1. Wstęp
Żelazo plastyczne, Znane również jako guzkowe lub sferoidalne żelazo grafitowe, to żelazo znane z doskonałego wytrzymałość, plastyczność, I odporność na zmęczenie, ze względu na jego grafitowe guzki.
W ramach standardu ASTM A536, 65–45–12 oznacza ocenę z 65 KSI Siła rozciągania, 45 KSI granica plastyczności, i ≥12 % Wydłużanie - idealna równowaga dla wielu aplikacji inżynieryjnych.
Ten wszechstronny materiał jest szeroko stosowany w elementy konstrukcyjne, Systemy motoryzacyjne, lakierki, I sprzęt przemysłowy ze względu na solidną wydajność mechaniczną i opłacalność.
2. Co jest 65-45-12 Żeliwo sferoidalne?
65-45-12 żelazo plastyczne jest żelazo guzkowe klasy ferrytyczne zdefiniowane przez ASTM A536 specyfikacja.
Liczby w oznaczeniu odnoszą się do minimum wytrzymałość na rozciąganie (65 KSI lub 448 MPa), granica plastyczności (45 KSI lub 310 MPa), I wydłużenie (12%), reprezentując dobrze zrównoważoną kombinację wytrzymałość, plastyczność, i obrabialność.
W przeciwieństwie do szarego żelaza, który zawiera grafit płatkowy, który osłabia strukturę metalu, 65-45-12 cechy żelaza plastycznego sferoidalny (guzkowaty) grafit osadzony głównie Matryca ferrytyczna.
Ta mikrostruktura dramatycznie się poprawia odporność na uderzenia, wytrzymałość, I Wydajność zmęczenia, dzięki czemu jest odpowiedni dla komponentów, które muszą znosić obciążenia mechaniczne i wibracje.
Żelazo plastyczne 65-45-12 jest szeroko stosowany w branżach takich jak automobilowy, hydraulika, rolnictwo, I Infrastruktura miejska, gdzie równowaga Roztrwałość mechaniczna i możliwość jest wymagane.
Często jest faworyzowany nad szarym żelazem dla komponentów o kluczowym znaczeniu lub strukturalnym, I służy jako Opłacalna alternatywa dla odlewu stali W wielu aplikacjach o średniej wytrzymałości.
3. Skład chemiczny 65-45-12 Żeliwo sferoidalne
Skład chemiczny 65-45-12 żelazo plastyczne jest zaprojektowany w celu promowania tworzenia grafit guzkowy w obrębie głównie Matryca ferrytyczna, co nadaje temu materiałowi charakterystyczne połączenie siły, plastyczność, i obrabialność.
Typowy skład chemiczny
| Element | Typowy zakres (%) | Funkcjonować |
| Węgiel (C) | 3.40 – 3.80 | Promuje tworzenie grafitu i wpływa na siłę i maszyna |
| Krzem (I) | 2.20 – 2.80 | Zwiększa stabilność ferrytu, obsługuje tworzenie guzków grafitowych |
| Mangan (Mn) | ≤ 0.50 | Wzmacnia ferryt, ale nadmierne MN może zmniejszyć plastyczność |
| Magnez (Mg) | 0.03 – 0.06 | Kluczowe dla sferoidzacji grafitowej (Struktura guzkowa) |
| Fosfor (P) | ≤ 0.05 | Zanieczyszczenie; Nadmiar zmniejsza plastyczność i wytrzymałość |
| Siarka (S) | ≤ 0.02 | Zanieczyszczenie; przeciwdziała efekt guzenności magnezu, jeśli jest zbyt wysoki |
| Miedź (Cu)(fakultatywny) | 0.1 – 0.5 | Czasami dodawane w celu zwiększenia siły lub poprawy próby |
4. Właściwości mechaniczne 65-45-12 Żeliwo sferoidalne
ASTM A536 Grade 65-45-12 żelazo plastyczne jest zdefiniowany przez równowagę siły, plastyczność, i wytrzymałość.
Właściwości te sprawiają, że jest to wszechstronny materiał inżynierski odpowiedni zarówno do statycznych, jak i dynamicznych zastosowań obciążenia.
