Sünek dökme demir pompa gövdeleri

Sünek dökme demir nedir?

İçindekiler göstermek

1. giriiş

Sünek dökme demir, Genellikle nodüler dökme demir veya sferoidal grafit demir olarak adlandırılır.

İçinde 1948, Keith Millis, erimiş demir için az miktarda magnezyum eklemenin, pullardan ziyade neredeyse küresel grafit nodülleri yarattığını keşfetti..

Bu atılım sünek dökme demir verdi (İTİBAREN), Dökülebilirliği ve ekonomiyi önemli ölçüde iyileştirilmiş gerilme mukavemeti ve uzama ile birleştiren.

Bu makale sünek dökme demirin temel doğasını araştırıyor, Kimyası ve mikro yapısı, mekanik performans, işleme yolları, korozyon direnci,

Anahtar Uygulamalar, avantajlar ve sınırlamalar, ve alternatif materyallerle karşılaştırmalar.

2. Sünek dökme demir nedir?

Sünek dökme demir (İTİBAREN) Sferoidal ile karakterize edilen dökme demir aile olarak nitelendirilir (nodüler) Metalik bir matriste eşit olarak dağılmış grafit inklüzyonları.

Gray Iron’un pul şeklindeki grafitinin aksine, stres konsantrasyonuna eğilimli, Di’nin grafit nodülleri çatlak yayılmasını tutukladı, Sünek davranışı etkinleştirme.

Sünek dökme demir
Sünek dökme demir

Sünek demir, gri demir ve alçak çelik arasındaki performans boşluğunu köprüler.

Üreticiler, döngüsel yükler altında bileşenler için sünek dökme demirden yararlanır, hem yüksek güç hem de darbe direnci önemli.

Dahası, DI’nin işlenebilirliği ve net şekilli özelliği, aşağı akış işleme maliyetlerini azaltır.

3. Kimyasal bileşim ve alaşım sistemleri

Temel kompozisyon: FE - C - SI - MN - P - S

Sünek Dökme Iron’un temeli tipik bir gri demir yükünde yatıyor -ütü (Fe), karbon (C), silikon (Ve), manganez (Mn), fosfor (P), ve kükürt (S).

Ortak bir sınıf için temsili bir kimyasal aralık (ASTM A536 65-45-12) olabilir:

  • C: 3.5 – 3.8 ağırlık %
  • Ve: 2.2 – 2.8 ağırlık %
  • Mn: 0.1 – 0.4 ağırlık %
  • P: ≤ 0.08 ağırlık %
  • S: ≤ 0.025 ağırlık %

Yüksek silikon (≥ 2 ağırlık %) Çimentit yerine grafit oluşumunu teşvik eder, düşük kükürtken (< 0.025 ağırlık %) nodül oluşumuna müdahale eden aşırı kapanımları önler.

Nodülizasyon Elemanları: Magnezyum (Mg), Seryum (Ce), ve nadir dünyalar (TEKRAR)

Sünek dökme demirde nodülerlik, magnezyum eklemekten kaynaklanır - tipik olarak 0.03% – 0.05% Mg- erimiş demir.

Dökümhaneler, MG - Fe Master Alaşımları veya çekirdek telleri. Magnezyum’un Sülfür Formlarına Güçlü Afferi MGS, böylece kükürtün altında kalacak şekilde sıkıca kontrol ederler 0.025%.

Birçok dökümhane de ekler 0.005 – 0.01 ağırlıkça% seryum veya nadir toprak elemanları nodül şeklini ve boyutunu düzeltmek için, Mekanik tutarlılığı geliştirmek, Özellikle kalın bölümlerde.

Bu yeniden ilaveler, kükürt ve oksijendeki varyasyonlara duyarlılığı daha da azaltır.

Ek alaşım: Bakır (Cu), Nikel (İçinde), Molibden (Ay), Krom (CR)

Gücü uyarlamak için, dayanıklılık, veya korozyon direnci, Dökümler ikincil alaşım elemanları içerir:

  • Bakır (Cu): 0.2 – 0.5 ağırlık % Pearlit Formasyonunu Artırır, Gücü yükseltmek 10 – 20 %.
  • Nikel (İçinde): 0.5 – 1.5 ağırlık % Düşük sıcaklık tokluğu ve korozyon direncini arttırır.
  • Molibden (Ay): 0.2 – 0.4 ağırlık % Yüksek sıcaklık hizmeti için sertliği ve sürünme direncini artırır.
  • Krom (CR): 0.2 – 0.5 ağırlık % hafif korozyon direnci ve daha sıkı mikro yapı.

