डक्टाइल कास्ट आयरन क्या है?

1. परिचय

तन्य कच्चा लोहा, इसे अक्सर गांठदार कच्चा लोहा या गोलाकार ग्रेफाइट आयरन कहा जाता है.

में 1948, कीथ मिलिस ने पाया कि पिघले हुए लोहे में थोड़ी मात्रा में मैग्नीशियम मिलाने से गुच्छे के बजाय लगभग गोलाकार ग्रेफाइट नोड्यूल बनते हैं।.

इस सफलता से नमनीय कच्चा लोहा प्राप्त हुआ (से), जो उल्लेखनीय रूप से बेहतर तन्यता ताकत और बढ़ाव के साथ कास्टेबिलिटी और अर्थव्यवस्था को जोड़ती है.

यह लेख नमनीय कच्चा लोहा की मौलिक प्रकृति पर प्रकाश डालता है, इसकी रसायन विज्ञान और सूक्ष्म संरचना, यांत्रिक प्रदर्शन, प्रसंस्करण मार्ग, संक्षारण प्रतिरोध,

प्रमुख अनुप्रयोग, लाभ और सीमाएँ, और वैकल्पिक सामग्रियों से तुलना.

2. डक्टाइल कास्ट आयरन क्या है?

तन्य कच्चा लोहा (से) गोलाकार द्वारा विशेषता वाले कच्चा लोहा परिवार के रूप में अर्हता प्राप्त करता है (गांठदार) ग्रेफाइट समावेशन धात्विक मैट्रिक्स में समान रूप से फैला हुआ है.

ग्रे आयरन के परत के आकार के ग्रेफाइट के विपरीत, तनाव एकाग्रता की संभावना, डीआई के ग्रेफाइट नोड्यूल दरार प्रसार को रोकते हैं, लचीले व्यवहार को सक्षम करना.

डक्टाइल आयरन ग्रे आयरन और लो-अलॉय स्टील के बीच प्रदर्शन अंतर को पाटता है.

निर्माता चक्रीय भार के तहत घटकों के लिए तन्य कच्चा लोहा का उपयोग करते हैं, जहां उच्च शक्ति और प्रभाव प्रतिरोध दोनों मायने रखते हैं.

इसके अतिरिक्त, डीआई की मशीनेबिलिटी और निकट-नेट-आकार की क्षमता डाउनस्ट्रीम प्रसंस्करण लागत को कम करती है.

3. रासायनिक संरचना और मिश्र धातु प्रणाली

आधार रचना: Fe-C-Si-Mn-P-S

तन्य कच्चा लोहा की नींव एक विशिष्ट ग्रे आयरन चार्ज में निहित है-लोहा (फ़े), कार्बन (सी), सिलिकॉन (और), मैंगनीज (एम.एन.), फास्फोरस (पी), और सल्फर (एस).

एक सामान्य ग्रेड के लिए एक प्रतिनिधि रासायनिक श्रेणी (एएसटीएम ए 536 65-45-12) हो सकता है:

• सी: 3.5 - 3.8 डब्ल्यूटी %
• और: 2.2 - 2.8 डब्ल्यूटी %
• एम.एन.: 0.1 - 0.4 डब्ल्यूटी %
• पी: ≤ 0.08 डब्ल्यूटी %
• एस: ≤ 0.025 डब्ल्यूटी %

उच्च सिलिकॉन (≥ 2 डब्ल्यूटी %) सीमेंटाइट के बजाय ग्रेफाइट निर्माण को बढ़ावा देता है, जबकि कम सल्फर (< 0.025 डब्ल्यूटी %) अत्यधिक समावेशन को रोकता है जो नोड्यूल गठन में बाधा डालता है.

गांठदार तत्व: मैगनीशियम (मिलीग्राम), सैरियम (सीटी), और दुर्लभ पृथ्वी (दोबारा)

लचीले कच्चे लोहे में गांठदारता आमतौर पर मैग्नीशियम मिलाने से उत्पन्न होती है 0.03% - 0.05% मिलीग्राम-पिघले हुए लोहे को.

फाउंड्रीज़ मैग्नीशियम का परिचय देती हैं Mg-Fe मास्टर मिश्र धातुएँ या कोरदार तार. सल्फर के प्रति मैग्नीशियम की प्रबल बन्धुता MgS बनाती है, इसलिए वे सल्फर को नीचे रहने के लिए कसकर नियंत्रित करते हैं 0.025%.

कई फाउंड्रीज़ भी जोड़ते हैं 0.005 - 0.01 wt% सेरियम या दुर्लभ-पृथ्वी तत्व गांठ के आकार और आकार को परिष्कृत करने के लिए, यांत्रिक स्थिरता में सुधार, खासकर मोटे हिस्सों में.

ये आरई संयोजन सल्फर और ऑक्सीजन में भिन्नता के प्रति संवेदनशीलता को और कम कर देते हैं.