Typowe właściwości mechaniczne
| Nieruchomość | Wartość | Jednostki |
| Wytrzymałość na rozciąganie (UTS) | ≥ 65 ksi (Zazwyczaj 450–550) | ksi (MPa) |
| Siła plonu (0.2% zrównoważyć) | ≥ 45 ksi (Zazwyczaj 310–360) | ksi (MPa) |
| Wydłużenie (w 2″) | ≥ 12 (może osiągnąć 15–18%) | % |
| Twardość Brinella | 170 – 210 | HBW |
| Moduł sprężystości | ~ 24 × 10³ | ksi (165 GPa) |
| Siła zmęczenia (wiązka obrotowa, 10⁷ Cykle) | ~ 30 ksi | ksi (207 MPa) |
5. Właściwości fizyczne 65-45-12 Żeliwo sferoidalne
The właściwości fizyczne klasy ASTM A536 65-45-12 Żelaza plastyczna stanowi silne podstawy do jego wydajności mechanicznej i użyteczności w zastosowaniach przemysłowych.
Typowe właściwości fizyczne
| Nieruchomość | Typowa wartość & Jednostki | Implikacje inżynierskie |
| Gęstość | 7.0–7,3 g/cm³ | Wysoki stosunek wytrzymałości do masy; nieco lżejsze niż stal węglowa dla części wrażliwych na ciężar. |
| Temperatura topnienia | ~ 1150–1200 ° C. | Nadaje się do odlewania o stosunkowo niskich wymaganiach dotyczących energii topnienia. |
| Moduł sprężystości (mi) | 160–170 GPA | Oferuje wysoką sztywność integralności strukturalnej w zastosowaniach nośnych. |
| Współczynnik Poissona | 0.27–0,30 | Standardowy zakres materiałów metalicznych; Wpływa na zachowanie naprężenia-odkształcenia. |
| Przewodność cieplna | 36–46 W/m · k | Obsługuje rozpraszanie ciepła w blokach silnika, pompowanie obudowa, i obracające się części. |
| Współczynnik rozszerzalności cieplnej | 10.8–12,0 µm/m · ° C. | Niski wzrost termiczny zapewnia stabilność wymiarów w ramach cyklicznych termicznych. |
| Oporność elektryczna | ~ 0,7–0,8 µΩ · m | Wystarczające do części strukturalnych; Nie nadaje się do przewodnictwa elektrycznego. |
| Specyficzna pojemność cieplna | ~ 460 J/kg · k | Zapewnia buforowanie termiczne w urządzeniach wrażliwych na temperaturę. |
6. Mikrostruktura i cechy metalurgiczne
65-45-12 Wydajność żelaza plastycznego opiera się na mikrostrukturze:
- Matryca: 90+% ferryt (miękki, plastyczny) z <10% Perlite (twardy, lamellar), Zapewnienie wysokiego wydłużenia.
- Guzki grafitowe: Cząsteczki sferyczne (10–30 μm średnica) z >80% guzka (na ASTM A536).
Liczba guzków wynosi od 100–200 guzków/mm² - liczba liczby poprawi wytrzymałość. - Guzka: Krytyczne dla plastyczności: 80–90% guzka zapewnia 12+% wydłużenie; <70% guzka zmniejsza wydłużenie do <8%.
Opcje obróbki cieplnej
- Wyżarzanie: 800–850 ° C dla 2 godziny, powolne do 600 ° C., potem chłodził powietrze. Zmniejsza perlite do <5%, Zwiększenie wydłużenia do 16–18%, ale obniżenie wytrzymałości na rozciąganie o 5–10%.
- Normalizowanie: 900–950 ° C dla 1 godzina, chłodzone powietrzem. Zwiększa perlit do 15–20%, zwiększanie wytrzymałości na rozciąganie 75 KSI, ale zmniejszenie wydłużenia do 10–12%.
7. Charakterystyka rzucania 65-45-12 Żeliwo sferoidalne
65-45-12 Żelaza plastyczna jest wysoko ceniona w branży odlewniczej ze względu na doskonałe zachowanie odlewu, oferując niezawodną równowagę między płynność, stabilność wymiarowa, i niskie wskaźniki wad.
