Што такое пластычны чыгун?

1. Уводзіны

Каўкі чыгун, часта называюць вузлавым чыгунным або сфероідным графітам жалеза.

У 1948, Кіт Міліс выявіў, што даданне невялікай колькасці магнію ў расплаўленае жалеза стварае амаль сферычныя графітавыя вузельчыкі, а не шматкі.

Гэты прарыў даў пластычны чыгун (АД), які спалучае ліцейнасць і эканамічнасць з прыкметна палепшанай трываласцю на разрыў і адноснае падаўжэнне.

У гэтым артыкуле разглядаецца фундаментальная прырода каванага чыгуну, яго хімічны склад і мікраструктуру, Механічныя характарыстыкі, маршруты апрацоўкі, Каразія супраціву,

ключавыя прыкладанні, перавагі і абмежаванні, і параўнанне з альтэрнатыўнымі матэрыяламі.

2. Што такое пластычны чыгун?

Каўкі чыгун (АД) кваліфікуецца як сямейства чыгуну, які характарызуецца шарападобным (навакольны) графітавыя ўключэння, раўнамерна дыспергаваныя ў металічнай матрыцы.

У адрозненне ад лускаватага графіту шэрага чыгуну, схільны канцэнтрацыі стрэсу, Графітавыя вузельчыкі DI спыняюць распаўсюджванне расколін, дазваляючы пластычнае паводзіны.

Каўкі чыгун ліквідуе разрыў у прадукцыйнасці паміж шэрым чыгунам і нізкалегаванай сталлю.

Вытворцы выкарыстоўваюць пластычны чыгун для кампанентаў, якія знаходзяцца пад цыклічнымі нагрузкамі, дзе важная як высокая трываласць, так і ўдаратрываласць.

Moreover, Апрацоўваемасць DI і магчымасць амаль чыстай формы зніжаюць выдаткі на перапрацоўку.

3. Хімічны склад і сістэмы сплаваў

Базавы склад: Fe–C–Si–Mn–P–S

Асновай каванага чыгуну з'яўляецца звычайная загрузка шэрага чыгуну -жалеза (F), вуглярод (C), крэмнім (І), марганец (Мн), фосфар (P), і серы (S).

Рэпрэзентатыўны хімічны дыяпазон для звычайнага гатунку (ASTM A536 65-45-12) можа быць:

• C: 3.5 - 3.8 wt %
• І: 2.2 - 2.8 wt %
• Мн: 0.1 - 0.4 wt %
• P: ≤ 0.08 wt %
• S: ≤ 0.025 wt %

Высокі крэмній (≥ 2 wt %) спрыяе адукацыі графіту, а не цементита, пры нізкім утрыманні серы (< 0.025 wt %) прадухіляе празмерныя ўключэння, якія перашкаджаюць адукацыі вузельчыкаў.

Элементы вузельчыкаў: Магній (Мг), Цэрыум (CE), і Рэдкія Зямлі (Паўтона)

Вузлаватасць у пластычным чыгуне ўзнікае з-за дадання магнію - як правіла 0.03% - 0.05% Мг— да расплаўленага жалеза.

Ліцейныя вытворчасці ўводзяць магній праз Mg–Fe лигатуры або парашковы дрот. Моцнае сродство магнію да серы ўтварае MgS, таму яны жорстка кантралююць серу, каб заставацца пад 0.025%.

Многія ліцейныя таксама дадаюць 0.005 - 0.01 мас.% цэрыя або рэдказямельных элементаў удакладніць форму і памер вузельчыкаў, паляпшэнне механічнай кансістэнцыі, асабліва ў тоўстых участках.

Гэтыя дабаўкі RE яшчэ больш зніжаюць адчувальнасць да змен серы і кіслароду.