अतिरिक्त मिश्र धातु: ताँबा (घन), निकल (में), मोलिब्डेनम (एमओ), क्रोमियम (करोड़)

ताकत तैयार करने के लिए, बेरहमी, या संक्षारण प्रतिरोध, फाउंड्रीज़ में द्वितीयक मिश्र धातु तत्व शामिल होते हैं:

• ताँबा (घन): 0.2 - 0.5 डब्ल्यूटी % पर्लाइट निर्माण को बढ़ावा देता है, द्वारा ताकत बढ़ाना 10 - 20 %.
• निकल (में): 0.5 - 1.5 डब्ल्यूटी % कम तापमान की कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाता है.
• मोलिब्डेनम (एमओ): 0.2 - 0.4 डब्ल्यूटी % उच्च तापमान सेवा के लिए कठोरता और रेंगने के प्रतिरोध में सुधार होता है.
• क्रोमियम (करोड़): 0.2 - 0.5 डब्ल्यूटी % हल्का संक्षारण प्रतिरोध और मजबूत सूक्ष्म संरचना प्रदान करता है.

आम तौर पर, नमनीय कच्चा लोहा ग्रेड भीतर रहते हैं 1 - 2 डब्ल्यूटी % संयुक्त घन का + में + एमओ + करोड़, प्रदर्शन लक्ष्यों को पूरा करते समय लागत-दक्षता सुनिश्चित करना.

मानक और ग्रेड

• एएसटीएम ए 536 (यूएसए): 60-40-18, 65-45-12, 80-55-06 ग्रेड.
• आईएसओ 1083 (यूरोप): एन-जीजेएस-400-15, जीजेएस-450-10, जीजेएस-700-2.
• आपका एक 1563 (जर्मनी): जीजी-25, जीएस-32, जीएस-45 समकक्ष.

4. तन्य कच्चा लोहा के भौतिक और यांत्रिक गुण

तन्यता ताकत, नम्य होने की क्षमता, और लचीलापन

तन्य लौह का हस्ताक्षर है उच्च शक्ति और सराहनीय लचीलापन का संयोजन:

इसके विपरीत, केवल मानक ग्रे आयरन की पैदावार होती है 200 - 300 एमपीए वस्तुतः कोई बढ़ाव के साथ तन्य शक्ति.

क्योंकि डीआई के ग्रेफाइट नोड्यूल दरार की शुरुआत को कुंद कर देते हैं, निम्न-शक्ति ग्रेड के लिए बढ़ाव दोहरे अंक में पहुंच जाता है.

कठोरता और पहनने का प्रतिरोध

तन्य लोहे की कठोरता फैलती है 170 - 320 मॉडिफ़ाइड अमेरिकन प्लान, ग्रेड और मैट्रिक्स पर निर्भर करता है:

• एक फेरिटिक ग्रेड (60-40-18) चारों ओर वितरित करता है 170 मॉडिफ़ाइड अमेरिकन प्लान, सामान्य प्रयोजन कास्टिंग के लिए उपयुक्त (कई गुना, फ़्रेम).
• एक उच्च शक्ति वाला पर्लिटिक ग्रेड (80-55-06) को प्राप्त होता है 260 - 320 मॉडिफ़ाइड अमेरिकन प्लान, गियर के पहनने के प्रतिरोध में कम-मिश्र धातु इस्पात का प्रतिद्वंद्वी, sprockets, और पंप प्ररित करनेवाला.

जब पहनने का प्रतिरोध महत्वपूर्ण हो, निर्माता अक्सर चयन करते हैं ऑस्टेम्पर्ड डक्टाइल आयरन (आदि),

जो पहुंचता है 300 - 450 मॉडिफ़ाइड अमेरिकन प्लान गर्मी उपचार के बाद, कठोरता को अवशिष्ट कठोरता के साथ संतुलित करना.

थकान भरा जीवन और प्रभाव की कठोरता

तन्य लौह का गोलाकार ग्रेफाइट थकान प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है:

• थकान की सीमा आम तौर पर खड़ा होता है ≈ 40% यूटीएस का. एक के लिए 65-45-12 श्रेणी (यूटीएस ≈ 500 एमपीए), थकान सहनशक्ति तक पहुँच जाती है 200 एमपीए उलटे झुकने के तहत 10⁷ चक्र पर.
• प्रभाव कठोरता (चार्पी वी-नॉच पर 20 ° C) से लेकर 15 - 60 जे, ग्रेड पर निर्भर करता है. लोअर स्ट्रेंथ, फेरिटिक-समृद्ध ग्रेड तक अवशोषित होते हैं 60 जे, जबकि पूरी तरह से पर्लिटिक ग्रेड कम हो जाते हैं 15 जे.

