Čo je ťažná liatina?

1. Zavedenie

Tvárna liatina, často nazývaná nodulárna liatina alebo železo s guľôčkovým grafitom.

V 1948, Keith Millis zistil, že pridanie malého množstva horčíka do roztaveného železa vytvorilo skôr sférické grafitové uzlíky než vločky..

Tento prelom priniesol tvárnu liatinu (OD), ktorý kombinuje zlievateľnosť a hospodárnosť s výrazne zlepšenou pevnosťou v ťahu a ťažnosťou.

Tento článok sa ponorí do základnej podstaty tvárnej liatiny, jeho chémiu a mikroštruktúru, mechanický výkon, spracovateľských trás, odpor,

kľúčové aplikácie, výhody a obmedzenia, a porovnanie s alternatívnymi materiálmi.

2. Čo je ťažná liatina?

Tvárna liatina (OD) sa kvalifikuje ako liatinová rodina charakterizovaná guľovitým tvarom (nodulárny) grafitové inklúzie rovnomerne rozptýlené v kovovej matrici.

Na rozdiel od vločkovitého grafitu šedej liatiny, náchylný na koncentráciu stresu, Grafitové uzliny DI zastavujú šírenie trhlín, umožňujúce tvárne správanie.

Tvárna liatina premosťuje výkonnostnú medzeru medzi sivou liatinou a nízkolegovanou oceľou.

Výrobcovia využívajú tvárnu liatinu na komponenty pod cyklickým zaťažením, kde záleží na vysokej pevnosti a odolnosti proti nárazu.

Navyše, Obrobiteľnosť DI a schopnosť takmer čistého tvaru znižujú náklady na následné spracovanie.

3. Chemické zloženie a systémy zliatin

Základné zloženie: Fe–C–Si–Mn–P–S

Základ tvárnej liatiny spočíva v typickej vsádzke zo šedej liatiny –žehlička (Fe), uhlíka (C), kremík (A), mangán (Mn), fosfor (P), a síra (Siež).

Reprezentatívny chemický rozsah pre bežnú triedu (ASTM A536 65-45-12) môže byť:

• C: 3.5 - 3.8 hmla %
• A: 2.2 - 2.8 hmla %
• Mn: 0.1 - 0.4 hmla %
• P: ≤ 0.08 hmla %
• Siež: ≤ 0.025 hmla %

Vysoký obsah kremíka (≥ 2 hmla %) podporuje tvorbu grafitu skôr ako cementit, pričom nízky obsah síry (< 0.025 hmla %) zabraňuje nadmerným inklúziám, ktoré interferujú s tvorbou uzlín.

Nodulizačné prvky: Horčík (Mg), Cerium (Ce), a vzácnych zemín (RE)

Nodularita v tvárnej liatine vzniká zvyčajne pridaním horčíka 0.03% - 0.05% Mg- na roztavené železo.

Zlievárne zavádzajú horčík cez Predzliatiny Mg-Fe alebo trubicové drôty. Silná afinita horčíka k síre tvorí MgS, takže prísne kontrolujú síru, aby zostali pod 0.025%.

Mnohé zlievarne tiež pridávajú 0.005 - 0.01 % hmotn. céru alebo prvkov vzácnych zemín na zjemnenie tvaru a veľkosti uzlín, zlepšenie mechanickej konzistencie, najmä v hrubých častiach.

Tieto prísady RE ďalej znižujú citlivosť na zmeny obsahu síry a kyslíka.

Dodatočné legovanie: Meď (Cu), Nikel (V), Molybdén (Mí), Chróm (Cr)

Prispôsobiť silu, tvrdosť, alebo odolnosť proti korózii, zlievarne obsahujú sekundárne legujúce prvky:

• Meď (Cu): 0.2 - 0.5 hmla % podporuje tvorbu perlitu, zvýšenie sily tým 10 - 20 %.
• Nikel (V): 0.5 - 1.5 hmla % zvyšuje húževnatosť pri nízkych teplotách a odolnosť proti korózii.
• Molybdén (Mí): 0.2 - 0.4 hmla % zlepšuje vytvrditeľnosť a odolnosť proti tečeniu pre použitie pri vyšších teplotách.
• Chróm (Cr): 0.2 - 0.5 hmla % poskytuje miernu odolnosť proti korózii a pevnejšiu mikroštruktúru.

