1. 소개
연성 주철, 종종 결절 주철 또는 구형 흑연 철이라고합니다.
~ 안에 1948, Keith Millis는 용융 철에 소량의 마그네슘을 추가하면 플레이크가 아닌 거의 구형 흑연 결절이 생성된다는 것을 발견했습니다.
이 돌파구는 연성 주철을 산출했습니다 (에서), 주파수와 경제와 현저하게 향상된 인장 강도 및 신장을 결합합니다..
이 기사는 연성 주철의 기본 특성을 탐구합니다, 화학 및 미세 구조, 기계적 성능, 처리 경로, 내식성,
주요 응용 프로그램, 장점과 한계, 및 대체 재료와의 비교.
2. 연성 주철이란 무엇입니까??
연성 주철 (에서) 구형이 특징 인 주철 패밀리로 자격이 있습니다 (결절) 흑연 내포물은 금속 매트릭스에 균일하게 분산된다.
회색 철의 플레이크 모양 흑연과 달리, 스트레스 농도가 발생하기 쉽습니다, DI의 흑연 결절은 균열 전파를 체포합니다, 연성 거동을 가능하게합니다.

연성 아이언은 회색 철과 저금리 강철 사이의 성능 간격을 연결합니다..
제조업체는 주기적 하중 하에서 구성 요소를위한 연성 주철을 이용합니다., 높은 강도와 충격 저항이 중요합니다.
게다가, DI의 가공 가능성과 거의 네트 모양의 기능은 다운 스트림 처리 비용을 줄입니다.
3. 화학 성분 및 합금 시스템
베이스 구성: Fe – C – SI – MN – P – S
연성 주철의 기초는 전형적인 회색 철제에 있습니다.철 (철), 탄소 (기음), 규소 (그리고), 망간 (망), 인 (피), 그리고 유황 (에스).
공통 등급의 대표적인 화학 범위 (ASTM A536 65-45-12) 그럴 수도 있습니다:
- 기음: 3.5 – 3.8 wt %
- 그리고: 2.2 – 2.8 wt %
- 망: 0.1 – 0.4 wt %
- 피: ≤ 0.08 wt %
- 에스: ≤ 0.025 wt %
높은 실리콘 (≥ 2 wt %) 시멘트보다는 흑연 형성을 촉진합니다, 낮은 유황 (< 0.025 wt %) 결절 형성을 방해하는 과도한 포함을 방지합니다.
결절 요소: 마그네슘 (마그네슘), 세륨 (Ce), 그리고 희토류 (답장)
연성 주철의 결절은 마그네슘을 첨가하여 발생합니다 0.03% – 0.05% 마그네슘- 녹은 철.
파운드리는 마그네슘을 통해 마그네슘을 도입합니다 MG – FE 마스터 합금 또는 코드 전선. 황에 대한 마그네슘의 강한 친화력은 MG를 형성합니다, 그래서 그들은 유황을 단단히 통제하여 남아 있습니다 0.025%.
많은 파운드리가 추가됩니다 0.005 – 0.01 wt% 세륨 또는 희귀 고리 요소 결절 모양과 크기를 개선합니다, 기계적 일관성 향상, 특히 두꺼운 부분에서.
이 첨가는 황과 산소의 변화에 대한 감도를 더욱 감소시킵니다..
추가 합금: 구리 (구리), 니켈 (~ 안에), 몰리브덴 (모), 크롬 (Cr)
힘을 조정합니다, 인성, 또는 내식성, 파운드리는 2 차 합금 요소를 통합합니다:
- 구리 (구리): 0.2 – 0.5 wt % 펄 라이트 형성을 높이십시오, 힘을 높이십시오 10 – 20 %.
- 니켈 (~ 안에): 0.5 – 1.5 wt % 저온 인성과 부식 저항성을 향상시킵니다.
- 몰리브덴 (모): 0.2 – 0.4 wt % 고온 서비스의 강화 및 크리프 저항을 향상시킵니다.
- 크롬 (Cr): 0.2 – 0.5 wt % 가벼운 부식성과 더 단단한 미세 구조를 부여합니다.
