연성 철 대 주철: 어떤 자료가 최고를 통치합니다?

1. 소개

철 주물은 현대 공학에서 중추적 인 역할을합니다, 자동차 파워 트레인에서 시립 인프라에 이르기까지 응용 프로그램을 뒷받침합니다.

사용 가능한 다양한 등급 중, 연성 철 대 주철 전 세계적으로 대부분의 철 주물을 설명합니다.

회색 철, 특징적인 플라크 흑연 미세 구조로, 수세기 동안 사용되었습니다, 우수한 진동 감미소와 캐스팅의 용이성으로 가치가 있습니다.

연성 철, 마그네슘 처리를 통해 20 세기 중반에 개발되었습니다, 흑연을 구형 결절로 변환합니다, 인장 강도가 상당히 높아집니다, 연성, 및 충격 저항.

2. 연성 철분이란 무엇입니까??

연성 철, 라고도 결절성 주철 또는 구형 흑연 철, 주철의 유형입니다 흑연 입자는 구형 결절을 형성합니다 플레이크보다는 (회색 주철에서와 같이).

이 미세 구조적 차이는 연성 주철을 크게 제공합니다 향상된 기계적 성질- 그러나 고강도, 연성, 및 충격 저항.

연성 철 물질이 발명되었다 1943 ~에 의해 Keith Millis 국제 니켈 회사에서 (인코), 누가 그 추가를 발견했는지 마그네슘 용융 된 철분은 흑연 플레이크를 고정하는 동안 구형 모양으로 변형시킵니다..

이 혁신은 야금의 혁신적인 발전이었습니다, 함께 자료를 제공합니다 강철 같은 강인함 와 결합 철의 편의성.

화학 성분 (ASTM A536 등급의 경우 일반적입니다)

핵심 요소는입니다 마그네슘, 흑연의 구형 모양을 유도하기위한 결절제 역할을합니다..

세륨 그리고 희토류 금속 또한 일부 등급에서는 결합화를 제어하고 일관성을 향상시키는 데 사용됩니다..

연성 철의 특징

• 높은 인장 강도: 일반적으로 사이 60,000 그리고 100,000 psi (414–690 MPa)
• 좋은 항복 강도: 약 40,000 ~ 70,000 psi (275–483 MPA)
• 높은 신장: 최대 18% 등급 및 열처리에 따라
• 충격 인성: 다른 캐스트 아이언보다 우수합니다, 낮은 온도에도
• 주조성: 우수한 유동성, 복잡한 형상에 적합합니다
• 내마모성: 합금 또는 오스템 퍼링을 통해 향상되었습니다
• 부식 저항: 좋은, 특히 실리콘이 풍부한 매트릭스
• 피로 강도: 주기적 하중 하에서 높은 내구성 한계

장점 연성 철의

• 우수한 힘과 연성 다른 캐스트 아이언에 비해
• 탁월한 충격 저항, 추운 환경에서도
• 우수한 가공성 진주 등급에서
• 조정할 수 있습니다 높은 마모 또는 부식 저항
• 강철에 대한 비용 효율적인 대안, 특히 큰, 복잡한 주물
• 높은 신뢰성 구조적 및 압력 등급의 구성 요소
• 좋은 피로 성능 순환 로딩 응용 프로그램의 경우

단점 연성 철의

• 회색 주철보다 비싸다 합금 및 공정 제어로 인해
• 진동 댐핑이 낮습니다 회색 주철보다
• 정확한 제어가 필요합니다 야금 (마그네슘 페이딩, 결절 제어)
• 적당한 내식성 공격적인 환경에서 코팅없이
• 약간 낮은 가공성 결절 흑연과 더 단단한 매트릭스 위상으로 인한 회색 철보다

3. 주철이란??

주철은 탄소 함량이 더 큰 철-탄소 합금 그룹입니다. 2%, 일반적으로 사이 2.5–4.0%, 다양한 양과 함께 규소, 망간, 추적 요소.

연성 철과 달리, 주철에는 일반적으로 흑연이 포함되어 있습니다 플레이크 또는 불규칙한 형태, 같은 특성을 제공합니다 Brittleness, 우수한 주파수, 그리고 높은 감쇠 용량.

역사적으로, 주철이 다시 시작됩니다 기원전 5 세기 중국, 그러나 그것은 유럽에서 널리 퍼졌습니다 14Th – 18 세기 폭발로의 발전.

그 동안 사용량이 폭발했습니다 산업 혁명, 기초 자료가됩니다 교량, 기계, 철도, 그리고 수자원 인프라 캐스팅의 용이성과 저렴한 비용으로 인해.