Tipik olarak, Sünek dökme demir notları içinde kalır 1 – 2 ağırlık % kombine cu + İçinde + Ay + CR, Performans hedeflerini karşılarken maliyet verimliliğini sağlamak.

Standartlar ve notlar

  • ASTM A536 (Amerika): 60-40-18, 65-45-12, 80-55-06 notlar.
  • ISO 1083 (Avrupa): EN-GJS-400-15, GJS-450-10, GJS-700-2.
  • Bir. 1563 (Almanya): GG-25, GS-32, GS-45 eşdeğerleri.

4. Sünek dökme demirin fiziksel ve mekanik özellikleri

Sünek Demir Kum Döküm Otomobil Parçaları
Sünek Demir Kum Döküm Otomobil Parçaları

Çekme Dayanımı, Akma Dayanımı, ve Süneklik

Sünek demirin imzası Yüksek mukavemet ve kayda değer süneklik kombinasyonu:

Seviye ÜTS (MPa) Teslim olmak (0.2% telafi etmek, MPa) Uzama (%) Matris
60-40-18 (A536) 400 – 550 245 – 415 10 – 18 Ferritik -pearlitik
65-45-12 (A536) 450 – 650 275 – 450 8 – 12 İnci -ferritik
80-55-06 (A536) 700 – 900 415 – 620 3 – 6 Tamamen inci

Aksine, Sadece standart gri demir verim 200 – 300 MPa neredeyse hiç uzama olmadan gerilme mukavemeti.

Çünkü Di’nin Grafit Nodülleri Künt Çatlak Başlatma, Uzatma, daha düşük mukavemetli dereceler için çift haneye sıçradı.

Sertlik ve Aşınma Direnci

Sünek Iron’un Sertlik Kapsamları 170 – 320 HB, Sınıf ve matrise bağlı olarak:

  • Ferritik not (60-40-18) etrafı teslim eder 170 HB, Genel amaçlı dökümler için uygun (manifoldlar, çerçeveler).
  • Yüksek mukavemetli bir pencia derecesi (80-55-06) başarır 260 – 320 HB, Dişliler için aşınma direncinde düşük alaşımlı çeliğe rakip olmak, dişli dişli, ve pompa pervaneleri.

Aşınma direnci kritik olduğunda, Üreticiler genellikle seçer Austempered sünek demir (ADI),

hangileri 300 – 450 HB Isı işlemden sonra, Sertliği artık tokluk ile dengelemek.

Yorgunluk yaşamı ve etkisi tokluğu

Sünek Iron’un küresel grafiti yorgunluk performansını önemli ölçüde artırır:

  • Yorgunluk sınırı tipik olarak durur ≈ 40% UTS. bir için 65-45-12 seviye (UTS ≈ 500 MPa), Yorgunluk dayanıklılığı ulaşır 200 MPa Ters Bükülme Altında 10⁷ Döngüde.
  • Etkisi Tokluk (Charpy V-Notch 20 °C) arasında değişir 15 – 60 J, Sınıfa bağlı olarak. Daha düşük güç, Ferritik açısından zengin dereceler emer 60 J, oysa tamamen petlitik notlar 15 J.

Bu değerler gri ütüyü aşıyor (10 – 20 J) ve alçak alaşım çeliğine yaklaş, Sünek dökme demirin krank milleri ve bağlantı çubukları gibi yüksek döngılı uygulamalar için ideal hale getirilmesi.

Esneklik ve sönümleme kapasitesi modülü

Gray Iron’un aksine 100 – 120 not ortalaması modül, Sünek Iron’un Modül Önlemleri 170 – 200 not ortalaması, Kabaca düşük alaşımlı çeliğinkiyle eşleşen.

Bu yüksek sertlik, çevresinde sönümleme kapasitesi ile birlikte 0.005 ile 0.010 (logaritmik azalma),

Sünek dökme demir parçalarının titreşimleri zayıflatırken yük altında sapmaya direnmesini sağlar - motor bileşenlerinde ve makine tabanlarında..

Termal iletkenlik ve termal genişleme katsayısı

Mülk Sfero Döküm Gri demir Çelik (A36)
Isı İletkenliği (W/m·K) 35 – 50 35 – 45 45
Termal Genleşme Katsayısı (× 10⁻⁶/° C) 12 – 13 10 – 12 11 – 13

Sünek Iron’un termal iletkenliği gri demir ve çeliğe paraleldir, Motor bloklarında ve fren davullarında verimli ısı dağılmasını sağlamak.