ये मूल्य ग्रे आयरन से बेहतर हैं (10 - 20 जे) और निम्न-मिश्र धातु इस्पात से संपर्क करें, क्रैंकशाफ्ट और कनेक्टिंग रॉड्स जैसे उच्च-चक्र अनुप्रयोगों के लिए लचीले कच्चे लोहे को आदर्श बनाना.

लोच और भिगोना क्षमता का मापांक

ग्रे आयरन के विपरीत 100 - 120 जीपीए मापांक, तन्य लोहे के मापांक माप 170 - 200 जीपीए, मोटे तौर पर लो-अलॉय स्टील से मेल खाता है.

यह उच्च कठोरता, चारों ओर भिगोने की क्षमता के साथ संयुक्त 0.005 को 0.010 (लघुगणकीय कमी),

यह सुनिश्चित करता है कि लचीले कच्चे लोहे के हिस्से कंपन को कम करते हुए भार के तहत विक्षेपण का विरोध करते हैं - इंजन घटकों और मशीनरी बेस में फायदेमंद.

तापीय चालकता और तापीय विस्तार का गुणांक

तन्य लोहे की तापीय चालकता ग्रे आयरन और स्टील के समान होती है, इंजन ब्लॉकों और ब्रेक ड्रमों में कुशल ताप अपव्यय को सक्षम करना.

इसका तापीय विस्तार गुणांक (~ 12 × 10⁻⁶/° C) स्टील के साथ निकटता से संरेखित होता है, बहु-सामग्री डिज़ाइन को सरल बनाना.

5. संक्षारण व्यवहार और पर्यावरणीय प्रतिरोध

निष्क्रिय फिल्में और सतह ऑक्सीकरण

तन्य लौह एक बनाता है लौह ऑक्साइड (Fe₃O₄/Fe₂O₃) ऑक्सीजन के संपर्क में आने पर फिल्म. यह निष्क्रिय परत हल्के वातावरण में आगे ऑक्सीकरण को धीमा कर देती है.

जैसे मिश्र धातु परिवर्धन 0.5 - 1.5% में या 0.2 - 0.5% करोड़ निष्क्रिय फिल्म को स्थिर करके संक्षारक प्रदर्शन में सुधार करें.

ग्रे आयरन के विपरीत - जिससे गड्ढे विकसित हो सकते हैं - डीआई का मैट्रिक्स स्थानीय हमले का बेहतर प्रतिरोध कर सकता है, विशेषकर जब लेपित हो.

तुलनात्मक संक्षारण दर बनाम. ग्रे आयरन और स्टील

हर मामले में, नमनीय कच्चा लोहा की संक्षारण दर मोटे तौर पर बनी रहती है 50% वह ग्रे आयरन का और 30-40% हल्के स्टील का.

को लागू करने एपॉक्सी या पॉलीयूरेथेन कोटिंग्स DI के क्षरण को कम करता है < 0.01 आक्रामक वातावरण में मिमी/वर्ष.

जब दफ़नाया या डुबाया गया हो, डिजाइनर रोजगार देते हैं जिंक या एल्यूमीनियम बलि एनोड अनकोटेड डक्टाइल कास्ट आयरन पाइपलाइनों और फिटिंग्स की सुरक्षा के लिए.

संक्षारण नियंत्रण: कोटिंग्स, कैथोडिक संरक्षण, और सामग्री चयन

• कोटिंग्स: हाई-बिल्ड एपॉक्सी (200 माइक्रोन) या लौ-स्प्रे जिंक/एल्यूमीनियम परतें समुद्री या रासायनिक प्रसंस्करण संयंत्रों में सेवा जीवन का विस्तार करती हैं.
• कैथोडिक संरक्षण: प्रभावित धारा या बलि एनोड भूमिगत या पानी के नीचे के प्रतिष्ठानों में नमनीय कच्चा लोहा पाइप की अखंडता को बनाए रखते हैं.
• सामग्री चयन: अत्यधिक संक्षारक स्थितियों में (पीएच < 3 या क्लोराइड > 10 000 पीपीएम), इंजीनियर निर्दिष्ट करते हैं नी-मिश्र धातु डीआई या स्टेनलेस स्टील मानक ग्रेड के बजाय.