일반적으로, 연성 주철 등급이 남아 있습니다 1 – 2 wt % 결합 된 Cu + ~ 안에 + 모 + Cr, 성능 목표를 충족하는 동안 비용 효율성을 보장합니다.
표준 및 등급
- ASTM A536 (미국): 60-40-18, 65-45-12, 80-55-06 성적.
- ISO 1083 (유럽): en-gjs-400-15, GJS-450-10, GJS-700-2.
- 당신의 하나 1563 (독일): GG-25, GS-32, GS-45 등가.
4. 연성 주철의 물리적 및 기계적 특성

인장강도, 항복 강도, 및 연성
연성 아이언의 서명은 그것입니다 고강도와 인식 가능한 연성의 조합:
| 등급 | UTS (MPa) | 생산하다 (0.2% 오프셋, MPa) | 연장 (%) | 행렬 |
|---|---|---|---|---|
| 60-40-18 (A536) | 400 – 550 | 245 – 415 | 10 – 18 | 페라이트 - 뇌성 |
| 65-45-12 (A536) | 450 – 650 | 275 – 450 | 8 – 12 | 진주성 - 골절 |
| 80-55-06 (A536) | 700 – 900 | 415 – 620 | 3 – 6 | 완전 진주 |
대조적으로, 표준 회색 철분 은만 생산됩니다 200 – 300 MPa 거의 신장이없는 인장 강도.
DI의 흑연 결절이 균열 시작을 무딘 결절하기 때문입니다, 신장은 강도가 낮은 등급의 경우 두 자리로 도약합니다.
경도 및 내마모성
연성 철의 경도에 걸쳐 있습니다 170 – 320 HB, 등급 및 매트릭스에 따라:
- 페라이트 등급 (60-40-18) 주위에 제공됩니다 170 HB, 일반 목적 주물에 적합합니다 (다양체, 프레임).
- 고강도 진주 등급 (80-55-06) 달성 260 – 320 HB, 기어의 내마비에 저밀도 강철과 경쟁합니다, 스프로킷, 및 펌프 임펠러.
내마모성이 중요 할 때, 제조업체는 종종 선택합니다 오류가 많은 연성 철 (아디),
도달합니다 300 – 450 HB 열처리 후, 잔류 강인함으로 경도의 균형.
피로의 삶과 충격 강인함
연성 철의 구형 흑연은 피로 성능을 크게 향상시킵니다:
- 피로 한계 일반적으로 서 있습니다 ≈ 40% UTS의. 에 대한 65-45-12 등급 (uts ≈ 500 MPa), 피로 지구력이 도달합니다 200 MPa 반전 된 굽힘 하에서 10 ℃에서 사이클.
- 충격 강인함 (charpy v-notch at 20 ℃) 범위는 15 – 60 제이, 학년에 따라. 강도가 낮습니다, 페라이트가 풍부한 등급은 최대 흡수됩니다 60 제이, 반면에 완전 펄리 크 등급은 쇠약 해집니다 15 제이.
이 값은 회색 철을 능가합니다 (10 – 20 제이) 저금리 강철에 접근하십시오, 연성 주철 만들기 크랭크 샤프트 및 커넥팅로드와 같은 고주파 응용 프로그램에 이상적.
탄성 및 감쇠 용량의 계수
그레이 아이언과 달리 100 – 120 평점 계수, 연성 철의 계수 측정 170 – 200 평점, 저금리 강철과 대략 일치합니다.
이 높은 강성, 주위에 댐핑 용량과 결합됩니다 0.005 에게 0.010 (로그 감소),
연성 주철 부품이 진동을 약화시키면서 부하 하에서의 변형에 저항하도록 보장합니다..
열 전도도 및 열 팽창 계수
| 재산 | 연성이 있는 철 | 회색 철 | 강철 (A36) |
|---|---|---|---|
| 열전도율 (W/m·K) | 35 – 50 | 35 – 45 | 45 |
| 열팽창 계수 (× 10 °/° C) | 12 – 13 | 10 – 12 | 11 – 13 |
연성 철의 열전도율은 회색 철과 강철의 유사점과 유사합니다., 엔진 블록 및 브레이크 드럼에서 효율적인 열 소산 가능.
열 팽창 계수 (~ 12 × 10 °/° C) 강철과 밀접하게 정렬됩니다, 다중 물질 디자인 단순화.
