Besi mulur: ciri-ciri, tanda-tanda dan skop

Besi - keras, tahan kakisan, tetapi rapuh aloi besi-karbon dengan kandungan karbon C dalam julat 2,14-6,67%. Walaupun kewujudan satu masalah tertentu, ia mempunyai pelbagai jenis, ciri, aplikasi. Banyak digunakan adalah besi mulur cast.

cerita

Bahan ini telah dikenali sejak BC abad IV. e. akar dari China berada di dalam VI. SM. e. Di Eropah, sebutan pertama pengeluaran perindustrian aloi bertarikh XIV, dan di Rusia - abad XVI. Tetapi teknologi pengeluaran besi mulur dipatenkan di Rusia pada abad XIX itu. Selepas pembangunan AD Annosovym.

Sejak besi kelabu terhad digunakan kerana sifat-sifat mekanikal yang rendah, dan keluli - yang mahal dan mempunyai kekerasan yang rendah dan ketahanan, timbul persoalan logam mewujudkan kekuatan yang boleh dipercayai, tahan lama, pepejal, manakala telah meningkat dan fleksibiliti tertentu.

besi tempa tidak, bagaimanapun, kerana ciri-ciri plastik, ia meminjam dirinya untuk beberapa jenis kerja plastik (cth, maju).

pengeluaran

Cara utama - peleburan dalam relau bagas.

Bahan-bahan permulaan untuk pemprosesan letupan:

• Bertanggungjawab - bijih besi yang mengandungi oksida logam dalam bentuk Ferum itu.
• Bahan api - kok dan gas asli.
• Oxygen - disuntik melalui tombak khas.
• Fluks - pembentukan kimia berdasarkan mangan dan (atau) silikon.

Peringkat-peringkat relau bagas:

1. Pemulihan besi tulen oleh tindak balas kimia bijih besi dengan oksigen yang dibekalkan melalui tuyeres.
2. Pembakaran pembentukan kok dan karbon oksida.
3. Pengkarbonan dalam tindak balas besi tulen dengan CO dan CO _2.
4. Ketepuan Fe ₃ C dengan mangan dan silikon bergantung kepada sifat-sifat yang dikehendaki output.
5. Penyaliran logam siap ke dalam acuan melalui taphole itu; penyaliran sanga melalui lubang sanga ketik.

Setelah tamat kitaran operasi relau bagas diperolehi besi, sanga dan gas serombong.

Keluaran logam domain pembuatan

Bergantung kepada kadar penyejukan, mikrostruktur ketepuan karbon dan bahan tambahan boleh menerima beberapa jenis besi:

1. Babi (putih) karbon dalam bentuk terikat, simen utama. Digunakan sebagai bahan mentah untuk peleburan besi-karbon pemprosesan aloi lain. Sehingga 80% daripada domain aloi yang dihasilkan.
2. Foundry (kelabu) karbon dalam bentuk sepenuhnya atau separa bebas grafit, iaitu plat itu. Malootvetstvennyh digunakan untuk pengeluaran bahagian-bahagian badan. Sehingga 19% dihasilkan oleh pemutus relau bagas.
3. ferroalloys kaya: Special. 1-2% Jenis pengeluaran dipertimbangkan.

besi mulur telah disediakan oleh rawatan haba babi.

Teori besi struktur

Karbon dengan Ferum boleh membentuk beberapa jenis aloi untuk kristal jenis kekisi seperti yang ditunjukkan dalam penjelmaan mikrostruktur.

1. Penembusan dalam pepejal penyelesaian α-iron - ferrite.
2. Penembusan dalam pepejal penyelesaian γ-iron - austenit.
3. Pembentukan kimia Fe ₃ C (negeri terikat) - simentit. utama yang dibentuk oleh penyejukan pantas cecair lebur. Menengah - suhu penurunan perlahan dari austenit. Pengajian tinggi - penyejukan secara beransur-ansur ferit.
4. campuran mekanikal bijian ferit dan simentit - perlite.
5. campuran mekanikal bijirin austenit dan pearlit atau simentit - Ledebur.

Untuk besi tuang yang mempunyai ciri-ciri mikrostruktur khas. grafit boleh dalam bentuk dan bentuk terikat struktur di atas, dan mungkin di negeri ini dalam bentuk pelbagai kekotoran. Pada sifat terjejas kedua-dua bijirin asas, dan pembentukan ini. pecahan grafit adalah logam plat, kepingan atau sfera.