6. डक्टाइल कास्ट आयरन की विनिर्माण प्रक्रियाएँ

मोल्डिंग के तरीके: सैंड कास्टिंग, शैल मोल्डिंग, और निवेश कास्टिंग

• हरी रेत कास्टिंग प्रमुख पद्धति बनी हुई है. फाउंड्रीज़ सिलिका रेत को मिट्टी या रासायनिक बाइंडरों के साथ पैटर्न के चारों ओर फ्लास्क में पैक करती हैं.
  रेत के सांचे राइजर को समायोजित करते हैं, कोर, और डीआई की तरलता के लिए तैयार गेटिंग सिस्टम. विशिष्ट न्यूनतम अनुभाग मोटाई चारों ओर घूमती है 6 - 8 मिमी सिकुड़न दोषों से बचने के लिए.
• शैल मोल्डिंग एक गर्म धातु पैटर्न के चारों ओर दबाए गए गर्म राल-लेपित रेत मिश्रण का उपयोग करता है.
  इस प्रक्रिया से परिणाम मिलता है रा की सतह समाप्ति = 1-3 µm और सहनशीलता ± 0.3 मिमी, ~ की लागत प्रीमियम पर 20 % हरी रेत के ऊपर.
• धातु - स्वरूपण तकनीक (पिघला हुआ मोम) पतले अनुभागों को सुविधाजनक बनाता है (नीचे 3 मिमी) और सहनशीलता ± के साथ जटिल ज्यामिति 0.1 मिमी.
  तथापि, तन्य कच्चा लोहा निवेश कास्ट कमांड 2–3× रेत-कास्ट समकक्षों की लागत, उपयोग को कम मात्रा या जटिल भागों तक सीमित करना.

उष्मा उपचार: एनीलिंग, सामान्य, आस्टेंपरिंग (आदि)

हीट ट्रीटमेंट डीआई के मैट्रिक्स और मैकेनिकल प्रदर्शन को तैयार करता है:

• एनीलिंग: से धीमी गति से ठंडा होना 900 ° C कमरे के तापमान तक पूरी तरह से फेरिटिक मैट्रिक्स का उत्पादन होता है, लचीलापन को अधिकतम करना (~ 18 % बढ़ाव) और मशीनीकरण (400 एमपीए यूटीएस).
• सामान्य: को गर्म करना 900 - 920 ° C इसके बाद वायु शीतलन से एक संतुलित फेरिटिक-पर्लिटिक माइक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त होता है, यूटीएस ≈ की पेशकश 450 एमपीए और 12 % बढ़ाव.
• आस्टेंपरिंग (आदि): तन्य कच्चा लोहा कास्टिंग समाधान से गुजरता है 900 ° C कार्बाइड को घोलने के लिए, फिर नमक स्नान में बुझाना 250 - 375 ° C के लिए 1 - 4 घंटे.
  यह एक पैदा करता है बैनिटिक फेराइट + कार्बन-समृद्ध बरकरार ऑस्टेनाइट संरचना.
  ADI ग्रेड से लेकर होते हैं 400 एमपीए को 1 400 एमपीए संघ राज्य क्षेत्रों, के बीच बढ़ाव के साथ 2 - 12 %, और असाधारण थकान प्रदर्शन (सहनशक्ति की सीमा तक 400 एमपीए).

प्रोसेसिंग के बाद: मशीनिंग, सतह समापन, कलई करना

• मशीनिंग: कार्बन स्टील के समान तन्य कच्चा लोहा मशीनें. के लिए विशिष्ट मोड़ गति 65-45-12 पर होवर करें 150-250 मीटर/आई कार्बाइड टूलींग के साथ.
  ड्रिल गति सीमा 50-100 मीटर/आई. शीतलक स्नेहन निर्मित किनारे को रोकता है. डीआई में फ्लेक ग्रेफाइट की कमी से टूल चिपिंग कम हो जाती है.
• सतह समापन:

• • शॉट ब्लास्टिंग स्टील ग्रिट के साथ (20-40 जाल) रेत हटाता है और मैट फ़िनिश प्रदान करता है (आरए 2 - 5 माइक्रोन).
  • पीसना/पॉलिश करना रा को प्राप्त करता है < 0.8 सतहों को सील करने के लिए µm.

• कलई करना:

• • एपॉक्सी/पाउडर कोटिंग: समुद्री या औद्योगिक वातावरण में जंग से बचाने के लिए 50-200 µm की फिल्म जमा करता है.
  • धातु का (जिंक या एल्युमीनियम): थर्मल स्प्रे लागू होता है 100 - 150 दबे हुए या जलमग्न भागों के लिए µm बलि की परत.

7. ऑस्टेम्पर्ड डक्टाइल आयरन क्या है? (आदि)

ऑस्टेम्पर्ड डक्टाइल आयरन (आदि) नमनीय कच्चा लोहा के एक विशेष उपवर्ग का प्रतिनिधित्व करता है जो ताकत का एक असाधारण संयोजन प्रदान करता है, लचीलापन, और थकान प्रतिरोध.

पारंपरिक नमनीय लोहे के विपरीत - जिसमें आमतौर पर फेरिटिक-पर्लाइटिक या पूरी तरह से पर्लिटिक मैट्रिक्स होता है,

एडीआई की अनूठी सूक्ष्म संरचना में सूक्ष्मता शामिल है बैनिटिक फेराइट प्लेटें के मैट्रिक्स में डूबा हुआ कार्बन-समृद्ध बरकरार ऑस्टेनाइट.

