Nodularne: lastnosti, oznake in obseg

Železo - trd, odporen proti koroziji, vendar krhka železo-ogljik zlitine z vsebnostjo ogljika C v območju od 2.14 do 6,67%. Kljub obstoju specifičnega problema, pa ima različne vrste, lastnosti, aplikacije. Pogosto uporablja, je nodularne litine.

zgodba

Ta material je bil znan že pred našim štetjem IV stoletja. e. Njegove kitajske korenine so v VI. BC. e. V Evropi so prva omemba industrijske proizvodnje zlitine dne XIV, in v Rusiji - XVI stoletja. Vendar pa je proizvodnja nodularne litine tehnologija patentirana v Rusiji v XIX. Po razvoju AD Annosovym.

Ker so sive likalnike omejeno uporabo zaradi nizkih mehanskih lastnosti in jekla - so drage in imajo nizko trdoto in vzdržljivost, se je pojavilo vprašanje kovine ustvarja zanesljiv, trajen, trdna snov, medtem ko povečana trdnost in določeno fleksibilnost.

Kovaštvo ne pa zaradi plastičnih značilnosti, da so dovzetni za nekatere vrste plastičnega obdelavo (npr kovanje).

proizvodnja

Glavni način - taljenje v plavžih.

Začetni material za predelavo blast:

• Plačilo - železovo rudo, ki vsebuje kovinski oksid v obliki Ferum.
• Gorivo - koks in zemeljski plin.
• Kisik - se vbrizga skozi poseben nastavek.
• Talila - kemični tvorba na osnovi mangana in (ali) silicija.

Stopnje plavžu:

1. Pridobivanje čistega železa s kemijsko reakcijo železove rude z dovedenega kisika skozi pihalice.
2. Izgorevanje formacijami koks in ogljikovega oksida.
3. Naogljičenja kot čisti železa pri reakciji z CO in _CO2.
4. Nasičenje Fe ₃ C in mangana in silicija v odvisnosti od željenih lastnosti proizvodnje.
5. Izpust končno kovine v kalupe skozi taphole; odvajanje žlindre skozi luknjo žlindra.

Po končanem obratovalnega cikla plavžu pridobljeno železo, žlindra in dimnih plinov.

Kovinski izdelki proizvodnja domen

Odvisno od hitrosti ohlajanja lahko mikrostruktura nasičenost ogljika in dodatkov prejmejo več vrst železa:

1. Pig (belo) ogljik v vezani obliki, primarni cementa. Uporablja se kot surovina za taljenje drugo železo-ogljik obdelave zlitin. Do 80% proizvedene zlitine domeni.
2. Livarska (sivo) ogljik v obliki popolnoma ali delno prosti grafit, in sicer njenih plošč. Malootvetstvennyh uporablja za proizvodnjo delov telesa. Do 19% proizvedene z vlivanjem plavža.
3. Posebno: bogati ferozlitine. 1-2% Tip šteje proizvodnje.

Nodularna litina je bila pripravljena po toplotni obdelavi prašiča.

Teorija železa-struktur

Ogljikov s Ferum lahko tvori več različnih vrst zlitin za tip kristalne mreže, kot je prikazano v izvedbi mikrostrukture.

1. Prodiranje v trdni raztopini a-železo - ferita.
2. Prodiranje v trdni raztopini y-železo - avstenita.
3. Kemična tvorba Fe ₃ C (vezano stanje) - cementit. Primarni tvorjena s hitrim ohlajevanjem staljene tekočine. Sekundarna - počasen padec temperature od avstenita. Terciarna - postopno ohlajanje ferita.
4. Mehanska zmes ferita in cementitnih zrn - perlit.
5. Mehanska mešanica avstenitnih zrn in perlitno ali cementita - Ledebur.

Za litega železa je značilno posebno mikrostrukturo. Grafit lahko v obliki in vezani obliki zgornje konstrukcije, in so lahko v prosti obliki, v obliki raznih nečistoč. Na lastnosti vplivala tako osnovne zrna, in te formacije. Grafit frakcije so kovinske plošče, kosmiči ali krogle.