Termal genleşme katsayısı (~ 12 × 10⁻⁶/° C) Çelikle yakından hizalanır, Çok malzemeli tasarımı basitleştirmek.

5. Korozyon davranışı ve çevresel direnç

Pasif filmler ve yüzey oksidasyonu

Sünek demir bir demir oksit (Fe₃o₄/fe₂o₃) oksijene maruz kaldığında film. Bu pasif katman hafif ortamlarda daha fazla oksidasyonu yavaşlatır.

Alaşım eklemeleri 0.5 – 1.5% İçinde veya 0.2 – 0.5% CR Pasif filmi stabilize ederek aşındırıcı performansı iyileştirin.

Çukurluk geliştirebilecek gri demirin aksine, DI’nın matrisi yerelleştirilmiş saldırıya daha iyi direnebilir, Özellikle kaplandığında.

Kum dökme sünek dökme demir
Kum dökme sünek dökme demir

Karşılaştırmalı korozyon oranları vs. Gri demir ve çelik

Çevre İTİBAREN (Kaplanmamış, mm/y) Gri demir (mm/y) Yumuşak Çelik (mm/y)
Tatlı su 0.05 – 0.10 0.10 – 0.15 0.20 – 0.30
Deniz suyu 0.20 – 0.35 0.40 – 0.60 0.50 – 1.00
Asidik (ph 3 – 4) 0.15 – 0.25 0.30 – 0.40 0.50 – 1.00
Alkalin (ph 9 – 10) 0.02 – 0.05 0.05 – 0.08 0.10 – 0.20

Her durumda, Sünek dökme demirin korozyon oranı kabaca kalır 50% gri demir ve 30–40 hafif çelik.

Başvurma epoksi veya poliüretan kaplamalar Di’nin korozyonunu azaltır < 0.01 agresif ortamlarda mm/yıl.

Gömüldüğünde veya batırıldığında, Tasarımcılar İstihdam Çinko veya alüminyum kurban anotları kaplanmamış sünek dökme demir boru hatlarını ve bağlantı parçalarını korumak için.

Korozyon kontrolü: Kaplamalar, Katodik koruma, ve malzeme seçimi

  • Kaplamalar: Yüksek bina epoksi (200 µm) veya alev püskürtmeli Çinko/alüminyum Katmanlar, deniz veya kimyasal işleme tesislerinde hizmet ömrünü uzatır.
  • Katodik koruma: Etkilenen akım veya kurban anotlar, yeraltı veya sualtı tesislerinde sünek dökme demir boru bütünlüğünü korur.
  • Malzeme Seçimi: Yüksek aşındırıcı koşullarda (ph < 3 veya klorür > 10 000 ppm), Mühendisler belirtiyor AT-ALLEY veya paslanmaz çelik Standart notlar yerine.

6. Sünek dökme demirin üretim süreçleri

Kalıplama yöntemleri: Kum Döküm, Kabuk Kalıplama, ve yatırım dökümü

  • Yeşil kum dökümü baskın yöntem olmaya devam ediyor. Dökümler Silika Kumu Kil veya Kimyasal Bağlayıcıları Desenlerin Etrafında Şişelerde Paketleyin.
    Kum kalıpları yükselticileri barındırır, çekirdek, ve DI’nin akışkanlığı için tasarlanmış geçit sistemleri. Tipik minimum bölüm kalınlığı etrafta dolaşıyor 6 – 8 mm büzülme kusurlarından kaçınmak için.
  • Kabuk Kalıplama Isıtmalı bir metal desenine basılmış ısıtmalı reçine kaplı kum karışımı kullanır.
    Bu süreç verir Ra = 1-3 µm yüzey kaplamaları ve toleranslar ± 0.3 mm, maliyet priminde ~ 20 % yeşil kum üzerinde.
  • Hassas Döküm (Kayıp balmumu) İnce bölümleri kolaylaştırır (aşağı doğru 3 mm) ve toleranslı karmaşık geometriler ± 0.1 mm.
    Fakat, Sünek Dökme Demir Yatırım Casts Comman 2–3 × kum dökme eşdeğerlerinin maliyeti, düşük hacimli veya karmaşık parçalarla kullanımı kısıtlamak.
Yatırım Dökme Sünek Dökme Demir Egzoz Manifold
Yatırım Dökme Sünek Dökme Demir Egzoz Manifold