यह सूक्ष्म संरचना तीन चरणों वाली ताप-उपचार प्रक्रिया से उत्पन्न होती है: समाधान करना, एक मध्यवर्ती तापमान पर शमन, और तपस्वी.

एक बार पूरा होने पर, ऑस्टेम्पर्ड डक्टाइल आयरन उतनी ही उच्च तन्यता शक्ति प्रदान करता है 1 400 एमपीए (एडीआई में 900-650 श्रेणी) में बढ़ाव को संरक्षित करते हुए 2 - 5% श्रेणी.

ऑस्टेम्पर्ड डक्टाइल आयरन उत्पादन मार्ग: समाधान करना, शमन, और ऑस्टेम्परिंग

ऑस्टेम्पर्ड डक्टाइल आयरन प्रसंस्करण के प्रमुख चरणों में शामिल हैं:

1. समाधान करना: डक्टाइल आयरन कास्टिंग को गर्म करें 880 - 920 ° C कार्बाइड को घोलने और कार्बन को समरूप बनाने के लिए 1-2 घंटे तक रखें.
2. शमन: नमक-स्नान में स्थानांतरित करें 250 - 375 ° C. यह मध्यवर्ती तापमान मार्टेंसाइट को रोकता है.
3. आस्टेंपरिंग: तब तक दबाए रखें जब तक मैट्रिक्स परिवर्तित न हो जाए बैनिटिक फेराइट प्लस कार्बन-समृद्ध बरकरार ऑस्टेनाइट-आमतौर पर 1-4 घंटे, अनुभाग की मोटाई के आधार पर.
4. शीतलक: कमरे के तापमान पर हवा या तेल बुझाएँ, बैनिटिक माइक्रोस्ट्रक्चर में लॉक करना.

ऑस्टेम्पर्ड डक्टाइल आयरन माइक्रोस्ट्रक्चर: बैनिटिक फेराइट और कार्बन-समृद्ध ऑस्टेनाइट

ADI के माइक्रोस्ट्रक्चर में शामिल हैं:

• बैनिटिक फेराइट सुई: अत्यधिक महीन α-आयरन फेराइट ब्लेड जो ऑस्टेनाइट सीमाओं पर न्यूक्लियेट होते हैं.
• ऑस्टेनाइट को बरकरार रखा: कार्बन युक्त ऑस्टेनाइट फ़िल्में जो कमरे के तापमान पर स्थिर रहती हैं, तनाव को अवशोषित करना और कठोरता को बढ़ाना.

यह संयोजन एक प्रदान करता है "परिवर्तन-सख्ती" प्रभाव: लागू तनाव के तहत, ऑस्टेनाइट को मार्टेंसाइट में परिवर्तित किया गया, मैट्रिक्स को स्थानीय रूप से मजबूत करना.

यांत्रिक लाभ: उच्च शक्ति-लचीलापन संतुलन, थकान प्रतिरोध

समान संरचना वाले सामान्यीकृत लचीले लोहे की तुलना में, ऑस्टेम्पर्ड डक्टाइल आयरन तक प्राप्त होता है 50% उच्चतर यूटीएस बरकरार रखते हुए 2 - 5% बढ़ाव.

इसकी थकान सहनशक्ति अक्सर अधिक हो जाती है 400 एमपीए, रिवर्स बेंडिंग के तहत ग्रे आयरन और कई मिश्र धातु इस्पात दोनों से बेहतर प्रदर्शन.

ऑस्टेम्पर्ड डक्टाइल आयरन के विशिष्ट अनुप्रयोग

इंजीनियर ऑस्टेम्पर्ड डक्टाइल आयरन का उपयोग करते हैं जहां पहनने का प्रतिरोध अधिक होता है, अधिक शक्ति, और विश्वसनीय थकान जीवन मायने रखती है:

• ऑटोमोटिव: गियर, क्रैंक्शैफ्ट, कैमशाफ्ट, और असर पिंजरे.
• कृषि मशीनरी: स्प्रोकेट, प्लेटें पहनें, और रोलर शाफ्ट.
• तेल & गैस: डाउनहोल उपकरण, पंप शाफ्ट, और वाल्व घटकों को संक्षारण थकान प्रतिरोध की आवश्यकता होती है.
• खनन उपकरण: के grates, कोल्हू रोल, और मिल लाइनर अपघर्षक धूल के अधीन हैं.

8. तन्य कास्ट आयरन के अनुप्रयोग

मोटर वाहन घटक: क्रैंक्शैफ्ट, गियर, सस्पेंशन पार्ट्स

वाहन निर्माता नमनीय कच्चा लोहा की उच्च थकान शक्ति का लाभ उठाते हैं (≥ 250 एमपीए) और मध्यम-ड्यूटी इंजनों में क्रैंकशाफ्ट और कैमशाफ्ट के लिए डंपिंग.

