Perumahan pam besi tuang mulur

Apa itu besi tuang mulur?

Kandungan tunjukkan

1. Pengenalan

Besi tuang besi, Selalunya dipanggil besi tuang nodular atau besi grafit spheroidal.

Dalam 1948, Keith Millis mendapati bahawa menambah sedikit magnesium ke besi cair yang dicipta hampir sfera grafit nodul daripada serpihan.

Terobosan ini menghasilkan besi tuang mulur (Dari), yang menggabungkan kebolehan dan ekonomi dengan kekuatan dan pemanjangan tegangan yang lebih baik.

Artikel ini menyelidiki sifat asas Besi Cast Ductile, kimia dan mikrostrukturya, prestasi mekanikal, laluan pemprosesan, Rintangan kakisan,

aplikasi utama, Kelebihan dan batasan, dan perbandingan dengan bahan alternatif.

2. Apa itu besi tuang mulur?

Besi tuang besi (Dari) layak sebagai keluarga besi tuang yang dicirikan oleh spheroidal (nodular) Kemasukan grafit disebarkan secara seragam dalam matriks logam.

Berbeza dengan grafit berbentuk kelabu kelabu, terdedah kepada kepekatan tekanan, Nodul Grafit Di's Menangkap Penyebaran Crack, membolehkan tingkah laku mulur.

Besi tuang besi
Besi tuang besi

Besi mulur menjembatani jurang prestasi antara besi kelabu dan keluli aloi rendah.

Pengilang mengeksploitasi besi tuang mulur untuk komponen di bawah beban kitaran, di mana kedua -dua kekuatan tinggi dan kesan rintangan kesan.

Selain itu, Kemampuan Kesahan dan Keupayaan Berdekatan Di-net Mengurangkan Kos Pemprosesan Hiliran.

3. Komposisi kimia dan sistem aloi

Komposisi asas: Fe -C -Si -Mn -P -S

Yayasan Cast Iron Ductile terletak pada caj besi kelabu tipikal-besi (Fe), Karbon (C), silikon (Dan), Mangan (Mn), Fosforus (P), dan sulfur (S).

Julat kimia wakil untuk gred biasa (ASTM A536 65-45-12) mungkin:

  • C: 3.5 - 3.8 wt %
  • Dan: 2.2 - 2.8 wt %
  • Mn: 0.1 - 0.4 wt %
  • P: ≤ 0.08 wt %
  • S: ≤ 0.025 wt %

Silikon tinggi (≥ 2 wt %) Menggalakkan pembentukan grafit dan bukannya simen, manakala sulfur rendah (< 0.025 wt %) menghalang kemasukan berlebihan yang mengganggu pembentukan nodul.

Elemen nodulizing: Magnesium (Mg), Cerium (CE), dan nadir bumi (Re)

Nodulariti dalam besi tuang mulur timbul daripada menambahkan magnesium -tipikal 0.03% - 0.05% Mg-To cair besi.

Foundries memperkenalkan magnesium melalui Aloi induk mg -fe atau wayar cored. Pertalian kuat magnesium untuk sulfur membentuk mgs, Oleh itu, mereka mengendalikan sulfur dengan ketat untuk kekal di bawah 0.025%.

Banyak penemuan juga menambah 0.005 - 0.01 wt% cerium atau elemen jarang bumi Untuk memperbaiki bentuk dan saiz nodul, Meningkatkan konsistensi mekanikal, Terutama di bahagian tebal.

Penambahan semula ini mengurangkan kepekaan terhadap variasi sulfur dan oksigen.

Aloi tambahan: Tembaga (Cu), Nikel (Dalam), Molybdenum (Mo), Chromium (Cr)

Untuk menyesuaikan kekuatan, ketangguhan, atau rintangan kakisan, Foundries menggabungkan elemen aloi sekunder:

  • Tembaga (Cu): 0.2 - 0.5 wt % Meningkatkan Pembentukan Pearlite, meningkatkan kekuatan oleh 10 - 20 %.
  • Nikel (Dalam): 0.5 - 1.5 wt % Meningkatkan ketangguhan suhu rendah dan rintangan kakisan.
  • Molybdenum (Mo): 0.2 - 0.4 wt % Meningkatkan ketahanan dan ketahanan rayapan untuk perkhidmatan suhu yang lebih tinggi.
  • Chromium (Cr): 0.2 - 0.5 wt % memberikan rintangan kakisan ringan dan mikrostruktur yang lebih kukuh.

