Kas ir kaļamais čuguna?

1. Ievads

Kaļamais čuguns, bieži saukts par mezglaino čugunu vai sfērisko grafīta dzelzi.

Iekšā 1948, Kīts Millis atklāja, ka, pievienojot nelielu daudzumu magnija izkausētajam dzelzs, veidojas gandrīz sfēriski grafīta mezgliņi, nevis pārslas..

Šis izrāviens radīja kaļamu čugunu (NO), kas apvieno liejamību un ekonomiju ar ievērojami uzlabotu stiepes izturību un pagarinājumu.

Šajā rakstā ir apskatīta kaļamā čuguna būtība, tā ķīmija un mikrostruktūra, mehāniskā veiktspēja, apstrādes ceļi, izturība pret koroziju,

galvenās lietojumprogrammas, priekšrocības un ierobežojumi, un salīdzinājumi ar alternatīviem materiāliem.

2. Kas ir kaļamais čuguna?

Kaļamais čuguns (NO) kvalificējama kā čuguna saime, kurai raksturīgs sfērisks (mezglains) grafīta ieslēgumi, kas vienmērīgi izkliedēti metāliskā matricā.

Atšķirībā no pelēkā dzelzs pārslu formas grafīta, nosliece uz stresa koncentrēšanos, DI grafīta mezgliņi aptur plaisu izplatīšanos, kas nodrošina elastīgu uzvedību.

Kaļamais čuguns mazina veiktspējas atšķirību starp pelēko čugunu un mazleģēto tēraudu.

Ražotāji izmanto kaļamo čugunu komponentiem, kas pakļauti cikliskām slodzēm, kur svarīga ir gan augsta izturība, gan triecienizturība.

Turklāt, DI apstrādājamība un gandrīz tīkla formas iespēja samazina pakārtotās apstrādes izmaksas.

3. Ķīmiskā sastāva un sakausējumu sistēmas

Bāzes sastāvs: Fe–C–Si–Mn–P–S

Kaļamā čuguna pamats atrodas tipiskā pelēkā čuguna lādiņā -dzelzs (Fe), ogleklis (C), silīcijs (Un), mangāns (Nojaukšanās), fosfors (Pūtīt), un sērs (S).

Reprezentatīvs ķīmiskais klāsts parastai klasei (ASTM A536 65-45-12) varētu būt:

• C: 3.5 - 3.8 wt %
• Un: 2.2 - 2.8 wt %
• Nojaukšanās: 0.1 - 0.4 wt %
• Pūtīt: ≤ 0.08 wt %
• S: ≤ 0.025 wt %

Augsts silīcija saturs (≥ 2 wt %) veicina grafīta, nevis cementīta veidošanos, kamēr ar zemu sēra saturu (< 0.025 wt %) novērš pārmērīgu ieslēgumu veidošanos, kas traucē mezgliņu veidošanos.

Mezgli veidojošie elementi: Magnijs (Mg), Kērijs (Cekuls), un retzemju zemes (Pārplānot)

Kaļamā čuguna mezgliņu veidošanās parasti rodas, pievienojot magniju 0.03% - 0.05% Mg- izkausēt dzelzi.

Lietuves ievieš magniju caur Mg-Fe galvenie sakausējumi vai vadi ar serdi. Magnija stiprā afinitāte pret sēru veido MgS, tāpēc tie stingri kontrolē sēru, lai tie paliktu zem tā 0.025%.

Daudzas lietuves arī pievieno 0.005 - 0.01 masas % cērijs vai retzemju elementi lai uzlabotu mezgliņu formu un izmēru, uzlabo mehānisko konsistenci, īpaši biezās daļās.

Šie RE papildinājumi vēl vairāk samazina jutību pret sēra un skābekļa izmaiņām.