5. 부식 행동과 환경 저항
수동 필름 및 표면 산화
연성 철제 형성 산화철 (fe₃o₃/fe₄o₃) 산소에 노출 될 때 필름. 이 수동 층은 온화한 환경에서 추가 산화 속도가 느려집니다.
합금 추가 0.5 – 1.5% ~ 안에 또는 0.2 – 0.5% Cr 수동 필름을 안정화시켜 부식 성능을 향상시킵니다.
피팅을 개발할 수있는 회색 철과 달리 Di의 매트릭스는 국소 공격에 더 잘 저항 할 수 있습니다., 특히 코팅 될 때.

비교 부식 률 대. 회색 철과 강철
| 환경 | 에서 (코팅되지 않았습니다, mm/y) | 회색 철 (mm/y) | 온화한 강철 (mm/y) |
|---|---|---|---|
| 민물 | 0.05 – 0.10 | 0.10 – 0.15 | 0.20 – 0.30 |
| 바닷물 | 0.20 – 0.35 | 0.40 – 0.60 | 0.50 – 1.00 |
| 산성 (ph 3 – 4) | 0.15 – 0.25 | 0.30 – 0.40 | 0.50 – 1.00 |
| 알칼리 (ph 9 – 10) | 0.02 – 0.05 | 0.05 – 0.08 | 0.10 – 0.20 |
각각의 경우, 연성 주철의 부식 속도는 대략적으로 남아 있습니다 50% 회색 철과 30–40% 온화한 강철.
적용 에폭시 또는 폴리 우레탄 코팅 DI의 부식을 줄입니다 < 0.01 공격적인 환경에서 MM/년.
매장되거나 잠겼을 때, 디자이너는 고용합니다 아연 또는 알루미늄 희생 양극 코팅되지 않은 연성 주철 파이프 라인 및 피팅을 보호합니다.
부식 제어: 코팅, 음극 보호, 그리고 재료 선택
- 코팅: 고유 한 에폭시 (200 μm) 또는 화염 스프레이 아연/알루미늄 층은 해양 또는 화학 가공 공장에서 서비스 수명을 연장합니다..
- 음극 보호: 인상적인 전류 또는 희생 양극은 지하 또는 수중 설치에서 연성 주철 파이프 무결성을 유지합니다..
- 재료 선택: 부식성 조건에서 (ph < 3 또는 클로라이드 > 10 000 ppm), 엔지니어가 지정합니다 Alleyed가됩니다 또는 스테인레스 스틸 표준 등급 대신.
6. 연성 주철의 제조 공정
성형 방법: 모래 주조, 쉘 몰딩, 그리고 투자 캐스팅
- 녹색 모래 주조 우세한 방법으로 남아 있습니다. 파운드리 팩 점토 또는 화학 바인더가있는 실리카 모래 패턴 주위의 플라스크에.
모래 곰팡이는 라이저를 수용합니다, 코어, DI의 유동성에 맞게 조정 된 게이팅 시스템. 일반적인 최소 섹션 두께는 주위에 호버링됩니다 6 – 8 mm 수축 결함을 피하기 위해. - 쉘 몰딩 가열 된 금속 패턴 주위에 누른 가열 된 수지 코팅 모래 혼합물을 사용합니다..
이 과정은 생성됩니다 Ra = 1–3 µm의 표면 마감 및 공차 ± 0.3 mm, ~의 비용 프리미엄에서 20 % 녹색 모래 위에. - 투자 주조 (잃어버린 왁스) 얇은 부분을 용이하게합니다 (아래로 3 mm) 및 공차 ±가있는 복잡한 형상 ± 0.1 mm.
하지만, 연성 주철 투자 캐스트 명령 2–3 × 모래 캐스트 동등한 비용, 저성 또는 복잡한 부품으로 사용을 제한합니다.

열처리: 가열 냉각, 정규화, 동부 템퍼링 (아디)
열처리는 DI의 매트릭스 및 기계적 성능을 재단합니다:
- 가열 냉각: 느린 냉각 900 ℃ 실온으로 내려 가면 완전 페라이트 매트릭스가 생성됩니다, 연성 최대화 (~ 18 % 연장) 및 가공성 (400 mpa uts).
