1. Tabhairt isteach
Iarann Liath, nó Iarann teilgthe liath—a bhfuil idirdhealú ag a mhicreastruchtúr graifíte scagach — le chéile cost-éifeachtúlacht, damping creathadh, is machinability den scoth.
Ó thús an 19ú haois do shorcóirí gaile-inneall, Tá iarann teilgthe liath tar éis feidhm a thiomáint ó dhrumaí coscáin feithicleach go bunanna meaisíní tionsclaíocha.
Inniu, tá sé fós ina bhunábhar trasna gluaisteán, innealra trom, píopaí, is baile earnálacha a bhuíochas dá chumasc uathúil maoine.
2. Cad is Iarann Teilgthe Liath ann?
Iarann teilgthe liath Is cineál iarann teilgthe é atá so-aitheanta ag dath liath a dhromchla briste, a eascraíonn as láithreacht calóga graifíte ina mhicr struchtúir.
Tugann na calóga graifíte seo a n-airíonna sainiúla d'iarann liath, lena n-áirítear cumas taise den scoth, machinability maith, agus costas réasúnta íseal.
Is é an fhoirm iarainn theilgthe is coitianta a úsáidtear agus tá ról bunúsach aige i dtionscail déantúsaíochta traidisiúnta agus nua-aimseartha araon.
Aicmiú agus Gráid Iarainn Teilgthe Liath
Aicmiú ASTM A48 (U.S. Caighdeánach)
Rangaíonn caighdeán ASTM A48 iarann teilgthe liath ina ghráid de réir íosneart teanntachta, tomhaiste i ksi (1 ksi = 6.89 MPA).
| Grád ASTM | Neart Teanntachta Íosta (MPA) | Micreastruchtúr Tipiciúil | Comhiarratais |
|---|---|---|---|
| Áirigh ar 20 | 138 MPA | Go príomha ferritic | Frithmheáchan, teilgin maisiúil |
| Áirigh ar 30 | 207 MPA | Feirleach - péarlach | Bloic innill, Cásálacha caidéil |
| Áirigh ar 40 | 276 MPA | Pearlitic den chuid is mó | Drumaí coscáin, rothaí eitilte, leapacha meaisín |
| Áirigh ar 50 | 345 MPA | Pearlitic fíneáil, ferrite íseal | Líneálacha sorcóra, lúibíní ard-ualach |
Le linn 1561 Aicmiú (Caighdeán Eorpach)
An caighdeán Eorpach EN 1561 úsáideann an réimír “EN-GJL”. (GJL = iarann teilgthe graifít le struchtúr lamellar, nó “iarann teilgthe graifít lamellar”) agus an neart teanntachta i MPa ina dhiaidh sin.
| A Chéim | Min. Neart teanntachta (MPA) | Cré (BHN) | Feidhmchlár tipiciúil |
|---|---|---|---|
| EN-GJL-150 | 150 | ~150 | Páirteanna ornáideacha, clúdaigh solais |
| EN-GJL-200 | 200 | ~160–170 | Cásálacha fearas, cásanna tarchuir |
| EN-GJL-250 | 250 | ~180–200 | Bloic sorcóir, teilgin mhóra |
| EN-GJL-300 | 300 | ~220–240 | Rótar coscáin, Cásálacha tromshaothair |
Raon Comhdhéanamh Ceimiceach tipiciúla (% de réir meáchain)
| Eilimint | Raon tipiciúil (%) | Feidhm san Iarann Liath |
|---|---|---|
| Carbionsann (C) | 2.5 - 4.0 | Cuireann foirmiú calóg graifíte chun cinn; méaduithe castability |
| Sileacan (Is) | 1.8 - 3.0 | Grafitizer; cuidíonn sé le deascadh carbóin agus feabhsaíonn sé sreabhántacht |
| Mangainéise (MN) | 0.2 - 1.0 | Neartaíonn an maitrís; cuireann sé foirmiú pearlite chun cinn |
| Fosfar (P) | ≤ 0.12 (maithe 0.5) | Feabhsaíonn sreabhach; méideanna iomarcacha ina chúis le brittleness (seasta) |
| Sulfair (S) | ≤ 0.12 | Go ginearálta neamh-inmhianaithe; foirmíonn cuimsiú sulfíde iarainn |
| Iarann (Fe) | Cothromaigh | Maitrís bonn-mhiotal |
4. Fisiciúil & Airíonna meicniúla
Léiríonn iarann teilgthe liath meascán sainiúil d'airíonna fisiceacha agus meicniúla mar gheall ar a mhicreastruchtúr calóg graifíte atá leabaithe i maitrís neamhfheiriúil.
