Was ist duktiles Gusseisen?

1. Einführung

Duktiles Gusseisen, Oft bezeichnet Knotengusseisen oder sphäroidale Graphiteisen.

In 1948, Keith Millis entdeckte, dass das Hinzufügen einer kleinen Menge Magnesium zu geschmolzenem Eisen eher fast kugelförmige Graphitknoten als Flocken erzeugte.

Dieser Durchbruch ergab duktiles Gusseisen (AUS), Dies kombiniert Gussbarkeit und Wirtschaft mit deutlich verbesserter Zugfestigkeit und Dehnung.

Dieser Artikel befasst sich mit der grundlegenden Natur des duktilen Gusseisens, seine Chemie und Mikrostruktur, mechanische Leistung, Verarbeitungswege, Korrosionsbeständigkeit,

Schlüsselanwendungen, Vorteile und Einschränkungen, und Vergleiche mit alternativen Materialien.

2. Was ist duktiles Gusseisen?

Duktiles Gusseisen (AUS) qualifiziert sich als Gusseisenfamilie, die durch Sphäroidal gekennzeichnet ist (nodular) Graphiteinschlüsse, die gleichmäßig in einer metallischen Matrix verteilt sind.

Im Gegensatz zu grauem Eisen-flockenförmiger Graphit, Anfällig für Stresskonzentration, DIs Graphitknoten verhaftet die Rissausbreitung, Das duktile Verhalten ermöglichen.

Duktile Eisenbrücken Die Leistungslücke zwischen grauem Eisen und niedrigem Alloy-Stahl.

Hersteller nutzen duktiles Gusseisen für Komponenten unter zyklischen Belastungen, wo sowohl hohe Festigkeit als auch Aufprallfestigkeit Materie.

Darüber hinaus, DIs Bearbeitbarkeit und Nah-NET-Formfunktion senken die nachgeschalteten Verarbeitungskosten.

3. Chemische Zusammensetzung und Legierungssysteme

Basiskomposition: Fe -C -Si -Mn -P -S

Das Fundament des duktilen Gusseisen liegt in einer typischen grauen Eisenladung -Eisen (Fe), Kohlenstoff (C), Silizium (Und), Mangan (Mn), Phosphor (P), und Schwefel (S).

Ein repräsentativer chemischer Bereich für eine gemeinsame Klasse (ASTM A536 65-45-12) könnte sein:

• C: 3.5 – 3.8 wt %
• Und: 2.2 – 2.8 wt %
• Mn: 0.1 – 0.4 wt %
• P: ≤ 0.08 wt %
• S: ≤ 0.025 wt %

Hoch Silizium (≥ 2 wt %) fördert eher die Bildung von Graphit als Zementit, während niedriger Schwefel (< 0.025 wt %) verhindert übermäßige Einschlüsse, die die Knotenbildung beeinträchtigen.

Kodulierende Elemente: Magnesium (Mg), Cer (Ce), und seltene Erden (RE)

Knoten in duktilem Gusseisen entsteht durch Zugabe von Magnesium - Typisch 0.03% – 0.05% Mg- um geschmolzenes Eisen.

Gießereien führen Magnesium durch MG -FE -Master -Legierungen oder Kerndrähte. Die starke Affinität von Magnesium zu Schwefel bildet MGs, Sie kontrollieren also den Schwefel fest, unter dem sie bleiben müssen 0.025%.

Viele Gießereien fügen ebenfalls hinzu 0.005 – 0.01 WT% Cerium oder Seltenerdelemente Die Form und Größe der Knötchen zu verfeinern, Verbesserung der mechanischen Konsistenz, vor allem in dicken Abschnitten.

Diese RE -Zusätze verringern die Empfindlichkeit gegenüber Schwefel- und Sauerstoffvergaser weiter..

Zusätzliche Legierung: Kupfer (Cu), Nickel (In), Molybdän (Mo), Chrom (Cr)

Stärke anpassen, Zähigkeit, oder Korrosionsbeständigkeit, Gießereien enthalten sekundäre Legierungselemente:

• Kupfer (Cu): 0.2 – 0.5 wt % Steigert die Pearlitbildung, Stärke durch 10 – 20 %.
• Nickel (In): 0.5 – 1.5 wt % Verbessert die Härte und Korrosionsbeständigkeit mit niedriger Temperatur.
• Molybdän (Mo): 0.2 – 0.4 wt % verbessert die Verhärtbarkeit und den Kriechwiderstand für einen höheren Temperaturservice.
• Chrom (Cr): 0.2 – 0.5 wt % verleiht eine leichte Korrosionsresistenz und eine festere Mikrostruktur.