화학 성분 (전형적인 범위)

주철의 종류 & 태생

주철은 단일 재료가 아니라 미세 구조가 다른 합금 제품군입니다., 각각 고유 한 속성을 제공합니다:

1. 회색 주철

• • 흑연이 나타납니다 플레이크
  • 가장 일반적인 유형; 엔진 블록에 사용됩니다, 하우징, 조리기구
  • 훌륭한 제동 그리고 가공성, 하지만 취성

2. 흰색 주철

• • 흑연이 없습니다; 탄소가 존재합니다 시멘트 (fe₃c)
  • 극도로 단단하고 부서지기 쉬운
  • 다음에서 사용됨 내마모성 밀 라이너 및 샷 블라스팅 장비와 같은 응용 프로그램

3. 가단성 주철

• • 열처리 된 흰색 다리미가 형성됩니다 화성 탄소 결절
  • 개선 연성 그리고 인성 회색 철 위에
  • 파이프 피팅 및 소형 캐스트 ​​구성 요소에서 일반적입니다

4. 압축 흑연 철 (CGI)

• • 흑연은 a vermicular (벌레와 같은) 형태
  • 회색 철보다 높은 강도를 연성 철보다 더 나은 감쇠와 결합합니다.
  • 현대에서 널리 사용됩니다 디젤 엔진 블록

주철의 특징

• 높은 주파수: 낮은 융점 (대략. 1,200–1,300 ° C) 그리고 우수한 유동성
• 좋은 내마모성: 특히 단단한 흰색 철에서
• 우수한 감쇠 능력: 기계의 진동 제어에 이상적입니다
• 부서지기 쉬운 성격: 대부분의 유형에서 충격 강도 및 골절 강인성이 낮습니다
• 부식 저항: 보통의; 코팅 또는 합금으로 향상됩니다
• 열전도율: 회색 철분이 높습니다 (최대 55 W/m·K), 조리기구 및 엔진 블록에 적합합니다

주철의 장점

• 경제적 널리 사용 가능합니다
• 높은 압축 강도
• 우수한 주파수 복잡한 모양
• 우수한 진동 댐핑 (특히 회색 철)
• 좋은 열 특성 열 전달 응용 분야의 경우
• 가공성 흑연 플레이크로 인해 회색 철분이 우수합니다

주철의 단점

• 낮은 연성 그리고 Brittleness 대부분의 유형에서 (특히 회색과 흰색 철)
• 충격 저항이 좋지 않습니다
• 용접성은 제한적입니다, 종종 예열 및 웰드 후 열처리가 필요합니다
• 더 낮은 인장 강도 강철 또는 연성 철에 비해
• 균열에 취약합니다 동적 또는 충격 하중

4. 연성 철 vs의 기계적 특성. 주철

5. 열의 & 연성 철 vs의 물리적 특성. 주철

6. 연성 철 vs의 제조 및 가공. 주철

캐스팅은 연성 주철과 전통적인 캐스트 아이언을위한 가장 널리 퍼진 제조 방법입니다..

하지만, 그들의 야금 특성은 다른 처리 경로를 지시합니다, 복잡성 정도, 및 특정 주조 기술에 대한 적합성.

철 합금을위한 일반적인 주조 방법

용융 및 용광로 관행

연성 철과 회색 주철 모두를 사용하여 생산할 수 있습니다.:

• 큐폴라 용광로: 대량의 전통적이고 비용 효율적입니다, 그러나 화학에 대한 정확한 제어를 덜 제공합니다.
• 유도 용광로: 이제 연성 주철을 위해 널리 채택되었습니다; 높은 열 효율과 정확한 온도/조성 제어 제공 - 마그네슘 처리를위한 비판적.

흑연 형태 제어

• 연성이 있는 철:

• • 필요합니다 결절, 일반적으로 사용합니다 마그네슘, 세륨, 또는 희귀 고리 합금, 플레이크 흑연을 구형 결절로 변환합니다.
  • 접종 균일 한 흑연 형성을 촉진하고 탄화물을 억제하기 위해서는 복종 후 철화 후 필요합니다..

• 회색 주철:

• • 오직 접종 균일 한 플레이크 흑연을 보장하기 위해 필요합니다.
  • 흑연 플레이크를 형성하는 자연적인 경향은 처리를 단순화합니다.

열처리 옵션

7. 부식 & 환경 저항

산화 거동 및 부식 저항

연성이 있는 철:

흑연 결절로 인해 페라이트 또는 진주 행렬에 포함되어 있습니다., 연성 철은 일반적으로 전통적인 회색 주철보다 더 나은 내식성을 나타냅니다..

결절 흑연 구조는 주철의 플레이크 흑연에 비해 부식에 대한 개시 지점의 수를 감소시키는 경향이 있습니다..