Papildu sakausēšana: Vara (Cu), Niķelis (Iekšā), Molibdēns (Noplūde), Hroms (Krekls)

Lai pielāgotu spēku, izturība, vai izturība pret koroziju, lietuvēs ir iekļauti sekundāri leģējošie elementi:

• Vara (Cu): 0.2 - 0.5 wt % veicina perlītu veidošanos, paaugstinot spēku ar 10 - 20 %.
• Niķelis (Iekšā): 0.5 - 1.5 wt % uzlabo zemas temperatūras stingrību un izturību pret koroziju.
• Molibdēns (Noplūde): 0.2 - 0.4 wt % uzlabo rūdāmību un šļūdes pretestību darbam augstākā temperatūrā.
• Hroms (Krekls): 0.2 - 0.5 wt % nodrošina vieglu izturību pret koroziju un stingrāku mikrostruktūru.

Parasti, kaļamā čuguna markas paliek iekšā 1 - 2 wt % kombinētā Cu + Iekšā + Noplūde + Krekls, izmaksu efektivitātes nodrošināšana, vienlaikus izpildot darbības mērķus.

Standarti un pakāpes

• ASTM A536 (ASV): 60-40-18, 65-45-12, 80-55-06 pakāpes.
• Iso 1083 (Eiropa): LV-GJS-400-15, GJS-450-10, GJS-700-2.
• Tavs 1563 (Vācija): GG-25, GS-32, GS-45 ekvivalenti.

4. Kaļamā čuguna fizikālās un mehāniskās īpašības

Stiepes izturība, Peļņas izturība, un elastīgums

Kaļamā čuguna paraksts ir tas augstas stiprības un ievērojamas elastības kombinācija:

Turpretī, tikai standarta pelēkā dzelzs raža 200 - 300 MPA stiepes izturība praktiski bez pagarinājuma.

Tā kā DI grafīta mezgliņi neass plaisu sākšanos, zemākas stiprības pakāpēm pagarinājums palielinās līdz divciparu skaitlim.

Cietība un nodilumizturība

Kaļamā čuguna cietība aptver 170 - 320 HB, atkarībā no pakāpes un matricas:

• Ferīta pakāpe (60-40-18) piegādā apkārt 170 HB, piemērots vispārējas nozīmes lējumiem (daudzveidība, rāmis).
• Augstas stiprības perlīta klase (80-55-06) sasniedz 260 - 320 HB, konkurē ar mazleģēto tēraudu pārnesumu nodilumizturībā, zobrati, un sūkņa lāpstiņriteņi.

Kad nodilumizturība ir kritiska, ražotāji bieži izvēlas auksts kaļamais čuguns (ADI),

kas sasniedz 300 - 450 HB pēc termiskās apstrādes, līdzsvarojot cietību ar atlikušo stingrību.

Noguruma kalpošanas laiks un triecienizturība

Kaļamā čuguna sfēriskais grafīts ievērojami uzlabo noguruma veiktspēju:

• Noguruma robeža parasti stāv plkst ≈ 40% no UTS. Par a 65-45-12 pakāpe (UTS ≈ 500 MPA), noguruma izturība sasniedz 200 MPA pie 10⁷ cikliem apgrieztā liecē.
• Triecienizturība (Charpy V-veida iegriezums plkst 20 ° C) svārstās no 15 - 60 Jūti, atkarībā no pakāpes. Zemākas izturības, ferīta bagātās klases absorbē līdz 60 Jūti, tā kā pilnībā perlīta pakāpes svārstās līdz 15 Jūti.

Šīs vērtības pārspēj pelēko dzelzi (10 - 20 Jūti) un tuvojieties mazleģētam tēraudam, padarot kaļamo čugunu ideāli piemērotu augsta cikla lietojumiem, piemēram, kloķvārpstām un klaņi.

Elastības modulis un amortizācijas jauda

Atšķirībā no pelēkā dzelzs 100 - 120 GPA modulis, kaļamā čuguna moduļa mērījumi 170 - 200 GPA, aptuveni atbilst mazleģētā tērauda izstrādājumiem.