- 정규화: 가열 900 – 920 ℃ 공기 냉각은 균형 잡힌 페라이트 - 뇌성 미세 구조를 생성합니다, UTS 제공 ≈ 450 MPA 및 12 % 연장.
- 동부 템퍼링 (아디): 연성 주철 주조는 AT의 용액을 겪습니다 900 ℃ 탄화물 용해, 그런 다음 소금 목욕에 담긴 250 – 375 ℃ ~을 위한 1 – 4 시간.
이것은 a를 생산합니다 베이니트 페라이트 + 탄소가 풍부한 오스테 나이트 구조.
ADI 등급 범위 400 MPa 에 1 400 MPa UTS, 사이에 신장이 있습니다 2 – 12 %, 탁월한 피로 성능 (지구력 제한까지 400 MPa).
후처리: 가공, 표면 마무리, 코팅
- 가공: 탄소강과 유사하게 연성 주철 기계. 전형적인 회전 속도 65-45-12 호버링 150–250 m/i 카바이드 툴링으로.
드릴 속도 범위 50–100 m/i. 냉각수 윤활은 내장 가장자리를 방지합니다. DI의 플레이크 흑연 부족은 공구 치핑을 줄입니다. - 표면 마무리:
-
- 쇼트 블라스팅 강철 그릿으로 (20–40 메쉬) 모래를 제거하고 무광택 마감을 제공합니다 (라 2 – 5 μm).
- 연삭/연마 RA를 달성합니다 < 0.8 밀봉 표면의 경우 µm.
- 코팅:
-
- 에폭시/분말 코팅: 해양 또는 산업 환경에서 부식을 방지하기 위해 50-200 µm 필름을 예금합니다..
- 금속화 (아연 또는 알루미늄): 열 스프레이는 a 100 – 150 매장되거나 침수 된 부품을위한 µm 희생 층.
7. austempered 연성 철은 무엇입니까? (아디)
오류가 많은 연성 철 (아디) 탁월한 강도 조합을 제공하는 연성 주철의 특수 서브 클래스를 나타냅니다., 연성, 및 피로 저항.
기존의 연성 철과는 달리, 일반적으로 페라이트 - 푸리 틱 또는 완전 펄 틱 매트릭스가 있습니다.,
ADI의 독특한 미세 구조는 정상으로 구성됩니다 베이니트 페라이트 플레이트 매트릭스에 담긴다 탄소가 풍부한 오스테 나이트.
이 미세 구조는 3 단계 열처리 공정에서 발생합니다: 솔루션, 중간 온도로 켄칭, 그리고 austempering.
일단 완료되면, 오류가 많은 연성 철은 인장 강도를 높게 제공합니다 1 400 MPa (ADI에서 900-650 등급) 신장을 보존하는 동안 2 – 5% 범위.

오류가 많은 연성 철 생산 경로: 솔루션, 담금질, 그리고 austempering
오류가 많은 연성 철 처리의 주요 단계에는 다음이 포함됩니다:
- 솔루션: 연성 철제 주조를 가열하십시오 880 – 920 ℃ 탄화물을 용해시키고 탄소를 균질화하기 위해 1-2 시간 동안.
- 담금질: 소금 바스 at로 옮깁니다 250 – 375 ℃. 이 중간 온도는 마르텐 사이트를 방지합니다.
- 동부 템퍼링: 매트릭스가 변환 될 때까지 고정하십시오 베이니트 페라이트 ...을 더한 탄소가 풍부한 오스테 나이트-일반적으로 1–4 시간, 단면 두께에 따라.
- 냉각: 공기 또는 오일 담금질, 베인 틱 미세 구조에 잠기기.
오스테어 연성 철 미세 구조: 베이니트 페라이트와 탄소가 풍부한 오스테 나이트
ADI의 미세 구조는 구성됩니다:
- 베이니트 페라이트 바늘: 오스테 나이트 경계에서 핵 생성되는 매우 미세한 α- 아이언 페라이트 블레이드.
- 오스테 나이트를 유지했습니다: 실온에서 안정적으로 유지되는 탄소가 풍부한 오스테 나이트 필름, 변형률을 흡수하고 강인성 증가.