लचीले लोहे के गियर शोर को कम करते हुए शॉक लोडिंग को सहन करते हैं. डीआई की कठोरता से नियंत्रण भुजाओं और स्टीयरिंग पोर को लाभ होता है (E of 180 जीपीए) और प्रभाव प्रतिरोध.

पाइपलाइन और द्रव प्रबंधन: पाइप्स, निकला हुआ किनारा, पम्प आवास, वाल्व बॉडीज

तन्य कच्चा लोहा पाइप सिस्टम (एन-जीजेएस-400-15) तक के दबाव पर पीने योग्य पानी या अपशिष्ट जल ले जाएं 25 छड़.

तन्य लौह वाल्व और फ्लैंज चक्रीय दबाव वृद्धि का विरोध करते हैं. क्षारीय या तटस्थ पीएच के तहत संक्षारण दर न्यूनतम रहती है, कई रूटिंग अनुप्रयोगों में स्टेनलेस स्टील की तुलना में डीआई को लागत प्रभावी बनाना.

कृषि एवं निर्माण उपकरण: स्प्रोकेट, रोलर्स, फ्रेम्स

फ़ील्ड उपकरण घटकों को नियमित रूप से अपघर्षक मिट्टी और उच्च यांत्रिक तनाव का सामना करना पड़ता है.

तन्य कच्चा लोहा स्प्रोकेट और रोलर शाफ्ट प्राप्त करते हैं जीवन से अधिक पहनें 1 000 घंटे गंभीर वातावरण में,

जबकि फ्रेम और संरचनात्मक कास्टिंग वेल्डिंग लागत को कम करते हैं और थकान जीवन में सुधार करते हैं.

ऊर्जा क्षेत्र: पवन टरबाइन आवास, गियरबॉक्स केसिंग, तेल क्षेत्र घटक

डक्टाइल कास्ट आयरन की उच्च अवमंदन पवन टरबाइन गियरबॉक्स में मरोड़ वाले कंपन को कम कर देती है, विश्वसनीयता बढ़ाना.

ADI से बने गियरबॉक्स केसिंग वजन कम करते हैं 10% स्टील और कम रोटर जड़त्व की तुलना में.

तेल क्षेत्रों में, डाउनहोल उपकरण और वाल्व बॉडी चक्रीय दबाव को झेलते हुए संक्षारक नमकीन पानी को सहन करते हैं 50 एमपीए.

उपभोक्ता उपकरण और उपकरण

तन्य कच्चा लोहा कुकवेयर के लिए थर्मल द्रव्यमान और स्थायित्व प्रदान करता है (डच ओवन, कच्चा लोहा कड़ाही).

डक्टाइल आयरन सॉकेट रिंच और पाइप-रिंच बॉडी बिना फ्रैक्चर के झटके को अवशोषित करते हैं, उपकरण जीवन का विस्तार.

9. डक्टाइल कास्ट आयरन के मुख्य फायदे और नुकसान

पेशेवरों

संतुलित शक्ति और कठोरता:

तन्य लौह तन्य शक्ति प्रदान करता है 400-1 000 एमपीए और का बढ़ाव 2-18%, बेहतर ताकत-से-वजन अनुपात प्राप्त करना.

ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में, उदाहरण के लिए, क्रैंकशाफ्ट का वजन कम हो सकता है 20-30% इस्पात समकक्षों की तुलना में.

उत्कृष्ट घिसाव और थकान प्रतिरोध:

गोलाकार ग्रेफाइट नोड्यूल तनाव सांद्रता को कम करते हैं, तक की थकान सीमा को सक्षम करना 300 एमपीए.

यह लचीले लोहे को गियर के लिए आदर्श बनाता है, निलंबन घटक, और चक्रीय लोडिंग के तहत अन्य हिस्से.

सुपीरियर कास्टेबिलिटी:

अपेक्षाकृत कम तरल पदार्थ के साथ 1 150-1 200 ° C और अच्छी तरलता, तन्य लौह न्यूनतम संकोचन के साथ जटिल ज्यामिति बनाता है (0.8–1.0%).

कास्टिंग और मशीनिंग की लागत चलती है 30-50% कम तुलनीय स्टील फोर्जिंग की तुलना में.

संक्षारण और थर्मल स्थिरता:

ग्रेफाइट नोड्यूल जंग के खिलाफ एक प्राकृतिक बाधा प्रदान करते हैं. सतह के उपचार के बाद, नमनीय कच्चा लोहा फिटिंग अक्सर मिट्टी या पानी के वातावरण में एक सदी तक चलती है.

तक तापमान सहन कर लेता है 300 ° C थर्मल विस्तार के कम गुणांक के साथ.

लागत प्रभावशीलता:

कच्चा माल सस्ता है, और पिघलने के लिए अपेक्षाकृत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है.

आधुनिक ग्रेड - जैसे ऑस्टेम्पर्ड डक्टाइल आयरन - गर्मी उपचार के बाद उच्च शक्ति वाले स्टील के प्रदर्शन तक पहुंचते हैं, महत्वपूर्ण समग्र लागत बचत की पेशकश.