Zvyčajne, triedy tvárnej liatiny zostávajú vo vnútri 1 - 2 hmla % kombinovaného Cu + V + Mí + Cr, zabezpečenie nákladovej efektívnosti pri plnení výkonnostných cieľov.

Normy a stupne

• ASTM A536 (USA): 60-40-18, 65-45-12, 80-55-06 ročníkov.
• ISO 1083 (Európe): EN-GJS-400-15, GJS-450-10, GJS-700-2.
• VÁŠ JEDEN 1563 (Nemecko): GG-25, GS-32, ekvivalenty GS-45.

4. Fyzikálne a mechanické vlastnosti tvárnej liatiny

Pevnosť v ťahu, Výnosová sila, a ťažnosť

Charakteristickým znakom tvárnej liatiny kombinácia vysokej pevnosti a značnej ťažnosti:

Naopak, len štandardná sivá liatina 200 - 300 MPA pevnosť v ťahu prakticky bez predĺženia.

Pretože grafitové uzlíky DI tupú iniciáciu trhlín, predĺženie vyskočí do dvojciferných hodnôt pre triedy s nižšou pevnosťou.

Tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu

Rozsah tvrdosti tvárnej liatiny 170 - 320 HB, v závislosti od triedy a matice:

• Feritická trieda (60-40-18) doručuje okolo 170 HB, vhodné pre univerzálne odliatky (potrubie, rámy).
• Vysoko pevný perlitický stupeň (80-55-06) dosiahne 260 - 320 HB, porovnateľná s nízkolegovanou oceľou v odolnosti proti opotrebovaniu ozubených kolies, ozubené kolesá, a obežné kolesá čerpadiel.

Keď je kritická odolnosť proti opotrebovaniu, výrobcovia často vyberajú temperovaná tvárna liatina (ADI),

ktorý dosahuje 300 - 450 HB po tepelnom spracovaní, vyrovnávanie tvrdosti so zvyškovou húževnatosťou.

Život pri únave a odolnosť voči nárazom

Sférický grafit z tvárnej liatiny výrazne zvyšuje únavový výkon:

• Hranica únavy zvyčajne stojí na ≈ 40% UTS. Pre a 65-45-12 stupňa (UTS ≈ 500 MPA), Únavová odolnosť dosahuje 200 MPA pri 10⁷ cykloch pri reverznom ohýbaní.
• Nárazová húževnatosť (Charpy V-zárez na 20 ° C) sa pohybuje od 15 - 60 J, v závislosti od ročníka. Nižšia pevnosť, Druhy bohaté na feritické materiály absorbujú až 60 J, zatiaľ čo plne perlitické triedy klesajú do 15 J.

Tieto hodnoty prevyšujú šedú liatinu (10 - 20 J) a priblížiť sa k nízkolegovanej oceli, vďaka čomu je tvárna liatina ideálna pre vysokocyklové aplikácie, ako sú kľukové hriadele a ojnice.

Modul pružnosti a kapacita tlmenia

Na rozdiel od šedej liatiny 100 - 120 GPA modul, meranie modulu tvárnej liatiny 170 - 200 GPA, zhruba zodpovedá nízkolegovanej oceli.

Táto vysoká tuhosť, v kombinácii s tlmiacou kapacitou okolo 0.005 do 0.010 (logaritmický dekrement),

zaisťuje, že diely z tvárnej liatiny odolávajú deformácii pri zaťažení a zároveň tlmia vibrácie – čo je výhodné pre komponenty motora a základne strojov.

Tepelná vodivosť a koeficient tepelnej rozťažnosti

Tepelná vodivosť tvárnej liatiny je rovnaká ako tepelná vodivosť šedej liatiny a ocele, umožňujúci efektívny odvod tepla v blokoch motora a brzdových bubnoch.

Jeho koeficient tepelnej rozťažnosti (~ 12 x 10⁻⁶/°C) tesne lícuje s oceľou, zjednodušenie viacmateriálového dizajnu.

5. Korózne správanie a odolnosť voči životnému prostrediu

Pasívne filmy a povrchová oxidácia

Tvárna liatina tvorí an oxid železa (Fe304/Fe203) filmu pri vystavení kyslíku. Táto pasívna vrstva spomaľuje ďalšiu oxidáciu v miernom prostredí.

