1. Įvadas
Kariuomenė geležis, taip pat žinomas kaip mazginė arba sferoidinė grafito geležis, yra ketaus, garsėjantis savo puikiomis savybėmis stiprybė, ausmingumas, ir Nuovargio atsparumas, dėl grafito mazgelių.
Pagal ASTM A536 standartą, 65-45-12 žymi pažymį su 65 ksi tempiamasis stipris, 45 ksi takumo riba, ir ≥12 % pailgėjimas – idealus balansas daugeliui inžinerinių pritaikymų.
Ši universali medžiaga plačiai naudojama struktūriniai komponentai, automobilių sistemos, Siurbliai, ir pramoninė įranga dėl savo tvirtų mechaninių savybių ir ekonomiškumo.
2. Kas yra 65-45-12 Kariuomenė geležis?
65-45-12 Kariuomenė geležis yra a feritinės klasės mazginis ketus apibrėžtas ASTM A536 specifikacija.
Skaičiai žymėjime nurodo jo minimumą tempimo stiprumas (65 ksi arba 448 MPA), derliaus stiprumas (45 ksi arba 310 MPA), ir pailgėjimas (12%), atstovaujanti gerai subalansuotą derinį stiprybė, ausmingumas, ir apdirbamumą.
Skirtingai nuo pilkosios geležies, kuriame yra dribsnių grafito, kuris silpnina metalo struktūrą, 65-45-12 kaliojo ketaus savybės sferoidinis (mazginis) grafitas įterptas į vyraujantį feritinė matrica.
Ši mikrostruktūra žymiai pagerėja Poveikio atsparumas, Tvirtumas, ir nuovargio veikimas, todėl tinka komponentams, kurie turi atlaikyti mechanines apkrovas ir vibraciją.
Kariuomenė geležis 65-45-12 yra plačiai naudojamas tokiose pramonės šakose kaip Automobiliai, hidraulika, žemės ūkis, ir savivaldybės infrastruktūra, kur balansas mechaninis patvarumas ir liejamumas yra būtinas.
Saugumui svarbiems arba struktūriškai apkrautiems komponentams ji dažnai teikiama pirmenybė nei pilkoji geležis, ir jis tarnauja kaip a ekonomiška alternatyva lietam plienui daugelyje vidutinio stiprumo programų.
3. Cheminė sudėtis 65-45-12 Kariuomenė geležis
Cheminė sudėtis 65-45-12 Kariuomenė geležis yra sukurta taip, kad skatintų formavimąsi mazginis grafitas per daugiausia feritinė matrica, kas suteikia šiai medžiagai būdingą stiprumo derinį, ausmingumas, ir apdirbamumą.
Tipiška cheminė sudėtis
| Elementas | Tipiškas diapazonas (%) | Funkcija |
| Anglies (C) | 3.40 - 3.80 | Skatina grafito susidarymą ir daro įtaką stiprumui bei apdirbamumui |
| Silicis (Ir) | 2.20 - 2.80 | Pagerina ferito stabilumą, palaiko grafito mazgelių susidarymą |
| Manganas (Mn) | ≤ 0.50 | Stiprina feritą, bet per didelis Mn gali sumažinti plastiškumą |
| Magnis (Mg) | 0.03 - 0.06 | Labai svarbu grafito sferoidizacijai (mazginė struktūra) |
| Fosforas (P) | ≤ 0.05 | Priemaiša; perteklius sumažina lankstumą ir kietumą |
| Sieros (S) | ≤ 0.02 | Priemaiša; slopina magnio mazginį poveikį, jei jis per didelis |
| Vario (Cu)(neprivaloma) | 0.1 - 0.5 | Kartais pridedama siekiant padidinti stiprumą arba pagerinti apdirbamumą |
4. Mechaninės savybės 65-45-12 Kariuomenė geležis
ASTM A536 klasė 65-45-12 Kariuomenė geležis apibrėžiamas jo jėgų balansas, ausmingumas, ir kietumas.
Dėl šių savybių tai yra universali inžinerinė medžiaga, tinkama tiek statinėms, tiek dinaminėms apkrovoms.