추가적으로, 연성 철에는 종종 니켈과 같은 합금 요소가 포함되어 있습니다, 구리, 또는 산화 및 일반 부식에 대한 저항성을 향상시키는 크롬.

주철 (회색 철):

회색 주철, 특징적인 플레이크 흑연 구조로, 흑연 플레이크가 마이크로 갈바니 세포를 생성하기 때문에 부식에 더 취약합니다., 국소 부식 가속, 특히 촉촉하거나 산성 환경에서.

플레이크 흑연은 또한 부식제의 침투를 촉진합니다., 피팅 및 표면 분해를 유발합니다.

환경 저항 및 코팅

연성 철과 주철은 바닷물과 같은 공격적인 환경에 노출 될 때 부식이 발생하기 쉽습니다., 산업 분위기, 또는 산성 토양. 내구성을 향상시키기 위해:

• 보호 코팅:
  에폭시 코팅, 직류 전기 치료, 그리고 페인트 시스템은 철 주물에 널리 적용되어 부식을 억제합니다..
  연성 철분 구성 요소는 종종 물 및 하수 파이프와 같은 중요한 인프라에서 사용하기 때문에 우수한 코팅 처리를받습니다..
• 안감과 음극 보호:
  파이프 및 밸브 용, 중합체 라이닝 (예를 들어, 에폭시, 폴리에틸렌) 그리고 Cathodic Protection Systems는 부식성 미디어에 직접 노출을 줄임으로써 서비스 수명을 연장하는 일반적인 관행입니다..

8. 가공성 & 연성 철 대 제조. 주철

제조 및 가공 성 특성은 주철 대 연성 철을 선택할 때 중요한 요소입니다., 제조 효율에 영향을 미칩니다, 도구 마모, 표면 품질, 전반적인 생산 비용.

가공성

연성이 있는 철:

연성 철은 일반적으로 전통적인 회색 주철에 비해 더 나은 가공성을 제공합니다..

결절 흑연 구조는 브리티 니스를 감소시킨다, 절단 작업 중에 도구 마모가 적고 부드러운 칩 형성을 초래합니다..

연성 철의 매트릭스 (일반적으로 페라이트 또는 진주) 열처리를 통해 제어 할 수 있습니다, 경도와 가공성 사이의 균형을 허용합니다.

하지만, 회색 철에 비해 인장 강도가 높을 때 가공 매개 변수는 종종 조정이 필요하다는 것을 의미합니다., 절단력 증가 및 최적화 된 공구 재료와 같은.

회색 주철:

회색 주철은 플레이크 흑연의 존재로 인해 기계에서 가장 쉬운 철 물질 중 하나로 간주됩니다., 절단 중에 천연 윤활제 역할을합니다.

이것은 절단 힘과 도구 마모를 크게 줄입니다.

하지만, 회색 철의 부서지기 쉬운 특성은 불규칙한 칩을 생성하고 잠재적으로 제대로 처리하지 않으면 마이크로 크랙 또는 가장자리에서 치핑과 같은 표면 결함을 유발할 수 있음을 의미합니다..

연성 철에 비해 표면 마감이 거칠어지는 경향이 있습니다..

도구 마모 및 칩 형성

• ~ 안에 연성 철, 가공은 더 오래 생산됩니다, 더 강한 매트릭스와 결절 흑연으로 인해 연속 칩, 도구 막힘 및 과열을 방지하기 위해 적절한 칩 대피가 필요합니다..
  탄화물 또는 코팅 도구는 일반적으로 도구 수명을 연장하기 위해 사용됩니다..
• ~ 안에 회색 주철, 흑연 플레이크는 칩이 더 작은 세그먼트로 깨지는 것을 용이하게합니다, 열 생성을 줄이고 도구 수명을 연장시킵니다.
  이로 인해 특정 작업에서 도구 변경이 덜 자주 발생하고 생산성이 높아집니다..

표면 마감 및 대출 후 치료

• 연성이 있는 철:
  미세한 미세 구조와 더 강한 매트릭스로 인해, 연성 철은 종종 우수한 표면 마감과 치수 정확도를 달성합니다..
  분쇄와 같은 모임 후 치료, 세련, 그리고 코팅은 일반적으로 내식성을 향상시키고 마모 특성을 향상시키기 위해 적용됩니다..
• 회색 주철:
  회색 주철 기계는 쉽게, 표면 마감은 일반적으로 거칠다, 타이트한 공차 또는 부드러운 표면을 요구하는 응용 프로그램에 대한 추가 마무리 프로세스가 필요합니다..
  다공성 흑연은 또한 표면 거칠기 증가와 잠재적 다공성 문제로 이어질 수 있습니다..