Legujúce prísady ako 0.5 - 1.5% V alebo 0.2 - 0.5% Cr zlepšiť korozívny výkon stabilizáciou pasívneho filmu.

Na rozdiel od šedej liatiny, pri ktorej môže dôjsť k vzniku jamiek, matrica DI môže lepšie odolávať lokalizovanému útoku, najmä pri potiahnutí.

Porovnávacie miery korózie vs. Sivá liatina a oceľ

V každom prípade, Rýchlosť korózie tvárnej liatiny zostáva približne 50% že zo sivého železa a 30– 40 % z mäkkej ocele.

Uplatňuje sa epoxidové alebo polyuretánové nátery znižuje koróziu DI na < 0.01 mm/rok v agresívnom prostredí.

Pri zakopaní alebo ponorení, dizajnéri zamestnávajú zinkové alebo hliníkové obetné anódy na ochranu potrubí a tvaroviek z tvárnej liatiny bez povrchovej úpravy.

Kontrola korózie: Povlaky, Katódová ochrana, a výber materiálu

• Povlaky: Vysoko nanášaný epoxid (200 µm) alebo striekané plameňom zinok/hliník vrstvy predlžujú životnosť v námorných alebo chemických spracovateľských závodoch.
• Katódová ochrana: Priložený prúd alebo obetné anódy zachovávajú integritu rúr z tvárnej liatiny v podzemných alebo podvodných inštaláciách.
• Výber materiálu: Vo vysoko korozívnych podmienkach (pH < 3 alebo chlorid > 10 000 ppm), špecifikujú inžinieri Ni-zliatina DI alebo nehrdzavejúca oceľ namiesto štandardných známok.

6. Výrobné procesy tvárnej liatiny

Formovacie metódy: Odlievanie piesku, Formovanie škrupiny, a investičný odlievanie

• Odlievanie do zeleného piesku zostáva prevládajúcou metódou. Zlievárne balia kremičitý piesok s ílom alebo chemickými spojivami do baniek okolo vzorov.
  Pieskové formy umiestňujú stúpačky, jadrá, a vtokové systémy prispôsobené plynulosti DI. Typická minimálna hrúbka sekcie sa pohybuje okolo 6 - 8 mm aby sa predišlo chybám pri zmrašťovaní.
• Formovanie škrupiny používa zahriatu pieskovú zmes potiahnutú živicou lisovanú okolo zahriateho kovového vzoru.
  Tento proces poskytuje povrchové úpravy Ra = 1–3 µm a tolerancie ± 0.3 mm, za nákladovú prirážku ~ 20 % nad zeleným pieskom.
• Odlievanie investícií (Stratený vosk) uľahčuje tenké rezy (až po 3 mm) a zložité geometrie s toleranciami ± 0.1 mm.
  Však, z tvárnej liatiny na investičné odliatky príkaz 2– 3× náklady na ekvivalenty liateho piesku, obmedzenie používania na maloobjemové alebo zložité časti.

Tepelné spracovanie: Žíhanie, Normalizácia, Austomerovanie (ADI)

Tepelné spracovanie prispôsobuje matricu a mechanické vlastnosti DI:

• Žíhanie: Pomalé chladenie od 900 ° C až do izbovej teploty vytvára plne feritickú matricu, maximalizácia ťažnosti (~ 18 % predĺženie) a opracovateľnosť (400 MPa UTS).
• Normalizácia: Vykurovanie na 900 - 920 ° C po následnom ochladzovaní vzduchom sa získa vyvážená feriticko-perlitická mikroštruktúra, ponúka UTS ≈ 450 MPa a 12 % predĺženie.
• Austomerovanie (ADI): Odliatok z tvárnej liatiny prechádza rozpúšťaním pri 900 ° C na rozpustenie karbidov, potom uhasenie do soľného kúpeľa pri 250 - 375 ° C pre 1 - 4 hodiny.
  Tým vzniká a bainitický ferit + uhlíkom obohatený zadržaný austenit štruktúru.
  Stupne ADI sa pohybujú od 400 MPA do 1 400 MPA Uts, s predĺženiami medzi 2 - 12 %, a výnimočný výkon pri únave (medze výdrže až 400 MPA).