Jego grafitowa struktura guzka zwiększa wydajność odlewania przy jednoczesnym zachowaniu integralności mechanicznej.
Kluczowe cechy odlewania
| Charakterystyczny | Opis |
| Odlewalność | Doskonały; stop blokuje się do złożonych form, Obsługiwane skomplikowane geometrie i odcinki cienkościennej. |
| Stopień skurczu | Niski; minimalizuje naprężenia wewnętrzne i zmienność wymiarową podczas zestalania. |
| Płynność | Dobry; Obejmuje różne typy pleśni, takie jak piasek, powłoka, i utracone odlew pianki z konsekwentnymi wynikami. |
| Gorące łzy odporność | Wysoki; matryca ferrytyczna i zaokrąglone guzki grafitowe zmniejszają wewnętrzne odkształcenie i tendencje do pękania na gorąco. |
| Tendencja porowatości | Niski, gdy jest kontrolowany procesem; Obróbka i odgazowanie magnezu pomagają wyeliminować wady związane z gazem. |
| Schłodzenie wrażliwość | Umiarkowany; Nadmierne chłodzenie może prowadzić do tworzenia się węglików lub struktur perlitycznych - konieczne jest kontrolowane chłodzenie w celu utrzymania plastyczności. |
| Wpływ grubości ściany | Właściwości mechaniczne mogą się różnić w zależności od grubości ściany; Grubsze odcinki chłodniejsze wolniejsze, faworyzowanie struktur ferrytycznych, podczas gdy cieńsze obszary mogą stwardnieć. |
| Stabilność wymiarowa | Dobry. Utrzymuje dokładność w większych częściach z powodu jednolitego zestalenia i niskiego naprężenia resztkowego. |
| Metody odlewania | Kompatybilny z odlewanie piasku, formowanie skorupy, Zagubione odlewanie woskowe, utracone casting z pianki, i trwałe odlewanie form. |
8. Maszyna i wytwarzanie
65-45-12 Maszyna żelaza plastyczna równoważy wydajność i żywotność narzędzi:
- Ocena maszynowości: 70–80% (vs. 100% dla mosiądzu swobodnie cięcia), lepszy do odlewu stali (50–60%).
- Wybór narzędzia: Wkładki węglików (Powlekane tialn) trwa 20–30% dłużej niż na stali, z prędkością cięcia 150–200 m/min do obracania.
- Typowe operacje:
-
- Turowanie/mielenie: Osiąga wykończenia RA 1,6–3,2 μm, Nadaje się do składników hydraulicznych.
- Wiercenie/stukanie: Tworzy czyste nici bez spawania chipów, Krytyczne dla złączek do rur.
- Spawalność: Ograniczone, ale możliwe z podgrzewaniem (200–300 ° C.) i elektrody o niskim poziomie hydrogenowym.
Spawane stawy zachowują ~ 70% wytrzymałości metalu podstawowego, ale rzadko są stosowane - preferowane jest mechaniczne mocowanie.
9. Odporność na korozję i obróbka powierzchniowa 65-45-12 Żeliwo sferoidalne
Chociaż 65-45-12 Żelaza plastyczna oferuje doskonałe właściwości mechaniczne i odlewania, Nie jest to z natury odporne na korozję.
W przeciwieństwie do żelazka ze stali nierdzewnej lub specjalnie stopu, Jego powierzchnia jest podatna na utlenianie i degradację środowiska - szczególnie w wilgotnym, kwaśny, lub środowiska obciążone solą.
W rezultacie, Odpowiednie zabiegi powierzchniowe i powłoki są niezbędne do przedłużenia żywotności usług i zapewnienia wydajności w wymagających aplikacjach.