Šī augstā stingrība, apvienojumā ar amortizācijas jaudu ap 0.005 līdz 0.010 (logaritmiskais samazinājums),

nodrošina, ka kaļamā čuguna daļas iztur deformāciju slodzes laikā, vienlaikus mazinot vibrācijas — tas ir labvēlīgi dzinēja komponentos un mašīnu pamatnēs.

Siltumvadītspēja un siltuma izplešanās koeficients

Kaļamā čuguna siltumvadītspēja ir līdzīga pelēkā čuguna un tērauda siltumvadītspējai, kas nodrošina efektīvu siltuma izkliedi dzinēja blokos un bremžu trumuļos.

Tās termiskās izplešanās koeficients (~ 12 × 10⁻⁶/° C) cieši sakrīt ar tēraudu, daudzu materiālu dizaina vienkāršošana.

5. Izturība pret koroziju un vides izturība

Pasīvās plēves un virsmas oksidēšana

Kaļamais čuguns veido an dzelzs oksīds (Fe₃O4/Fe₂O3) plēvi, pakļaujot skābekļa iedarbībai. Šis pasīvais slānis palēnina turpmāku oksidēšanos vieglā vidē.

Leģēšanas piedevas, piemēram 0.5 - 1.5% Iekšā vai 0.2 - 0.5% Krekls uzlabot koroziju, stabilizējot pasīvo plēvi.

Atšķirībā no pelēkās dzelzs, kurā var veidoties caurumi, DI matrica var labāk pretoties lokalizētam uzbrukumam, it īpaši, ja tas ir pārklāts.

Salīdzinošie korozijas rādītāji pret. Pelēks dzelzs un tērauds

Katrā gadījumā, kaļamā čuguna korozijas ātrums saglabājas aptuveni 50% ka pelēkā dzelzs un 30–40% ka no viegla tērauda.

Pieteikšanās epoksīda vai poliuretāna pārklājumi samazina DI koroziju līdz < 0.01 mm/gadā agresīvā vidē.

Kad aprakts vai iegremdēts, dizaineri izmanto cinka vai alumīnija aizsarganodi lai aizsargātu nepārklātu kaļamā čuguna cauruļvadus un veidgabalus.

Korozijas kontrole: Pārklājumi, Katoda aizsardzība, un materiālu izvēle

• Pārklājumi: Augstas konstrukcijas epoksīds (200 µm) vai izsmidzina ar liesmu cinks/alumīnijs slāņi pagarina kalpošanas laiku jūras vai ķīmiskās apstrādes rūpnīcās.
• Katoda aizsardzība: Iespaidoti strāvas vai upura anodi saglabā kaļamā čuguna cauruļu integritāti pazemes vai zemūdens iekārtās.
• Materiālu izvēle: Ļoti kodīgos apstākļos (pH < 3 vai hlorīds > 10 000 ppm), inženieri norāda Ni-leģēts DI vai nerūsējošais tērauds standarta atzīmju vietā.

6. Kaļamā čuguna ražošanas procesi

Formēšanas metodes: Smilšu liešana, Apvalka formēšana, un investīciju liešana

• Zaļo smilšu liešana joprojām ir dominējošā metode. Lietuves iesaiņo silīcija smiltis ar māliem vai ķīmiskām saistvielām kolbās ap rakstiem.
  Smilšu veidnēs ir uzstādīti stāvvadi, serdeņi, un vārtu sistēmas, kas pielāgotas DI plūstamībai. Tipisks minimālais sekcijas biezums svārstās apkārt 6 - 8 mm lai izvairītos no saraušanās defektiem.
• Apvalka formēšana izmanto karsētu ar sveķiem pārklātu smilšu maisījumu, kas presēts ap sakarsētu metāla rakstu.
  Šis process dod rezultātus virsmas apdare Ra = 1–3 µm un pielaides ± 0.3 mm, ar izmaksu piemaksu ~ 20 % virs zaļām smiltīm.
• Investīciju liešana (Pazudis vasks) atvieglo plānās sekcijas (līdz 3 mm) un sarežģītas ģeometrijas ar pielaidēm ± 0.1 mm.
  Lai arī, kaļamā čuguna investīcijas casts komanda 2–3× smilšu liešanas ekvivalentu izmaksas, izmantošanas ierobežošana maza apjoma vai sarežģītām daļām.