Následné spracovanie: Obrábanie, Povrchová úprava, Náter

• Obrábanie: stroje z tvárnej liatiny podobne ako uhlíková oceľ. Typické rýchlosti otáčania pre 65-45-12 vznášať sa na 150-250 m/I s nástrojmi z tvrdokovu.
  Rozsah rýchlostí vŕtania 50-100 m/I. Mazanie chladiacou kvapalinou zabraňuje tvorbe nánosov. Neprítomnosť vločkového grafitu v DI znižuje vylamovanie nástroja.
• Povrchová úprava:

• • Otryskanie s oceľovým posypom (20– 40 ôk) odstraňuje piesok a poskytuje matný povrch (Rana 2 - 5 µm).
  • Brúsenie/leštenie dosiahne Ra < 0.8 µm na tesnenie povrchov.

• Náter:

• • Epoxidové/práškové lakovanie: Nanáša 50–200 µm film na ochranu pred koróziou v námornom alebo priemyselnom prostredí.
  • Metalizácia (Zinok alebo hliník): Tepelný sprej aplikuje a 100 - 150 µm obetná vrstva pre zakopané alebo ponorené časti.

7. Čo je temperovaná tvárna liatina (ADI)

Temperovaná tvárna liatina (ADI) predstavuje špecializovanú podtriedu tvárnej liatiny, ktorá ponúka výnimočnú kombináciu pevnosti, ťažkosť, a únavový odpor.

Na rozdiel od bežnej tvárnej liatiny, ktorá má typicky feriticko-perlitickú alebo plne perlitickú matricu,

Jedinečná mikroštruktúra ADI pozostáva z jemných bainitické feritové dosky ponorený do matrice uhlíkom obohatený zadržaný austenit.

Táto mikroštruktúra vzniká trojstupňovým procesom tepelného spracovania: riešenie, kalenie na strednú teplotu, a temperovanie.

Po dokončení, temperovaná tvárna liatina poskytuje pevnosť v ťahu takú vysokú ako 1 400 MPA (v ADI 900-650 stupňa) pri zachovaní predĺženia v 2 - 5% rozsah.

Spôsob výroby temperovanej tvárnej liatiny: Riešenie, Zhasnutie, a Austempering

Medzi kľúčové kroky pri spracovaní temperovanej tvárnej liatiny patrí:

1. Riešenie: Zahrejte odliatok z tvárnej liatiny na 880 - 920 ° C 1–2 hodiny na rozpustenie karbidov a homogenizáciu uhlíka.
2. Zhasnutie: Preneste do soľného kúpeľa pri 250 - 375 ° C. Táto stredná teplota zabraňuje vzniku martenzitu.
3. Austomerovanie: Podržte, kým sa matrica nezmení na bainitický ferit plus uhlíkom obohatený zadržaný austenit-typicky 1– 4 hodiny, v závislosti od hrúbky sekcie.
4. Chladenie: Ochlaďte vzduchom alebo olejom na izbovú teplotu, uzamknutie v bainitickej mikroštruktúre.

Mikroštruktúra temperovanej tvárnej liatiny: Bainitický ferit a uhlíkom obohatený austenit

Mikroštruktúra ADI pozostáva z:

• Bainitické feritové ihly: Extrémne jemné feritové čepele z α-železa, ktoré nukleujú na hraniciach austenitu.
• Zadržaný austenit: Austenitové filmy bohaté na uhlík, ktoré zostávajú stabilné pri izbovej teplote, absorbuje napätie a zvyšuje húževnatosť.

Táto kombinácia dáva a „zosilnenie transformácie“ účinok: pod aplikovaným stresom, zadržaný austenit sa transformuje na martenzit, lokálne spevnenie matrice.

Mechanické výhody: Vysoká rovnováha medzi pevnosťou a ťažnosťou, Únava

V porovnaní s normalizovanou tvárnou liatinou podobného zloženia, temperovaná tvárna liatina dosahuje až 50% vyššie UTS pri zachovaní 2 - 5% predĺženie.

Jeho únavová odolnosť často prekračuje 400 MPA, prekonáva sivú liatinu aj mnohé legované ocele pri spätnom ohýbaní.