Tipinės mechaninės savybės
| Nuosavybė | Vertė | Vienetai |
| Tempimo stiprumas (UTS) | ≥ 65 ksi (Paprastai 450–550) | ksi (MPA) |
| Derliaus stiprumas (0.2% poslinkis) | ≥ 45 ksi (paprastai 310–360) | ksi (MPA) |
| Pailgėjimas (per 2 colius) | ≥ 12 (gali siekti 15-18 proc.) | % |
| Brinelio kietumas | 170 - 210 | HBW |
| Elastiškumo modulis | ~24 × 10³ | ksi (165 GPA) |
| Nuovargio stiprumas (besisukantis spindulys, 10⁷ ciklai) | ~30 ksi | ksi (207 MPA) |
5. Fizinės savybės 65-45-12 Kariuomenė geležis
The fizines savybes ASTM A536 klasės 65-45-12 kaliojo ketaus yra tvirtas pagrindas jo mechaniniam veikimui ir tinkamumui naudoti pramonėje.
Tipinės fizinės savybės
| Nuosavybė | Tipinė vertė & Vienetai | Inžinerinės pasekmės |
| Tankis | 7.0–7,3 g/cm³ | Didelis stiprumo ir svorio santykis; šiek tiek lengvesnis nei anglinis plienas, skirtas svoriui jautrioms dalims. |
| Lydymosi taškas | ~1150–1200 °C | Tinka lieti esant santykinai mažiems lydymosi energijos poreikiams. |
| Elastiškumo modulis (E) | 160–170 GPA | Siūlo didelį standumą, užtikrinantį konstrukcijos vientisumą laikančiose srityse. |
| Puasono koeficientas | 0.27–0.30 | Standartinis metalinių medžiagų asortimentas; įtakoja streso įtempimo elgesį. |
| Šilumos laidumas | 36–46 W/m·K | Palaiko šilumos išsklaidymą variklio blokuose, siurblių korpusai, ir besisukančių dalių. |
| Šiluminio plėtimosi koeficientas | 10.8–12,0 µm/m·°C | Mažas terminis augimas užtikrina matmenų stabilumą šiluminio ciklo metu. |
| Elektros varža | ~0,7–0,8 µΩ·m | Pakanka konstrukcinėms dalims; netinka elektros laidumui. |
| Savitoji šilumos talpa | ~460 J/kg·K | Užtikrina šiluminį buferį temperatūrai jautrioje įrangoje. |
6. Mikrostruktūra ir metalurginės charakteristikos
65-45-12 kaliojo ketaus veikimas priklauso nuo jo mikrostruktūros:
- Matrica: 90+% feritas (minkštas, plastiškas) su <10% Perlitas (sunku, lamelinis), užtikrinant didelį pailgėjimą.
- Grafito mazgeliai: Sferinės dalelės (10-30 μm skersmens) su >80% mazgiškumas (pagal ASTM A536).
Mazgelių skaičius svyruoja nuo 100 iki 200 mazgelių/mm² – didesnis skaičius pagerina tvirtumą. - Mazgeliškumas: Labai svarbus lankstumui: 80–90% mazgiškumas užtikrina 12+% pailgėjimas; <70% mazgiškumas sumažina pailgėjimą iki <8%.
Terminio apdorojimo parinktys
- Atkaitinimas: 800–850°C už 2 valandos, lėtai aušinamas iki 600°C, tada aušinamas oru. Sumažina perlitą iki <5%, padidinti pailgėjimą iki 16-18%, bet sumažinti tempimo stiprumą 5-10%.
- Normalizavimas: 900–950°C už 1 valandą, aušinamas oru. Padidina perlitą iki 15-20%, didinant tempimo stiprumą iki 75 ksi, bet sumažinant pailgėjimą iki 10–12 %.
7. Liejimo charakteristikos 65-45-12 Kariuomenė geležis
65-45-12 kaliojo ketaus yra labai vertinamas liejyklų pramonėje dėl puikios liejimo savybės, siūlo patikimą pusiausvyrą tarp sklandumas, matmenų stabilumas, ir mažas defektų lygis.
Jo grafito mazgo struktūra pagerina liejimo našumą, išlaikant mechaninį vientisumą.