Biasanya, gred besi tuang mulur kekal di dalam 1 - 2 wt % gabungan Cu + Dalam + Mo + Cr, memastikan kecekapan kos semasa memenuhi sasaran prestasi.

Piawaian dan gred

  • ASTM A536 (Amerika Syarikat): 60-40-18, 65-45-12, 80-55-06 gred.
  • ISO 1083 (Eropah): EN-GJS-400-15, GJS-450-10, GJS-700-2.
  • Anda 1563 (Jerman): GG-25, GS-32, GS-45 setara.

4. Sifat fizikal dan mekanikal besi tuang mulur

Bahagian auto pemutus pasir besi pasir mulur
Bahagian auto pemutus pasir besi pasir mulur

Kekuatan tegangan, Kekuatan hasil, dan kemuluran

Tandatangan besi mulur adalah Gabungan kekuatan tinggi dan kemuluran:

Gred UTS (MPA) Hasil (0.2% mengimbangi, MPA) Pemanjangan (%) Matriks
60-40-18 (A536) 400 - 550 245 - 415 10 - 18 Ferritic -Pearlitic
65-45-12 (A536) 450 - 650 275 - 450 8 - 12 Pearlitic -Ferritic
80-55-06 (A536) 700 - 900 415 - 620 3 - 6 Pearlitic sepenuhnya

Sebaliknya, Hasil besi kelabu standard sahaja 200 - 300 MPA kekuatan tegangan dengan hampir tiada pemanjangan.

Kerana Nodul Grafit Di Grafit Blunt Retak, pemanjangan melompat ke digit dua untuk gred kekuatan rendah.

Kekerasan dan rintangan haus

Kekerasan besi mulur 170 - 320 Hb, Bergantung pada gred dan matriks:

  • Gred ferit (60-40-18) menyampaikan sekitar 170 Hb, Sesuai untuk casting tujuan umum (manifolds, bingkai).
  • Gred pearlitik kekuatan tinggi (80-55-06) mencapai 260 - 320 Hb, bersaing dengan keluli aloi rendah dalam rintangan haus untuk gear, Sprocket, dan pendesak pam.

Apabila rintangan memakai kritikal, Pengilang sering memilih AUSTEMPERED IRON ARUSTEMPERED (Adi),

yang mencapai 300 - 450 Hb selepas rawatan haba, Mengimbangi kekerasan dengan ketangguhan sisa.

Kehidupan Keletihan dan Kesan Kekuatan

Grafit sfera besi mulur meningkatkan prestasi keletihan:

  • Had keletihan biasanya berdiri di ≈ 40% UTS. Untuk a 65-45-12 gred (UTS ≈ 500 MPA), Ketahanan keletihan mencapai 200 MPA pada 10 ⁷ kitaran di bawah lenturan terbalik.
  • Kesan ketangguhan (Charpy v-notch di 20 ° C.) berkisar dari 15 - 60 J, Bergantung pada gred. Kekuatan rendah, gred kaya ferit menyerap sehingga 60 J, sedangkan gred pearlit sepenuhnya mencelupkan ke 15 J.

Nilai -nilai ini melepasi besi kelabu (10 - 20 J) dan pendekatan keluli aloi rendah, Membuat besi tuang mulur sesuai untuk aplikasi kitaran tinggi seperti crankshafts dan rod menyambung.

Modulus keanjalan dan kapasiti redaman

Tidak seperti besi kelabu 100 - 120 GPA modulus, langkah modulus besi mulur 170 - 200 GPA, kira-kira sepadan dengan keluli aloi rendah.

Kekakuan tinggi ini, digabungkan dengan kapasiti redaman di sekitar 0.005 ke 0.010 (Pengurangan logaritma),

Memastikan bahagian besi tuang mulur menentang pesongan di bawah beban semasa melemahkan getaran -benefisien dalam komponen enjin dan pangkalan jentera.

Kekonduksian terma dan pekali pengembangan haba

Harta Besi mulur Besi kelabu Keluli (A36)
Kekonduksian terma (W/m · k) 35 - 50 35 - 45 45
Pekali pengembangan haba (× 10⁻⁶/° C.) 12 - 13 10 - 12 11 - 13

Kekonduksian terma besi mulur sama dengan besi dan keluli kelabu, membolehkan pelesapan haba yang cekap di blok enjin dan gendang brek.