Termiskā apstrāde: Rūdīšana, Normalizēšana, Austrumu rūdīšana (ADI)

Termiskā apstrāde pielāgo DI matricu un mehānisko veiktspēju:

• Rūdīšana: Lēna dzesēšana no 900 ° C līdz istabas temperatūrai rada pilnībā ferīta matricu, elastības palielināšana (~ 18 % pagarināšana) un apstrādājamību (400 MPa UTS).
• Normalizēšana: Apkure līdz 900 - 920 ° C kam seko gaisa dzesēšana, iegūst līdzsvarotu ferīta-perlīta mikrostruktūru, piedāvājot UTS ≈ 450 MPa un 12 % pagarināšana.
• Austrumu rūdīšana (ADI): Kaļamā čuguna lējums tiek izšķīdināts plkst 900 ° C lai izšķīdinātu karbīdus, pēc tam dzesējot sāls vannā plkst 250 - 375 ° C par 1 - 4 laiks.
  Tas rada a beinītferīts + ar oglekli bagātināts saglabātais austenīts struktūra.
  ADI pakāpes svārstās no 400 MPA uz 1 400 MPA UTS, ar pagarinājumiem starp 2 - 12 %, un izcila noguruma veiktspēja (izturības robežas līdz 400 MPA).

Pēcapstrāde: Apstrāde, Virsmas apdare, Pārklājums

• Apstrāde: kaļamā čuguna mašīnas līdzīgi kā oglekļa tēraudam. Tipiski pagrieziena ātrumi priekš 65-45-12 virziet kursoru uz 150-250 m/I ar karbīda instrumentiem.
  Urbšanas ātruma diapazons 50-100 m/I. Dzesēšanas šķidruma eļļošana novērš malu uzkrāšanos. DI pārslu grafīta trūkums samazina instrumenta šķelšanos.
• Virsmas apdare:

• • Šāvienu spridzināšana ar tērauda smiltīm (20– 40 acs) noņem smiltis un nodrošina matētu apdari (Ra 2 - 5 µm).
  • Slīpēšana/pulēšana sasniedz Ra < 0.8 µm virsmu blīvēšanai.

• Pārklājums:

• • Epoksīda/pulvera pārklājums: Uzklāj 50–200 µm plēvi, lai aizsargātu pret koroziju jūras vai rūpnieciskā vidē.
  • Metālizveidot (Cinks vai alumīnijs): Termiskais aerosols uzklāj a 100 - 150 µm upura slānis apraktām vai iegremdētām daļām.

7. Kas ir Austempered kaļamais čuguns (ADI)

Austempered kaļamais čuguns (ADI) ir specializēta kaļamā čuguna apakšklase, kas piedāvā izcilu stiprības kombināciju, elastība, un noguruma izturība.

Atšķirībā no parastā kaļamā čuguna, kam parasti ir ferīta-perlīta vai pilnībā perlīta matrica,

ADI unikālā mikrostruktūra sastāv no smalkām beinīta ferīta plāksnes iegremdēts matricā ar oglekli bagātināts saglabātais austenīts.

Šī mikrostruktūra rodas trīspakāpju termiskās apstrādes procesā: risināšana, rūdīšana līdz vidējai temperatūrai, un askētisks.