용접 및 결합 고려 사항

• 연성이 있는 철:
  MIG와 같은 다양한 방법을 사용하여 연성 철을 효과적으로 용접 할 수 있습니다., 싸움, 또는 옥시-아세틸렌 용접.
  그 결절 흑연 구조는 균열 감수성을 감소시킵니다, 그러나 잔류 응력을 최소화하고 기계적 특성을 유지하기 위해 예열 및 weld 열 처리는 종종 권장됩니다..
• 회색 주철:
  용접 회색 주철은 탄소 함량이 높기 때문에 도전적입니다., 크래킹과 왜곡이 발생하기 쉽습니다.
  특수 용접 절차, 예열 및 제어 냉각 포함, 필요합니다.
  자주, 브레이징 또는 기계적 고정은 회색 주철 성분에 대한 결합 기술을 선호합니다..

9. 연성 철과 주철의 적용

주철 대 연성 철 사이의 선택은 성능에 크게 영향을 미칩니다., 내구성, 다양한 산업의 구성 요소의 비용 효율성.

연성 철의 적용 (및 오스 템퍼링 연성 철)

• 자동차 산업: 서스펜션 부품, 크랭크샤프트, 기어, 엔진 블록, 커넥팅로드
• 물 및 하수 인프라: 파이프, 피팅, 밸브, 맨홀 뚜껑
• 중장비: 기어, 플라이휠, 펌프 하우징, 압축기 구성 요소
• 농업 장비: 트랙터 부품, 쟁기, 강력한 구성 요소

주철의 적용 (회색, 하얀색, 온순한)

• 자동차 산업: 엔진 블록, 실린더 헤드, 브레이크 드럼과 디스크
• 건설 및 도시 인프라: 맨홀 덮개, 배수 구성 요소, 건축 요소
• 산업기계: 기계 기지, 프레임, 하우징
• 가전제품: 조리기구, 스토브 부품, 벽난로 구성 요소

10. 연성 철과 주철의 포괄적 인 비교

연성 철과 주철은 엔지니어링에서 널리 사용되는 철제 재료입니다, 각각 다른 애플리케이션에 적합한 별개의 특성.

11. 결론

연성 철 및 회색 주철은 각각 흑연 형태에 의해 구동되는 뚜렷한 이점을 제공하고 그 결과 미세 구조.

연성 철 힘이 뛰어납니다, 연성, 그리고 피로의 삶 - 고조와 역동적 인 응용 분야의 일환,

회색 주철 진동 감쇠시 선택의 재료로 남아 있습니다, 비용 효율성, 가공의 용이성이 가장 중요합니다.

이러한 트레이드 오프를 이해하고 기계에 대한 데이터를 활용함으로써, 열의, 및 제조 특성 - 엔지니어는 정보를 제공 할 수 있습니다, 응용 분야의 자료 결정.

자주 묻는 질문

연성 철과 주철의 주요 차이점은 무엇입니까??

주요 차이점은 미세 구조와 기계적 특성에 있습니다..

연성 철은 더 높은 연성을 제공하는 구형 흑연 결절을 포함합니다., 인성, 그리고 힘, 주철에는 일반적으로 플레이크 흑연이 있습니다, 더 부서지기 쉬우 며 연성이 적습니다.

연성 철과 주철은 가공 가능성 측면에서 어떻게 비교합니까??

주철은 일반적으로 Brittleness 및 흑연 플레이크 구조로 인해 더 나은 가공 가능성을 제공합니다., 더 쉽게자를 수 있습니다.

연성 철, 더 힘들다, 보다 강력한 툴링 및 가공 기술이 필요합니다.

연성 철을 열처리 할 수 ​​있습니다?

예, 연성 철은 다양한 열처리를 겪을 수 있습니다, 어닐링 및 오스템 퍼링과 같은, 기계적 특성을 향상시킵니다, 힘과 강인함을 포함하여.

연성 철 재활용 가능입니다?

예, 연성 철과 주철은 모두 재활용 가능한 재료이며 일반적으로 새로운 주물을 생산하기 위해 재 융합됩니다., 지속 가능한 제조 관행에 기여.

어느 것이 더 낫습니까?, 주철 또는 연성 철?

연성 철은 일반적으로 강도에 더 좋습니다, 인성, 및 충격 저항, 주철은 비용 효율성과 가공성에 더 좋습니다. 선택은 응용 프로그램에 따라 다릅니다..

연성 철은 주철보다 비싸다?

예, 연성 철은 일반적으로 합금 요소로 인해 더 비쌉니다., 처리 요구 사항, 우수한 기계적 특성.

주철과 연성 철 밸브 바디의 차이점은 무엇입니까??

주철 바디에는 흑연 플레이크가 있습니다, 부서지기 쉬우 며 연성이 적습니다, 연성 철분에는 더 큰 힘을 제공하는 구형 흑연 결절이 있습니다., 유연성, 그리고 인성.