Typischerweise, Duktile Gusseisennoten bleiben innerhalb 1 – 2 wt % von kombiniertem Cu + In + Mo + Cr, Gewährleistung der Kosteneffizienz bei gleichzeitiger Erreichung der Leistungsziele.

Standards und Noten

• ASTM A536 (USA): 60-40-18, 65-45-12, 80-55-06 Noten.
• ISO 1083 (Europa): EN-GJS-400-15, GJS-450-10, GJS-700-2.
• Deiner 1563 (Deutschland): GG-25, GS-32, GS-45-Äquivalente.

4. Physikalische und mechanische Eigenschaften von duktilem Gusseisen

Zugfestigkeit, Streckgrenze, und Duktilität

Die Signatur des duktilen Eisen ist seine Kombination aus hoher Stärke und merkwürdiger Duktilität:

Dagegen, Standard graue Eisen nur ergibt 200 – 300 MPa Zugfestigkeit mit praktisch ohne Dehnung.

Weil Dis Graphit Knoten stumpfe Rissinitiation, Die Dehnung springt in die zweistelligen Ziffern für die Noten mit niedrigerer Stärke.

Härte und Verschleißfestigkeit

Die Härte des duktilen Eisen 170 – 320 HB, Abhängig von Note und Matrix:

• Eine ferritische Note (60-40-18) liefert herum 170 HB, Geeignet für allgemeine Guss (Mannigfaltigkeiten, Rahmen).
• Eine hochfeste perlitische Note (80-55-06) erreicht 260 – 320 HB, Konkurrieren Sie mit niedrigem Alloy-Stahl in Verschleißfestigkeit für Zahnräder, Kettenräder, und Pumpenpumpen.

Wenn Verschleißfestigkeit kritisch ist, Hersteller auswählen oft Austempered duktiles Eisen (Adi),

was erreicht 300 – 450 HB Nach Wärmebehandlung, Härte ausbalancieren mit verbleibender Zähigkeit.

Ermüdungsleben und Auswirkungen der Zähigkeit

Der kugelförmige Graphit von Ductile Iron verbessert die Ermüdungsleistung erheblich:

• Ermüdungsgrenze Normalerweise steht bei ≈ 40% von UTS. Für einen 65-45-12 Grad (UTS ≈ 500 MPa), Ermüdungsdauer erreicht 200 MPa bei 10 ° C -Zyklen unter umgekehrtem Biegen.
• Aufprallzählung (Charpy V-Neoth bei 20 °C) reicht von 15 – 60 J, Abhängig von der Klasse. Niedrigere Stärke, Ferritisch-reiche Noten absorbieren bis zu 60 J, während sich vollständig perlitische Klassen aufnehmen 15 J.

Diese Werte übertreffen graues Eisen (10 – 20 J) und nähern Sie sich mit niedrigem Alloy-Stahl, Herstellung duktiles Gusseisen ideal für hochzyklu.

Elastizitätsmodul und Dämpfungskapazität

Im Gegensatz zu grauen Eisen 100 – 120 GPa Modul, Der Modul des duktilen Eisen misst 170 – 200 GPa, ungefähr dem von niedrigem Alloy-Stahl entspricht.

Diese hohe Steifheit, kombiniert mit Dämpfungskapazität herum 0.005 Zu 0.010 (logarithmischer Abnahme),

stellt sicher, dass duktile Gusseisenteile abgelastet werden, während sie Schwingungen abschwächen.

Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnung

Die thermische Leitfähigkeit des duktilen Eisen entspricht dem von grauem Eisen und Stahl, Aktivierung einer effizienten Wärmeableitung in Motorblöcken und Bremstrommeln.

Sein thermischer Expansionskoeffizient (~ 12 × 10⁻⁶/° C.) stimmt eng mit Stahl aus, Vereinfachung von Multimaterial-Design.