Typické aplikácie temperovanej tvárnej liatiny

Inžinieri používajú temperovanú tvárnu liatinu s vysokou odolnosťou proti opotrebovaniu, vysoká sila, a spoľahlivá únavová životnosť je dôležitá:

• Automobilový: Výstroj, kľukové hriadeľ, vačkové hriadeľ, a ložiskové klietky.
• Poľnohospodárske stroje: Ozubené kolesá, opotrebenie platní, a valčekové hriadele.
• Olej & Plyn: Nástroje na hĺbenie, hriadele čerpadiel, a ventilové komponenty vyžadujúce odolnosť proti koróznej únave.
• Ťažobné zariadenia: Rošty, valce drviča, a frézovacie vložky vystavené abrazívnemu prachu.

8. Aplikácie tvárnej liatiny

Automobilové komponenty: Kľukové hriadeľ, Výstroj, Časti odpruženia

Výrobcovia automobilov využívajú vysokú únavovú pevnosť tvárnej liatiny (≥ 250 MPA) a tlmenie pre kľukové hriadele a vačkové hriadele v stredne zaťažených motoroch.

Ozubené kolesá z tvárnej liatiny znášajú nárazové zaťaženie a zároveň znižujú hluk. Riadiace ramená a kĺby riadenia ťažia z tuhosti DI (E ≈ 180 GPA) a odolnosť proti nárazu.

Manipulácia s potrubím a kvapalinami: Rúry, Príruba, Čerpacie puzdrá, Telá ventilu

Potrubné systémy z tvárnej liatiny (EN-GJS-400-15) prenášať pitnú vodu alebo odpadovú vodu pri tlaku až 25 bar.

Ventily a príruby z tvárnej liatiny odolávajú cyklickým tlakovým rázom. Rýchlosť korózie pri alkalickom alebo neutrálnom pH zostáva minimálna, vďaka čomu je DI nákladovo efektívny v porovnaní s nehrdzavejúcou oceľou v mnohých aplikáciách frézovania.

Poľnohospodárske a stavebné zariadenia: Ozubené kolesá, Valčeky, Rámy

Komponenty terénneho vybavenia pravidelne čelia abrazívnym pôdam a vysokému mechanickému namáhaniu.

Ozubené kolesá z tvárnej liatiny a hriadele valčekov dosahujú životnosť presahujúca 1 000 hodiny v náročných prostrediach,

zatiaľ čo rámy a konštrukčné odliatky minimalizujú náklady na zváranie a zlepšujú únavovú životnosť.

Energetický sektor: Kryty veterných turbín, Kryty prevodoviek, Komponenty ropného poľa

Vysoké tlmenie z tvárnej liatiny tlmí torzné vibrácie v prevodovkách veterných turbín, zvýšenie spoľahlivosti.

Skrine prevodoviek vyrobené z ADI znižujú hmotnosť o 10% v porovnaní s oceľou a nižšou zotrvačnosťou rotora.

V ropných poliach, hĺbkové nástroje a telesá ventilov odolávajú korozívnym soľankám, pričom odolávajú cyklickému tlaku až 50 MPA.

Spotrebiteľské spotrebiče a nástroje

Tvárna liatina ponúka tepelnú hmotnosť a odolnosť riadu (Holandské pece, liatinové panvice).

Nástrčkové kľúče z tvárnej liatiny a telesá hasákov absorbujú nárazy bez prasknutia, predĺženie životnosti nástroja.

9. Hlavné výhody a nevýhody tvárnej liatiny

Pros

Vyvážená sila a húževnatosť:

Tvárna liatina poskytuje pevnosť v ťahu 400–1 000 MPA a predĺženia 2–18 %, dosiahnutie vynikajúceho pomeru pevnosti k hmotnosti.

V automobilových aplikáciách, napríklad, hmotnosť kľukového hriadeľa môže klesnúť 20– 30 % v porovnaní s oceľovými náprotivkami.

Vynikajúca odolnosť proti opotrebovaniu a únave:

Guľôčkové grafitové uzlíky minimalizujú koncentrácie napätia, umožňujúci limity únavy až 300 MPA.

Vďaka tomu je tvárna liatina ideálna pre ozubené kolesá, komponenty zavesenia, a ďalšie časti pri cyklickom zaťažení.