Déanann na hairíonna seo an-oiriúnach do raon leathan feidhmeanna struchtúracha agus teirmeacha, go háirithe i gcás taiseadh tonnchrith, Seoltacht theirmeach, agus castability riachtanach.
Airíonna meicniúla
Bíonn tionchar mór ag moirfeolaíocht calóg graifíte ar iompar meicniúil iarann teilgthe liath, cineál maitrís (ferritic, Péarlaití, nó measctha), agus tiús alt.
| Maoin | Raon Luach tipiciúil | Nótaí |
|---|---|---|
| Neart teanntachta | 150–350 MPa | Athraíonn de réir gráid (E.g., Rang ASTM A48 20 a Rang 50) |
| Neart Comhbhrúiteach | 3–4 × neart teanntachta | Ard mar gheall ar threoshuíomh flake graifít |
| Cré | 130-250 BBN | Méaduithe le hábhar pearlite |
| Édáileáil | ~0.5–1% | An-íseal mar gheall ar chomhchruinnithe struis ag leideanna flake |
| Modal leaisteachas | 70–100 GPa | Níos ísle ná cruach mar gheall ar calóga graifíte ag cur isteach ar aistriú strus |
Nóta: Murab ionann agus cruach, Ní bhíonn aon insínteacht ag baint le hiarann liath agus teipeann air ar bhealach brittle faoi luchtú teanntachta.
Airíonna fisiceacha
| Maoin | Luach tipiciúil | Tábhacht |
|---|---|---|
| Dlús | 6.9–7.2 g/cm³ | Beagán níos ísle ná cruach (~7.85 g / cm³) |
| Seoltacht theirmeach | 35–55 W/m·K | I bhfad níos airde ná iarann insínte nó intuargainte; oiriúnach le haghaidh diomailt teasa |
| Cumas teasa ar leith | ~460 J/kg·K | Inchomparáide le miotail neamhfheiriúla eile |
| Comhéifeacht an Leathnaithe | ~10.5–11.5 × 10⁻⁶ /K | Measartha; tábhachtach d'fheidhmchláir theirmeach atá ríthábhachtach do thoise |
| Cumas dampála | 10× cruach | Creathadh den scoth agus ionsú torainn |
| Leáphointe | 1140–1200°C | Níos ísle ná cruach; feabhsaíonn castability |
Buntáistí Feidhmiúla Uathúla
- Cumas Damping Superior: A bhuíochas leis an cuimilte inmheánach cruthaithe ag calóga graifít, ionsúnn iarann liath creathadh i bhfad níos fearr ná cruach nó iarann insínte.
Déanann sé seo oiriúnach le haghaidh bloic inneall, leapacha uirlisí meaisín, agus comhpháirteanna coscáin. - Seoltacht mhaith teirmeach: Toisc gur féidir teas a aistriú go héifeachtach, is ábhar roghnaithe d'earraí cócaireachta iarann teilgthe liath, comhpháirteanna radaitheora, agus dioscaí coscáin.
- Meaisínitheachta den scoth: Feidhmíonn láithreacht graifíte mar bhealaí ionsuite, caitheamh uirlisí a laghdú agus luasanna gearrtha níos airde a chumasú.
Tá gráid pearlitic níos deacra ach fós níos mó machinable ná go leor steels.