5. Korrosionsverhalten und Umweltresistenz

Passive Filme und Oberflächenoxidation

Duktiles Eisen bildet eine Eisenoxid (Fe₃o₄/fe₂o₃) Film, wenn er Sauerstoff ausgesetzt ist. Diese passive Schicht verlangsamt die weitere Oxidation in milden Umgebungen.

Legierungszusätze wie 0.5 – 1.5% In oder 0.2 – 0.5% Cr Verbessern Sie die korrosive Leistung, indem Sie den passiven Film stabilisieren.

Im Gegensatz zu grauem Eisen, das möglicherweise Lochfraß entwickeln kann, kann Di -Matrix den lokalisierten Angriffen besser widerstehen, vor allem, wenn es beschichtet ist.

Vergleichende Korrosionsraten vs. Graueisen und Stahl

In jedem Fall, Die Korrosionsrate des duktilen Gusseisen bleibt ungefähr 50% das von grauem Eisen und 30–40% das von Weichstahl.

Bewerben Epoxid- oder Polyurethanbeschichtungen reduziert die Korrosion von DI auf < 0.01 mm/Jahr in aggressiven Umgebungen.

Wenn er begraben oder untergetaucht ist, Designer beschäftigen Zink- oder Aluminiumopfer -Anoden Zum Schutz von unbeschichteten duktilen Gusseisenpipelines und -armaturen.

Korrosionskontrolle: Beschichtungen, Kathodischer Schutz, und Materialauswahl

• Beschichtungen: Hochbauer-Epoxidhaben (200 µm) oder flammengesprüche Zink/Aluminium Schichten verlängern die Lebensdauer in Meeres- oder chemischen Verarbeitungsanlagen.
• Kathodischer Schutz: Beeindruckte Strom- oder Opferanoden halten die Integrität der duktilen Gusseisenrohr in den Untergrund- oder Unterwasseranlagen beibehalten.
• Materialauswahl: Unter korrosiven Bedingungen (pH < 3 oder Chlorid > 10 000 ppm), Ingenieure geben an AT-Alleyed wird oder Edelstahl anstelle von Standardklassen.

6. Herstellungsprozesse von duktilem Gusseisen

Formmethoden: Sandguss, Schalenformen, und Investitionskaste

• Grüner Sandguss bleibt die vorherrschende Methode. Foundries Pack Silica -Sand mit Ton oder chemischen Bindemitteln in Flaschen um Muster.
  Sandformen bieten Riser auf, Kerne, und Gating -Systeme, die auf die Fließfähigkeit von DI zugeschnitten sind. Typische Mindestabschnittsstärke schweben herum 6 – 8 mm Um Schrumpfungsfehler zu vermeiden.
• Schalenformen Verwendet eine erhitzte Harz-beschichtete Sandmischung, die um ein beheiztes Metallmuster gepresst wird.
  Dieser Prozess ergibt Oberflächenoberflächen von ra = 1–3 µm und Toleranzen ± 0.3 mm, zu einer Kostenprämie von ~ 20 % über grüner Sand.
• Feinguss (Verlorenes Wachs) erleichtert dünne Abschnitte (runter zu 3 mm) und komplexe Geometrien mit Toleranzen ± 0.1 mm.
  Jedoch, Duktile Gusseisen -Investitionsabgänge Kommando 2–3 × Die Kosten für Sandkasteräquivalente, Einschränkung der Verwendung auf niedrige Volumen oder komplizierte Teile.

Wärmebehandlung: Glühen, Normalisieren, Osttemperatur (Adi)

Wärmebehandlung Schneidert die Matrix von DI und die mechanische Leistung:

• Glühen: Langsames Abkühlen von 900 °C bis zur Raumtemperatur erzeugt eine vollständig ferritische Matrix, Maximierung der Duktilität (~ 18 % Verlängerung) und Bearbeitbarkeit (400 MPA UTS).
• Normalisieren: Erhitzen auf 900 – 920 °C gefolgt von der Luftkühlung ergibt eine ausgewogene ferritisch -pearlitische Mikrostruktur, UTS anbieten ≈ 450 MPA und 12 % Verlängerung.
• Osttemperatur (Adi): Das duktile Gusseisenguss unterzieht sich lösend bei 900 °C Carbide auflösen, dann in ein Salzbad löschen bei 250 – 375 °C für 1 – 4 Std..
  Dies erzeugt a Bainitischer Ferrit + Carbon-angereichertes Austenit Struktur.
  ADI -Noten reichen von 400 MPa zu 1 400 MPa UTS, mit Dehnung zwischen 2 – 12 %, und außergewöhnliche Ermüdungsleistung (Ausdauer begrenzt bis zu 400 MPa).