Pagrindinės liejimo charakteristikos
| Būdingas | Aprašymas |
| Liejamumas | Puiku; lydinys gerai patenka į sudėtingas formas, palaiko sudėtingas geometrijas ir plonasienes dalis. |
| Susitraukimo greitis | Žemas; sumažina vidinius įtempius ir matmenų pokyčius kietėjimo metu. |
| Skystumas | Gerai; tinka įvairioms formoms, tokioms kaip smėlis, apvalkalas, ir prarado putų liejimą su nuosekliais rezultatais. |
| Atsparumas karštam plyšimui | Aukštas; feritinė matrica ir suapvalinti grafito mazgeliai sumažina vidinį įtempimą ir karštojo įtrūkimo tendencijas. |
| Akytumo tendencija | Žemas, kai procesas kontroliuojamas; magnio apdorojimas ir degazavimas padeda pašalinti su dujomis susijusius defektus. |
| Jautrumas šalčiui | Vidutinis; per didelis aušinimas gali sukelti karbido susidarymą arba perlitines struktūras – norint išlaikyti lankstumą, būtinas kontroliuojamas aušinimas. |
| Sienos storio poveikis | Mechaninės savybės gali skirtis priklausomai nuo sienelės storio; storesnės dalys vėsta lėčiau, palankios feritinėms struktūroms, o plonesnės vietos gali sukietėti. |
| Matmenų stabilumas | Gerai. Dėl vienodo kietėjimo ir mažo liekamojo įtempio išlaiko tikslumą didesnėse dalyse. |
| Liejimo būdai | Suderinamas su Smėlio liejimas, Korpuso formavimas, pamestas vaško liejimas, prarastas putplasčio liejimas, ir nuolatinis liejimas į formą. |
8. Mechaninis apdirbimas ir gamyba
65-45-12 kaliojo ketaus apdirbamumas subalansuoja efektyvumą ir įrankio tarnavimo laiką:
- Mašinų įvertinimas: 70–80 proc. (vs. 100% skirtas laisvai pjauti žalvarį), pranašesnis už lietinį plieną (50–60 proc.).
- Įrankių pasirinkimas: Karbido įdėklai (Dengtas TiAlN) tarnauja 20–30 % ilgiau nei ant plieno, su 150–200 m/min pjovimo greičiu posūkiui.
- Tipinės operacijos:
-
- Tekinimas/frezavimas: Pasiekia Ra 1,6–3,2 μm apdailą, tinka hidrauliniams komponentams.
- Gręžimas/sriegimas: Suformuoja švarius siūlus be suvirinimo drožlėmis, labai svarbus vamzdžių jungiamosioms detalėms.
- Suvirinamumas: Ribotas, bet galimas su pašildymu (200–300°C) ir mažai vandenilio turintys elektrodai.
Suvirintos jungtys išlaiko ~70% netauriųjų metalų stiprumo, tačiau naudojamos retai – pirmenybė teikiama mechaniniam tvirtinimui.
9. Atsparumas korozijai ir paviršiaus apdorojimas 65-45-12 Kariuomenė geležis
Nors 65-45-12 kaliojo ketaus pasižymi puikiomis mechaninėmis ir liejimo savybėmis, jis iš prigimties nėra atsparus korozijai.
Skirtingai nuo nerūdijančio plieno ar specialiai legiruotų lygintuvų, jo paviršius yra linkęs oksiduotis ir degraduoti aplinkoje, ypač drėgnoje aplinkoje, rūgštus, arba druskingoje aplinkoje.
Dėl to, Tinkamas paviršiaus apdorojimas ir dangos yra būtini norint pailginti tarnavimo laiką ir užtikrinti efektyvumą sudėtingose srityse.