Pekali pengembangan terma (~ 12 × 10⁻⁶/° C.) sejajar dengan keluli, Memudahkan reka bentuk pelbagai bahan.

5. Tingkah laku kakisan dan rintangan alam sekitar

Filem pasif dan pengoksidaan permukaan

Besi mulur membentuk Besi oksida (Fe₃o₄/fe₂o₃) filem ketika terdedah kepada oksigen. Lapisan pasif ini melambatkan pengoksidaan selanjutnya dalam persekitaran ringan.

Penambahan aloi seperti 0.5 - 1.5% Dalam atau 0.2 - 0.5% Cr meningkatkan prestasi yang menghakis dengan menstabilkan filem pasif.

Tidak seperti besi kelabu -yang boleh membangunkan matriks pitting -di di, terutamanya apabila dilapisi.

Pasir Casting Ductile Cast Iron
Pasir Casting Ductile Cast Iron

Kadar kakisan perbandingan vs. Besi dan keluli kelabu

Persekitaran Dari (Tidak bersalut, mm/y) Besi kelabu (mm/y) Keluli ringan (mm/y)
Air tawar 0.05 - 0.10 0.10 - 0.15 0.20 - 0.30
Air laut 0.20 - 0.35 0.40 - 0.60 0.50 - 1.00
Berasid (Ph 3 - 4) 0.15 - 0.25 0.30 - 0.40 0.50 - 1.00
Alkali (Ph 9 - 10) 0.02 - 0.05 0.05 - 0.08 0.10 - 0.20

Dalam setiap kes, Kadar kakisan besi tuang mulur kekal kasar 50% Besi kelabu dan 30-40% keluli ringan.

Memohon salutan epoksi atau poliuretana mengurangkan kakisan di < 0.01 mm/tahun dalam persekitaran yang agresif.

Apabila dikebumikan atau tenggelam, Pereka menggunakan Anod pengorbanan zink atau aluminium untuk melindungi saluran paip besi dan kelengkapan besi yang tidak bersalut.

Kawalan kakisan: Salutan, Perlindungan Katodik, dan pemilihan bahan

  • Salutan: Epoxy membina tinggi (200 μm) atau api api zink/aluminium Lapisan Memanjangkan hayat perkhidmatan di loji pemprosesan marin atau kimia.
  • Perlindungan Katodik: Anod semasa atau pengorbanan yang terkesan mengekalkan integriti paip besi tuang mulur di bawah tanah atau bawah air.
  • Pemilihan bahan: Dalam keadaan yang sangat menghakis (Ph < 3 atau klorida > 10 000 ppm), jurutera menentukan Ni-aloi di atau Keluli tahan karat bukannya gred standard.

6. Proses pembuatan besi tuang mulur

Kaedah pengacuan: Pemutus pasir, Cetakan shell, dan pemutus pelaburan

  • Pemutus pasir hijau kekal sebagai kaedah utama. Pek Pek Pek Silika dengan tanah liat atau pengikat kimia ke dalam corak di sekitar corak.
    Acuan pasir menampung risers, teras, dan sistem gating disesuaikan untuk ketidakstabilan DI. Ketebalan seksyen minimum biasa berlegar 6 - 8 mm untuk mengelakkan kecacatan pengecutan.
  • Cetakan shell Menggunakan campuran pasir bersalut resin yang dipanaskan di sekitar corak logam yang dipanaskan.
    Proses ini menghasilkan Kemasan permukaan RA = 1-3 μm dan toleransi ± 0.3 mm, pada premium kos ~ 20 % Lebih pasir hijau.
  • Pelaburan Pelaburan (Hilang lilin) memudahkan bahagian nipis (turun ke 3 mm) dan geometri kompleks dengan toleransi ± 0.1 mm.
    Walau bagaimanapun, Komando Casts Cast Cast Cortule 2-3 × Kos setara pasir, Mengehadkan penggunaan ke bahagian rendah atau rumit.
Pelaburan Pelaburan Gelombang Besi Ekzos Manifold
Pelaburan Pelaburan Gelombang Besi Ekzos Manifold

Rawatan haba: Penyepuhlindapan, Menormalkan, Pembasmian Timur (Adi)

Rawatan Haba Penjahit Di Matriks dan Prestasi Mekanikal:

