Typer af støbejern, klassificering, struktur, egenskaber, mærkning og anvendelse af

I dag, næsten ingen sfære af menneskers liv, som ikke ville have brugt jern. Dette materiale er kendt for menneskeheden i lang tid og har et fremragende ry som et praktisk anliggende. Støbejern - grundlag af et stort antal dele, samlinger og mekanismer, og i nogle tilfælde endda selvforsynende produkt, der kan udføre de funktioner, der er pålagt den. Derfor, i denne artikel vil vi være meget opmærksomme på denne jernforbindelser. Også finde ud af, hvad er den slags støbejern, deres fysiske og kemiske egenskaber.

definition

Jern - dette er virkelig en unik legering af jern og carbon, hvor mere end 90% Fe, og C - højst 6,67%, men ikke mindre end 2,14%. Ligeledes kan carbon være af jernet i form af cementit eller grafit.

Carbon giver legeringen en tilstrækkelig høj sejhed, men på samme tid, sænker sejheden og duktiliteten. I denne henseende jern er et skørt materiale. Også i visse mærker af støbejern tilføje specielle additiver, som er i stand til at give en forbindelse med visse egenskaber. I rollen af legeringselementer kan være: nikkel, chrom, vanadium, aluminium. jern densitetsindeks er 7200 kg per kubikmeter. Fra hvad vi kan konkludere, at vægten af støbejern - et tal, der ikke kan kaldes lille.

historiske oplysninger

Råjern har længe været kendt for mennesket. Den første omtale af legeringen dateret til det sjette århundrede f.Kr..

I Kina i oldtiden, blev jern opnået med en temmelig lav smeltetemperatur. I Europa jern begyndte at komme omkring i det 14. århundrede, da de først begyndte at bruge højovne. På det tidspunkt, en støbejern gik til produktion af våben, ammunition, reservedele til byggeri.

På det område af russiske råjern produktion af aktive principper i det 16. århundrede, og derefter voksede hurtigt. I tider Petra I Rossiyskaya Empire, hvad angår produktion af støbejern var i stand til at undgå alle de nationer i verden, dog allerede hundrede år har igen begyndt at tage deres positioner på markedet af ferro metalindustrien.

Jern støbning blev brugt til at skabe en bred vifte af kunstværker i den æra af middelalderen. Især i det 10. århundrede kinesiske mestre kastet en helt unik figur af en løve, hvis vægt overstiger 100 tons. Startende fra det 15. århundrede i Tyskland, og derefter i andre lande, støbejern har modtaget den bredeste udbredelse. Fra det gjorde hegn, grill, park skulpturer, havemøbler og gravstene.

I de sidste år af det 18. århundrede støbejern så meget som muligt involveret i arkitekturen i Rusland. En 19. århundrede og generelt kaldes "jernalder", da legeringen meget aktivt brugt i arkitekturen.

Egenskaber

Der findes forskellige typer af støbejern, men den gennemsnitlige smeltetemperatur af metalforbindelsen er omkring 1200 grader Celsius. Dette tal er 250-300 grader mindre, end der kræves til stål smeltning. Denne forskel er associeret med en temmelig højt kulstofindhold, hvilket fører til mindre end dets tætte forhold til jernatomerne på det molekylære niveau.

På tidspunktet for smeltning og efterfølgende krystallisation af carbon indeholdt i støbejern, har ikke tid til at trænge helt ind i den molekylære gitter af jern, og fordi jern endeligt opnåede er ganske skør. I denne forbindelse er det ikke, når der er konstante dynamiske belastninger. Men mens det er fantastisk for de dele, der har høje krav til styrke.

produktionsteknologi

Absolut alle former for støbejern produceret i en højovn. Faktisk, processen med smeltning - snarere omstændelig aktivitet, der kræver betydelige investeringer materiale. Et ton jern kræver omkring 550 kg af koks og næsten et ton vand. Forskydning malm i ovnen afhænger af jernindholdet. Oftest anvendes malm, hvor jern ikke er mindre end 70%. En mindre næringsstofkoncentrationer er uønsket, da det vil være økonomisk ufordelagtig at bruge.