Atsparumo korozijai charakteristikos
| Aspektas | Atlikimas 65-45-12 |
| Atmosferos sąlygomis | Vidutinis pasipriešinimas; sausoje aplinkoje sukuria stabilų oksido sluoksnį |
| Vandenyje arba Dirvožemyje | Ribotas; linkę rūdyti be apsaugos, ypač rūgščiomis arba deguonies stokojančiomis sąlygomis |
| Jūrų / chlorido aplinkoje | Prastas atsparumas be dangos; tikėtinas greitas duobių susidarymas ir bendra korozija |
| Galvaninės korozijos rizika | Didelis, kai liečiasi su skirtingais metalais laidžioje aplinkoje |
Įprastas paviršiaus apdorojimas
| Gydymo tipas | Tikslas | Tipiškos programos |
| Tapyba / Miltelių danga | Apsauga nuo drėgmės ir cheminių medžiagų | Mašinų korpusai, statybines dalis |
| Epoksidinė danga | Puikus atsparumas chemikalams ir drėgmei | Vožtuvai, vamzdynai, vandentiekis |
| Galvanizavimas (Karštas cinkas) | Aukojamas sluoksnis atsparumui korozijai, ypač lauko ar jūros aplinkoje | Savivaldybės infrastruktūra, aparatūros komponentai |
| Fosfatinė danga | Pagerina dažų sukibimą, užtikrina lengvą atsparumą korozijai | Automobilių ir hidrauliniai komponentai |
| Pasyvavimas (mažiau paplitęs) | Pašalina paviršiaus teršalus, nors ir ribotas kaliojo ketaus veiksmingumas | Kartais naudojamas prieš dengimą |
| Indukcija/nitridavimas (Paviršiaus grūdinimas) | Padidina susidėvėjimą ir paviršiaus kietumą; antrinė korozijos nauda | Pavaros, įvorės, Dėvėkite plokšteles |
10. Paraiškos 65-45-12 Kariuomenė geležis
Dėl puikaus stiprumo derinio, ausmingumas, Tvirtumas, išliejamumas, ir ekonominis efektyvumas, 65-45-12 Kariuomenė geležis (kaip apibrėžta ASTM A536) yra plačiai naudojamas daugelyje pramonės sektorių.
Pagrindiniai pramoniniai pritaikymai pagal sektorius
| Pramonės sektorius | Tipiškos programos |
| Automobiliai | Pakabos komponentai, Valdymo ginklai, Vairavimas, stebulės, Diferencialiniai korpusai |
| Savivaldybė & Vandentiekis | Vamzdžių jungiamosios detalės, vožtuvai, hidrantų korpusai, siurblio korpusai, Šulinio dangteliai |
| Žemės ūkis & Ūkininkavimas | Pavarų dėžės korpusai, padargų laikikliai, ratų stebulės, žemės dirbimo įrankių rėmai |
| Pramoninė įranga | Kompresorių korpusai, hidrauliniai komponentai, variklių korpusai, guolių atramos |
| Statybinės mašinos | Atsvarai, kadrai, skliaustai, pagrindo plokštės, krautuvų rankenos |
| Energija & Galia | Vėjo turbinos laikikliai, transformatorių korpusai, dujų kompresoriaus dalys |
| Geležinkelis & Tranzitas | Stabdžių komponentai, movos, pakabos dalys |
| Bendroji mašina | Gnybtai, svirtys, pavarų ruošiniai, stovai, jungiančios rankos |
11. Privalumai 65-45-12 Kariuomenė geležis
- Didelis tempiamasis stiprumas: Užtikrina konstrukcijos vientisumą, prilygstamą daugeliui plienų (65 ksi / 448 MPA).
- Geras lankstumas: Minimalus pailgėjimas 12% užtikrina geresnį kietumą ir atsparumą įtrūkimams nei pilkoji geležis.
- Puikus atsparumas nuovargiui: Tinka ciklinėms ir smūgiinėms apkrovoms.
- Ekonomiškai efektyvus: Mažesnės gamybos ir žaliavų sąnaudos lyginant su plienu, ir pasižymi panašiomis mechaninėmis savybėmis.
- Aukščiausias liejamumas: Leidžia sudaryti sudėtingas formas ir beveik tinklinės formos komponentus su mažu susitraukimu ir defektais.
- Aparatas: Lengviau apdirbamas nei daugelis plienų, sumažinti įrankių nusidėvėjimą ir gamybos laiką.
- Atsparumas nusidėvėjimui: Tinka dalims, kurioms reikalingas vidutinis atsparumas dilimui, be intensyvaus paviršiaus apdorojimo.
- Vibracijos slopinimas: Grafito mazgeliai padeda sugerti vibraciją, pagerina komponentų tarnavimo laiką ir sumažina triukšmą.
- Universalumas: Suderinamas su keliais liejimo metodais ir terminiu apdorojimu, kad būtų pritaikytos savybės.
- Draugiškas aplinkai: Perdirbamas ir dažnai gaminamas naudojant mažiau energijos, palyginti su plienu.