이 조합은 a "변형-자극" 효과: 적용된 응력 아래, 오스테 나이트는 마르텐 사이트로 변형된다, 로컬로 매트릭스 강화.
기계적 장점: 높은 강도 - 부동성 균형, 피로 저항
| ADI 등급 | 인장강도 (MPa) | 항복 강도 (MPa) | 연장 (%) | 브리넬 경도 (HB) | 피로 한계 (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| 아디 400-120 | 400 – 550 | 275 – 415 | 8 – 12 | 180 – 260 | 220 – 260 |
| 아디 600-350 | 600 – 900 | 350 – 600 | 4 – 8 | 260 – 360 | 300 – 350 |
| 아디 900-650 | 900 – 1 400 | 650 – 1 000 | 2 – 5 | 350 – 450 | 400 – 450 |
유사한 조성물의 정규화 된 연성 철과 비교, 오류가 많은 연성 철이 달성합니다 50% 더 높은 UT 유지하는 동안 2 – 5% 연장.
피로 지구력이 종종 초과됩니다 400 MPa, 반전 된 굽힘 아래의 회색 철과 많은 합금강이 우수.
austempered 연성 철의 전형적인 응용
엔지니어는 내마모성이 높은 자연화 연성 철을 사용합니다, 고강도, 신뢰할 수있는 피로의 삶은 중요합니다:
- 자동차: 기어, 크랭크샤프트, 캠축, 그리고 베어링 케이지.
- 농업 기계: 스프로킷, 접시를 착용하십시오, 그리고 롤러 샤프트.
- 기름 & 가스: 다운 홀 도구, 펌프 샤프트, 및 부식 피로 저항이 필요한 밸브 구성 요소.
- 광업 장비: 격자, 크러셔 롤, 및 밀 라이너는 연마 된 먼지를 겪습니다.
8. 연성 주철의 적용
자동차 부품: 크랭크 샤프트, 기어, 서스펜션 부품
자동차 제조업체는 연성 주철의 높은 피로 강도를 활용합니다 (≥ 250 MPa) 중간 규모 엔진의 크랭크 샤프트 및 캠 샤프트에 대한 댐핑.
연성 철 기어는 노이즈를 줄이면 충격을 견뎌냅니다. 제어 암과 스티어링 너클은 DI의 강성으로부터 혜택을받습니다 (e ≈ 180 평점) 및 충격 저항.
파이프 라인 및 유체 처리: 파이프, 플랜지, 펌프 하우징, 밸브 바디
연성 주철 파이프 시스템 (en-gjs-400-15) 음료수 나 폐수를 압력으로 운반하십시오 25 술집.
연성 철 밸브와 플랜지는 주기적 압력 서지에 저항합니다. 알칼리성 또는 중성 pH에 따른 부식 속도는 최소화된다, 많은 라우팅 애플리케이션에서 스테인레스 스틸에 비해 비용 효율적.

Agricultural and Construction Equipment: 스프로킷, 롤러, 프레임
현장 장비 구성 요소는 정기적으로 연마성 토양과 높은 기계적 응력에 직면합니다..
연성 주철 스프로킷과 롤러 샤프트가 달성됩니다 마모 수명을 초과하십시오 1 000 시간 심한 환경에서,
프레임과 구조 주물은 용접 비용을 최소화하고 피로 수명을 향상시킵니다..
에너지 부문: 풍력 터빈 하우징, 기어 박스 케이스, 유전 구성 요소
연성 주철의 높은 댐핑은 풍력 터빈 기어 박스에서 비틀림 진동을 댐핑합니다., 신뢰성 향상.
ADI로 만든 기어 박스 케이스는 체중을 줄입니다 10% 강철 및 하부 로터 관성에 비해.
유전에서, 다운 홀 도구와 밸브 바디 50 MPa.
소비자 기기 및 도구
연성 주철 (네덜란드 오븐, 주철 프라이팬).
연성 철 소켓 렌치 및 파이프-렌치 바디는 파쇄없이 충격을 흡수합니다., 공구 수명 연장.
9. 연성 주철의 핵심 장단점
장점
균형 잡힌 힘과 강인함:
연성 철은 인장 강도를 제공합니다 400–1 000 MPa 그리고 신장 2–18%, 우수한 강도 대 무게 비율을 달성합니다.