Isıl İşlem: Tavlama, Normalleştirme, Doğu Temperleme (ADI)

Isıl işlem terzileri DI’nin matrisi ve mekanik performansı:

  • Tavlama: Yavaş soğutma 900 °C Oda sıcaklığında tamamen ferritik bir matris üretir, Sünekliği en üst düzeye çıkarmak (~ 18 % uzama) ve işlenebilirlik (400 MPA UTS).
  • Normalleştirme: Isıtma 900 – 920 °C ardından hava soğutma, dengeli bir ferritik -pearlitik mikroyapı verir, UTS sunmak ≈ 450 MPA ve 12 % uzama.
  • Doğu Temperleme (ADI): Sünek dökme demir döküm, 900 °C Karbürleri çözmek için, sonra bir tuz banyosu içine söndürerek 250 – 375 °C için 1 – 4 saat.
    Bu bir bainitik ferrit + Karbonla zenginleştirilmiş korunmuş östenit yapı.
    Adi notları arasında 400 MPa'ya kadar 1 400 MPa ÜTS, arasında uzamalarla 2 – 12 %, ve olağanüstü yorgunluk performansı (dayanıklılık sınırları 400 MPa).

İşlem sonrası: İşleme, Yüzey İşlemi, Kaplama

  • İşleme: Sünek dökme demir makineleri karbon çeliğine benzer şekilde. İçin tipik dönüş hızları 65-45-12 gezinmek 150–250 m/i Karbür takımları ile.
    Matkap Hızları Aralığı 50–100 m/i. Soğutucu yağlama yerleşik kenarı önler. Di’nin pul grafit eksikliği alet yontmasını azaltır.
  • Yüzey İşlemi:
    • Kumlama Çelik Grit ile (20–40 ağ) Kumu çıkarır ve mat bir yüzey sağlar (ra 2 – 5 µm).
    • Öğütme/parlatma RA'yı başarır < 0.8 Sızdırmazlık yüzeyleri için µm.
  • Kaplama:
    • Epoksi/Toz Koyma: Deniz veya endüstriyel ortamlarda korozyona karşı korunmak için 50-200 µm'lik bir film yatırıyor.
    • Metalleştirme (Çinko veya alüminyum): Termal sprey uygulanır 100 – 150 gömülü veya batık parçalar için µm kurban tabakası.

7. Austempered sünek demir nedir (ADI)

Austempered sünek demir (ADI) Olağanüstü bir mukavemet kombinasyonunu sunan sünek dökme demirin özel bir alt sınıfını temsil eder, süneklik, ve yorulma direnci.

Geleneksel sünek demirden farklı olarak - tipik olarak ferritik - pearlitik veya tamamen petlitik bir matrise sahip,

Adi’nin benzersiz mikro yapısı Bainitic ferrit plakalar bir matris içine dalmış Karbonla zenginleştirilmiş korunmuş östenit.

Bu mikroyapı, üç aşamalı bir ısı tedavisi işleminden kaynaklanmaktadır.: çözümleme, ara sıcaklığa söndürmek, ve Austempering.

Tamamlandığında, Austempered sünek demir, 1 400 MPa (Adi'de 900-650 seviye) uzamayı korurken 2 – 5% menzil.

Austempled sünek demir top vanası
Austempled sünek demir top vanası

Austempered sünek demir üretim rotası: Çözümleme, Söndürme, ve Austempering

Austemperged sünek demir işlemedeki temel adımlar içerir.:

  1. Çözümleme: Sünek demir dökümünü ısıtın 880 – 920 °C Karbürleri çözmek ve karbonu homojenleştirmek için 1-2 saat boyunca.
  2. Söndürme: Bir tuz banyosuna transfer 250 – 375 °C. Bu ara sıcaklık martensiti önler.
  3. Doğu Temperleme: Matris dönüşünceye kadar tutun bainitik ferrit artı Karbonla zenginleştirilmiş korunmuş östenit-Tipik olarak 1–4 saat, Bölüm kalınlığına bağlı olarak.
  4. Soğutma: Oda sıcaklığına kadar hava veya yağ söndürme, Bainitik mikroyapı kilitleme.

Austempered sünek demir mikroyapı: Bainitik ferrit ve karbonla zenginleştirilmiş östenit

Adi’nin mikro yapısı:

  • Bainitic ferrit iğneleri: Östenit sınırlarında çekirdeklenen son derece ince α-demir ferrit bıçaklar.
  • Korunan östenit: Oda sıcaklığında stabil kalan karbon açısından zengin östenit filmler, Strip emme ve artan tokluk.