Дадатковае легіраванне: Copper (Cu), Нік (У), Molybdenum (Мо), Хром (Кр)

Кравецкая сіла, вынослівасць, або ўстойлівасць да карозіі, ліцейныя заводы ўключаюць другасныя легіруючыя элементы:

• Copper (Cu): 0.2 - 0.5 wt % ўзмацняе адукацыю перліту, павышэнне трываласці шляхам 10 - 20 %.
• Нік (У): 0.5 - 1.5 wt % павышае трываласць пры нізкіх тэмпературах і ўстойлівасць да карозіі.
• Molybdenum (Мо): 0.2 - 0.4 wt % паляпшае загартоўвальнасць і супраціў паўзучасці для эксплуатацыі пры больш высокіх тэмпературах.
• Хром (Кр): 0.2 - 0.5 wt % забяспечвае слабую ўстойлівасць да карозіі і больш цвёрдую мікраструктуру.

Звычайна, маркі пластычнага чыгуну застаюцца ў межах 1 - 2 wt % камбінаванай Cu + У + Мо + Кр, забеспячэнне эканамічнай эфектыўнасці пры дасягненні мэтавых паказчыкаў.

Стандарты і класы

• ASTM A536 (ЗША): 60-40-18, 65-45-12, 80-55-06 гатункі.
• ISO 1083 (Еўропа): EN-GJS-400-15, ГЖС-450-10, ГЖС-700-2.
• ВАШ АДЗІН 1563 (Германія): ГГ-25, ГШ-32, Эквіваленты GS-45.

4. Фізічныя і механічныя ўласцівасці каванага чыгуну

Трываласць на расцяжэнне, Сіла выхаду, і пластычнасць

Фішка каванага чыгуну - гэта яго спалучэнне высокай трываласці і прыкметнай пластычнасці:

Наадварот, стандартны шэры чыгун дае толькі 200 - 300 МПА трываласць на разрыў практычна без расцяжэння.

Паколькі графітавыя вузельчыкі DI перашкаджаюць узнікненню расколін, падаўжэнне падскоквае да двухзначных лічбаў для марак меншай трываласці.

Цвёрдасць і зносаўстойлівасць

Пралёты цвёрдасці каванага чыгуну 170 - 320 Hb, у залежнасці ад маркі і матрыцы:

• Ферытны клас (60-40-18) дастаўляе вакол 170 Hb, падыходзіць для адліўкі агульнага прызначэння (калектары, рамы).
• Высокатрывалы перлітны гатунак (80-55-06) дасягае 260 - 320 Hb, супернічае з нізкалегаванай сталі па зносаўстойлівасці перадач, зорачкі, і крыльчаткі помпы.

Калі крытычна важная зносаўстойлівасць, вытворцы часта выбіраюць аустэмпераваны высокатрывалы чыгун (АДІ),

які дасягае 300 - 450 Hb пасля тэрмічнай апрацоўкі, баланс цвёрдасці з рэшткавым глейкасцю.

Стомленасць і ўдарная глейкасць

Сферычны графіт каванага чыгуну значна павышае характарыстыкі стомленасці:

• Мяжа стамляльнасці звычайна стаіць на ≈ 40% з uts. Для а 65-45-12 гатунак (UTS ≈ 500 МПА), стомы цягавітасць дасягае 200 МПА пры 10⁷ цыклах пры адваротным згінанні.
• Ўдарная глейкасць (Шарпі V-вобразная выемка ст 20 ° С) вагаецца ад 15 - 60 J, у залежнасці ад гатунку. Ніжэй трывалага, ферытныя маркі паглынаюць да 60 J, тады як цалкам перлітавыя маркі апускаюць да 15 J.

Гэтыя паказчыкі пераўзыходзяць шэры чыгун (10 - 20 J) і набліжаюцца да нізкалегаванай сталі, што робіць пластычны чыгун ідэальным для прымянення з высокім цыклам, такіх як каленчатыя валы і шатуны.

Модуль пругкасці і дэмпфіруючая здольнасць

У адрозненне ад шэрага чыгуну 100 - 120 Балон модуль, меры модуля каванага чыгуну 170 - 200 Балон, прыкладна адпавядае нізкалегаванай сталі.