Kad tas ir pabeigts, Austempered kaļamais čuguns nodrošina tikpat augstu stiepes izturību kā 1 400 MPA (ADI 900-650 pakāpe) vienlaikus saglabājot pagarinājumu 2 - 5% diapazons.

Austemped kaļamā čuguna ražošanas ceļš: Risinājumi, Rūdīšana, un Austempering

Galvenie soļi austemped kaļamā čuguna apstrādē ietver:

1. Risinājumi: Sildiet kaļamā čuguna lējumu līdz 880 - 920 ° C 1–2 stundas, lai izšķīdinātu karbīdus un homogenizētu oglekli.
2. Rūdīšana: Pāriet uz sāls vannu plkst 250 - 375 ° C. Šī vidējā temperatūra novērš martensītu.
3. Austrumu rūdīšana: Turiet, līdz matrica pārvēršas par beinītferīts plus ar oglekli bagātināts saglabātais austenīts-parasti 1– 4 stundas, atkarībā no sekcijas biezuma.
4. Dzesēšana: Gaisa vai eļļas dzesēšana līdz istabas temperatūrai, bloķēšana bainīta mikrostruktūrā.

Austempered kaļamā čuguna mikrostruktūra: Bainīta ferīts un ar oglekli bagātināts austenīts

ADI mikrostruktūra sastāv no:

• Beinīta ferīta adatas: Īpaši smalki α-dzelzs ferīta asmeņi, kas veido kodolu pie austenīta robežām.
• Saglabāts austenīts: Ar oglekli bagātas austenīta plēves, kas saglabājas stabilas istabas temperatūrā, absorbē spriedzi un palielina izturību.

Šī kombinācija piešķir a "Pārvērtību rūdīšana" efekts: zem pielietotā sprieguma, saglabātais austenīts pārvēršas par martensītu, lokāli stiprinot matricu.

Mehāniskās priekšrocības: Augstas stiprības un elastīguma līdzsvars, Noguruma pretestība

Salīdzinājumā ar līdzīga sastāva normalizētu kaļamo čugunu, austemered kaļamais čuguns sasniedz līdz 50% augstāks UTS saglabājot 2 - 5% pagarināšana.

Tā noguruma izturība bieži pārsniedz 400 MPA, pārspējot gan pelēko dzelzi, gan daudzus leģētos tēraudus apgrieztā liecē.

Austemped kaļamā čuguna tipiski pielietojumi

Inženieri izmanto austempered kaļamā čuguna, kur ir augsta nodilumizturība, lielas izturības, un uzticams noguruma dzīves jautājums:

• Autobūves: Pārnesumi, kloķvārpstas, sadales vārpstas, un gultņu būri.
• Lauksaimniecības tehnika: Zobrati, nodiluma plāksnes, un rullīšu vārpstas.
• Eļļas & Gāze: Dziļurbuma instrumenti, sūkņu vārpstas, un vārstu sastāvdaļas, kurām nepieciešama izturība pret koroziju.
• Kalnrūpniecības aprīkojums: Režģi, drupinātāja ruļļi, un frēzēšanas starplikas, kas pakļautas abrazīviem putekļiem.

8. Kaļamā čuguna pielietojumi

Automobiļu sastāvdaļas: Kloķvārpstas, Pārnesumi, Piekares daļas

Autoražotāji izmanto kaļamā čuguna augsto noguruma izturību (≥ 250 MPA) un amortizācija kloķvārpstām un sadales vārpstām vidējas slodzes dzinējos.

Kaļamā čuguna zobrati iztur triecienslodzi, vienlaikus samazinot troksni. Vadības sviras un stūres locītavas gūst labumu no DI stingrības (E ≈ 180 GPA) un trieciena pretestība.

Cauruļvadu un šķidrumu apstrāde: Pīpes, Atloki, Sūkņu korpusi, Vārstu ķermeņi

Kaļamā čuguna cauruļu sistēmas (LV-GJS-400-15) pārvadāt dzeramo ūdeni vai notekūdeņus ar spiedienu līdz 25 stieple.