Oblika listov je značilno za sivo železo-atomi zlitine. To povzroča njihovo krhkost in nezanesljivost.

Vključki so puhasto nodularne litine kot pozitiven učinek na njihove mehanske izvedbe.

Sferični grafit konstrukcija nadalje izboljša kakovost kovine, ki vpliva na povečanje trdote, trajnosti, vzdržljivosti večjih obremenitvah. Take lastnosti ima visoko trdnostjo litega železa. Nodularne lastnosti vzroki ferita ali perlita osnove prisotnosti drobcev grafitnih vključkov.

Priprava feritno duktilnega železa

Izdelana je iz belega prašiča proeutectoid ingote z nizko vsebnostjo ogljika zlitine z žarjenjem z vsebnostjo ogljika 2,4-2,8% in ustrezni prisotnosti aditivov (Mn, Si, S, P). debelina stene žarjena priključni deli ne sme biti več kot 5 cm. Ulitki znatna debelina grafit v obliki plošč in želenih lastnosti niso dosegli.

Za pridobitev litina s feritno osnovno kovino so postavljeni v posebnih škatlah in prelijemo pesek. Tesno je zaprta posoda damo v segrevalno peč. Izvedite naslednje korake med žarjenje:

1. Gradnja segrevamo v peči na temperaturo 1000 = C in pustimo, da stoji pri konstantni ognju 10 do 24 ur. Zaradi razpok in primarne cementita Ledebur.
2. Kovinski ohladimo na 720 = C v peči.
3. Pri temperaturi 720 = C prenesejo s podaljšanim od 15 do 30 ur. Ta temperatura zagotavlja razpad sekundarne cementita.
4. V zadnjem koraku smo spet ohladili z delovnim peči 500 = C, in nato umakne v zrak.

Ta proces kaljenja se imenuje graphitizing.

Po obdelavi mikrostrukturi je feritna z zrni grafita kosmičev. Ta vrsta se imenuje "chernoserdechnym" saj je prelom je črn.

Priprava perlitne temprane litine

Tovrstna železo-ogljik zlitine, ki izhaja tudi iz proeutectoid bele, a je vsebnost ogljika njena povečana: 3-3.6%. Za ulitkov s perlitno osnovi, se dajo v škatle in prelijemo zdrobljenih prah železove rude ali mlin lestvice. Žarjenje Sam postopek je poenostavljen.

1. Temperatura Kovinski smo dvignili na 1000 = C, bodo 60-100 ur.
2. Oblikujte kul s peči.

Ker rumenenje pod delovanjem toplote pri kovinskega okolju difundira: sprostiti v cementit razpada grafit listov delno žarjen površinski sloj delov, poravnavo na rude ali žlindre površino. Pripravljena mehkejše, težko in nodularne topsheet "beloserdechnogo" nodularne litine s trdno obrambo.

To kaljenja se imenuje nepopolna. Zagotavlja razpad cementita in perlitno ledeburite na ploščo z ustreznim grafita. Po potrebi zrnat perlitno nodularna litina z višjo žilavost in plastičnosti, uporabijo dodatni material segrejemo na 720? C Tako se tvorijo zrna perlita z grafitom v obliki lističev vključkov.

Lastnosti, označevanje in uporaba feritnih nodularne litine

Dolgoročno "nadlegovanje" kovina v rezultatih peči v popolni razpad ledeburite in cementita v ferita. Zaradi tehnoloških zamotanost, zlitine z visoko vsebnostjo ogljika - feritno strukturo značilnost nizko ogljikovega jekla. Toda ogljika, ki ga sama ne bo stran - gre iz povezanega stanja železa v brezplačno. Temperatura učinek spreminja obliko grafita vključkov cepi.

Ferit struktura povzroči znižanje trdote, povečanje vrednosti trdnosti, prisotnost takšnih značilnosti kot žilavost in duktilnost.