Bentuk daun adalah khas untuk kelabu aloi besi-karbon. Ia menyebabkan kerapuhan dan unreliability mereka.

Kemasukan besi mulur kembang daripada kesan positif ke atas prestasi mekanikal mereka.

struktur grafit sfera lagi meningkatkan kualiti logam, yang memberi kesan peningkatan dalam kekerasan, ketahanan, ketahanan beban yang ketara. ciri-ciri tersebut mempunyai kekuatan yang tinggi besi tuang. sifat besi mulur sebab-sebab ferit atau asas-asas pearlit kehadiran benda asing menyerpih grafit.

Penyediaan besi mulur ferit

Ia dihasilkan dari babi putih proeutectoid jongkong aloi rendah karbon oleh penyepuhlindapan dengan kandungan karbon 2,4-2,8% dan kehadiran yang berkaitan dengan bahan tambahan (Mn, Si, S, P). Ketebalan dinding bahagian anil mestilah tidak lebih daripada 5 cm. Castings besar ketebalan grafit adalah dalam bentuk plat dan sifat-sifat yang diingini tidak tercapai.

Untuk mendapatkan besi dengan logam asas ferit diletakkan di dalam kotak khas dan tuangkan pasir. Ketat bekas yang tertutup telah diletakkan di dalam relau pemanasan. Melaksanakan langkah-langkah berikut semasa penyepuhlindapan:

1. Constructions dipanaskan dalam relau pada suhu 1000? C dan dibenarkan bertanding pada haba tetap selama 10 hingga 24 jam. Akibat perpecahan dan Ledebur simentit utama.
2. Logam ini disejukkan ke 720? C dalam relau.
3. Pada suhu 720? C menahan berpanjangan dari 15 hingga 30 jam. Suhu ini memastikan perpecahan simentit menengah.
4. Pada langkah terakhir sekali lagi disejukkan dengan ketuhar kerja untuk 500? C, kemudian kamu mengundurkan diri kepada udara.

Proses penyepuhlindapan dipanggil graphitizing.

Selepas kerja mikrostruktur adalah ferit dengan bijirin grafit mengelupas. Jenis ini dipanggil "chernoserdechnym" kerana rehat hitam.

Penyediaan pearlit besi tuang boleh tempa

Ini jenis aloi besi-karbon, yang juga berasal dari putih proeutectoid, tetapi kandungan karbon daripadanya meningkat: 3-3,6%. Untuk tuangan dengan asas pearlit, mereka diletakkan di dalam kotak dan tuangkan bijih besi serbuk atau kilang skala dihancurkan. prosedur penyepuhlindapan sendiri adalah mudah.

1. suhu logam dinaikkan kepada 1000? C, disimpan 60-100 jam.
2. Mereka bentuk sejuk dengan relau.

Kerana kuning di bawah tindakan haba dalam persekitaran yang logam meresap: releasable dalam grafit simentit penguraian daun sebahagiannya anil bahagian lapisan permukaan, menetap di bijih atau sanga permukaan. Disediakan lebih lembut, keras dan mulur topsheet "beloserdechnogo" besi mulur dengan pertengahan yang kukuh.

penyepuhlindapan ini dipanggil tidak lengkap. Ia menyediakan perpecahan simentit dan pearlit ledeburite dalam pinggan dengan grafit yang sesuai. Jika perlu berbutir pearlit mulur besi tuang dengan kekuatan yang lebih tinggi dan keplastikan, menggunakan bahan tambahan dipanaskan kepada 720? C. Oleh itu terbentuk biji perlite dengan Kemasukan menyerpih grafit.

Properties, pelabelan dan penggunaan besi mulur ferit

Jangka panjang "menyusahkan" logam dalam keputusan relau dalam perpecahan lengkap ledeburite dan simentit dalam ferit. Oleh kerana selok-belok teknologi, aloi dengan kandungan karbon yang tinggi - ferit struktur ciri keluli rendah karbon. Tetapi karbon dengan sendirinya tidak akan pergi - ia pergi dari negeri ini yang berkaitan besi dalam percuma. Suhu kesan perubahan bentuk benda asing grafit mengelupas.

struktur ferit menyebabkan penurunan dalam kekerasan, meningkatkan nilai kekuatan, kehadiran ciri-ciri seperti keliatan dan kemuluran.