  • Penyepuhlindapan: Penyejukan perlahan dari 900 ° C. Turun ke suhu bilik menghasilkan matriks ferritik sepenuhnya, memaksimumkan kemuluran (~ 18 % pemanjangan) dan kebolehkerjaan (400 MPA UTS).
  • Menormalkan: Pemanasan ke 900 - 920 ° C. diikuti oleh penyejukan udara menghasilkan struktur mikrostruktur ferit yang seimbang, Menawarkan UTS ≈ 450 MPA dan 12 % pemanjangan.
  • Pembasmian Timur (Adi): Pemutus besi tuang mulur menjalani penyelesaian di 900 ° C. untuk membubarkan karbida, kemudian memadamkan mandi garam di 250 - 375 ° C. untuk 1 - 4 jam.
    Ini menghasilkan a Ferrite Bainitic + Karbon diperkaya dengan austenit struktur.
    Gred ADI berkisar dari 400 MPA ke 1 400 MPA UTS, dengan pemanjangan antara 2 - 12 %, dan prestasi keletihan yang luar biasa (had ketahanan sehingga 400 MPA).

Pasca pemprosesan: Pemesinan, Penamat permukaan, Salutan

  • Pemesinan: mesin besi tuang mulur sama dengan keluli karbon. Kelajuan putaran biasa untuk 65-45-12 melayang di 150-250 m/i dengan perkakas karbida.
    Pelbagai kelajuan gerudi 50-100 m/i. Pelinciran penyejuk menghalang kelebihan terbina. Kekurangan grafit Flake Di Di.
  • Penamat permukaan:
    • Tembakan letupan dengan keluli keluli (20-40 mesh) Mengeluarkan pasir dan menyediakan kemasan matte (Ra 2 - 5 μm).
    • Pengisaran/penggilap mencapai RA < 0.8 μm untuk permukaan pengedap.
  • Salutan:
    • Salutan Epoxy/Serbuk: Deposit filem 50-200 μm untuk menjaga kakisan dalam persekitaran laut atau perindustrian.
    • Metalizing (Zink atau aluminium): Semburan haba berlaku a 100 - 150 μm lapisan pengorbanan untuk bahagian terkubur atau tenggelam.

7. Apa itu besi mulur (Adi)

AUSTEMPERED IRON ARUSTEMPERED (Adi) mewakili subclass khusus besi tuang mulur yang menawarkan gabungan kekuatan yang luar biasa, Kemuluran, dan rintangan keletihan.

Tidak seperti besi mulur konvensional -yang biasanya mempunyai matriks ferit -pearlitic atau sepenuhnya mutiara,

Struktur mikroskop unik Adi terdiri daripada baik plat ferit bainit tenggelam dalam matriks Karbon diperkaya dengan austenit.

Struktur mikro ini timbul dari proses rawatan haba tiga langkah: penyelesaian, Melangkah ke suhu pertengahan, dan Austempering.

Setelah selesai, besi mulur austempered memberikan kekuatan tegangan setinggi 1 400 MPA (di Adi 900-650 gred) semasa memelihara pemanjangan di 2 - 5% julat.

AUSTEMPERED IRAL BALL BALL
AUSTEMPERED IRAL BALL BALL

Laluan Pengeluaran Besi Gulung Austempered: Penyelesaian, Pelindapkejutan, dan Austempering

Langkah -langkah utama dalam pemprosesan besi mulur Austempered termasuk:

  1. Penyelesaian: Panaskan pemutus besi mulur ke 880 - 920 ° C. selama 1-2 jam untuk membubarkan karbida dan homogenkan karbon.
  2. Pelindapkejutan: Pindahkan ke garam mandi di 250 - 375 ° C.. Suhu pertengahan ini menghalang martensit.
  3. Pembasmian Timur: Tahan sehingga matriks berubah menjadi Ferrite Bainitic Plus Karbon diperkaya dengan austenit-Typically 1-4 jam, bergantung pada ketebalan seksyen.
  4. Penyejukan: Udara atau minyak quench ke suhu bilik, mengunci struktur mikro bainit.

Mikrostruktur besi mulur: Austenit ferit dan austenit yang diperkaya karbon

Struktur mikro Adi terdiri daripada:

  • Jarum Ferrite Bainit: Bilah ferit α-besi yang sangat halus yang nukleat di sempadan austenit.
  • Disimpan austenit: Filem austenit kaya karbon yang kekal stabil pada suhu bilik, menyerap ketegangan dan meningkatkan ketangguhan.