Bu kombinasyon bir "Dönüşüm sıkıntısı" etki: Uygulamalı stres altında, korunmuş östenit dönüşümleri martensite dönüşür, Matrisi yerel olarak güçlendiren.

Mekanik avantajlar: Yüksek mukavemet -kayma dengesi, Yorulma Direnci

ADI sınıfı Çekme Dayanımı (MPa) Akma Dayanımı (MPa) Uzama (%) Brinell Sertliği (HB) Yorgunluk sınırı (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

Benzer bileşimin normalleştirilmiş sünek demiriyle karşılaştırıldığında, Austempered sünek demir 50% Yüksek UT'ler Tutulurken 2 – 5% uzama.

Yorgunluk dayanıklılığı genellikle aşar 400 MPa, Ters bükülme altında hem gri demir hem de birçok alaşım çelikten daha iyi performans.

Austempered sünek demirin tipik uygulamaları

Mühendisler, yüksek aşınma direncinin bulunduğu austempered sünek demir kullanır, yüksek mukavemet, ve güvenilir yorgunluk hayatı maddesi:

  • Otomotiv: Dişliler, krank milleri, eksantrik milleri, ve yatak kafesleri.
  • Tarım Makinaları: Dişliler, plaka giymek, ve silindir şaftları.
  • Yağ & Gaz: Downole Araçları, pompa milleri, ve korozyon yorgunluk direnci gerektiren valf bileşenleri.
  • Madencilik ekipmanı: Izgara, kırıcı rulolar, ve aşındırıcı toza maruz kalan değirmen astarları.

8. Sünek dökme demir uygulamaları

Otomotiv Bileşenleri: Krank milleri, Dişliler, Süspansiyon parçaları

Otomobil üreticileri sünek dökme demirin yüksek yorgunluk gücünden yararlanıyor (≥ 250 MPa) ve orta hizmetli motorlarda krank milleri ve eksantrik milleri için sönümleme.

Sünek Demir dişlileri gürültüyü azaltırken şok yüklemesine dayanır. Kontrol kolları ve direksiyon eklemleri DI’nin sertliğinden yararlanır (E ≈ 180 not ortalaması) ve darbe direnci.

Boru hattı ve sıvı kullanımı: Borular, Flanşlar, Pompa gövdeleri, Valf gövdeleri

Sünek dökme demir boru sistemleri (EN-GJS-400-15) içme suyu veya atık suları baskılarda taşıyın 25 çubuk.

Sünek demir valfler ve flanşlar döngüsel basınç dalgalanmalarına direniyor. Alkalin veya nötr pH altındaki korozyon oranları minimal kalır, Birçok yönlendirme uygulamasında paslanmaz çeliğe kıyasla DI uygun maliyetli hale getirmek.

Boru flanşları sünek dökme demir
Boru flanşları sünek dökme demir

Tarım ve inşaat ekipmanı: Dişliler, Silindir, Çerçeveler

Saha ekipmanı bileşenleri düzenli olarak aşındırıcı topraklarla ve yüksek mekanik gerilmelerle karşı karşıyadır.

Sünek dökme demir dişli ve silindir şaftları Hayatta Giyin 1 000 saat şiddetli ortamlarda,

çerçeveler ve yapısal dökümler kaynak maliyetlerini en aza indirir ve yorgunluk ömrünü iyileştirir.

Enerji Sektörü: Rüzgar türbini muhafazaları, Şanzıman Korumalar, Petrol alanı bileşenleri

Sünek dökme demirin yüksek sönümleme, rüzgar türbini şanzımanlarındaki burulma titreşimlerini sönümlüyor, Güvenilirliği Artırma.

ADI'dan yapılan şanzıman kasaları, 10% Çelik ve alt rotor ataleti ile karşılaştırıldığında.

Petrol sahalarında, Downole aletleri ve valf gövdeleri, aşındırıcı tuzlu tuzlu tuzlulara dayanırken, 50 MPa.

Tüketici aletleri ve araçları

Sünek dökme demir, tencere için termal kütle ve dayanıklılık sunar (Hollanda fırınları, dökme demir tava).

Sünek Demir Soket Anahtarları ve Boru Wrench COMBERLER KIRILMADI, takım ömrünü uzatmak.

9. Sünek dökme demirin çekirdek artıları ve eksileri

Artıları

Dengeli güç ve tokluk:

Sünek demir, 400–1 000 MPa ve uzamalar 2–18, Üstün mukavemet / ağırlık oranı elde etmek.