Гэтая высокая калянасць, у спалучэнні з амартызацыйнай здольнасцю вакол 0.005 да 0.010 (лагарыфмічнае памяншаемае),

гарантуе, што дэталі з пластычнага чыгуну супрацьстаяць дэфармацыі пад нагрузкай, аслабляючы вібрацыі - выгадна ў кампанентах рухавікоў і асновах машын.

Цеплаправоднасць і каэфіцыент цеплавога пашырэння

Цеплаправоднасць каванага чыгуну адпавядае цеплаправоднасці шэрага чыгуну і сталі, забеспячэнне эфектыўнага адводу цяпла ў блоках рухавікоў і тармазных барабанах.

Яго каэфіцыент цеплавога пашырэння (~ 12 × 10⁻⁶/° C) шчыльна супадае са сталлю, спрашчэнне дызайну з некалькіх матэрыялаў.

5. Каразійныя паводзіны і ўстойлівасць да навакольнага асяроддзя

Пасіўныя плёнкі і акісленне паверхні

Каўкі чыгун утварае ан аксід жалеза (Fe₃O₄/Fe₂O₃) плёнка пры ўздзеянні кіслароду. Гэты пасіўны пласт запавольвае далейшае акісленне ў мяккіх умовах.

Легіруючыя дабаўкі, як 0.5 - 1.5% У або 0.2 - 0.5% Кр палепшыць каразійныя характарыстыкі за кошт стабілізацыі пасіўнай плёнкі.

У адрозненне ад шэрага чыгуну, які можа выклікаць кропкавую паразу, матрыца DI можа лепш супрацьстаяць лакалізаванай атацы, асабліва з пакрыццём.

Параўнальныя хуткасці карозіі супраць. Шэры чыгун і сталь

У кожным выпадку, хуткасць карозіі каванага чыгуну застаецца прыблізна 50% што з шэрага чыгуну і 30–40% што з мяккай сталі.

Прымяненне эпаксідныя або поліўрэтанавыя пакрыцця памяншае карозію DI ст < 0.01 мм/год у агрэсіўных асяроддзях.

Пры пахаванні або апусканні, працуюць дызайнеры цынкавыя або алюмініевыя ахвярныя аноды для абароны трубаправодаў і фітынгаў з каванага чыгуну без пакрыцця.

Кантроль карозіі: Пакрыцці, Катодная абарона, і выбар матэрыялу

• Пакрыцці: Паўсталая эпаксідная смала (200 µm) або напыленне полымем цынк/алюміній пласты падаўжаюць тэрмін службы на марскіх або хімічных заводах.
• Катодная абарона: Токавыя або ахвярныя аноды падтрымліваюць цэласнасць труб з каванага чыгуну ў падземных або падводных устаноўках.
• Выбар матэрыялу: Ва ўмовах моцнай карозіі (ph < 3 або хларыд > 10 000 праміле), удакладняюць інжынеры Ni-легіраваны DI або з нержавеючай сталі замест стандартных адзнак.

6. Працэсы вытворчасці каванага чыгуну

Метады фармавання: Пясчанае ліццё, Снарад ліцця, і ліццё па выплавляемых мадэлях

• Зялёны пясок ліццё застаецца пераважным метадам. Ліцейныя заводы пакуюць кварцавы пясок з глінай або хімічнымі звязальнымі рэчывамі ў колбы вакол узораў.
  Пясочныя формы змяшчаюць стаякі, ядры, і сістэмы варот, створаныя для цякучасці DI. Звычайная мінімальная таўшчыня секцыі вагаецца 6 - 8 мм каб пазбегнуць дэфектаў ўсаджвання.
• Снарад ліцця выкарыстоўвае нагрэтую пясчаную сумесь, пакрытую смалой, націснутую вакол нагрэтага металічнага малюнка.
  Гэты працэс дае ўраджай аздабленне паверхні Ra = 1–3 мкм і допускі ± 0.3 мм, з прэміяй за кошт ~ 20 % над зялёным пяском.
• Інвестыцыйнае ліццё (Страчаны воск) палягчае тонкія зрэзы (уніз да 3 мм) і складаныя геаметрыі з допускамі ± 0.1 мм.
  Аднак, каванага чыгуну выплавляемых адлівак каманды 2–3 × кошт пясчанага эквіваленту, абмежаванне выкарыстання невялікіх аб'ёмаў або складаных частак.