자동차 응용 프로그램에서, 예를 들어, 크랭크 샤프트 무게가 떨어질 수 있습니다 20–30% 강철 상대와 비교합니다.
우수한 마모 및 피로 저항:
구형 흑연 결절은 스트레스 농도를 최소화합니다, 피로 제한을 가능하게합니다 300 MPa.
이것은 연성 아이언이 기어에 이상적입니다, 서스펜션 구성 요소, 주기적 하중 하의 다른 부분.
우수한 주파수:
비교적 낮은 액체 1 150–1 200 ℃ 그리고 좋은 유동성, 연성 철은 최소한의 수축으로 복잡한 형상을 형성합니다 (0.8–1.0%).
캐스팅 및 가공 비용이 실행됩니다 30–50% 더 낮습니다 비슷한 강철 용서보다.
부식 및 열 안정성:
흑연 결절은 부식에 대한 자연 장벽을 제공합니다. 표면 처리 후, 연성 주철 피팅은 종종 토양이나 물 환경에서 1 세기 지속됩니다..
그것은 온도를 견딜 수 있습니다 300 ℃ 열 팽창 계수가 낮습니다.
비용 효율성:
원자재는 저렴합니다, 용융은 상대적으로 낮은 에너지가 필요합니다.
현대 등급-오류가 많은 연성 철과 같은 현대 등급-열처리 후 고강도 강철 성능을 접근, 상당한 전체 비용 절감을 제공합니다.
단점
엄격한 프로세스 제어:
균일 한 결절을 달성하려면 정확한 제어가 필요합니다 mg/뭐 수준 및 최소 황/산소. 품질 보증은 생산 복잡성과 비용에 추가됩니다.
제한된 고온 성능:
위에 350 ℃, 강도는 급격히 감소하고 흑연이 조심스럽게 조심하면 크리프가 이어집니다.
연성 철은 배기 매니 폴드 또는 기타 지속적인 고열 성분에 부적합합니다..
가공 과제:
탄소 함량이 높기.
흑연은 도구를 빠르게 착용합니다, 카바이드 절단기 및 특수 가공 전략이 필요합니다.
더 낮은 강성:
탄력의 계수로 160–170 GPA (강철의 ≈ 210 평점), 연성 주철은 하중 하에서 더 많은 변형됩니다. 디자이너는 종종 보상하기 위해 더 두꺼운 섹션이 필요합니다.
환경에 미치는 영향:
용융 및 결절은 상당한 에너지를 소비하고 오염 물질을 생성 할 수 있습니다..
폐기물 처리는 규제 표준을 충족해야합니다. 해양 또는 산성 환경에서, 연성 주철에는 추가적인 보호 코팅이 필요합니다.
10. 다른 재료와 비교
엔지니어가 연성 주철을 평가할 때 (에서) 특정 응용 프로그램의 경우, 그들은 종종 회색 주철의 특성에 대한 속성을 측정합니다., 가단성 철, 강철 합금, 알류미늄, 그리고 청동.