Nachbearbeitung: Bearbeitung, Oberflächenveredelung, Beschichtung

• Bearbeitung: Duktile Gusseisenmaschinen ähnlich wie mit Kohlenstoffstahl. Typische Drehgeschwindigkeiten für 65-45-12 schweben bei 150–250 m/i mit Carbide -Werkzeug.
  Bohrgeschwindigkeitsbereich 50–100 m/i. Kühlmittelschmierung verhindert die aufgebaute Kante. Der Mangel an Flockengrafit von DI reduziert das Tool -Chipping.
• Oberflächenveredelung:

• • Kugelstrahlen mit Stahlkorn (20–40 mesh) Entfernt Sand und bietet ein mattes Finish (Ra 2 – 5 µm).
  • Schleifen/Polieren erreicht ra < 0.8 µm für Versiegelungsflächen.

• Beschichtung:

• • Epoxid-/Pulverbeschichtung: Ablagerungen eines 50–200 uM Films, um sich vor Korrosion in Meeres- oder Industrieumgebungen zu schützen.
  • Metallisieren (Zink oder Aluminium): Wärmespray läuft a 100 – 150 µm Opferschicht für vergrabene oder untergetauchte Teile.

7. Was ist austemperiertes duktiles Eisen (Adi)

Austempered duktiles Eisen (Adi) repräsentiert eine spezialisierte Unterklasse von duktilem Gusseisen, die eine außergewöhnliche Kombination von Stärke bietet, Duktilität, und Ermüdungsfestigkeit.

Im Gegensatz zu herkömmlichem duktilem Eisen - das typischerweise eine ferritisch -pearlitische oder vollständig perlitische Matrix aufweist,

Die einzigartige Mikrostruktur von ADI besteht aus Geldstrafe Bainitische Ferritplatten in eine Matrix von eingetaucht Carbon-angereichertes Austenit.

Diese Mikrostruktur ergibt sich aus einem dreistufigen Wärmebehandlungsverfahren: Lösung, auf eine Zwischentemperatur löschen, und Austempering.

Einmal fertig, Austempered duktiles Eisen liefert Zugfestigkeit von so hoch wie 1 400 MPa (in der Adi 900-650 Grad) während der Verlängerung in der erhalten 2 – 5% Reichweite.

Austempered duktile Eisenproduktionsstrecke: Lösung, Abschrecken, und Austempering

Die wichtigsten Schritte in der austemperierten duktilen Eisenverarbeitung sind:

1. Lösung: Erhitzen Sie das duktile Eisenguss auf 880 – 920 °C 1–2 Stunden, um Carbide aufzulösen und Kohlenstoff zu homogenisieren.
2. Abschrecken: Auf einen Salzbad übertragen 250 – 375 °C. Diese Zwischentemperatur verhindert Martensit.
3. Osttemperatur: Halten, bis sich die Matrix verwandelt Bainitischer Ferrit Plus Carbon-angereichertes Austenit- Typisch 1–4 Stunden, Abhängig von der Dicke der Abschnitt.
4. Kühlung: Luft- oder Öllöschen bis Raumtemperatur, Sperren in der bainitischen Mikrostruktur.

Duktile Eisenmikrostruktur aus Austemperatur: Bainitischer Ferrit und mit Kohlenstoff angereicherter Austenit

Die Mikrostruktur von ADI besteht aus:

• Bainitische Ferritnadeln: Extrem feine α-Eisen-Ferritblätter, die an Austenitgrenzen kernkern.
• Behielt Austenit: Kohlenstoffreiche Austenitfilme, die bei Raumtemperatur stabil bleiben, Absorptierende Belastung und zunehmende Zähigkeit.

Diese Kombination vermittelt a "Transformationserscheinung" Wirkung: unter angewendetem Stress, Beibehalten Austenit verwandelt sich in Martensit, Lokal die Matrix verstärken.