Kaļamā čuguna vārsti un atloki ir izturīgi pret cikliskiem spiediena pārspriegumiem. Korozijas ātrums zem sārmainā vai neitrālā pH saglabājas minimāls, padarot DI rentablu salīdzinājumā ar nerūsējošo tēraudu daudzos maršrutēšanas lietojumos.

Lauksaimniecības un celtniecības tehnika: Zobrati, Veltņi, Rāmis

Lauka aprīkojuma sastāvdaļas regulāri saskaras ar abrazīvām netīrumiem un lielu mehānisko spriegumu.

Panāk kaļamā čuguna ķēdes rati un rullīšu vārpstas nodiluma ilgums pārsniedz 1 000 laiks smagā vidē,

savukārt rāmji un strukturālie lējumi samazina metināšanas izmaksas un uzlabo noguruma kalpošanas laiku.

Enerģētikas sektors: Vēja turbīnu korpusi, Ātrumkārbas korpusi, Naftas atradņu sastāvdaļas

Kaļamā čuguna augstā amortizācija slāpē vērpes vibrācijas vēja turbīnu pārnesumkārbās, paaugstinot uzticamību.

Ātrumkārbas korpusi, kas izgatavoti no ADI, samazina svaru 10% salīdzinot ar tēraudu un zemāku rotora inerci.

Naftas atradnēs, urbumu instrumenti un vārstu korpusi iztur kodīgus sālījumus, vienlaikus izturot ciklisku spiedienu līdz 50 MPA.

Sadzīves tehnika un rīki

Kaļamais čuguns nodrošina virtuves traukiem termisko masu un izturību (Holandiešu krāsnis, čuguna pannas).

Kaļamā čuguna uzgriežņu atslēgas un cauruļu uzgriežņu atslēgu korpusi absorbē triecienu, nesalaužot, pagarinot instrumenta kalpošanas laiku.

9. Kaļamā čuguna galvenie plusi un mīnusi

Pros

Līdzsvarots spēks un stingrība:

Kaļamais čuguns nodrošina stiepes stiprību 400–1 000 MPA un pagarinājumiem 2-18%, panākot izcilu stiprības un svara attiecību.

Automobiļu lietojumos, piemēram, kloķvārpstas svars var samazināties 20–30% salīdzinot ar tērauda kolēģiem.

Lieliska nodiluma un noguruma izturība:

Sferoidālie grafīta mezgliņi samazina stresa koncentrāciju, kas ļauj sasniegt noguruma robežas līdz 300 MPA.

Tādējādi kaļamais čuguns ir ideāli piemērots zobratiem, Suspensijas komponenti, un citas daļas, kas pakļautas cikliskai slodzei.

Izcila Castability:

Ar salīdzinoši zemu likviditāti 1 150–1 200 ° C un laba plūstamība, kaļamais čuguns veido sarežģītas ģeometrijas ar minimālu saraušanos (0.8–1,0%).

Liešanas un apstrādes izmaksas darbojas 30-50% zemāks nekā salīdzināmi tērauda kalumi.

Korozija un termiskā stabilitāte:

Grafīta mezgliņi nodrošina dabisku barjeru pret koroziju. Pēc virsmas apstrādes, kaļamā čuguna veidgabali augsnes vai ūdens vidē bieži kalpo gadsimtu.

Tas iztur temperatūru līdz 300 ° C ar zemu termiskās izplešanās koeficientu.

Rentabilitāte:

Izejvielas ir lētas, un kausēšanai nepieciešama salīdzinoši zema enerģija.

Mūsdienu markas, piemēram, austemped kaļamais čuguns, pēc termiskās apstrādes nodrošina augstas stiprības tērauda veiktspēju, piedāvājot ievērojamus kopējos izmaksu ietaupījumus.