Тэрмічная апрацоўка: Адпачынку, Нармалізацыя, Аўзагартоўка (АДІ)

Тэрмаапрацоўка адаптуе матрыцу DI і механічныя характарыстыкі:

• Адпачынку: Павольнае астуджэнне ад 900 ° С да пакаёвай тэмпературы вырабляе цалкам ферытную матрыцу, максімальная пластычнасць (~ 18 % падаўжэнне) і апрацоўваемасць (400 МПа UTS).
• Нармалізацыя: Ацяпленне да 900 - 920 ° С з наступным астуджэннем на паветры дае збалансаваную ферыта-перлітную мікраструктуру, прапаноўваючы UTS ≈ 450 Мпа і 12 % падаўжэнне.
• Аўзагартоўка (АДІ): Ліццё з пластычнага чыгуну падвяргаецца растворанню пры 900 ° С для растварэння карбідаў, затым тушыць у салянай ванне пры 250 - 375 ° С на працягу 1 - 4 гадзіны.
  Гэта вырабляе а бейнітны ферыт + узбагачаны вугляродам захаваны аўстэніт структура.
  Адзнакі ADI вар'іруюцца ад 400 МПа да 1 400 МПА Ots, з падаўжэннем паміж 2 - 12 %, і выключныя паказчыкі стомленасці (межы трываласці да 400 МПА).

Пост-апрацоўка: Апрацоўванне, Аздабленне паверхні, Слой

• Апрацоўванне: машыны з пластычнага чыгуну аналагічна вугляродзістай сталі. Тыповыя хуткасці павароту для 65-45-12 навесці на 150–250 м/я з цвёрдасплаўным інструментам.
  Дыяпазон хуткасцей свердзела 50–100 м/я. Змазка астуджальнай вадкасцю прадухіляе назапашванне краю. Адсутнасць лускаватага графіту ў DI памяншае сколы інструмента.
• Аздабленне паверхні:

• • Стрэл выбух са сталёвым пяском (20–40 меш) выдаляе пясок і забяспечвае матавае пакрыццё (Ра 2 - 5 µm).
  • Шліфоўка/паліроўка дасягае Ра < 0.8 мкм для герметызацыі паверхняў.

• Слой:

• • Эпаксіднае/парашковае пакрыццё: Укладвае плёнку таўшчынёй 50–200 мкм для абароны ад карозіі ў марскіх або прамысловых умовах.
  • Металізацыя (Цынк або алюміній): Термораспылитель наносіцца а 100 - 150 ахвярны пласт мкм для пахаваных або пагружаных частак.

7. Што такое аустэрмаваны каваны чыгун (АДІ)

Аустэрмаваны каваны чыгун (АДІ) уяўляе сабой спецыялізаваны падклас пластычнага чыгуну, які прапануе выключнае спалучэнне трываласці, пластычнасць, і ўстойлівасць да стомленасці.

У адрозненне ад звычайнага каванага чыгуну, які звычайна мае ферыта-перлітную або цалкам перлітную матрыцу,

Унікальная мікраструктура ADI складаецца з дробных бейнітных ферытавых пласцін пагружаны ў матрыцу узбагачаны вугляродам захаваны аўстэніт.

Гэтая мікраструктура ўзнікае ў выніку трохэтапнага працэсу тэрмічнай апрацоўкі: растварэнне, загартоўка да прамежкавай тэмпературы, і аўст.

Пасля завяршэння, austempered каванага чыгуну забяспечвае трываласць на разрыў, як 1 400 МПА (у АДІ 900-650 гатунак) з захаваннем падаўжэння ў ст 2 - 5% дыяпазон.