Otomotiv uygulamalarında, Örneğin, Krank mili ağırlığı düşebilir 20–30 Çelik meslektaşlarıyla karşılaştırıldığında.

Mükemmel aşınma ve yorgunluk direnci:

Sferoidal grafit nodülleri stres konsantrasyonlarını en aza indirir, Yorgunluk sınırlarını etkinleştirmek 300 MPa.

Bu, sünek demiri dişliler için ideal hale getirir, süspansiyon bileşenleri, ve döngüsel yükleme altındaki diğer parçalar.

Üstün Dökülebilirlik:

Nispeten düşük bir sıvı ile 1 150–1 200 °C ve iyi akışkanlık, Sünek demir, minimum büzülme ile karmaşık geometriler oluşturur (0.8–1.0).

Döküm ve işleme maliyetleri 30–50 daha düşük Karşılaştırılabilir çelik ambalajlardan daha.

Korozyon ve termal stabilite:

Grafit nodülleri korozyona karşı doğal bir bariyer sağlar. Yüzey tedavilerinden sonra, Sünek dökme demir bağlantı parçaları genellikle toprak veya su ortamlarında bir yüzyıl sürer.

Sıcaklıklara dayanır 300 °C düşük bir termal genişleme katsayısı ile.

Maliyet Verimliliği:

Hammaddeler ucuzdur, ve eritme nispeten düşük enerji gerektirir.

Isıl işlemden sonra yüksek mukavemetli çelik performansa yaklaşım yüksek mukavemetli çelik performansa yaklaşan modern notlar-austemped sünek demir gibi-, önemli genel maliyet tasarrufu sunmak.

Eksileri

Sıkı Proses Kontrolü:

Tek tip nodüllerin elde edilmesi, Mg/ne seviyeler ve minimal kükürt/oksijen. Kalite güvencesi üretim karmaşıklığına ve maliyetine katkıda bulunur.

Sınırlı Yüksek Sıcaklık Performansı:

Üstünde 350 °C, Güç keskin bir şekilde azalır ve grafit kabarcılığı sürünmeye yol açar.

Sünek demir egzoz manifoldları veya diğer sürekli yüksek ısı bileşenleri için uygun değildir.

İşleme Zorlukları:

Yüksek karbon içeriği, çatlamayı önlemek için önceden ısınma veya sonrası tavlama gerektirir.

Grafit hızlı bir şekilde araç giyer, Karbür kesiciler ve özel işleme stratejileri gerektiren.

Düşük sertlik:

Etrafta bir modül esneklik ile 160–170 GPA (Steel’in ≈’ine karşı 210 not ortalaması), Sünek dökme demir yük altında daha fazla deforme olur. Tasarımcılar genellikle telafi etmek için daha kalın bölümlere ihtiyaç duyar.

Çevresel Etki:

Erime ve nodülasyon önemli enerji tüketir ve kirleticiler üretebilir.

Atık bertarafı düzenleyici standartları karşılamalıdır. Deniz veya asidik ortamlarda, Sünek dökme demir ek koruyucu kaplamalar gerektirir.

10. Diğer malzemelerle karşılaştırma

Mühendisler sünek dökme demir değerlendirdiğinde (İTİBAREN) Belirli bir uygulama için, Özelliklerini sık sık gri dökme demirinkilere karşı tartıyorlar, dövülebilir demir, çelik alaşımları, alüminyum, Ve bronz.

Gri dökme demir vs. Sfero Döküm

Metrik Gri dökme demir (GI) Sünek dökme demir (İTİBAREN)
Grafit şekli Pul Küre (nodül)
Çekme Dayanımı (MPa) 200 – 300 400 – 900
Uzama (%) < 2 % 3 – 18 %
Yorgunluk dayanıklılığı (MPa) 80 – 120 200 – 400
Darbe Dayanıklılığı (CVN, J) 10 – 20 15 – 60
Esneklik Modülü (not ortalaması) 100 – 120 170 – 200
Döküm maliyeti Vs. Çelik Düşük 10 – 20 % GI'dan daha yüksek
Toplam Parça Maliyeti En düşük 20 – 30 % GI'dan daha düşük (Kuvvet-kritik olduğunda)
Tipik Kullanımlar Makine yatakları, fren rotorları, Kritik olmayan motor blokları Krank milleri, dişliler, süspansiyon kolları, pompa gövdeleri

