödgning för att lindra inre spänningar och minimera fastransformationer;
• grafitiserande glödgning, vilket resulterar i formbart gjutjärn;
• normalisering vid en temperatur på 850-960 grader, vilket resulterar i grafit och perlit, samt ökad slitstyrka och styrka.

Ytterligare information

Hintills har det bevisats att det inte finns något direkt samband mellan slitstyrka och hårdhet hos en kollegering. Endast på grund av strukturen, nämligen arrangemanget av karbider och fosfider i form av ett vanligt galler eller i form av enhetliga inneslutningar, uppnås ökad slitstyrka.

Vit gjutjärns styrka påverkas mest av mängden kol, och hårdheten beror på karbiderna. Den största styrkan och hårdheten är de där gjutjärnen somhar en martensitisk struktur.