Mechanische Vorteile: Hochfestigkeit und duktilitätsübergreifende Gleichgewicht, Ermüdungsbeständigkeit

Im Vergleich zu normalisierten duktilen Eisen ähnlicher Zusammensetzung, Austempered duktiles Eisen erreicht bis zu 50% Höhere UTS während des Aufbewahrens 2 – 5% Verlängerung.

Seine Ermüdungsdauer übersteigt oft 400 MPa, Übertreffen sowohl graues Eisen als auch viele Legierungsstähle unter umgekehrtem Biegen.

Typische Anwendungen von austemperiertem duktilem Eisen

Ingenieure verwenden austemperiertes duktiles Eisen, bei denen eine hohe Verschleißfestigkeit, hohe Festigkeit, und zuverlässige Müdigkeitslebensangelegenheiten:

• Automobil: Getriebe, Kurbelwellen, Nockenwellen, und Käfige tragen.
• Landmaschinen: Kettenräder, Tragenplatten, und Rollenwellen.
• Öl & Gas: Downhole -Werkzeuge, Pumpenwellen, und Ventilkomponenten, die Korrosionsermüdungsbeständigkeit erfordern.
• Bergbaugeräte: Gitter, Brecher rollen, und Mühlenliner unterliegen abrasiven Staub.

8. Anwendungen von duktilem Gusseisen

Automobilkomponenten: Kurbelwellen, Getriebe, Suspensionsteile

Autohersteller nutzen die hohe Ermüdungsfestigkeit von Duktile Gusseisen (≥ 250 MPa) und Dämpfung für Kurbelwellen und Nockenwellen in mittelschweren Motoren.

Duktile Eisengänge ertragen die Stoßbelastung bei gleichzeitiger Reduzierung des Geräusches. Kontrollarme und Lenkknöchel profitieren von Dis Steifheit (E ≈ 180 GPa) und Schlagfestigkeit.

Pipeline und Flüssigkeitshandhabung: Rohre, Flansche, Gehäuse pumpen, Ventilkörper

Duktile Gusseisenrohrsysteme (EN-GJS-400-15) Tragen Sie Trinkwasser oder Abwasser bei Drücken bis zu 25 Bar.

Duktile Eisenventile und Flansche widersetzen den zyklischen Druckschwellen. Korrosionsraten unter alkalisch oder neutral pH bleiben minimal, DI-DI-kostengünstig im Vergleich zu Edelstahl in vielen Routing-Anwendungen herstellen.

Agrar- und Bauanlagen: Kettenräder, Walzen, Rahmen

Feldausrüstungskomponenten stehen regelmäßig abrasive Böden und hohen mechanischen Spannungen aus.

Duktile Gusseisenfahrzeuge und Rollenwellen erreichen Lebensdauer überschreiten 1 000 Std. in schweren Umgebungen,

Während Rahmen und strukturelle Gussteile die Schweißkosten minimieren und die Lebensdauer verbessern.

Energiesektor: Windkraftanlagen, Getriebehüllen, Ölfeldkomponenten

Die hohe Dämpfung des duktilen Gusseisen dämpft Torsionsschwingungen in Windkraftanlagen -Getriebe, Verbesserung der Zuverlässigkeit.

Getriebehüllen aus ADI reduzieren das Gewicht um das Gewicht um 10% im Vergleich zu Stahl- und niedrigerer Rotor -Trägheit.

In Ölfeldern, Herunterholzwerkzeuge und Ventilkörper ertragen korrosiv 50 MPa.

Verbrauchergeräte und Werkzeuge

Duktiles Gusseisen bietet Wärmemasse und Haltbarkeit für Kochgeschirr (Niederländische Öfen, Gusseisenbraten).

Duktile Eisenhöhlenschlüssel und Rohrschanzerungskörper absorbieren Stock, ohne zu brechen, Verlängerung der Werkzeugstandzeit.

9. Kernprofis und Nachteile von duktilem Gusseisen

Vorteile

Ausgewogene Kraft und Zähigkeit:

Duktiles Eisen liefert Zugfestigkeiten von 400–1 000 MPa und Dehnung von 2–18%, Erreichen eines überlegenen Verhältnisses von Stärke zu Gewicht.

In Automobilanwendungen, Zum Beispiel, Kurbelwellengewicht kann vorbei sinken 20–30% Im Vergleich zu Stahlkollegen.