회색 주철 대. 연성이 있는 철
| 미터법 | 회색 주철 (미군 병사) | 연성 주철 (에서) |
|---|---|---|
| 흑연 모양 | 플레이크 | 구형 (결절) |
| 인장강도 (MPa) | 200 – 300 | 400 – 900 |
| 연장 (%) | < 2 % | 3 – 18 % |
| 피로 지구력 (MPa) | 80 – 120 | 200 – 400 |
| 충격 인성 (CVN, 제이) | 10 – 20 | 15 – 60 |
| 탄성 계수 (평점) | 100 – 120 | 170 – 200 |
| 주조 비용 대. 강철 | 낮은 | 10 – 20 % GI보다 높습니다 |
| 총 부품 비용 | 가장 낮습니다 | 20 – 30 % GI보다 낮습니다 (힘이 큰 경우) |
| 일반적인 용도 | 기계 베드, 브레이크 로터, 비 임계 엔진 블록 | 크랭크 샤프트, 기어, 서스펜션 암, 펌프 하우징 |
가단성 철 vs. 연성이 있는 철
| 미터법 | 가단성 철 | 연성 주철 (에서) |
|---|---|---|
| 생산 과정 | 흰색 철분 어닐링 (48–72 h @ 900 ℃) | 단일 단계 결절 (마그네슘, 답장) |
| 인장강도 (MPa) | 200 – 350 | 400 – 900 |
| 연장 (%) | 3 – 10 % | 3 – 18 % |
| 열처리 복잡성 | 긴, 에너지 집약적 | 결절 + 선택적 열처리 |
| 사이클 시간 | 2–3 일 (어닐링) | 시간 (주조 + 결절) |
| 비용 (kg 당) | 보통의 | 낮추다 (더 간단한 프로세스) |
| 일반적인 용도 | 수공구, 작은 괄호, 피팅 | 자동차 부품, 중장비 부품 |
강철 합금 대. 연성이 있는 철
| 미터법 | 저금리 강철 (예를 들어, 4140) | 연성 주철 (에서) |
|---|---|---|
| 밀도 (g/cm3) | ~ 7.85 | ~ 7.20 |
| 탄성 계수 (평점) | ~ 200 | 170 – 200 |
| 인장강도 (MPa) | 800 – 1 100 | 400 – 900 |
| 연장 (%) | 10 – 15 % | 3 – 18 % |
| 피로 한계 (MPa) | 300 – 400 | 200 – 400 |
| 주조성 | 가난한 (단조/가공이 필요합니다) | 훌륭한 (NET 캐스트) |
| 가공성 등급 | 30 – 50 % (참조 강철 = 100) | 60 – 80 % |
| 용접성 | 예열/후 열 처리로 양호합니다 | 가난한 (예열 및 스트레스 완화가 필요합니다) |
| 비용 (주조 + 가공) | 높은 (단조 또는 가공 빌릿) | 20 – 50 % 낮추다 (거의 네트 모양) |
| 일반적인 용도 | 고 강성 샤프트, 압력 용기, 무거운 구조 구성 요소 | 크랭크 샤프트, 펌프 하우징, 기어 박스, 기계 프레임 |
연성 철 vs. 알루미늄과 청동
| 미터법 | 알루미늄 합금 (예를 들어, 6061-T6) | 청동 (예를 들어, C93200) | 연성 주철 (에서) |
|---|---|---|---|
| 밀도 (g/cm3) | ~ 2.70 | 8.4 – 8.9 | ~ 7.20 |
| 인장강도 (MPa) | 290 – 310 | ~ 350 | 400 – 900 |
| 연장 (%) | 12 – 17 % | 10 – 15 % | 3 – 18 % |
| 열전도율 (W/m·K) | ~ 205 | ~ 50 – 100 | 35 – 50 |
| 부식 저항 | 훌륭한 (양극산화 처리된) | 훌륭한 (해양 환경) | 보통의 (코팅 또는 합금이 필요합니다) |
| 내마모성 | 보통의 | 매우 좋은 (반기 마법) | 좋음 ~ 우수함 (학년에 따라) |
| 비용 (kg 당) | 보통의 | 높은 (2–3 ×) | 낮거나 중간 정도 |
| 가공성 | 훌륭한 (RA ~ 0.2-0.4 µm) | 보통의 | 좋은 (카바이드 툴링이 필요합니다) |
| 일반적인 용도 | 항공기 구조, 열교환기, 가전제품 | 문장, 부싱, 해양 하드웨어 | 기어, 서스펜션 구성 요소, 펌프 하우징, 엔진 블록 |
연성 주철을 선호하는시기
- 순환 또는 고 부하 구성 요소: DI의 인장 강도의 조합 (≥ 500 MPa), 피로 지구력 (≥ 200 MPa), 그리고 댐핑은 이상적입니다 크랭크샤프트, 기어, 그리고 서스펜션 암.
- 거의 네트 모양의 복잡성: 모래 또는 껍질 주조 연성 주철 30–50% 강철에 비해, 전체 부품 비용 절감.
- 비용에 민감한 중간 볼륨 생산: 강철 공도 또는 가공 된 알루미늄이 과도한 비용이 발생할 때, 연성 철은 성능과 경제의 균형을 제공합니다.