Маршрут вытворчасці высокага каванага чыгуну: Рашэнне, Тушэнне, і Аўзагартоўка

Ключавыя этапы апрацоўкі высокага каванага чыгуну ўключаюць:

1. Рашэнне: Разагрэйце адліўку з каванага чыгуну да 880 - 920 ° С на працягу 1–2 гадзін для растварэння карбідаў і гамагенізацыі вугляроду.
2. Тушэнне: Перавесці ў саляную ванну пры 250 - 375 ° С. Гэтая прамежкавая тэмпература прадухіляе мартенсит.
3. Аўзагартоўка: Трымайце, пакуль матрыца не ператворыцца ў бейнітны ферыт плюс узбагачаны вугляродам захаваны аўстэніт— як правіла 1– 4 гадзіны, у залежнасці ад таўшчыні секцыі.
4. Астуджэнне: Паветра або алей загартоўваюць да пакаёвай тэмпературы, замыканне ў бейнітнай мікраструктуры.

Мікраструктура высокага каванага чыгуну: Бэйнітны ферыт і аўстэніт, узбагачаны вугляродам

Мікраструктура ADI складаецца з:

• Бейнітныя ферытавыя іголкі: Надзвычай тонкія ферытавыя ляза з α-жалеза, якія зараджаюцца на межах аўстэніту.
• Захаваны аўстэніт: Багатыя вугляродам аўстэнітныя плёнкі, якія застаюцца стабільнымі пры пакаёвай тэмпературы, паглынанне дэфармацыі і павышэнне трываласці.

Гэта спалучэнне надае a «трансфармацыя-ўзмацненне» эфект: пад націскам, захаваны аўстэніт ператвараецца ў мартэнсіт, лакальнае ўмацаванне матрыцы.

Механічныя перавагі: Баланс высокай трываласці і пластычнасці, Устойлівасць да стомленасці

У параўнанні з нармалізаваным пластычным чыгунам аналагічнага складу, austempered каванага чыгуну дасягае да 50% вышэй UTS захоўваючы 2 - 5% падаўжэнне.

Яго вынослівасць стамляльнасць часта перавышае 400 МПА, пераўзыходзіць як шэры чыгун, так і многія легаваныя сталі пры адваротным выгібе.

Тыповыя сферы прымянення аустэрмаванага каванага чыгуну

Інжынеры выкарыстоўваюць аустэмпераваны каваны чыгун, дзе высокая зносаўстойлівасць, Высокая сіла, і надзейны тэрмін службы стомленасці:

• Аўтамабільны: Перадачы, коленфоры, распродаж, і клеткі падшыпнікаў.
• Сельскагаспадарчыя машыны: Зорачкі, Насіць талеркі, і ролікавыя валы.
• Змазваць & Бензін: Свідравінны інструмент, валы помпаў, і кампаненты клапанаў, якія патрабуюць устойлівасці да каразійнай стомленасці.
• Горнае абсталяванне: Краты, валкі драбнілку, і ўкладышы млына падвяргаюцца ўздзеянню абразіўнага пылу.

8. Прымяненне каванага чыгуну

Аўтамабільныя кампаненты: Коленфоры, Перадачы, Дэталі падвескі

Аўтавытворцы выкарыстоўваюць высокую ўсталостную трываласць каванага чыгуну (≥ 250 МПА) і дэмпфаванне каленчатых і размеркавальных валаў у рухавіках сярэдняй нагрузкі.

Шасцярні з каванага чыгуну вытрымліваюць ударныя нагрузкі, зніжаючы пры гэтым шум. Рычагі кіравання і рулявыя кулакі выйграюць ад жорсткасці DI (Е ≈ 180 Балон) і ўстойлівасць да ўздзеяння.

Апрацоўка трубаправодаў і вадкасцей: Трубы, Фланцы, Корпуса помпаў, Корпуса клапанаў

Трубаправодныя сістэмы з каванага чыгуну (EN-GJS-400-15) перавозіць пітную ваду або сцёкавыя вады пад ціскам да 25 забараняць.