Hervorragende Verschleiß- und Müdigkeitsbeständigkeit:

Sphäroidale Graphitknoten minimieren die Spannungskonzentrationen, Ermöglichung von Ermüdungsgrenzen bis hin zu 300 MPa.

Dies macht duktile Eisen ideal für Zahnräder, Suspensionskomponenten, und andere Teile unter zyklischer Belastung.

Überlegene Gussbarkeit:

Mit einem relativ niedrigen Liquidus von 1 150–1 200 °C und gute Fließfähigkeit, Duktile Eisen bildet komplizierte Geometrien mit minimalem Schrumpfung (0.8–1,0%).

Casting- und Bearbeitungskosten laufen läuft 30–50% niedriger als vergleichbare Schmiedelungen.

Korrosion und thermische Stabilität:

Graphitknoten liefern eine natürliche Barriere gegen Korrosion. Nach Oberflächenbehandlungen, Duktile Gusseisenbeschläge dauern oft ein Jahrhundert in Boden- oder Wasserumgebungen.

Es stand den Temperaturen bis zu 300 °C mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizient.

Kosteneffizienz:

Rohstoffe sind kostengünstig, und Schmelzen erfordert relativ geringe Energie.

Moderne Noten-wie austemperiertes duktiles Eisen-beliebige Stahlleistung nach Wärmebehandlung angenehm, Gesamtkosteneinsparungen bieten.

Nachteile

Enge Prozesssteuerung:

Das Erreichen eines einheitlichen Knotens erfordert eine präzise Kontrolle über Mg/was Werte und minimaler Schwefel/Sauerstoff. Qualitätssicherung trägt zur Produktionskomplexität und den Kosten bei.

Begrenzte Hochtemperaturleistung:

Über 350 °C, Die Stärke nimmt stark ab und Graphitverhandlung führt zu Kriechen.

Duktiles Eisen ist für Ableitungsverteiler oder andere anhaltende Komponenten mit hohem Heiz nicht geeignet.

Herausforderungen bei der Bearbeitung:

Hoher Kohlenstoffgehalt erfordert Vorheizen- oder Nachscheibenglühungen, um Risse zu verhindern.

Graphite trägt schnell Werkzeuge, Erfordernis von Carbidschneidern und Spezialbearbeitungsstrategien.

Geringere Steifheit:

Mit einem Elastizitätsmodul herum 160–170 GPA (gegen Stahl ≈ 210 GPa), Duktiles Gusseisen verformt mehr unter Last. Designer benötigen oft dickere Abschnitte, um dies auszugleichen.

Umweltauswirkungen:

Schmelzen und Knoten verbrauchen erhebliche Energie und können Schadstoffe erzeugen.

Die Abfallentsorgung muss die behördlichen Standards entsprechen. In marinen oder sauren Umgebungen, Duktiles Gusseisen benötigt zusätzliche Schutzbeschichtungen.

10. Vergleich mit anderen Materialien

Wenn Ingenieure duktiles Gusseisen bewerten (AUS) für eine bestimmte Anwendung, Sie wiegen ihre Eigenschaften häufig gegen die von grauem Gusseisen ab, Temperguss, Stahllegierungen, Aluminium, und Bronze.

Graues Gusseisen gegen. Sphäroguss

Formalbares Eisen vs. Sphäroguss

Stahllegierungen vs. Sphäroguss

Duktiles Eisen vs. Aluminium und Bronze

Wann man duktiles Gusseisen bevorzugt

• Zyklische oder hohe Lastkomponenten: DIs Kombination aus Zugfestigkeit (≥ 500 MPa), Ermüdungsdauer (≥ 200 MPa), und Dämpfung macht es ideal für Kurbelwellen, Getriebe, und Suspensionsarme.
• Komplexität der Nah-NET-Form: Sand- oder Schalenguss duktiles Gusseisen reduziert die Bearbeitungszulagen durch 30–50% im Vergleich zu Stahl, Senkung der Gesamtkosten des Gesamts.
• Kostensensitive Produktion mit mittlerer Volumen: Wenn Stahlabgänge oder bearbeitete Aluminium zu übermäßigen Kosten entstehen, Duktiles Eisen bietet ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Wirtschaftlichkeit.
• Korrosive oder weastresistente Ausstattung: Mit geeigneten Beschichtungen oder Legierung, Duktile Gusseisenpipelines und Pumpengehäuse dauern Jahrzehnte in aggressiven Umgebungen.