Mīnusi

Stingra procesa kontrole:

Vienveidīgu mezgliņu sasniegšanai nepieciešama precīza kontrole Mg/Ce līmeni un minimālu sēra/skābekļa saturu. Kvalitātes nodrošināšana palielina ražošanas sarežģītību un izmaksas.

Ierobežota veiktspēja augstā temperatūrā:

Iepriekš 350 ° C, stiprība strauji samazinās, un grafīta rupjība izraisa šļūdei.

Kaļamais čuguns nav piemērots izplūdes kolektoriem vai citiem ilgstoši karstiem komponentiem.

Apstrādes izaicinājumi:

Lai novērstu plaisāšanu, ar augstu oglekļa saturu ir nepieciešama iepriekšēja karsēšana vai atkausēšana pēc metināšanas.

Grafīts ātri nolieto instrumentus, nepieciešami karbīda griezēji un specializētas apstrādes stratēģijas.

Apakšējā stingrība:

Ar elastības moduli apkārt 160-170 GPa (pret tērauda ≈ 210 GPA), kaļamais čuguns vairāk deformējas zem slodzes. Dizaineriem bieži vien ir vajadzīgas biezākas sekcijas, lai to kompensētu.

Ietekme uz vidi:

Kušana un mezglu veidošanās patērē ievērojamu enerģiju un var radīt piesārņotājus.

Atkritumu apglabāšanai jāatbilst normatīvajiem standartiem. Jūras vai skābā vidē, kaļajam čugunam ir nepieciešami papildu aizsargpārklājumi.

10. Salīdzinājums ar citiem materiāliem

Kad inženieri novērtē kaļamā čuguna (NO) konkrētam lietojumam, tie bieži vien salīdzina tā īpašības ar pelēkā čuguna īpašībām, kaļamais čuguns, tērauda sakausējumi, alumīnijs, un bronza.

Pelēkais čuguns vs. Elastīgais dzelzs

Kaļamais dzelzs vs. Elastīgais dzelzs

Tērauda sakausējumi vs. Elastīgais dzelzs

Kaļamais čuguns vs. Alumīnijs un bronza

Kad dot priekšroku kaļajam čugunam

• Cikliskas vai lielas slodzes sastāvdaļas: DI stiepes izturības kombinācija (≥ 500 MPA), noguruma izturība (≥ 200 MPA), un amortizācija padara to ideāli piemērotu kloķvārpstas, pārnesumi, un piekares sviras.
• Gandrīz tīkla formas sarežģītība: Smilšu vai čaulu liešanas kaļamais čuguns samazina apstrādes pielaides par 30–50% salīdzinot ar tēraudu, kopējo daļu izmaksu samazināšana.
• Izmaksu jutīga vidēja apjoma ražošana: Ja tērauda kalumiem vai mehāniski apstrādātam alumīnijam rodas pārmērīgas izmaksas, kaļamais čuguns piedāvā veiktspējas un ekonomijas līdzsvaru.
• Kodīgi vai nodilumizturīgi piederumi: Ar piemērotiem pārklājumiem vai sakausējumu, kaļamā čuguna cauruļvadi un sūkņu korpusi agresīvā vidē iztur gadu desmitiem.

Kad dominē citi materiāli

• Īpaši vieglas prasības: Aviācijas un kosmosa fizelāžas apvalkos, elektrisko transportlīdzekļu virsbūves, vai portatīvā elektronika, alumīnija vai magnija sakausējumi nodrošina nepārspējamu svara ietaupījumu.
• Īpaši kodīgas vides: Šļakatu zonas, hlorētas procesa līnijas,
  vai skābes drenāžai bieži ir nepieciešams nerūsējošais tērauds (Piem., 316, divstāvu) kuru pasīvās plēves pārspēj DI pārklātās vai leģētās barjeras.
• Augstas temperatūras serviss (> 350 ° C): Turbīnu komponentos vai izplūdes kolektoros,
  niķeļa bāzes supersakausējumi vai karstumizturīgi tēraudi (Piem., 17-4 Ph) saglabāt izturību vietās, kur kaļamais čuguns varētu ciest no šļūdes.
• Maksimālā stingrība un metināmība: Kalšanas laikā priekšroka joprojām tiek dota konstrukciju tērauda sijām un pārklātiem cauruļvadiem, metināšana, vai aukstā formēšana prasa konsekvenci, dokumentējamu sniegumu.