Клапаны і фланцы з каванага чыгуну супрацьстаяць цыклічным скокам ціску. Хуткасць карозіі пры шчолачным або нейтральным pH застаецца мінімальнай, робіць DI эканамічна эфектыўным у параўнанні з нержавеючай сталлю ў многіх прыкладаннях маршрутызацыі.

Сельскагаспадарчая і будаўнічая тэхніка: Зорачкі, Ролікі, Рамкі

Кампаненты палявога абсталявання рэгулярна сутыкаюцца з абразіўнымі глебамі і высокімі механічнымі нагрузкамі.

Зорачкі і ролікавыя валы з каванага чыгуну дасягаюць тэрмін службы перавышае 1 000 гадзіны у суровых умовах,

у той час як каркасы і канструкцыйныя адліўкі мінімізуюць выдаткі на зварку і павялічваюць даўгавечнасць.

Энергетычны сектар: Корпуса ветравых турбін, Картэры скрынкі перадач, Нафтапрамысловыя кампаненты

Высокае амартызацыя каванага чыгуну гасіць круцільныя ваганні ў каробках перадач ветравых турбін, павышэнне надзейнасці.

Карпусы каробкі перадач, вырабленыя з ADI, зніжаюць вагу на 10% у параўнанні са сталлю і меншай інэрцыі ротара.

На нафтавых радовішчах, Свідравінныя інструменты і корпусы клапанаў вытрымліваюць каразійныя расолы, вытрымліваючы цыклічны ціск да 50 МПА.

Бытавая тэхніка і інструменты

Каўкі чыгун забяспечвае цеплавую масу і трываласць посуду (Галандскія печы, чыгунныя патэльні).

Корпусы торцавых ключоў з каванага чыгуну і трубных ключоў паглынаюць ўдары без разбурэння, падаўжэнне тэрміну службы інструмента.

9. Асноўныя плюсы і мінусы каванага чыгуну

Плюса

Збалансаваная сіла і трываласць:

Каўкі чыгун забяспечвае трываласць на разрыў 400–1 000 МПА і падаўжэння 2–18%, дасягненне найвышэйшага суадносін трываласці і вагі.

У аўтамабільных праграмах, Напрыклад, вага каленчатага вала можа знізіцца 20–30% у параўнанні са сталёвымі аналагамі.

Выдатная ўстойлівасць да зносу і стомленасці:

Шарападобныя графітавыя канкрэцыі мінімізуюць канцэнтрацыю напружання, уключэнне межаў стомленасці да 300 МПА.

Гэта робіць пластычны чыгун ідэальным для перадач, Кампаненты падвескі, і іншыя дэталі пры цыклічнай нагрузцы.

Вышэйшая кастальнасць:

Пры адносна нізкім ліквідусе 1 150–1 200 ° С і добрая цякучасць, пластычны чыгун утварае складаныя геаметрыі з мінімальнай ўсаджваннем (0.8–1,0%).

Выдаткі на ліццё і апрацоўку працуюць 30–50% ніжэй чым параўнальныя сталёвыя пакоўкі.

Каразійная і тэрмічная ўстойлівасць:

Графітавыя вузельчыкі забяспечваюць натуральны бар'ер супраць карозіі. Пасля апрацоўкі паверхні, фітынгі з пластычнага чыгуну часта служаць стагоддзе ў глебе або вадзе.

Ён вытрымлівае тэмпературу да 300 ° С з нізкім каэфіцыентам цеплавога пашырэння.

Эканамічная эфектыўнасць:

Сыравіна недарагое, і плаўленне патрабуе адносна нізкай энергіі.

Сучасныя гатункі, такія як загартаваны высокатрывалы чыгун, пасля тэрмічнай апрацоўкі набліжаюцца да высокай трываласці сталі, прапаноўваючы значную агульную эканомію выдаткаў.

Мінусы

Жорсткі кантроль працэсу:

Дасягненне раўнамерных вузельчыкаў патрабуе дакладнага кантролю Mg/Ce узроўняў і мінімальнага ўтрымання серы/кіслароду. Забеспячэнне якасці павялічвае складанасць і кошт вытворчасці.