Wenn andere Materialien vorherrschen

• Ultra-Lichtgewichtsanforderungen: In Luft- und Raumfahrtschalen Skins, Elektrofahrzeugkörper, oder tragbare Elektronik, Aluminium- oder Magnesiumlegierungen liefern unerreichte Gewichtseinsparungen.
• Extreme korrosive Umgebungen: Spritzzonen, chlorierte Prozesslinien,
  oder saure Entwässerung erfordern häufig Edelstähle (z.B., 316, Duplex) deren passive Filme die beschichteten oder legierten Barrieren von DI übertreffen.
• Hochtemperaturservice (> 350 °C): In Turbinenkomponenten oder Abgabemösträgen,
  Superlegierungen auf Nickelbasis oder hitzebeständige Stähle (z.B., 17-4 PH) Festigkeit erhalten, bei der duktiles Gusseisen kriechen würde.
• Maximale Zähigkeit und Schweißbarkeit: Stahlstrahlen und plattierte Rohrleitungen bleiben beim Schmieden bevorzugt, Schweißen, oder kaltbildend erfordern konsistent, dokumentierbare Leistung.

11. Abschluss

Duktiles Gusseisen sticht als vielseitig heraus, Kosteneffektives Ingenieurmaterial.

Es ist Sphäroidal Graphit Die Mikrostruktur liefert eine seltene Mischung aus hohe Zugfestigkeit, Wesentliche Duktilität, Und Hervorragende Müdigkeitsleben.

Hersteller können nahezu netzige Formen werfen, Minimieren Sie die nachfolgende Bearbeitung, und maßgefertigte Eigenschaften durch Wärmebehandlung, vor allem in Form von austemperiertem duktilem Eisen (Adi).

Trotz bescheidener Korrosionsfälligkeit, Die Rezyklierbarkeit des duktilen Eisen, Dämpfungskapazität,

und eine breite Palette von standardisierten Noten machen es über die Automobilfunktion unabdingbar, Pipeline, landwirtschaftlich, Energie, und Verbrauchermärkte.

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FAQs

Was unterscheidet duktiles Gusseisen von grauem Gusseisen?

Duktiles Gusseisen (AUS) enthält Sphäroidal (nodular) Graphit anstatt der Flockengrafit in grauem Eisen zu finden.

Diese kugelförmigen Knötchen stumpfe Rissausbreitung, eine signifikant höhere Zugfestigkeit erzielen (400–900 MPa) und Dehnung (3–18 %) im Vergleich zu Grey Irons 200–300 MPa und < 2 % Verlängerung.

Welche Überlegungen zur Bearbeitung für duktile Eisen gelten?

Duktile Gusseisenmaschinen in ähnlicher Weise wie Kohlenstoffstahl, benötigen aber Carbid -Werkzeug Aufgrund seiner kohlenstoffarmen Knötchen.

Empfohlene Schnittgeschwindigkeiten reichen von 150–250 m/i, mit Futtermitteln von 0,1–0,3 mm/rev.

Die ordnungsgemäße Verwendung des Kühlmittels verhindert eine aufgebaute Kante. Hochhärte- oder ADI-Noten können langsamere Geschwindigkeiten oder Keramikwerkzeuge erfordern, um vorzeitige Verschleiß zu vermeiden.

Wie vergleicht das duktile Eisen die Kosten zu alternativen Materialien??

• Duktiles Eisen vs. Graues Eisen: Duktile Gusseisen -Rohstoffkosten ~ 10–20 % höher.
  Jedoch, Reduzierte Wandstärke und Bearbeitungszulagen ergeben häufig die Gesamtteilkosten 20–30 % niedriger in kritisch-kritischen Anwendungen.
• Stahl vs. Duktiles Eisen: Duktile Eisengüsse kosten häufig 20–50 % Weniger als äquivalente Stahlveränderungen oder schwere Komponenten.
• Aluminium/Bronze vs. Duktiles Eisen: Duktiles Eisen ist pro kg günstiger als Bronze (2–3 × höhere Kosten) Und, Obwohl schwerer als Aluminium,
  Bietet weitaus größere Kraft, Ermüdungsleben, und niedrigere Materialkosten, wenn Gewicht nicht das Hauptanliegen ist.