Vynikajúca zlievateľnosť:

S relatívne nízkou likviditou 1 150–1 200 ° C a dobrá tekutosť, tvárna liatina tvorí zložité geometrie s minimálnym zmršťovaním (0.8–1,0 %).

Náklady na odlievanie a obrábanie bežia 30– 50 % nižšie ako porovnateľné oceľové výkovky.

Korózia a tepelná stabilita:

Grafitové uzlíky poskytujú prirodzenú bariéru proti korózii. Po povrchových úpravách, tvarovky z tvárnej liatiny často vydržia storočie v pôdnom alebo vodnom prostredí.

Odoláva teplotám až 300 ° C s nízkym koeficientom tepelnej rozťažnosti.

Nákladová efektívnosť:

Suroviny sú lacné, a tavenie vyžaduje relatívne nízku energiu.

Moderné triedy – ako napríklad temperovaná tvárna liatina – sa po tepelnom spracovaní približujú k výkonu vysokopevnostnej ocele, ponúka výrazné celkové úspory nákladov.

Nevýhody

Prísna kontrola procesu:

Dosiahnutie rovnomerných uzlín vyžaduje presnú kontrolu Mg/Ce a minimálny obsah síry/kyslíka. Zabezpečenie kvality zvyšuje zložitosť výroby a náklady.

Obmedzený výkon pri vysokej teplote:

Vyššie 350 ° C, pevnosť prudko klesá a zhrubnutie grafitu vedie k tečeniu.

Tvárna liatina nie je vhodná pre výfukové potrubia alebo iné komponenty s trvalou vysokou teplotou.

Obrábacie výzvy:

Vysoký obsah uhlíka si vyžaduje predhrievanie alebo žíhanie po zváraní, aby sa zabránilo praskaniu.

Grafit rýchlo opotrebováva nástroje, vyžadujúce frézy z tvrdokovu a špecializované stratégie obrábania.

Nižšia tuhosť:

S modulom pružnosti okolo 160-170 GPa (oproti oceli ≈ 210 GPA), tvárna liatina sa pri zaťažení viac deformuje. Dizajnéri často potrebujú na kompenzáciu hrubšie časti.

Vplyv na životné prostredie:

Tavenie a nodulácia spotrebúvajú značné množstvo energie a môžu vytvárať znečisťujúce látky.

Likvidácia odpadu musí spĺňať regulačné normy. V morskom alebo kyslom prostredí, tvárna liatina vyžaduje dodatočné ochranné nátery.

10. Porovnanie s inými materiálmi

Keď inžinieri hodnotia tvárnu liatinu (OD) pre konkrétnu aplikáciu, často porovnávajú jeho vlastnosti s vlastnosťami sivej liatiny, kujné železo, oceľové zliatiny, hliník, a bronz.

Sivá liatina vs. Ťažko

Kujné železo vs. Ťažko

Oceľové zliatiny vs. Ťažko

Tvárna liatina vs. Hliník a bronz

Kedy uprednostniť tvárnu liatinu

• Cyklické alebo vysoko zaťažené komponenty: DI kombinácia pevnosti v ťahu (≥ 500 MPA), odolnosť proti únave (≥ 200 MPA), a tlmenie ho robí ideálnym pre kľukové hriadeľ, ozubené kolesá, a závesné ramená.
• Zložitosť tvaru Near-Net: Pieskové alebo škrupinové odlievanie tvárnej liatiny znižuje prídavky na obrábanie 30–50 % v porovnaní s oceľou, zníženie celkových nákladov na časť.
• Nákladovo citlivá strednoobjemová výroba: Keď oceľové výkovky alebo opracovaný hliník spôsobujú nadmerné náklady, tvárna liatina ponúka rovnováhu medzi výkonom a hospodárnosťou.
• Kovania odolné voči korózii alebo opotrebovaniu: S vhodnými nátermi alebo legovaním, Potrubie z tvárnej liatiny a telesá čerpadiel vydržia desaťročia v agresívnom prostredí.