Dövülebilir demir vs. Sfero Döküm

Metrik Dövülebilir demir Sünek dökme demir (İTİBAREN)
Üretim süreci Beyaz demir tavlama (48–72 saat @ 900 °C) Tek aşamalı nodülizasyon (Mg, TEKRAR)
Çekme Dayanımı (MPa) 200 – 350 400 – 900
Uzama (%) 3 – 10 % 3 – 18 %
Isıl işlem karmaşıklığı Uzun, enerji yoğun Nodülizasyon + İsteğe bağlı ısıl işlem
Döngü Süresi 2–3 gün (tavlama) Saat (döküm + nodülizasyon)
Maliyet (kg başına) Ilıman Daha düşük (daha basit süreç)
Tipik Kullanımlar El aletleri, küçük parantez, bağlantı parçaları Otomotiv bileşenleri, Ağır Makine Parçaları

Çelik alaşımlar vs. Sfero Döküm

Metrik Alçak çelik (örneğin, 4140) Sünek dökme demir (İTİBAREN)
Yoğunluk (g/cm³) ~ 7.85 ~ 7.20
Esneklik Modülü (not ortalaması) ~ 200 170 – 200
Çekme Dayanımı (MPa) 800 – 1 100 400 – 900
Uzama (%) 10 – 15 % 3 – 18 %
Yorgunluk sınırı (MPa) 300 – 400 200 – 400
Dökülebilirlik Fakir (Dövme/işleme gerektirir) Harika (Net Net Oyuncu)
İşlenebilirlik derecesi 30 – 50 % (Referans çelik = 100) 60 – 80 %
Kaynaklanabilirlik Ön ısıtma/sonrası ısı işlemi ile iyi Fakir (Ön ısıtma ve stres rahatlaması gerekir)
Maliyet (döküm + işleme) Yüksek (dövme veya işlenmiş kütükler) 20 – 50 % daha düşük (Net Net Şekil)
Tipik Kullanımlar Yüksek mukavemetli şaftlar, basınçlı kaplar, ağır yapısal bileşenler Krank milleri, pompa gövdeleri, dişli kutuları, makine çerçeveleri

Sünek demir vs. Alüminyum ve bronz

Metrik Alüminyum Alaşım (örneğin, 6061-T6) Bronz (örneğin, C93200) Sünek dökme demir (İTİBAREN)
Yoğunluk (g/cm³) ~ 2.70 8.4 – 8.9 ~ 7.20
Çekme Dayanımı (MPa) 290 – 310 ~ 350 400 – 900
Uzama (%) 12 – 17 % 10 – 15 % 3 – 18 %
Isı İletkenliği (W/m·K) ~ 205 ~ 50 – 100 35 – 50
Korozyon Direnci Harika (anodize edilmiş) Harika (deniz ortamı) Ilıman (kaplama veya alaşım gerekli)
Aşınma Direnci Ilıman Çok güzel (sürtünme karşıtı) İyiden mükemmele (Sınıfa bağlı olarak)
Maliyet (kg başına) Ilıman Yüksek (2–3 ×) Düşük ila orta
İşlenebilirlik Harika (RA ~ 0.2-0.4 um) Ilıman İyi (karbür takımları gerektirir)
Tipik Kullanımlar Uçak yapıları, ısı değiştiriciler, tüketici elektroniği Rulmanlar, burçlar, denizcilik donanımı Dişliler, süspansiyon bileşenleri, pompa gövdeleri, motor blokları

Sünek dökme demirin ne zaman lehine olması

  • Döngüsel veya yüksek yük bileşenleri: Di’nin gerilme mukavemeti kombinasyonu (≥ 500 MPa), yorgunluk dayanıklılığı (≥ 200 MPa), ve sönümleme bunu ideal hale getirir krank milleri, dişliler, ve süspansiyon kolları.
  • Net'e yakın karmaşıklık: Kum veya kabuk döküm sünek dökme demir işleme ödeneklerini azaltır 30–50 Çelikle karşılaştırıldığında, genel parça maliyetini düşürme.
  • Maliyet duyarlı orta hacimli üretim: Çelik ambalajlar veya işlenmiş alüminyum aşırı maliyetlere maruz kaldığında, Sünek demir, performans ve ekonomi dengesi sunar.
  • Aşındırıcı veya aşınmaya dayanıklı bağlantı parçaları: Uygun kaplamalar veya alaşımlı, Sünek dökme demir boru hatları ve pompa muhafazaları, agresif ortamlarda onlarca yıl sürüyor.