Абмежаваная працаздольнасць да высокіх тэмператур:

Вышэй 350 ° С, трываласць рэзка падае, а агрубленне графіту прыводзіць да паўзучасці.

Каўкі чыгун непрыдатны для выпускных калектараў або іншых кампанентаў, якія вытрымліваюць высокую тэмпературу.

Праблемы апрацоўкі:

Высокае ўтрыманне вугляроду патрабуе папярэдняга нагрэву або адпалу пасля зваркі, каб прадухіліць расколіны.

Графіт хутка зношвае інструменты, якія патрабуюць цвёрдасплаўных фрэз і спецыяльных стратэгій апрацоўкі.

Ніжняя калянасць:

З модулем пругкасці вакол 160–170 ГПа (супраць сталі ≈ 210 Балон), пластычны чыгун мацней дэфармуецца пад нагрузкай. Для кампенсацыі дызайнерам часта патрэбны больш тоўстыя секцыі.

Уплыў на навакольнае асяроддзе:

Плаўленне і адукацыя вузельчыкаў спажываюць значную колькасць энергіі і могуць ствараць забруджвальныя рэчывы.

Утылізацыя адходаў павінна адпавядаць нарматыўным нормам. У марскім або кіслым асяроддзі, пластычны чыгун патрабуе дадатковых ахоўных пакрыццяў.

10. Параўнанне з іншымі матэрыяламі

Калі інжынеры ацэньваюць пластычны чыгун (АД) для канкрэтнага прымянення, яны часта супастаўляюць яго ўласцівасці з уласцівасцямі шэрага чыгуну, каванага чыгуну, сталёвыя сплавы, алюміній, і бронза.

Шэры чыгун супраць. Пластычнае жалеза

Каваны чыгун супраць. Пластычнае жалеза

Сталёвыя сплавы супраць. Пластычнае жалеза

Каўкі чыгун супраць. Алюміній і бронза

Калі аддаваць перавагу пластычнаму чыгуну

• Цыклічныя або высоканагружаныя кампаненты: Спалучэнне трываласці на разрыў DI (≥ 500 МПА), вынослівасць стомленасці (≥ 200 МПА), і дэмпфаванне робіць яго ідэальным для коленфоры, перадачы, і рычагі падвескі.
• Складанасць Near-Net-Shape: Пяшчанае або ракавіннае ліццё з каванага чыгуну памяншае прыпускі на апрацоўку 30–50% у параўнанні са сталлю, зніжэнне агульнай кошту дэталі.
• Адчувальная да выдаткаў сярэднесерыйная вытворчасць: Калі сталёвыя коўкі або апрацаваны алюміній нясуць празмерныя выдаткі, пластычны чыгун прапануе баланс прадукцыйнасці і эканоміі.
• Каразійныя або зносаўстойлівыя фітынгі: З адпаведным пакрыццём або сплавам, Трубаправоды і корпуса помпаў з пластовага чыгуну вытрымліваюць дзесяцігоддзі ў агрэсіўных асяроддзях.

Калі іншыя матэрыялы пераважаюць

• Патрабаванні да звышлёгкай вазе: У аэракасмічных абшыўках фюзеляжа, кузавы электрамабіляў, або партатыўная электроніка, алюмініевыя або магніевыя сплавы забяспечваюць неперасягненую эканомію вагі.
• Экстрэмальныя каразійныя асяроддзя: Зоны пырскаў, хлараваныя тэхналагічныя лініі,
  або кіслы дрэнаж часта патрабуюць нержавеючай сталі (e.g., 316, дуплекс) чые пасіўныя плёнкі пераўзыходзяць бар'еры з пакрыццём або сплавамі DI.
• Абслугоўванне пры высокіх тэмпературах (> 350 ° С): У кампанентах турбіны або выпускных калектарах,
  суперсплавы на аснове нікеля або гарачатрывалыя сталі (e.g., 17-4 Ph) падтрымліваць трываласць там, дзе пластычны чыгун будзе пакутаваць ад паўзучасці.
• Максімальная трываласць і зварваемасць: Канструкцыйныя сталёвыя бэлькі і плакаваныя трубаправоды застаюцца пераважнымі пры каванні, вінжаванне, або халоднай фармоўкі патрабуюць паслядоўнага, дакументальна пацверджаная прадукцыйнасць.