Gabungan ini memberikan a "Transformasi-Toughening" kesan: di bawah tekanan yang digunakan, disimpan austenite berubah menjadi martensit, menguatkan matriks secara tempatan.

Kelebihan mekanikal: Keseimbangan kekuatan kekuatan tinggi, Rintangan Keletihan

Gred adi Kekuatan tegangan (MPA) Kekuatan hasil (MPA) Pemanjangan (%) Kekerasan Brinell (Hb) Had keletihan (MPA)
Adi 400-120 400 - 550 275 - 415 8 - 12 180 - 260 220 - 260
Adi 600-350 600 - 900 350 - 600 4 - 8 260 - 360 300 - 350
Adi 900-650 900 - 1 400 650 - 1 000 2 - 5 350 - 450 400 - 450

Berbanding dengan besi mulus yang dinormalisasi komposisi yang serupa, besi mulur austempered mencapai sehingga 50% UT yang lebih tinggi semasa mengekalkan 2 - 5% pemanjangan.

Ketahanan keletihannya sering melebihi 400 MPA, Mengatasi kedua -dua besi kelabu dan banyak keluli aloi di bawah lenturan terbalik.

Aplikasi biasa besi mulur

Jurutera menggunakan besi mulur di mana rintangan haus tinggi, kekuatan tinggi, dan masalah hidup keletihan yang boleh dipercayai:

  • Automotif: Gear, Crankshafts, camshafts, dan sangkar.
  • Jentera pertanian: Sprocket, Pakai plat, dan aci roller.
  • Minyak & Gas: Alat downhole, aci pam, dan komponen injap yang memerlukan ketahanan keletihan kakisan.
  • Peralatan perlombongan: Gandum, roll crusher, dan kapal kilang tertakluk kepada habuk yang kasar.

8. Aplikasi besi tuang mulur

Komponen automotif: Crankshafts, Gear, Bahagian penggantungan

Pembuat kereta memanfaatkan kekuatan keletihan besi yang tinggi (≥ 250 MPA) dan redaman untuk crankshafts dan camshafts dalam enjin tugas sederhana.

Gear besi mulur menahan pemuatan kejutan sambil mengurangkan bunyi bising. Kawalan lengan dan buku jari stereng mendapat manfaat daripada kekakuan DI (E ≈ 180 GPA) dan rintangan kesan.

Paip dan pengendalian cecair: Paip, Bebibir, Perumahan pam, Badan injap

Sistem paip besi tuang mulur (EN-GJS-400-15) membawa air atau air sisa yang boleh diminum pada tekanan sehingga 25 bar.

Injap besi dan bebibir melawan tekanan kitaran lonjakan. Kadar kakisan di bawah alkali atau pH neutral kekal minimum, Membuat kos yang efektif berbanding dengan keluli tahan karat dalam banyak aplikasi penghalaan.

Fellang Pipa Ductile Cast Iron
Fellang Pipa Ductile Cast Iron

Peralatan pertanian dan pembinaan: Sprocket, Rollers, Bingkai

Komponen peralatan medan kerap menghadapi tanah yang kasar dan tekanan mekanikal yang tinggi.

Sproket besi tuang mulur dan aci roller dicapai Pakai hidup melebihi 1 000 jam dalam persekitaran yang teruk,

Walaupun bingkai dan casting struktur meminimumkan kos kimpalan dan meningkatkan kehidupan keletihan.

Sektor tenaga: Perumahan turbin angin, Casing kotak gear, Komponen medan minyak

Gegaran Torsional Torsional Getssional Gegaran Torsion Iron Cast Iron di Gear Turbin Angin, meningkatkan kebolehpercayaan.

Casing kotak gear yang diperbuat daripada ADI mengurangkan berat badan dengan 10% berbanding dengan keluli dan inersia pemutar yang lebih rendah.

Di medan minyak, alat downhole dan badan injap menahan garam yang menghakis sambil menahan tekanan kitaran sehingga 50 MPA.

Peralatan dan alat pengguna

Besi Cor Gultil menawarkan jisim haba dan ketahanan untuk alat memasak (Ketuhar Belanda, Skillets Cast-Iron).