Keď prevládajú iné materiály

• Požiadavky na ultraľahkú hmotnosť: V kozmických plášťoch trupu, karosérie elektrických vozidiel, alebo prenosná elektronika, zliatiny hliníka alebo horčíka prinášajú bezkonkurenčnú úsporu hmotnosti.
• Extrémne korozívne prostredie: Splash zóny, chlórované technologické linky,
  alebo kyslá drenáž často vyžadujú nehrdzavejúcu oceľ (Napr., 316, duplexný) ktorých pasívne filmy prevyšujú potiahnuté alebo legované bariéry DI.
• Vysokoteplotný servis (> 350 ° C): V komponentoch turbíny alebo výfukových potrubiach,
  superzliatiny na báze niklu alebo žiaruvzdorné ocele (Napr., 17-4 PH) udržať pevnosť tam, kde by tvárna liatina trpela tečením.
• Maximálna húževnatosť a zvariteľnosť: Pri kovaní zostávajú preferované oceľové nosníky a oplechované potrubia, zváranie, alebo tvarovanie za studena vyžadujú konzistentné, dokumentovateľný výkon.

11. Záver

Tvárna liatina vyniká ako všestranné, nákladovo efektívny inžiniersky materiál.

Svoj guľôčkový grafit mikroštruktúra poskytuje vzácnu zmes vysoká pevnosť v ťahu, značná ťažnosť, a vynikajúca únavová životnosť.

Výrobcovia môžu odlievať takmer sieťové tvary, minimalizovať následné obrábanie, a prispôsobiť vlastnosti prostredníctvom tepelného spracovania, najvýraznejšie vo forme temperovanej tvárnej liatiny (ADI).

Napriek miernej korózii, recyklovateľnosť tvárnej liatiny, schopnosť tlmenia,

a široká škála štandardizovaných akostí ho robí nepostrádateľným v celom automobilovom priemysle, potrubia, poľnohospodárske, energia, a spotrebiteľské trhy.

Na Tak, Sme pripravení na partnerstvo s vami pri využívaní týchto pokročilých techník na optimalizáciu vašich návrhov komponentov, výber materiálu, a výrobné pracovné postupy.

Zabezpečenie toho, aby váš ďalší projekt presahoval všetky referenčné hodnoty výkonnosti a udržateľnosti.

Kontaktujte nás ešte dnes!

 

Časté otázky

Čo odlišuje tvárnu liatinu od sivej liatiny?

Tvárna liatina (OD) obsahuje guľovitý (nodulárny) grafit skôr ako vločkový grafit nachádzajúci sa v sivej železe.

Tieto guľovité uzliny otupia šírenie trhlín, poskytuje výrazne vyššiu pevnosť v ťahu (400– 900 MPa) a predĺženie (3–18 %) v porovnaní so sivou liatinou 200–300 MPa a < 2 % predĺženie.

Aké úvahy o obrábaní platia pre tvárnu liatinu?

Stroje z tvárnej liatiny podobne ako uhlíková oceľ, ale vyžadujú nástroje z karbidu vďaka svojim vysoko uhlíkovým uzlíkom.

Odporúčané rezné rýchlosti sa pohybujú od 150-250 m/I, s posuvmi 0,1–0,3 mm/ot.

Správne používanie chladiacej kvapaliny zabraňuje tvorbe nánosov. Triedy s vysokou tvrdosťou alebo ADI môžu vyžadovať pomalšie otáčky alebo keramické nástroje, aby sa predišlo predčasnému opotrebovaniu.

Aké sú náklady na tvárnu liatinu v porovnaní s alternatívnymi materiálmi?

• Tvárna liatina vs. Šedé železo: Surovina z tvárnej liatiny stojí ~ 10–20 % vyššie.
  Však, znížená hrúbka steny a prídavky na obrábanie často prinášajú celkové náklady na diel 20–30 % nižšia v aplikáciách kritických pre pevnosť.
• Oceľ vs. Tvárna liatina: Odliatky z tvárnej liatiny často stoja 20–50 % menej ako ekvivalentné oceľové výkovky alebo ťažko opracované komponenty.
• Hliník/Bronz vs. Tvárna liatina: Tvárna liatina je lacnejšia na kg ako bronz (2-3x vyššie náklady) a, hoci je ťažší ako hliník,
  ponúka oveľa väčšiu silu, únavový život, a nižšie náklady na materiál, keď hmotnosť nie je primárnym záujmom.