11. Secinājums

Kaļamais čuguns izceļas kā daudzpusīgs, rentabls inženiertehniskais materiāls.

Tā sfērisks grafīts mikrostruktūra nodrošina retu maisījumu augsta stiepes izturība, ievērojama elastība, un lielisks noguruma mūžs.

Ražotāji var izliet gandrīz tīkla formas, samazināt turpmāko apstrādi, un pielāgot īpašības, izmantojot termisko apstrādi, jo īpaši austemred kaļamā čuguna veidā (ADI).

Neskatoties uz nelielu pretkorozijas ievainojamību, kaļamā čuguna pārstrādājamība, amortizācijas jauda,

un plašs standartizēto marku klāsts padara to par neaizstājamu visās automobiļos, cauruļvads, lauksaimniecības, enerģija, un patēriņa tirgiem.

Pie Šis, Mēs esam gatavi sadarboties ar jums, izmantojot šos uzlabotos paņēmienus, lai optimizētu jūsu komponentu dizainu, materiālu atlase, un ražošanas darbplūsmas.

Nākamais projekts pārsniedz katru veiktspējas un ilgtspējības etalonu.

Sazinieties ar mums šodien!

 

FAQ

Ar ko kaļamais čuguns atšķiras no pelēkā čuguna?

Kaļamais čuguns (NO) satur sfērisks (mezglains) grafīts nevis pārslu grafīts, kas atrodams pelēkajā dzelzē.

Šie sfēriskie mezgliņi traucē plaisu izplatīšanos, dodot ievērojami lielāku stiepes izturību (400-900 MPa) un pagarinājums (3–18 %) salīdzinot ar pelēkā dzelzs 200–300 MPa un < 2 % pagarināšana.

Kādi apstrādes apsvērumi attiecas uz kaļamo čugunu?

Kaļamā čuguna mašīnas līdzīgi kā oglekļa tēraudam, bet nepieciešamas karbīda instrumenti augsta oglekļa satura mezgliņu dēļ.

Ieteicamais griešanas ātrums ir no 150-250 m/I, ar padevi 0,1–0,3 mm/apgr.

Pareiza dzesēšanas šķidruma lietošana novērš malu uzkrāšanos. Augstas cietības vai ADI pakāpēm var būt nepieciešams lēnāks ātrums vai keramikas instrumenti, lai izvairītos no priekšlaicīgas nodiluma.

Kā kaļamais čuguns atšķiras pēc izmaksām ar alternatīviem materiāliem?

• Kaļamais čuguns Vs. Pelēks dzelzs: Kaļamā čuguna izejmateriāls maksā ~ 10–20 % augstāks.
  Lai arī, samazināts sienu biezums un apstrādes pielaides bieži rada kopējās detaļu izmaksas 20–30 % zemāks stiprībai kritiskos lietojumos.
• Tērauds vs. Elastīgais dzelzs: Kaļamā čuguna lējumi bieži maksā 20–50 % mazāk nekā līdzvērtīgi tērauda kalumi vai smagi apstrādāti komponenti.
• Alumīnija/bronzas vs. Elastīgais dzelzs: Kaļamais čuguns ir lētāks par kg nekā bronza (2–3x lielākas izmaksas) un, kaut arī smagāks par alumīniju,
  piedāvā daudz lielāku spēku, noguruma dzīve, un zemākas materiālu izmaksas, ja svars nav galvenā problēma.