Det første trin i produktionen

jern smeltning finder sted som følger. Primært i ovnen er fyldt malm og kokskul kvaliteter, der tjener til udledning og opretholde den ønskede temperatur inden i ovnen akslen. Desuden er disse produkter er i færd med at brænde deltage aktivt i kemiske reaktioner som reducerer jern.

Parallelt med ovnen skibe flux tjener som en katalysator. Det hjælper til at smelte klipperne hurtigere, hvilket bidrager til en hurtig frigivelse af jern.

Det er vigtigt at bemærke, at malmen før de lægges i ovnen udsættes for en særlig forbehandling. Hendes knuste knuseanlæg (fine partikler smelter hurtigere). Efter at den er vasket for at fjerne partikler, som ikke indeholder metal. Derefter rå kalcineret derved fjernes derfra svovl og andre fremmede elementer.

Den anden fase af produktionen

Den lastet og klar til driften af ovnen tilføres naturgas gennem særlige brændere. Cox opvarmer råmaterialet. Dette frigiver carbon, som kombinerer med oxygen og danner et oxid. Dette oxid er så deltager i reduktionen af jern fra malm. Bemærk, at med en stigning i mængden af gas i ovnen hastighed af den kemiske reaktion er reduceret, og når den når et bestemt forhold, og alle stopper.

Overskydende carbon trænger ind i smelten og omfatter en forbindelse med jern og danner vinder cast. Alle disse elementer er ikke smeltet, er på overfladen og til sidst fjernes. Dette affald kaldes slagge. Det kan også bruges til produktion af andre materialer. Former af jern opnås på denne måde, kaldes støbning og svin.

differentiering

Moderne klassificering af jern legeringer indebærer opdeling af data i følgende typer:

• Hvid.
• Halvhjertet.
• Grå flagegrafit.
• Høj styrke kuglegrafit.
• Smedning.

Lad os undersøge hver type for sig.

hvid støbejern

Så det kaldte jern en, der praktisk talt alt kulstof er kemisk bundet. I engineering er denne legering bruges ikke meget ofte, fordi det er svært, men meget skør. Han kan heller ikke bearbejdes af forskellige skærende værktøjer, og derfor bruges til ved injektion af dele, der ikke kræver nogen behandling. Selv om denne type af støbejern tillader slibning slibeskiver. Hvid støbejern kan være både almindelig og doteret. I denne svejsning det forårsager vanskeligheder ledsaget af dannelsen af forskellige fraktur under afkøling eller opvarmning, samt på grund af uensartethed af strukturdannende i svejsestedet.

Hvide støbejern fremstillet slitage på grund af primær krystallisation af den smeltede legering under afkøling flygtigt. Oftest de anvendes til at arbejde under tørre friktionsforhold (fx bremseklodser), eller til fremstilling af dele, der har høj slidstyrke og varmemodstand (roll mills).

Af den måde, har hvid støbejern fik sit navn på grund af det faktum, at udseendet af hans pause - lys krystal, strålende overflade. Strukturen af jern er et sæt af ledeburi- tisk, perlit og cementit sekundær. Hvis jern underkastes doping, så det omdannet til troostite perlit, austenit eller martensit.

halvdelen støbejern

Klassificering af støbejern vil være ufuldstændig, hvis vi ikke nævner denne art af en metallegering.

For typisk kombination af nævnte jernkarbid og eutektisk grafit i sin struktur. Generelt er den fulde struktur er som følger: grafit, perlit, Ledebour. Hvis støbejern udsat for varmebehandling eller legering, vil det føre til dannelsen af austenit, martensit og nåleformet troostite.

Denne type af jern er temmelig skrøbelig, så dens anvendelse er meget begrænset. Den meget samme navn af legeringen er såkaldte grund af sin pause - en kombination af mørke og lyse områder i krystalstruktur.

Den mest almindelige teknik materialer

Gråt støbejern GOST 1412-1485 indeholder i sin sammensætning ca. 3,5% carbon, 1,9 til 2,5% silicium og 0,8% mangan, 0,3% phosphor og mindre end 0,12% svovl.

Denne grafitstøbejern har en pladeform. Det kræver ikke særlig modifikation.