Perengkuh soket besi mulur dan badan-badan paip menyerap kejutan tanpa patah, Memperluas hayat alat.

9. Kebaikan teras dan keburukan besi tuang mulur

Kelebihan

Kekuatan dan ketangguhan seimbang:

Besi mulur memberikan kekuatan tegangan 400-1 000 MPA dan pemanjangan 2-18%, mencapai nisbah kekuatan-ke-berat yang unggul.

Dalam aplikasi automotif, contohnya, Berat engkol boleh turun 20-30% berbanding dengan rakan keluli.

Rintangan haus dan keletihan yang sangat baik:

Nodul grafit spheroidal meminimumkan kepekatan tekanan, membolehkan had keletihan sehingga 300 MPA.

Ini menjadikan besi mulur sesuai untuk gear, komponen penggantungan, dan bahagian lain di bawah pemuatan kitaran.

Kebolehkerjaan Superior:

Dengan cecair yang agak rendah 1 150-1 200 ° C. dan ketidakstabilan yang baik, Besi mulur membentuk geometri rumit dengan pengecutan minimum (0.8-1.0%).

Kos pemutus dan pemesinan berjalan 30-50% lebih rendah daripada pemalsuan keluli yang setanding.

Kakisan dan kestabilan terma:

Nodul grafit memberikan halangan semula jadi terhadap kakisan. Selepas rawatan permukaan, kelengkapan besi tuang mulur sering bertahan satu abad di persekitaran tanah atau air.

Ia menahan suhu sehingga 300 ° C. dengan pekali pengembangan haba yang rendah.

Keberkesanan kos:

Bahan mentah adalah murah, dan lebur memerlukan tenaga yang agak rendah.

Gred moden-seperti yang ditakrifkan sebagai keluli keluli berkekuatan tinggi-AUSTEMPERED selepas rawatan haba, Menawarkan penjimatan kos keseluruhan yang ketara.

Keburukan

Kawalan proses yang ketat:

Mencapai nodul seragam menuntut kawalan yang tepat Mg/ce tahap dan sulfur/oksigen yang minimum. Jaminan Kualiti menambah kerumitan dan kos pengeluaran.

Prestasi suhu tinggi terhad:

Di atas 350 ° C., Kekuatan menurun secara mendadak dan grafit kasar membawa kepada rayapan.

Besi mulur tidak sesuai untuk manifold ekzos atau komponen panas yang mampan.

Cabaran pemesinan:

Kandungan karbon yang tinggi memerlukan penyepuh pra-panas atau pasca kimpalan untuk mengelakkan retak.

Grafit memakai alat dengan cepat, Memerlukan pemotong karbida dan strategi pemesinan khusus.

Kekakuan yang lebih rendah:

Dengan modulus keanjalan sekitar 160-170 GPa (Versus Steel's ≈ 210 GPA), Ductile Cor Iron Deforms Lebih Di bawah Beban. Pereka sering memerlukan bahagian yang lebih tebal untuk mengimbangi.

Kesan alam sekitar:

Lebur dan nodulizing menggunakan tenaga yang signifikan dan dapat menjana bahan pencemar.

Pelupusan sisa mesti memenuhi piawaian pengawalseliaan. Dalam persekitaran laut atau berasid, besi tuang mulur memerlukan lapisan pelindung tambahan.

10. Perbandingan dengan bahan lain

Semasa jurutera menilai besi tuang mulur (Dari) untuk permohonan tertentu, mereka sering menimbang sifatnya terhadap besi tuang kelabu, besi yang mudah dibentuk, aloi keluli, aluminium, dan gangsa.

Besi tuang kelabu vs. Besi mulur

Metrik Besi tuang kelabu (Gi) Besi tuang besi (Dari)
Bentuk grafit Flake Spheroidal (nodul)
Kekuatan tegangan (MPA) 200 - 300 400 - 900
Pemanjangan (%) < 2 % 3 - 18 %
Ketahanan keletihan (MPA) 80 - 120 200 - 400
Kesan ketangguhan (Cvn, J) 10 - 20 15 - 60
Modulus keanjalan (GPA) 100 - 120 170 - 200
Kos Casting vs.. Keluli Rendah 10 - 20 % lebih tinggi daripada GI
Jumlah kos bahagian Terendah 20 - 30 % lebih rendah daripada GI (apabila kekuatan kritikal)
Kegunaan biasa Katil mesin, Rotor brek, Blok enjin bukan kritikal Crankshafts, gear, lengan penggantungan, Perumahan pam