Charakterystyka odporności na korozję
| Aspekt | Wydajność 65-45-12 |
| W warunkach atmosferycznych | Umiarkowany opór; rozwija stabilną warstwę tlenku w suchych środowiskach |
| W wodzie lub glebie | Ograniczony; Podatny na rdzę bez ochrony, szczególnie w warunkach kwaśnych lub zubożonych w tlen |
| W środowiskach morskich/chlorkowych | Słaby opór bez powłoki; Oczekiwana szybka i ogólna korozja |
| Ryzyko korozji galwanicznej | Wysoki w kontakcie z odmiennymi metalami w środowiskach przewodzących |
Wspólne zabiegi powierzchniowe
| Typ leczenia | Zamiar | Typowe zastosowania |
| Malarstwo / Malowanie proszkowe | Ochrona bariery przed wilgocią i chemikaliami | Obudowy maszynowe, Części konstrukcyjne |
| Powłoka epoksydowa | Doskonała odporność na chemiczną i wilgoć | Zawory, rurociąg, wodociąg |
| Galwanizacja (Cynk na gorąco) | Warstwa ofiarna dla odporności na korozję, szczególnie w środowisku zewnętrznym lub morskim | Infrastruktura miejska, komponenty sprzętowe |
| Powłoka fosforanowa | Poprawia przyczepność farby, Zapewnia odporność na korozję lekką | Komponenty samochodowe i hydrauliczne |
| Pasywacja (mniej powszechne) | Usuwa zanieczyszczenia powierzchniowe, Chociaż ograniczona skuteczność żelaza plastycznego | Czasami używane przed powłoką |
| Indukcja/azotowanie (Hartowanie powierzchni) | Zwiększa zużycie i twardość powierzchni; Wtórna korzyść z korozji | Przekładnie, tuleje, nosić płyty |
10. Zastosowania 65-45-12 Żeliwo sferoidalne
Ze względu na doskonałe połączenie siły, plastyczność, wytrzymałość, Wydajność, i efektywność kosztowa, 65-45-12 żelazo plastyczne (zgodnie z definicją ASTM A536) jest szeroko stosowany w wielu sektorach przemysłowych.
Kluczowe zastosowania przemysłowe według sektora
| Sektor przemysłu | Typowe zastosowania |
| Automobilowy | Składniki zawieszenia, Ramiona kontrolne, Kłynki kierownicze, Huby, Różnicowe obudowy |
| Komunalny & Wodociąg | Armatura rurowa, zawory, Ciała hydrantowe, PMIP ASPINGS, pokrywy studzienek |
| Rolnictwo & Rolnictwo | Obudowy skrzyni biegów, Wdrażaj wsporniki, Huby koła, Ramki narzędzi uprawy |
| Sprzęt Przemysłowy | Ciała sprężarki, Składniki hydrauliczne, obudowy silników, Wsparcie łożyska |
| Maszyna budowlana | Przeciwwagi, ramki, nawiasy, płytki bazowe, Ramiona ładowacza |
| Energia & Moc | Wsporniki turbin wiatrowych, Obudowy transformatora, Części sprężarki gazowej |
| Kolej & Tranzyt | Składniki hamulcowe, sprzęgła, części zawieszenia |
| Maszyna ogólna | Zaciski, dźwignie, Placki na sprzęt, mocowania, Łączenie ramion |
11. Zalety 65-45-12 Żeliwo sferoidalne
- Wysoka wytrzymałość na rozciąganie: Zapewnia integralność strukturalną porównywalną z wieloma stalami (65 ksi / 448 MPa).
- Dobra ciągliwość: Minimalne wydłużenie 12% zapewnia lepszą wytrzymałość i odporność na pękanie niż szare żelazo.
- Doskonała odporność na zmęczenie: Nadaje się do aplikacji cyklicznych i obciążenia uderzenia.
- Opłacalne: Niższe koszty produkcji i surowców w porównaniu do stali, Oferując podobną wydajność mechaniczną.
- Doskonała możliwość: Umożliwia złożone kształty i komponenty w kształcie netto z niskim skurczaniem i defektami.
- Skrawalność: Łatwiejsze do maszyny niż wiele stali, Zmniejszenie zużycia narzędzi i czasu produkcji.
- Odporność na zużycie: Odpowiednie dla części wymagających umiarkowanego odporności na ścieranie bez ciężkich obróbki powierzchni.
- Tłumienie wibracji: Guzki grafitowe pomagają pochłaniać wibracje, poprawa życia komponentu i redukcja szumów.
- Wszechstronność: Kompatybilny z wieloma metodami odlewania i obróbką cieplną w celu dostosowania właściwości.