दोष

सख्त प्रक्रिया नियंत्रण:

एक समान नोड्यूल प्राप्त करने के लिए सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है एमजी/सीई स्तर और न्यूनतम सल्फर/ऑक्सीजन. गुणवत्ता आश्वासन उत्पादन जटिलता और लागत को बढ़ाता है.

सीमित उच्च तापमान प्रदर्शन:

ऊपर 350 ° C, ताकत में तेजी से गिरावट आती है और ग्रेफाइट के मोटे होने से रेंगना शुरू हो जाता है.

डक्टाइल आयरन एग्जॉस्ट मैनिफोल्ड्स या अन्य निरंतर उच्च-ताप ​​घटकों के लिए अनुपयुक्त है.

मशीनिंग चुनौतियाँ:

उच्च कार्बन सामग्री के कारण दरार को रोकने के लिए प्री-हीट या पोस्ट-वेल्ड एनीलिंग की आवश्यकता होती है.

ग्रेफाइट उपकरण जल्दी खराब कर देता है, कार्बाइड कटर और विशेष मशीनिंग रणनीतियों की आवश्यकता है.

कम कठोरता:

चारों ओर लोच के मापांक के साथ 160-170 जीपीए (बनाम स्टील का ≈ 210 जीपीए), तन्य कच्चा लोहा भार के तहत अधिक विकृत होता है. क्षतिपूर्ति के लिए डिजाइनरों को अक्सर मोटे अनुभागों की आवश्यकता होती है.

पर्यावरणीय प्रभाव:

पिघलने और गांठ बनने से महत्वपूर्ण ऊर्जा की खपत होती है और प्रदूषक उत्पन्न हो सकते हैं.

अपशिष्ट निपटान को नियामक मानकों के अनुरूप होना चाहिए. समुद्री या अम्लीय वातावरण में, तन्य कच्चा लोहा को अतिरिक्त सुरक्षात्मक कोटिंग्स की आवश्यकता होती है.

10. अन्य सामग्रियों के साथ तुलना

जब इंजीनियर नमनीय कच्चा लोहा का मूल्यांकन करते हैं (से) किसी विशेष एप्लिकेशन के लिए, वे अक्सर इसके गुणों को ग्रे कास्ट आयरन के गुणों से तौलते हैं, नरम लोहे, इस्पात मिश्र, अल्युमीनियम, और कांस्य.

ग्रे कास्ट आयरन बनाम. नमनीय लोहे

निंदनीय लौह बनाम. नमनीय लोहे

इस्पात मिश्र बनाम. नमनीय लोहे

तन्य लौह बनाम. एल्यूमीनियम और कांस्य

डक्टाइल कास्ट आयरन का पक्ष कब लें

• चक्रीय या उच्च-भार घटक: DI की तन्य शक्ति का संयोजन (≥ 500 एमपीए), थकान सहनशक्ति (≥ 200 एमपीए), और भिगोना इसे आदर्श बनाता है क्रैंक्शैफ्ट, गियर, और निलंबन हथियार.
• निकट-नेट-आकार जटिलता: रेत या शैल कास्टिंग नमनीय कच्चा लोहा मशीनिंग भत्ते को कम कर देता है 30-50% स्टील की तुलना में, समग्र भाग लागत कम करना.
• लागत-संवेदनशील मध्यम-मात्रा उत्पादन: जब स्टील फोर्जिंग या मशीनीकृत एल्युमीनियम पर अत्यधिक लागत आती है, लचीला लोहा प्रदर्शन और अर्थव्यवस्था का संतुलन प्रदान करता है.
• संक्षारक या पहनने के लिए प्रतिरोधी फिटिंग: उपयुक्त कोटिंग या मिश्रधातु के साथ, नमनीय कच्चा लोहा पाइपलाइन और पंप हाउसिंग आक्रामक वातावरण में दशकों तक टिके रहते हैं.

जब अन्य सामग्रियाँ प्रबल होती हैं

• अत्यंत हल्के आवश्यकताएँ: एयरोस्पेस धड़ की खाल में, इलेक्ट्रिक वाहन निकाय, या पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स, एल्यूमीनियम या मैग्नीशियम मिश्र धातु बेजोड़ वजन बचत प्रदान करते हैं.
• अत्यधिक संक्षारक वातावरण: स्प्लैश जोन, क्लोरीनयुक्त प्रक्रिया लाइनें,
  या अम्लीय जल निकासी के लिए अक्सर स्टेनलेस स्टील की आवश्यकता होती है (उदा।, 316, डुप्लेक्स) जिनकी निष्क्रिय फिल्में डीआई की लेपित या मिश्रित बाधाओं को पार करती हैं.
• उच्च तापमान सेवा (> 350 ° C): टरबाइन घटकों या निकास मैनिफोल्ड्स में,
  निकल-आधारित सुपरअलॉय या गर्मी प्रतिरोधी स्टील (उदा।, 17-4 शारीरिक रूप से विकलांग) जहां नमनीय कच्चा लोहा रेंगने से पीड़ित होगा, वहां मजबूती बनाए रखें.
• अधिकतम कठोरता और वेल्डेबिलिटी: फोर्जिंग के समय स्ट्रक्चरल स्टील बीम और प्लेटेड पाइपलाइन को प्राथमिकता दी जाती है, वेल्डिंग, या शीत-गठन के लिए सुसंगत की आवश्यकता होती है, दस्तावेज़ीय प्रदर्शन.