Diğer malzemeler hüküm sürdüğünde

  • Ultra hafif gereksinimler: Havacılık gövde derilerinde, Elektrikli araç gövdeleri, veya taşınabilir elektronik, Alüminyum veya magnezyum alaşımları eşsiz ağırlık tasarrufu sağlar.
  • Aşırı aşındırıcı ortamlar: Sıçrama Bölgeleri, klorlu proses çizgileri,
    veya asidik drenaj genellikle paslanmaz çelikler gerektirir (örneğin, 316, dubleks) pasif filmleri Di’nin kaplanmış veya alaşımlı engellerini aşanlar.
  • Yüksek sıcaklık hizmeti (> 350 °C): Türbin bileşenlerinde veya egzoz manifoldlarında,
    Nikel bazlı süper alaşımlar veya ısıya dayanıklı çelikler (örneğin, 17-4 PH) Sünek dökme demirin sürünür olacağı mukavemeti sürdür.
  • Maksimum tokluk ve kaynaklanabilirlik: Yapısal çelik kirişler ve kaplama boru hatları, dövme yaparken tercih edilir, kaynak, veya soğuk oluşturma tutarlı gerektirir, belgelenebilir performans.

11. Çözüm

Sünek dökme demir çok yönlü olarak öne çıkıyor, Maliyet etkin mühendislik malzemesi.

Onun küresel grafit Mikroyapı, nadir bir karışım sağlar yüksek çekme mukavemeti, önemli süneklik, Ve Mükemmel yorgunluk hayatı.

Üreticiler net yakın şekiller verebilir, sonraki işlemeyi en aza indirin, ve ısıl işlem yoluyla özellikleri uyarlayın, en önemlisi austempled sünek demir şeklinde (ADI).

Mütevazı korozyon güvenlik açığına rağmen, Sünek Iron’un Geri Dönüştürülebilirliği, sönümleme kapasitesi,

ve çok çeşitli standart sınıflar, onu otomotiv arasında vazgeçilmez hale getiriyor, boru hattı, tarımsal, enerji, ve tüketici pazarları.

Şu tarihte: BU, Bileşen tasarımlarınızı optimize etmek için bu gelişmiş tekniklerden yararlanmak için sizinle ortak olmaya hazırız., Malzeme seçimleri, ve üretim iş akışları.

Bir sonraki projenizin her performansı ve sürdürülebilirlik ölçütünü aşmasını sağlamak.

Bugün bizimle iletişime geçin!

 

SSS

Sünek dökme demiri gri dökme demirden ayıran şey?

Sünek dökme demir (İTİBAREN) içerir küre (nodüler) grafit Gri demirde bulunan pul grafit yerine.

Bu küresel nodüller künt çatlak yayılımı, önemli ölçüde daha yüksek gerilme mukavemeti sağlar (400–900 MPa) ve uzama (3–18 %) Gray Iron’un 200-300 MPa ve < 2 % uzama.

Sünek demir için hangi işleme hususları geçerlidir??

Sünek dökme demir makineleri karbon çeliğine benzer ancak gerektirir karbür alet Yüksek karbonlu nodülleri nedeniyle.

Önerilen kesme hızları arasında 150–250 m/i, 0.1-0.3 mm/rev yemleri ile.

Uygun soğutucu kullanımı, yerleşik kenarı önler. Yüksek sertlik veya ADI dereceleri, erken aşınmayı önlemek için daha yavaş hızlar veya seramik aletler gerektirebilir.

Sünek demir maliyetle alternatif malzemelerle nasıl karşılaştırılır??

  • Sünek demir vs. Gri demir: Sünek dökme demir hammadde maliyetleri ~ 10-20 % daha yüksek.
    Fakat, Azaltılmış duvar kalınlığı ve işleme ödenekleri genellikle toplam parça maliyeti 20-30 % Kritik uygulamalarda daha düşük.
  • Çelik Vs. Sünek demir: Sünek demir dökümleri genellikle 20-50 maliyeti % Eşdeğer çelik ambalajlardan veya ağır işlenmiş bileşenlerden daha az.
  • Alüminyum/bronz vs. Sünek demir: Sünek demir kg başına bronzdan daha ucuzdur (2–3 × daha yüksek maliyet) Ve, Alüminyumdan daha ağır olmasına rağmen,
    çok daha fazla güç sunuyor, yorgunluk hayatı, ve ağırlık birincil endişe olmadığında daha düşük malzeme maliyeti.
Yukarıya Kaydır