- Przyjazny dla środowiska: Podlegające recyklingowi i często wytwarzane z mniejszą energią w porównaniu do stali.
12. Ograniczenia 65-45-12 Żeliwo sferoidalne
- Podatność na korozję: Wymaga powłoki do użytku na zewnątrz/morskiej - do kosztów komponentów w wysokości 10–15%.
- Czapka siły: Niższa wytrzymałość na rozciąganie niż żelazka perlityczne (np., 80-55-06 Na 80 ksi) lub stal o wysokiej wytrzymałości.
- Wrażliwość geometrii: Grube sekcje (>50 mm) Może mieć niższą liczbę guzków, zmniejszenie plastyczności do <10%.
- Ograniczenia spoiny: Wymagania podgrzewania/po podgrzewaniu sprawiają, że spawanie jest kosztowne-preferowane mocowanie mechaniczne.
13. Porównanie z innymi gatunkami żelaza plastycznego
| Nieruchomość / Stopień | 65-45-12 | 80-55-06 | 60-40-18 | 65-40-12 | 70-50-05 |
| Wytrzymałość na rozciąganie (ksi / MPa) | 65 / 448 | 80 / 552 | 60 / 414 | 65 / 448 | 70 / 483 |
| Wydłużenie (%) | ≥ 12 | ≥ 6 | ≥ 18 | ≥ 12 | ≥ 5 |
| Twardość (HB) | 170–210 | 230–280 | 160–200 | 170–210 | 210–250 |
| Typowe zastosowania | Części samochodowe, pompowanie obudowa, zawory | Wytrzymałe komponenty, Części o dużej stresu | Zastosowania wymagające wyższej plastyczności | Inżynieria ogólna, części konstrukcyjne | Części odporne na zużycie i uderzenia |
| Kluczowe różnice | Zrównoważona siła i plastyczność, wszechstronny | Wyższa siła, niższa plastyczność, trudniej | Większe wydłużenie, niższa siła | Podobna siła, nieco niższa wydajność | Wyższa twardość, zmniejszone wydłużenie |
14. Standardy i specyfikacje
- ASTM A536: Określa limity mechaniczne i mikrostrukturalne dla klasy 65-45-12.
- ISO 1083 - 400–12: Globalny odpowiednik.
- SAE J434C D50006: Wspólna specyfikacja motoryzacyjna.
- Odlewnie zwykle definiują guzka, twardość, I Skład chemiczny kryteria.
15. Wniosek
65-45-12 żelazo plastyczne stoi jako wszechstronny materiał inżynierski, oferując rzadką mieszankę plastyczności, wytrzymałość, i lejność.
Jego mikrostruktura ferrytyczna umożliwia aplikacje od motoryzacyjnych części zawieszenia do zaworów miejskich, gdzie deformacja przed awarią i opłacalność są krytyczne.
Ograniczone przez podatność na korozję, Jego zalety - w tym doskonałą odporność na zmęczenie i niskie koszty produkcji - utrzymują jego ciągłą rolę jako podstawę w projektowaniu przemysłowym.
Często zadawane pytania
Jest 65-45-12 SPawakalny żelazo?
Tak, ale nie powszechnie spawane. Wymaga podgrzewania do 200–300 ° C i wyżarzania po sparzeniu, aby uniknąć pękania, zwiększanie mechanicznego mocowania ekonomicznego.
Jak to się dzieje 65-45-12 Porównaj ze stali?
65-45-12 pasuje do wytrzymałości na rozciąganie stali niskoemisyjnej 30% niższy koszt, ale ma niższą odporność na korozję i wydłużenie. Stal jest preferowana do zastosowań o wysokiej lub wysoce korozyjnej.
Móc 65-45-12 być używane do zastosowań ciśnieniowych?
Tak, aż do 1000 psi (69 bar) w płynnym obsłudze (np., Rury wodne) po odpowiednim zaprojektowaniu z ocenami ciśnienia na ASME B16.42.
Czy wymagane jest obróbka cieplna 65-45-12?
Nie-nieruchomości w zakresie odbiorców spełniają wymagania ASTM A536. Wyżarzanie może poprawić plastyczność, podczas normalizacji zwiększa siłę, Ale oba dodają koszty.