Grafitplader har i høj grad svækker virkningen fordi gråt støbejern og er kendetegnet ved meget lav sejhed og næsten ingen forlængelse (Me tal er 0,5%).

Gråt støbejern behandles godt. Strukturen af legeringen kan være som følger:

• Ferrit-grafit.
• Ferrit-perlit, grafit.
• Perlit, grafit.

Trykstyrke gråt støbejern er meget bedre end i spænding. Det er også temmelig god svejsninger, men kræver forvarmning, og som et fyldmateriale, der skal anvendes særlige jernstænger med et højt indhold af silicium og carbon. Uden forvarmning af svejsningen er vanskelig, fordi blegning jern i svejsezonen vil forekomme.

Det producerer grå jern dele drift i fraværet af det chok belastning (trisser, dæksler, stel).

Udpegning af jern sker efter princippet: MF 25-52. To bogstaver angiver, at dette er gråt støbejern, antallet af 25 - figur trækstyrke (i MPa eller kgf / ^mm2), antallet 52 - trækstyrke i bøjningsmoment.

høj duty støbejern

SG-jern er fundamentalt forskellig fra hans andre "brødre" i, at det indeholder kugleformet grafit. Den opnås ved indføring i den smeltede legering af specifikke modifikatorer (Mg, Ce). Antallet af graphitic indeslutninger og deres lineære dimensioner kan være forskellige.

Hvad god kuglegrafit? Det faktum, at denne form for minimalt svækker metal base, som på sin side kan være perlit, ferrit eller perlit-ferrit.

Gennem brug af varmebehandling eller legere jern base kan nålet-troostite, martensitiske, austenitisk.

Frimærker duktilt jern er varierede, men generelt er det sådan betegnelse: HF 40-5. Det er let at gætte, RF - er duktilt jern, nummer 40 - en indikator for trækstyrke (kgf / ^mm2), antallet af 5 - relative strækning udtrykt i procent.

duktilt jern

Strukturen af duktilt støbejern består i, at den indeholder grafit i et flaget eller sfærisk form. I dette tilfælde kan flagegrafit have en anden dispersion og kompakthed, hvilket igen har en direkte indflydelse på de mekaniske egenskaber af støbejern.

I industrien er duktilt jern ofte fremstillet af et ferritisk base, der giver større fleksibilitet.

Udseende fraktur ferritisk duktilt støbejern har en sort fløjlsagtig udseende. Jo højere mængden af perlit i strukturen, desto lysere bliver knækket.

Generelt er duktilt støbejern opnået fra de hvide støbejern grund lang længsel i ovne opvarmet til en temperatur på 800-950 grader Celsius.

Til dato er der to måder at fremstille jern: europæiske og amerikanske.

Amerikansk metode er Mathed legering i sand ved en temperatur på 800-850 grader. I denne proces, grafit er mellem kerner af rent jern. Som et resultat, jern erhverver viskositet.

I den europæiske metode til støbning sygne hen i jernmalm. Temperaturen i dette tilfælde er ca. 850-950 grader Celsius. Carbon ind i jernmalm, hvorved decarburizing overfladelaget bliver blødt og støbegods. Jern bliver sejt og bevarer kernen skrøbelighed.

Mærkning af duktilt jern: 40-6 CN, hvor CN - er naturligvis , støbejern; 40 - Trækstyrke indikator; 6 - forlængelse%.

Andre indikatorer

Som til adskillelse af jern i styrke, er der anvendes følgende klassificering:

• Normal styrke: Rm til 20 kg / ^mm2.
• Forøget styrke: Rm = 20 - 38 kg / ^mm2.
• Høj styrke: Rm = 40 kg / ^mm2 eller højere.

For duktilt støbejern er opdelt i:

• Nonplastic - Forlængelse mindre end 1%.
• Maloplastichnyh - fra 1% til 5%.
• Plast - fra 5% til 10%.
• Øget duktilitet - mere end 10%.

Afslutningsvis også gerne være sikker på at bemærke, at egenskaberne af enhver jern er en ganske betydelig indflydelse selv formen og arten af fyld.