5. Oiriúnacht Réitigh le haghaidh Iarainn Liath
Tá iarann teilgthe liath ar cheann de na miotail is casta sa tionscal teilgcheárta, Tá cáil air as a sár-sreabhántacht, teocht leá íseal, agus crapadh íosta.
Déanann na tréithe seo idéalach chun geoiméadracht casta a tháirgeadh, teilgin mhóra, agus páirteanna ard-toirte le cruinneas tríthoiseach iontaofa agus bailchríoch dromchla.
Sreabhán den scoth
Léiríonn iarann teilgthe liath tréithe sreafa leáite eisceachtúla mar gheall ar a theocht dhoirteadh réasúnta íseal (go hiondúil idir 1,150–1,250°C) agus ábhar graifíte.
Ligeann an sreabhach seo dó múnlaí casta agus ailt le ballaí tanaí a líonadh go héasca (chomh tanaí le 3-5 mm), ag laghdú an riosca go stopann fuar nó go dtarlóidh mí-rith.
Ráta Crapadh Íseal
Le crapadh líneach soladaithe de ghnáth sa raon 0.8–1.0%, coinníonn iarann teilgthe liath cobhsaíocht tríthoiseach níos fearr.
Is féidir an crapadh intuartha seo a chúiteamh go cruinn i ndearadh patrún, íoslaghdú lochtanna agus liúntais meaisínithe.
Feabhsaíonn Struchtúr Flake Graphite Castability
Ní hamháin go gcuireann an graifít flake in iarann liath lena taiseadh meicniúil agus lena meaisínitheacht ach cuidíonn sé freisin le beathú le linn soladaithe., laghdú ar an dóchúlacht go crapadh inmheánach porosity.
Feidhmíonn sé mar mhicrea-riser nádúrtha, feabhas a chur ar fhóntas réitigh iomlán.
Seoltacht Ard Teirmeach
An seoltacht teirmeach ard (de ghnáth 50–60 W/m·K) cuireann sé diomailt teasa tapa chun cinn le linn soladú, ag cabhrú le micreastruchtúr a rialú agus an baol scoilteadh teirmeach a laghdú.
Tá sé seo buntáiste go háirithe i teilgin mhóra nó i dtimpeallachtaí táirgthe ardluais.
Den scoth Macinability Iar-réitigh
Mar gheall ar éifeacht bealaithe calóga graifíte agus cruas réasúnta íseal (Brinell 150-250 HB), is féidir é a mheaisíniú go héasca gan próisis críochnúla fairsinge a bheith ag teastáil.
Laghdaíonn sé seo costais iar-phróiseála agus cuireann sé le tréchur táirgeachta.
Modhanna Réitigh Oiriúnacha don Iarann Liath
| Modh réitigh | Feidhmithe | Buntáistí | Breithniú |
|---|---|---|---|
| Réitigh gaineamh glas | Bloic innill, cóireáil, lúibíní | Cost-éifeachtach, gaineamh in -ath -in -ath -inúsáidte, inoiriúnaithe do líon ard | Éilíonn rialú taise agus aonfhoirmeacht múnla |
| Réitigh Gaineamh Nasctha Roisín | Leapacha meaisín, casings caidéil, comhla comhla | Cruinneas ard tríthoiseach agus bailchríoch dromchla | Costas uirlisithe níos airde, oiriúnach le haghaidh méideanna íseal go meánmhéide |
| Réitigh mhúnla bhlaosc | Comhpháirteanna tionsclaíocha beachtais | Caoinfhulaingt tríthoiseach den scoth agus cáilíocht dromchla | Níos costasaí, ach laghdaíonn sé riachtanais meaisínithe |
| Réitigh Buan -Mhúirín | Céimseata athchleachtach cosúil le rothaí nó ulóga | Maith le haghaidh ritheann táirgeadh measartha le bailchríocha dromchla fíneáil | Teoranta do chruthanna níos simplí mar gheall ar shrianta múnla soladach miotail |
| Réitigh lártheifeacha | Píopaí, sleeves, rótar | Táirgeann dlúth, páirteanna sorcóireacha saor ó locht | Teastaíonn trealamh speisialaithe agus céimseata chothromaithe |
6. Cóireáil teasa & Meaisínithe
Is annamh a théann iarann liath faoi thimthriallta múchadh agus teochta; ina ionad, dteilgcheárta i bhfeidhm:
- Annealing/Faoiseamh Strus: 650-700 ° C ar feadh 1-2 uair an chloig laghdaíonn sé strus iarmharach agus feabhsaíonn machinability.