Označevanje kovanega železa ferit razred: KCH30-6, KCH33-8, KCH35-10, KCH37-12 če:

CN - identifikacijo vrste - temprane;

30, 33, 35, 37: σ _A, 300, 330, 350, 370 N / ^mm2 - maksimalna obremenitev, ki se lahko prenese brez prekinitve;

6, 8, 10, 12 - raztezek, δ,% - indeks plastičnost (višja je vrednost, tem bolj dovzeten zdravljenje kovina tlak).

Trdota - okoli 100-160 HB.

Ta material, katerega zmogljivost je intermediat med na primer jekla in železa ogljika zlitine je siv. Nodularne litine s feritno perlitno podlagi nižje glede na odpornost proti obrabi, odpornost proti koroziji in trdnost utrujenosti, vendar višje mehanske vzdržljivosti, duktilnost, litje značilnosti. Z je njegova nizka cena pogosto uporabljajo v industriji za izdelavo delov, ki delujejo pri nizkih in srednjih obremenitvah: orodja, ohišja, zadnje osi, vodovod.

Lastnosti, označevanje in uporaba perlitne temprane litine

Zaradi nepopolnega žarjenja primarni, sekundarni in cementit Ledebur časa, da v celoti raztopi v austenitu, ki pri temperaturi 720? C se preoblikuje v perlit. Slednji je mehanska zmes ferita in cementitnih zrna terciarnih. Pravzaprav del ogljika ostane v vezani obliki, povzroči objekt, del - "sproščene" v grafitom v obliki lističev. Ko je to perlit lahko ploščo ali zrnata. Tako oblikovana perlitno temprane litine. Njegove lastnosti so posledica nasičen težje in manj upogljiva konstrukcija.

To je v primerjavi s feritna višjo korozijo, obrabo odporne lastnosti, njihova trajnost precej višja, vendar nižja duktilnost in značilnosti livnost. Občutljivost na mehanske obremenitve povečano površino, medtem ko ohranja trdoto in žilavost jedra proizvoda.

Označevanje kovana perlitno: KCH45-7, KCH50-5, KCH56-4, KCH60-3, KCH65-3, KCH70-2, KCH80-1,5.

Prva številka - določitev moči: 450, 500, 560, 600, 650, 700 in 800 N / ^mm2, oz.

Drugo - duktilnost zapis raztezek δ,% - 7, 5, 4, 3, 3, 2 in 1.5.

Perlit najdemo v strojništvu in instrument za modele, ki delujejo pri visokih obremenitvah nodularne aplikacije železo - tako statične in dinamične: odmične gredi, ročične gredi, deli sklopke, bati, ojnice.

toplotna obdelava

Material, pridobljen zaradi toplotne obdelave, in sicer žarjenje lahko podvržemo ponavljajočih metodami vplivov temperature. Njihov glavni namen - še večja moč, vzdržljivost, odpornost proti koroziji in staranju.

1. Popuščanje se uporablja za konstrukcije zahtevajo visoko trdoto in žilavost; proizvedena s segrevanjem na 900 = C, deli ohladimo s povprečno hitrostjo okoli 100 = C / sek ob uporabi motornega olja. Potem bi morala biti visoka počitnice z ogrevanjem na 650S in zračnim hlajenjem.
2. Normalizacije se uporablja za srednja enostavnih delov v peči s segrevanjem na 900 = C, pustimo stati pri tej temperaturi za obdobje od 1 do 1,5 ur in kasnejše ohlajanje na zraku. Troostite določa granuliranih perlit, čvrstost in zanesljivost trenje in obrabo. Uporablja se za preprečevanje trenja voljne litega železa z sijoče osnovi.
3. Žarjenje večkrat izvedemo pri izdelavi valjčne: ogrevanje - 900 ° C, ki imajo pri tem dolgoročno toplote, hlajenje z peči?. Če feritno ali feritno-perlitno strukturo kotalni duktilno železo.