12. Apribojimai 65-45-12 Kariuomenė geležis
- Korozijos pažeidžiamumas: Norint naudoti lauke / jūroje, reikia padengti dangą – komponentų kaina padidėja 10–15 %.
- Stiprumo dangtelis: Mažesnis atsparumas tempimui nei perlitiniai kaliojo ketaus (Pvz., 80-55-06 adresu 80 ksi) arba didelio stiprumo plienas.
- Geometrijos jautrumas: Storos sekcijos (>50 mm) gali turėti mažesnį mazgelių skaičių, sumažinant plastiškumą iki <10%.
- Suvirinimo apribojimai: Dėl išankstinio pašildymo / po šildymo suvirinimas yra brangus – pirmenybė teikiama mechaniniam tvirtinimui.
13. Palyginimas su kitomis kaliojo ketaus rūšimis
| Nuosavybė / Pažymys | 65-45-12 | 80-55-06 | 60-40-18 | 65-40-12 | 70-50-05 |
| Tempimo stiprumas (ksi / MPA) | 65 / 448 | 80 / 552 | 60 / 414 | 65 / 448 | 70 / 483 |
| Pailgėjimas (%) | ≥ 12 | ≥ 6 | ≥ 18 | ≥ 12 | ≥ 5 |
| Kietumas (Hb) | 170– 210 | 230–280 | 160– 200 | 170– 210 | 210– 250 |
| Tipiškos programos | Automobilių dalys, siurblių korpusai, vožtuvai | Didelės apkrovos komponentai, didelio įtempimo dalys | Programos, kurioms reikalingas didesnis lankstumas | Bendroji inžinerija, konstrukcines dalis | Dėvėjimui ir smūgiams atsparios dalys |
| Pagrindiniai skirtumai | Subalansuotas stiprumas ir lankstumas, universalus | Didesnė jėga, mažesnis plastiškumas, sunkiau | Didesnis pailgėjimas, mažesnis stiprumas | Panaši jėga, šiek tiek mažesnis derlius | Didesnis kietumas, sumažintas pailgėjimas |
14. Standartai ir specifikacijos
- ASTM A536: Nurodo mechanines ir mikrostruktūrines klasės ribas 65-45-12.
- ISO 1083 – 400–12: Pasaulinis atitikmuo.
- SAE J434C D50006: Bendra automobilių spec.
- Liejyklos paprastai apibrėžia mazgiškumas, kietumas, ir Cheminė sudėtis kriterijais.
15. Išvada
65-45-12 kaliojo ketaus stovi kaip universali inžinerinė medžiaga, siūlantis retą lankstumo derinį, stiprybė, ir liejamumas.
Jo feritinė sferoidinė mikrostruktūra leidžia pritaikyti nuo automobilių pakabos dalių iki komunalinių vožtuvų, kur deformacija prieš gedimą ir ekonomiškumas yra labai svarbūs.
Nors riboja pažeidžiamumas korozijai, jo pranašumai, įskaitant puikų atsparumą nuovargiui ir mažas gamybos sąnaudas, užtikrina nuolatinį jo, kaip pagrindinio pramoninio dizaino elemento, vaidmenį..
DUK
Is 65-45-12 suvirinamas kaliojo ketaus?
Taip, bet dažniausiai nevirinama. Reikia iš anksto pašildyti iki 200–300 °C ir atkaitinti po suvirinimo, kad būtų išvengta įtrūkimų, todėl mechaninis tvirtinimas ekonomiškesnis.
Kaip veikia 65-45-12 palyginti su plienu?
65-45-12 atitinka mažai anglies turinčio plieno tempimo stiprumą 30% mažesnė kaina, bet mažesnis atsparumas korozijai ir pailgėjimas. Plienas yra tinkamas naudoti esant aukštai temperatūrai arba labai korozijai.
Gali 65-45-12 būti naudojamas slėgio reikmėms?
Taip, iki 1000 psi (69 Baras) skysčių tvarkyme (Pvz., vandens vamzdžiai) kai tinkamai suprojektuotas pagal ASME B16.42 slėgio rodiklius.
Ar reikalingas terminis apdorojimas 65-45-12?
Ne – jo liejimo savybės atitinka ASTM A536 reikalavimus. Atkaitinimas gali pagerinti lankstumą, o normalizavimas padidina jėgą, bet abu prideda išlaidų.