11. Conclusion

Каўкі чыгун вылучаецца універсальнасцю, эканамічна выгадны інжынерны матэрыял.

Яго сфероидальный графіт мікраструктура забяспечвае рэдкае спалучэнне высокая трываласць на разрыў, істотная пластычнасць, і выдатны тэрмін службы стомленасці.

Вытворцы могуць адліваць амаль чыстыя формы, мінімізаваць наступную апрацоўку, і адаптаваць ўласцівасці праз тэрмічную апрацоўку, найбольш прыкметна ў выглядзе аустэрмаванага каванага чыгуну (АДІ).

Нягледзячы на ​​сціплую ўразлівасць да карозіі, перапрацоўка пластычнага чыгуну, амартызацыйная здольнасць,

і шырокі спектр стандартызаваных гатункаў робяць яго незаменным у аўтамабільнай прамысловасці, трубаправод, сельскагаспадарчы, энэргія, і спажывецкія рынкі.

Каля Гэтае, Мы гатовыя да партнёра з вамі ў выкарыстанні гэтых перадавых метадаў для аптымізацыі вашых кампанентаў, Выбар матэрыялу, і вытворчыя працоўныя працэсы.

Пераканайцеся, што ваш наступны праект перавышае ўсе паказчыкі і ўстойлівасць.

Звяжыцеся з намі сёння!

 

FAQ

Што адрознівае пластычны чыгун ад шэрага?

Каўкі чыгун (АД) змяшчае шарападобныя (навакольны) графіт а не лускаваты графіт, які змяшчаецца ў шэрым чыгуне.

Гэтыя сферычныя вузельчыкі прытупляюць распаўсюджванне расколін, забяспечваючы значна больш высокую трываласць на разрыў (400-900 Мпа) і падаўжэнне (3–18 %) у параўнанні з шэрым чыгунам 200–300 Мпа і < 2 % падаўжэнне.

Якія меркаванні апрацоўкі ставяцца да пластычнага чыгуну?

Машыны з пластычнага чыгуну аналагічныя вугляродзістай сталі, але патрабуюць цвёрдасплаўная аснастка з-за высокавугляродных канкрэцый.

Рэкамендаваныя хуткасці рэзкі вар'іруюцца ад 150–250 м/я, з падачай 0,1–0,3 мм/аб.

Правільнае выкарыстанне астуджальнай вадкасці прадухіляе назапашванне краю. Для высокай цвёрдасці або ADI могуць спатрэбіцца меншыя хуткасці або керамічныя інструменты, каб пазбегнуць заўчаснага зносу.

Як каштуе пластычны чыгун у параўнанні з альтэрнатыўнымі матэрыяламі?

• Каўкі чыгун Vs. Gray Iron: Каўкі чыгун сыравіну каштуе ~ 10–20 % вышэйшы.
  Аднак, паменшаная таўшчыня сценкі і прыпускі на апрацоўку часта даюць агульны кошт дэталі 20–30 % ніжэй у крытычных для трываласці прыкладаннях.
• Сталь супраць. Пластычнае жалеза: Ліццё з каванага чыгуну часта каштуе 20–50 % менш, чым у эквівалентных сталёвых пакоўак або кампанентаў з цяжкай механічнай апрацоўкай.
• Алюміній/бронза супраць. Пластычнае жалеза: Каўкі чыгун каштуе танней за кг, чым бронза (2–3× большы кошт) і, хоць і цяжэй алюмінія,
  прапануе значна большую трываласць, Стомленасць жыцця, і меншы кошт матэрыялаў, калі вага не з'яўляецца асноўнай задачай.