Menandakan besi tempa kelas ferrite: KCH30-6, KCH33-8, KCH35-10, KCH37-12 di mana:

CN - spesies pengenalan - mudah dibentuk;

30, 33, 35, 37: σ _yang, 300, 330, 350, 370 N / mm ² - beban maksimum yang ia boleh menahan tanpa melanggar;

6, 8, 10, 12 - pemanjangan, δ,% - indeks keplastikan (nilai, lebih mudah terdedah rawatan tekanan logam yang lebih tinggi).

Kekerasan - kira-kira 100-160 HB.

bahan ini di mana prestasi adalah perantaraan antara seperti keluli dan besi-karbon aloi adalah kelabu. besi mulur dengan asas ferit pearlit lebih rendah dari segi rintangan haus, rintangan kakisan dan kekuatan lesu, tetapi ketahanan mekanikal yang lebih tinggi, kemuluran, pemutus ciri-ciri. Dengan harga yang rendah digunakan secara meluas dalam industri untuk pembuatan bahagian-bahagian yang beroperasi pada beban rendah dan sederhana: gear, mencorakkan, gandar belakang, paip.

Properties, pelabelan dan aplikasi pearlit besi tuang boleh tempa

Oleh kerana rendah penyepuhlindapan tidak lengkap, menengah dan simentit Ledebur masa untuk membubarkan sepenuhnya dalam austenit, yang pada suhu 720? C berubah menjadi perlite. Yang terakhir adalah campuran mekanikal ferit dan simentit bijirin tinggi. Sebenarnya, sebahagian daripada karbon kekal dalam bentuk terikat, menyebabkan struktur, sebahagian - "yang dikeluarkan" di grafit mengelupas. Apabila perlite ini boleh menjadi plat atau berbintik. Dengan itu membentuk pearlit besi tuang boleh tempa. Ciri-cirinya adalah struktur lebih keras dan kurang liat tepu masanya.

Ini, jika dibandingkan dengan ferit mempunyai kakisan yang lebih tinggi, tahan haus hartanah, ketahanan mereka adalah lebih tinggi, tetapi lebih rendah kemuluran dan ciri-ciri castability. Mudah mendapat tekanan mekanikal meningkat permukaan sambil mengekalkan kekerasan dan ketahanan produk teras.

Menandakan tempa pearlit besi KCH45-7, KCH50-5, KCH56-4, KCH60-3, KCH65-3, KCH70-2, KCH80-1,5.

Pertama digit - penetapan kekuatan: 450, 500, 560, 600, 650, 700 dan 800 N / mm ^{2 masing-masing.}

Kedua - kemuluran notasi pemanjangan δ,% - 7, 5, 4, 3, 3, 2 dan 1.5.

aplikasi pearlit mulur besi dijumpai di dalam kejuruteraan mekanikal dan instrumen untuk reka bentuk yang beroperasi pada beban tinggi - kedua-dua statik dan dinamik: aci sesondol, aci engkol, bahagian-bahagian klac, omboh, rod penyambung.

rawatan haba

Bahan yang diperolehi disebabkan oleh rawatan haba, iaitu penyepuhlindapan mungkin tertakluk kepada berulang kaedah pengaruh suhu. tujuan utama mereka - walaupun kekuatan yang lebih besar, ketahanan, rintangan kakisan dan penuaan.

1. Pembajaan digunakan untuk struktur yang memerlukan kekerasan yang tinggi dan kekuatan; dihasilkan oleh pemanasan kepada 900? C, bahagian-bahagian yang disejukkan pada kadar purata kira-kira 100? C / sec menggunakan minyak enjin. Selepas ia perlu bercuti tinggi dengan pemanasan untuk 650S dan penyejukan udara.
2. Normalisasi digunakan bagi bahagian-bahagian yang mudah sederhana dalam relau oleh pemanasan untuk 900? C, masih berdiri pada suhu ini untuk tempoh 1 hingga 1.5 jam dan penyejukan berikutnya di udara. Troostite menyediakan perlite berbutir, ketegasan dan kebolehpercayaan geseran dan memakai. Ia digunakan untuk anti-geseran besi tuang boleh tempa dengan secara pearlit.
3. Penyepuhlindapan dilakukan berulang kali dalam pembuatan antifriction: pemanasan - 900 C, memegang pada suhu jangka panjang ini, penyejukan dengan relau?. ferit disediakan atau ferit-pearlit struktur antifriction besi mulur.

Pemanasan produk besi tuang boleh dilaksanakan di dalam negara atau kompleks. Untuk arus frekuensi tinggi gunaan topikal atau api asetilena (memegang pelindapkejutan). Untuk kompleks - pemanasan relau. Apabila pemanasan tempatan hanya lapisan atas adalah lebih keras, ia meningkatkan kekerasan dan kekuatannya, tetapi mengekalkan kemuluran dan kelikatan indeks bagi teras.