Ogrevanje izdelke iz litega železa, se lahko izvede lokalno ali zapletena. Pri topikalnih aplikativnih visokofrekvenčnih tokov ali acetilen (lastni kaljenje). Za kompleks - peči za ogrevanje. Ko je lokalni segrevanje le zgornji sloj strdi, da poveča svojo trdoto in trdnost, vendar so ohranili duktilnost in viskoznosti indeksov jedra.

Pomembno je poudariti, da Kovaški nemogoče, ne samo zaradi nezadostnih mehanskih lastnosti, ampak tudi zaradi svoje visoke občutljivosti na nenadne spremembe temperature, kar je neizogibno pri kaljenju z vodnim hlajenjem.

Kotalni tempranega litega železa

Ta raznolikost velja tudi za voljne in dopirane, so sive (ASF), kovanje (APC) in visoke trdnosti (ACHV). APC se uporablja za proizvodnjo kovnega litega železa, ki je izpostavljen žarjenje ali normalizacije. Procesi se izvajajo z namenom izboljšanja njegove mehanske lastnosti in nastajanje novih značilnosti - odpornost nosijo na trenje z drugimi deli.

Označeno: 1-APC, APC-2. Uporablja se za proizvodnjo ročične gredi, zobnikov, ležajev.

Vpliv dodatkov na lastnosti

Poleg osnove železa grafit in imajo v svoji sestavi, in druge komponente, ki prav tako povzročajo lastnosti litine: mangan, silicij, fosfor, žveplo nekaj legirnih elementov.

Mangan izboljša tekočnost staljene kovine, odpornost proti koroziji in odpornost proti obrabi. To prispeva k trdote in trdnosti vezave ogljika z železom v kemijsko formulo Fe ₃ C, tvorbo granul perlita.

Silicij ima tudi pozitiven vpliv na pretočnost staljene zlitine, prispeva k razpadu cementita in grafitni vključkov dodelitve.

Žveplo - negativen, vendar neizogibna sestavina. To zmanjšuje mehanske in kemijske lastnosti, stimulira nastajanje razpok. Vendar pa je racionalno odnos z vsebnostjo drugih elementov (npr mangan) popravi mikrostrukturne procesov. Tako, ko je razmerje Mn-S 0,8-1,2 perlit shranimo pri morebitnih vplivov temperature časovnih. S povečanjem razmerja 3 je mogoče dobiti poljubno strukturo odvisno od nastavljenih parametrov.

Fosfor se spreminja na bolje fluidnost vpliva na moč, zmanjša žilavost in duktilnost, vpliva na trajanje grafitizacijo.

Krom in molibden ovirali oblikovanje grafitne kosmičev, v nekaterih vsebinah pospeši tvorbo granuliranega perlit.

Volfram poveča odpornost proti obrabi pri obratovanju na področjih visokih temperaturah.

Aluminij, nikelj in baker prispevajo k grafitizacijo.

Z nastavitvijo količine kemijskih elementov, ki sestavljajo zlitina železa z ogljikom, kot tudi njihovo razmerje, lahko vplivajo na končne lastnosti litine.

Prednosti in slabosti

Nodularna chugun- material s široko uporabo v stroki. Njegove glavne prednosti so:

• visoke stopnje trdote, odpornost, trdnost, skupaj z pretočnost nositi;
• običajne značilnosti žilavosti in duktilnosti;
• obdelovalnost z obdelavo tlaka, v nasprotju s sive litine;
• lastnosti različnih zapisu popravkov izvedbe pod določenimi metodami termično in kemično-termično obdelavo;
• nizki stroški.

Slabosti so posamezne lastnosti:

• krhkost;
• prisotnost vključkov grafit;
• slaba uspešnost v rezanje;
• pomembnih litine teže.

Kljub obstoječim pomanjkljivostim, kovinsko litje zavzema kritično mesto v metalurgiji in strojni gradnji. Proizvaja tako pomembne podrobnosti kot ročične gredi, dele zavorne blazinice, zobnike, bate, spojne palice. Ob majhni vrsti blagovnih znamk je posamezna niša v industriji vlečna litina. Njegova uporaba je značilna za tiste obremenitve, pri katerih uporaba drugih materialov ni verjetna.