- Normalú: Maitrís na mínealaíne (ferrite vs. PARanna) le haghaidh cruas spriocdhírithe.
Le linn meaisínithe, fabhar innealtóirí:
- Uirlisiú carbide ag luasanna measartha (50–80 m/mi).
- Sealúchas docht oibre a fhritháireamh neart teanntachta íseal.
- Úsáid chuisnithe chun imeall tógtha a sheachaint; éascaíonn calóga graifíte briseadh sliseanna.
Iar-mheabhrú, éiríonn iarann teilgthe liath bailchríocha dromchla chomh híseal le Ra 1.6 µm le hoibríochtaí tánaisteacha íosta.
7. Buntáistí agus Míbhuntáistí
Buntáistí:
- Damping creathadh: Suas go dtí 90 % níos fearr ná cruach, ag laghdú torainn agus tuirse.
- Machnamhity: Feidhmíonn calóga graifíte mar scoradáin sliseanna, caitheamh uirlisí a ísliú.
- Éifeachtúlacht costais: > 80 % ábhar athchúrsáilte agus fuinneamh leá níos ísle ná cruach.
Míbhuntáistí:
- Insínteacht Íseal teanntachta: < 2 % cuireann fadú teorainn le húsáid turrainge-lódála.
- Aniseatrópacht: Cruthaíonn treoshuíomh flake éagsúlachtaí neart treo (- 20 %).
- Brittleness: Friotaíocht tionchair níos ísle i gcomparáid le iarann insínte.
8. Feidhmithe & Léiriú
Tiomáineann sineirgíocht maoine iarann teilgthe liath a úsáid i:
- Gluaisteán: Bloic innill, cinnirí sorcóra, drumaí coscáin - seoltacht theirmeach a ghiaráil (- 45 W/m · k) le haghaidh diomailt teasa.
- Innealra trom: Cásálacha fearas, bunanna uirlisí meaisín - úsáid a bhaint as taiseadh creathadh chun an saol imthacaí a leathnú.
- Tógáil & Píopaí: Clúdaigh dúnphoill, comhlachtaí comhla - ag baint tairbhe as friotaíocht creimeadh in uiscí neodracha agus ar chostas íseal.
- Earraí Tí: Cócaireán, radaitheoirí - ag cinntiú dáileadh teasa cothrom agus marthanacht.
9. Comparáid le Ábhair Eile
Tá iarann teilgthe liath ina ábhar bunúsach san innealtóireacht agus sa déantúsaíocht le fada an lá, ach is minic a bhíonn sé in iomaíocht le roghanna eile cosúil le iarann insínte, cruach, cóimhiotal alúmanaim, agus comhdhúile.
Tá buntáistí agus comhbhabhtálacha ar leith ag baint le gach ceann de na hábhair seo, ag brath go mór ar roghnú ábhair.
Anseo thíos tá forbhreathnú comparáideach a leagann béim ar an áit a seasann iarann liath faoina ionadaithe coitianta.