Besi yang mudah dibentuk vs. Besi mulur

Metrik Besi yang mudah dibentuk Besi tuang besi (Dari)
Proses pengeluaran Anneal besi putih (48-72 h @ 900 ° C.) Nodulizing tunggal (Mg, Re)
Kekuatan tegangan (MPA) 200 - 350 400 - 900
Pemanjangan (%) 3 - 10 % 3 - 18 %
Kerumitan rawatan haba Panjang, intensif tenaga Nodulizing + rawatan haba pilihan
Masa kitaran 2-3 hari (Anneal) Jam (Casting + nodulizing)
Kos (per kg) Sederhana Lebih rendah (proses yang lebih mudah)
Kegunaan biasa Alat tangan, kurungan kecil, kelengkapan Komponen automotif, bahagian jentera berat

Aloi keluli vs. Besi mulur

Metrik Keluli rendah aloi (Mis., 4140) Besi tuang besi (Dari)
Ketumpatan (g/cm³) ~ 7.85 ~ 7.20
Modulus keanjalan (GPA) ~ 200 170 - 200
Kekuatan tegangan (MPA) 800 - 1 100 400 - 900
Pemanjangan (%) 10 - 15 % 3 - 18 %
Had keletihan (MPA) 300 - 400 200 - 400
Kebolehan Miskin (Memerlukan penempaan/pemesinan) Cemerlang (Cast Net-Net)
Penilaian kebolehkerjaan 30 - 50 % (rujukan keluli = 100) 60 - 80 %
Kebolehkalasan Bagus dengan rawatan haba pemanasan/pasca kimpalan Miskin (memerlukan pemanasan dan melegakan tekanan)
Kos (Casting + pemesinan) Tinggi (bilet palsu atau machined) 20 - 50 % lebih rendah (Bentuk berhampiran net)
Kegunaan biasa Aci kekuatan tinggi, Kapal tekanan, Komponen struktur berat Crankshafts, Perumahan pam, kotak gear, bingkai jentera

Besi mulur vs. Aluminium dan gangsa

Metrik Aloi aluminium (Mis., 6061-T6) Gangsa (Mis., C93200) Besi tuang besi (Dari)
Ketumpatan (g/cm³) ~ 2.70 8.4 - 8.9 ~ 7.20
Kekuatan tegangan (MPA) 290 - 310 ~ 350 400 - 900
Pemanjangan (%) 12 - 17 % 10 - 15 % 3 - 18 %
Kekonduksian terma (W/m · k) ~ 205 ~ 50 - 100 35 - 50
Rintangan kakisan Cemerlang (anodized) Cemerlang (persekitaran laut) Sederhana (lapisan atau aloi diperlukan)
Pakai rintangan Sederhana Sangat bagus (anti-geseran) Baik untuk Cemerlang (Bergantung pada gred)
Kos (per kg) Sederhana Tinggi (2-3 × ID) Rendah hingga sederhana
Kebolehkerjaan Cemerlang (RA ~ 0.2-0.4 μm) Sederhana Baik (Memerlukan perkakas karbida)
Kegunaan biasa Struktur pesawat, penukar haba, Elektronik Pengguna Galas, bushings, Perkakasan Marin Gear, komponen penggantungan, Perumahan pam, Blok enjin

Bilakah untuk memihak besi tuang mulur

  • Komponen kitaran atau tinggi: Kombinasi kekuatan tegangan DI (≥ 500 MPA), ketahanan keletihan (≥ 200 MPA), dan redaman menjadikannya sesuai untuk Crankshafts, gear, dan lengan penggantungan.
  • Kerumitan berhampiran-net: Pasir atau cangkang pemutus besi tuang mengurangkan elaun pemesinan oleh 30-50% berbanding dengan keluli, menurunkan kos bahagian keseluruhan.
  • Pengeluaran volum sederhana sensitif kos: Apabila pemalsuan keluli atau aluminium machined menanggung kos yang berlebihan, Besi mulur menawarkan keseimbangan prestasi dan ekonomi.
  • Kelengkapan yang menghakis atau haus: Dengan salutan yang sesuai atau mengutuk, Pipelin besi tuang mulur dan perumahan pam bertahan beberapa dekad dalam persekitaran yang agresif.