- 부식성 또는 마모 방지 피팅: 적절한 코팅 또는 합금, 연성 주철 파이프 라인 및 펌프 하우징은 공격적인 환경에서 수십 년을 견뎌냅니다..
다른 자료가 우세 할 때
- 초경량 요구 사항: 항공 우주 동체 스킨에서, 전기 자동차 기관, 또는 휴대용 전자 장치, 알루미늄 또는 마그네슘 합금은 타의 추종을 불허하는 중량 절약을 제공합니다.
- 극단적 인 부식성 환경: 스플래시 존, 염소화 된 공정 라인,
또는 산성 배수는 종종 스테인레스 강을 요구합니다 (예를 들어, 316, 듀플렉스) 수동 영화는 Di의 코팅 또는 합금 장벽을 능가합니다. - 고온 서비스 (> 350 ℃): 터빈 성분 또는 배기 매니 폴드,
니켈 기반 슈퍼 합금 또는 열 내성 강 (예를 들어, 17-4 PH) 연성 주철이 크리프를 겪을 수있는 힘을 유지하십시오. - 최대 인성 및 용접 성: 구조 강철 빔과 도금 파이프 라인은 위조 할 때 선호됩니다., 용접, 또는 콜드 형성에는 일관성이 필요합니다, 문서화 가능한 성능.
11. 결론
연성 주철은 다재다능합니다, 비용 효율적인 엔지니어링 자료.
그것은 구형 흑연 미세 구조는 드문 혼합을 제공합니다 높은 인장 강도, 상당한 연성, 그리고 우수한 피로 생활.
제조업체는 Net Net 모양을 주조 할 수 있습니다, 후속 가공을 최소화하십시오, 열처리를 통한 재단사 특성, 가장 주목할만한 austempered 연성 철의 형태로 (아디).
겸손한 부식 취약성에도 불구하고, 연성 철의 재활용 성, 댐핑 용량,
그리고 광범위한 표준화 된 등급은 자동차 전반에 걸쳐 없어서는 안될 렌더링됩니다., 관로, 농업, 에너지, 그리고 소비자 시장.
~에 이것, 우리는 이러한 고급 기술을 활용하여 구성 요소 디자인을 최적화 할 때 귀하와 파트너십을 맺을 준비가되어 있습니다., 재료 선택, 생산 워크 플로우.
다음 프로젝트가 모든 성능 및 지속 가능성 벤치 마크를 초과하도록 보장.
자주 묻는 질문
연성 주철을 회색 주철과 구별하는 것?
연성 주철 (에서) 포함 구형 (결절) 석묵 회색 철에서 발견되는 플레이크 흑연보다는.
그 구형 결절은 균열 전파를 무뚝뚝하게한다, 인장 강도가 상당히 높아집니다 (400–900 MPa) 그리고 신장 (3–18 %) 그레이 아이언의 200–300 MPa와 비교하여 < 2 % 연장.
연성 철에 적용되는 가공 고려 사항?
연성 주철 기계는 탄소강과 유사하게 카바이드 툴링 탄소 결절로 인해.
권장 절단 속도 범위 150–250 m/i, 피드가 0.1–0.3 mm/rev.
적절한 냉각수 사용은 구축 된 가장자리를 방지합니다. 하이 하향 또는 ADI 등급에는 조기 마모를 피하기 위해 속도가 느리거나 세라믹 도구가 필요할 수 있습니다..
연성 철분은 대체 재료와 비용을 어떻게 비교합니까??
- 연성 철 vs. 회색 철: 연성 주철 원자재 비용 ~ 10–20 % 더 높은.
하지만, 벽 두께 감소 및 가공 수당은 종종 총 부품 비용 20–30을 산출합니다. % 강도 크리티컬 응용 분야가 낮습니다. - 강철 대. 연성 철: 연성 철 주물은 종종 20-50입니다 % 동등한 강철 용서 또는 무거운 부품 부품보다 적습니다.
- 알루미늄/청동 대. 연성 철: 연성 철은 청동보다 kg 당 저렴합니다 (2–3 × 더 높은 비용) 그리고, 알루미늄보다 무겁지만,
훨씬 더 큰 힘을 제공합니다, 피로의 삶, 무게가 주요 관심사가 아닌 경우 재료 비용 절감.