Ia adalah penting untuk menunjukkan bahawa penempaan besi mustahil, bukan sahaja kerana ciri-ciri mekanikal yang tidak mencukupi, tetapi juga kerana sensitiviti yang tinggi kepada perubahan suhu yang tiba-tiba, yang tidak dapat dielakkan apabila pelindapkejutan dengan penyejukan air.

Anti-geseran besi tuang boleh tempa

pelbagai ini juga boleh digunakan untuk mudah dibentuk, dan didopkan, mereka kelabu (ASF), memalsukan (APC) dan kekuatan yang tinggi (ACHV). APC digunakan untuk besi cast pengeluaran mulur, yang tertakluk kepada penyepuhlindapan atau pemulihan. Proses dijalankan dalam usaha untuk meningkatkan sifat-sifat mekanikal dan pembentukan ciri-ciri baru - rintangan haus dalam geseran dengan bahagian-bahagian lain.

Dilabel: 1-APC, APC-2. Digunakan untuk pengeluaran aci engkol, gear, galas.

Kesan tambahan ke atas hartanah

Selain daripada asas besi grafit dan mereka mempunyai dalam komposisi mereka, dan komponen lain, yang juga menyebabkan sifat-sifat besi tuang: mangan, silikon, fosforus, sulfur, beberapa elemen aloi.

Mangan meningkatkan flowability logam lebur, rintangan kakisan dan rintangan haus. Ia menyumbang kepada kekerasan dan kekuatan mengikat karbon dengan besi dalam formula kimia Fe ₃ C, pembentukan perlite berbutir.

Silikon juga mempunyai kesan positif ke atas ketidakstabilan aloi lebur, ia menyumbang kepada perpecahan simentit dan Kemasukan grafit peruntukan.

Sulphur - negatif, tetapi satu komponen yang tidak dapat dielakkan. Ia mengurangkan sifat-sifat mekanik dan kimia, merangsang pembentukan retak. Walau bagaimanapun, hubungan rasional dengan kandungannya unsur-unsur lain (contohnya, mangan) membetulkan proses mikrostruktur. Oleh itu, apabila nisbah Mn-S 0,8-1,2 perlite disimpan di mana-mana pengaruh suhu masa. Dengan meningkatkan nisbah kepada 3 ia adalah mungkin untuk mendapatkan apa-apa struktur yang dikehendaki bergantung kepada parameter pratetap.

Fosforus berubah untuk ketidakstabilan yang lebih baik memberi kesan kepada kekuatan, merendahkan kekuatan dan kemuluran, kesan ke atas tempoh graphitization.

Kromium dan molibdenum menghalang pembentukan kepingan grafit, dalam beberapa kandungan menggalakkan pembentukan perlite berbutir.

Tungsten meningkatkan rintangan memakai apabila beroperasi di kawasan suhu tinggi.

Aluminium, nikel dan tembaga menyumbang kepada graphitization.

Dengan melaraskan jumlah unsur-unsur kimia yang membentuk aloi besi-karbon, serta nisbah mereka, ia boleh memberi kesan kepada sifat akhir daripada besi tuang.

Kelebihan dan Kekurangan

Mulur chugun- bahan yang mempunyai penggunaan yang meluas dalam seni. Kelebihan utamanya adalah:

• tahap kekerasan, rintangan haus, kekuatan, bersama-sama dengan sifat berubah-ubah itu;
• Ciri-ciri biasa keliatan dan kemuluran;
• processability oleh rawatan tekanan, berbeza dengan besi tuang kelabu;
• hartanah pelbagai item penjelmaan pembetulan di bawah kaedah-kaedah tertentu rawatan haba dan kimia haba;
• kos rendah.

Kelemahan adalah ciri-ciri individu:

• kerapuhan;
• kehadiran benda asing grafit;
• prestasi yang lemah dalam memotong;
• tuangan berat badan yang ketara.

Walaupun masalah sekarang, besi mulur mengambil caj dalam metalurgi dan kejuruteraan mekanikal. Daripadanya dihasilkan seperti butiran penting seperti aci engkol, bahagian-bahagian brek pad, gear, piston, menghubungkan rod. Mempunyai pelbagai kecil jenama, niche individu dalam industri menduduki besi mulur. permohonan adalah khas untuk beban yang di bawahnya penggunaan bahan-bahan lain tidak mungkin.