11. निष्कर्ष

तन्य कच्चा लोहा बहुमुखी के रूप में सामने आता है, लागत प्रभावी इंजीनियरिंग सामग्री.

इसका गोलाकार ग्रेफाइट माइक्रोस्ट्रक्चर एक दुर्लभ मिश्रण प्रदान करता है उच्च तन्यता शक्ति, पर्याप्त लचीलापन, और उत्कृष्ट थकान जीवन.

निर्माता निकट-जाल आकृतियाँ बना सकते हैं, बाद की मशीनिंग को कम करें, और गर्मी उपचार के माध्यम से गुणों को दर्जी करता है, सबसे विशेष रूप से ऑस्टेम्पर्ड डक्टाइल आयरन के रूप में (आदि).

मामूली संक्षारण भेद्यता के बावजूद, नमनीय लोहे की पुनर्चक्रण क्षमता, भिगोने की क्षमता,

और मानकीकृत ग्रेडों की एक विस्तृत श्रृंखला इसे ऑटोमोटिव में अपरिहार्य बनाती है, पाइपलाइन, कृषि, ऊर्जा, और उपभोक्ता बाज़ार.

पर यह, हम अपने घटक डिजाइनों को अनुकूलित करने के लिए इन उन्नत तकनीकों का लाभ उठाने में आपके साथ साझेदारी करने के लिए तैयार हैं, सामग्री चयन, और उत्पादन वर्कफ़्लोज़.

यह सुनिश्चित करना कि आपकी अगली परियोजना हर प्रदर्शन और स्थिरता बेंचमार्क से अधिक है.

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पूछे जाने वाले प्रश्न

डक्टाइल कास्ट आयरन को ग्रे कास्ट आयरन से क्या अलग करता है??

तन्य कच्चा लोहा (से) रोकना गोलाकार (गांठदार) ग्रेफाइट भूरे लोहे में पाए जाने वाले फ्लेक ग्रेफाइट के बजाय.

वे गोलाकार पिंड कुंद दरार प्रसार, उल्लेखनीय रूप से उच्च तन्यता शक्ति प्रदान करता है (400-900 एमपीए) और बढ़ाव (3-18 %) ग्रे आयरन के 200-300 एमपीए की तुलना में < 2 % बढ़ाव.

लचीले लोहे पर कौन सी मशीनिंग संबंधी बातें लागू होती हैं??

तन्य कच्चा लोहा मशीनें कार्बन स्टील के समान होती हैं लेकिन इसकी आवश्यकता होती है कार्बाइड टूलींग इसके उच्च-कार्बन नोड्यूल के कारण.

अनुशंसित काटने की गति निम्न से होती है 150-250 मीटर/आई, 0.1-0.3 मिमी/रेव की फ़ीड के साथ.

उचित शीतलक उपयोग निर्मित किनारे को रोकता है. उच्च कठोरता या एडीआई ग्रेड को समय से पहले खराब होने से बचाने के लिए धीमी गति या सिरेमिक टूल की आवश्यकता हो सकती है.

लागत में लचीले लोहे की तुलना वैकल्पिक सामग्रियों से कैसे की जाती है??

• तन्य लौह बनाम. सलेटी लोहा: तन्य कच्चा लोहा कच्चे माल की लागत ~ 10-20 है % उच्च.
  तथापि, कम दीवार की मोटाई और मशीनिंग भत्ते से अक्सर कुल भाग लागत 20-30 हो जाती है % शक्ति-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में कम.
• स्टील बनाम. नमनीय लोहे: तन्य लौह कास्टिंग की लागत अक्सर 20-50 होती है % समतुल्य स्टील फोर्जिंग या भारी-मशीनीकृत घटकों से कम.
• एल्यूमिनियम/कांस्य बनाम. नमनीय लोहे: तन्य लोहा कांस्य की तुलना में प्रति किलोग्राम कम महंगा होता है (2-3× अधिक लागत) और, यद्यपि एल्यूमीनियम से भारी है,
  कहीं अधिक ताकत प्रदान करता है, थका हुआ जीवन, और जब वज़न प्राथमिक चिंता न हो तो सामग्री की लागत कम हो जाती है.