Apabila bahan lain berlaku

  • Keperluan ultra-ringan: Dalam kulit pesawat aeroangkasa, badan kenderaan elektrik, atau elektronik mudah alih, aloi aluminium atau magnesium menyampaikan penjimatan berat badan yang tidak dapat ditandingi.
  • Persekitaran yang menghakis yang melampau: Zon percikan, Barisan proses berklorin,
    atau saliran berasid sering menuntut keluli tahan karat (Mis., 316, dupleks) Filem pasif yang melampaui halangan bersalut atau aloi.
  • Perkhidmatan suhu tinggi (> 350 ° C.): Dalam komponen turbin atau manifold ekzos,
    Superalloys berasaskan nikel atau keluli tahan panas (Mis., 17-4 Ph) mengekalkan kekuatan di mana besi tuang mulur akan mengalami rayapan.
  • Ketangguhan maksimum dan kebolehkalasan: Rasuk keluli struktur dan saluran paip bersalut tetap disukai ketika memalsukan, kimpalan, atau pembentukan sejuk memerlukan konsisten, Prestasi yang boleh didokumentasikan.

11. Kesimpulan

Besi tuang mulur menonjol sebagai serba boleh, Bahan kejuruteraan kos efektif.

Itu grafit spheroid Struktur mikro menyampaikan gabungan jarang Kekuatan tegangan yang tinggi, Kemuluran substansial, dan Kehidupan keletihan yang sangat baik.

Pengilang boleh membuang bentuk berdekatan, Kurangkan pemesinan berikutnya, dan sifat menyesuaikan melalui rawatan haba, Terutama dalam bentuk besi mulur austempered (Adi).

Walaupun kelemahan kakisan sederhana, Kitar semula besi mulur, Kapasiti redaman,

dan pelbagai gred standard menjadikannya sangat diperlukan di seluruh automotif, saluran paip, pertanian, tenaga, dan pasaran pengguna.

Pada Ini, Kami bersedia untuk bekerjasama dengan anda dalam memanfaatkan teknik canggih ini untuk mengoptimumkan reka bentuk komponen anda, pilihan bahan, dan aliran kerja pengeluaran.

Memastikan projek seterusnya anda melebihi setiap penanda aras prestasi dan kemampanan.

Hubungi kami hari ini!

 

Soalan Lazim

Apa yang membezakan besi tuang mulur dari besi tuang kelabu?

Besi tuang besi (Dari) mengandungi spheroidal (nodular) grafit bukannya grafit serpihan yang terdapat dalam besi kelabu.

Nodul sfera itu tumpul retak, menghasilkan kekuatan tegangan yang jauh lebih tinggi (400-900 MPa) dan pemanjangan (3-18 %) berbanding 200-300 MPa kelabu dan < 2 % pemanjangan.

Pertimbangan pemesinan apa yang berlaku untuk besi mulur?

Mesin besi tuang mulur sama dengan keluli karbon tetapi memerlukan Alat karbida Kerana nodul karbon tinggi.

Kelajuan pemotongan yang disyorkan berkisar dari 150-250 m/i, dengan suapan 0.1-0.3 mm/rev.

Penggunaan penyejuk yang betul menghalang kelebihan terbina. Gred Hardness atau ADI mungkin memerlukan kelajuan yang lebih perlahan atau alat seramik untuk mengelakkan pakaian pramatang.

Bagaimana Besi mulur membandingkan kos untuk bahan alternatif?

  • Besi mulur vs. Besi kelabu: Kos bahan mentah besi tuang mulur ~ 10-20 % lebih tinggi.
    Walau bagaimanapun, ketebalan dinding yang dikurangkan dan elaun pemesinan sering menghasilkan jumlah kos 20-30 % lebih rendah dalam aplikasi kritikal kekuatan.
  • Keluli vs. Besi mulur: Casting besi mulur kerap kos 20-50 % kurang daripada pemalsuan keluli yang setara atau komponen berat.
  • Aluminium/Gangsa vs.. Besi mulur: Besi mulur lebih murah setiap kg daripada gangsa (2-3 × kos yang lebih tinggi) dan, Walaupun lebih berat daripada aluminium,
    menawarkan kekuatan yang jauh lebih besar, Kehidupan Keletihan, dan kos bahan yang lebih rendah apabila berat badan bukanlah kebimbangan utama.
Tatal ke atas