Tábla comparáideach: Iarann Teilgthe Liath vs. Ábhair mhalartacha
| Maoin / Ábhar | Iarann Teilgthe Liath | Iarann insínte | Cruach charbóin | Cóimhiotail alúmanaim | Comhdháite |
|---|---|---|---|---|---|
| Dlús (g/cm³) | 7.1 - 7.3 | 7.0 - 7.2 | 7.8 - 7.9 | 2.6 - 2.8 | 1.5 - 2.0 (athraíonn) |
| Neart teanntachta (MPA) | 150 - 400 | 400 - 700 | 400 - 900 | 100 - 400 | 50 - 500+ (ag brath ar snáithín) |
| Édáileáil (%) | <1% (briosc) | 5 - 18% | 10 - 25% | 2 - 12% | 1 - 10% |
| Seoltacht theirmeach | In airde (50 - 60 W/m · k) | Measartha (35 - 50 W/m · k) | Íseal -mhúnla (20 - 40 W/m · k) | In airde (120 - 180 W/m · k) | Íseal -mhúnla (0.2 - 30 W/m · k) |
| Cumas dampála | Thar cionn | Go maith | Droch- | An-Bocht | Athróg |
| Castability | Thar cionn (cruthanna casta, ísealchostas) | Go maith | Measartha (éilíonn níos mó iarracht) | Measartha-Maith (ag brath ar chóimhiotail) | Droch- (de ghnáth múnlaithe, ní caitheadh) |
| Machnamhity | Thar cionn (mar gheall ar calóga graifít) | Go maith | Measartha-Maith | Thar cionn | Droch -mhíreanna |
| Friotaíocht creimthe | Truagh gan sciath | Droch -mhíreanna | Measartha-Maith (le cóimhiotalú) | Go maith (go háirithe sraith 6xxx agus 5xxx) | Thar cionn (le dearadh) |
| Costas | Íseal | Measartha | Measartha - ard | Measartha - ard | In airde (go háirithe le haghaidh cumaisc chun cinn) |
Iarann Insínte vs. Iarann Teilgthe Liath
- Iarann insínte cuireann insínteacht i bhfad níos airde agus neart, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach d'fheidhmchláir ina bhfuil brú nó ualach dinimiciúil.
Cén dóigh faoin spéir a ...?, is fearr fós iarann teilgthe liath ó thaobh taise agus cost-éifeachtúlachta, go háirithe i gcodanna struchtúracha statacha.
Cruach charbóin vs. Iarann Teilgthe Liath
- Soláthraíonn cruach airíonna teanntachta níos fearr agus insínteacht, ach tá sé níos costasaí agus níos deacra le meaisín.
Is fearr iarann liath le haghaidh páirteanna a dteastaíonn rialú creathadh orthu (E.g., boinn meaisín, cóireáil).
Cóimhiotail Alúmanam vs. Iarann Teilgthe Liath
- Alúmanam i bhfad níos éadroime agus cuireann sé friotaíocht creimeadh den scoth, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach le haghaidh comhpháirteanna iompair agus teas-íogair.
Iarann liath, Ar an láimh eile, sármhaitheas in iarratais a bhfuil gá acu le rigidity agus ionsú creathadh.
Comhdhéanta vs. Iarann Teilgthe Liath
- Cé gur féidir le cumaisc chun cinn dul thar iarann liath i gcóimheas neart-go-meáchain agus friotaíocht creimeadh, tá siad i bhfad níos costasaí agus is deacra iad a mhonarú ar scála.
10. Deireadh
Maireann iarann liath mar a ábhar bunchloch mar gheall ar a táirgeadh eacnamaíoch, taiseadh ionsuite, is éascaíocht meaisínithe.
Trí máistreacht a foirmiú graifít eutectic, cleachtais réitigh, is treoirlínte dearaidh, is féidir le hinnealtóirí leanúint ar aghaidh ag giaráil iarann teilgthe liath le haghaidh iontaofa, réitigh cost-éifeachtúla ar fud na dtionscal - ó chroí an innill go dtí bonn innealra trom.
De réir mar a thagann modhnuithe cóimhiotail atá ag teacht chun cinn agus teicnící déantúsaíochta hibrideacha, coimeádfaidh iarann teilgthe liath a ról i múnlú na gcomhpháirteanna innealtóireachta amárach.
Seo an rogha iontach é do do riachtanais déantúsaíochta má theastaíonn ardchaighdeán uait Teilgin Iarainn Liath.
