Legura lijevanog željeza: ocjene, svojstva i primjena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Legirano željezo je materijal koji se proizvodi topljenjem u visokim pećima. Može sadržavati različite količine ugljika. Ovisno o kvantitativnom sadržaju ove tvari, razlikuju se dvije vrste lijevanog željeza. Prva se zove konverzija, ili bijela, a druga je siva, ili ljevaonica.

Opis vrsta lijevanog željeza

Prva vrsta je sirovo željezo. Ovo je naziv materijala u kojem je ugljik predstavljen u obliku tvari kao što je cementit. U prelomu ima bijelu boju, otuda i ime. Takvo lijevano željezo karakterizira visoka tvrdoća i krhkost. Vrlo je teško strojno. Istodobno, oko 80% svega topljenog sirovog željeza je bijelo. Glavna svrha ove vrste materijala je daljnje pretapanje u čelik.

Siva legirana lijevano željezo je metal u kojem je ugljik prisutan u obliku duktilnog grafita. U pauzi mu je siva boja, što je odredilo i njegovo ime. Krhkost i tvrdoća takvog lijevanog željeza je manja od one bijelog lijevanog željeza, ali je mnogo bolje obrađena.

Svojstva legiranog lijevanog željeza ove vrste su sljedeća:

• Prije svega, vrlo dobro podnosi tlačna opterećenja.
• Drugo, ovaj metal je neosjetljiv na površinske nedostatke, a također ima dobru otpornost na kvar od zamora.

Međutim, ljevačko legirano lijevano željezo ima prilično slabu udarnu čvrstoću, kao i nisku duktilnost. Zbog ova dva nedostatka, prilično je teško koristiti takav materijal u konstrukcijske svrhe.

Opći opis razreda sivog lijeva

Danas postoje takve vrste legiranog sivog lijeva: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 i nekoliko drugih. Slova SCh u oznaci označavaju da se radi o sivom lijevanom željezu, a sljedeće dvije znamenke označavaju maksimalno opterećenje koje metal može izdržati kada se rastegne. Vlačna čvrstoća u ovom slučaju mjeri se u MPa.

Vorte sivog lijeva

Ljevačko legirano željezo ima nekoliko podtipova. Jedno od njih bilo je nodularno željezo. Ovaj uvjetni naziv dobio je materijal, koji se odlikuje činjenicom da je mekši i viskozniji od sive. Nabavite ga od bijelog lijevanog željeza. Da biste to učinili, koristite postupak žarenja, koji traje dugo. Oznake su ovdje otprilike iste, na primjer KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. Slova označavaju da je ovo lijevano željezo savitljivo, a sljedeća dva broja određuju vlačnu čvrstoću. Ali što se tiče posljednje jedne ili dvije znamenke, one karakteriziraju maksimalno relativno produljenje, kojemjereno u postocima.

Drugi podtip ljevaoničkog legiranog željeza je modificiran. Da biste ga dobili, morate dodati posebne elemente sivoj boji. Takvi modifikatori se dodaju prije izlijevanja tvari. Kao aditivi mogu se koristiti aluminij, silicij, kalcij i drugi. Ovi aditivi značajno povećavaju broj kristalizacijskih centara. Drugim riječima, doprinose značajnom smanjenju grafita.

Zahvaljujući ovim aditivima, specijalno legirano lijevano željezo karakteriziraju veće karakteristike čvrstoće, manja lomljivost i povećana otpornost na pucanje. Vrijedi dodati da su sve najbolje ocjene ove legure dobivene iz tako modificiranog materijala.

Vrste legure legure

Što znači legirano lijevano željezo? Legiranje je operacija uvođenja raznih nečistoća u sastav materijala koji mogu poboljšati njegove karakteristike. Za lijevano željezo, titan, krom, vanadij i drugi postali su takvi aditivi. Uvođenje legirajućih elemenata u sastav može povećati karakteristike kao što su čvrstoća, tvrdoća, otpornost na habanje, otpornost na koroziju i mnoge druge.

Danas, ovisno o količini legirajućih elemenata u lijevanom željezu, mogu se razlikovati tri vrste:

1. Ako su aditivi sadržani u količinama do 2,5% ukupne mase, onda je to niskolegirano lijevano željezo.
2. Srednjelegirani materijali su oni materijali čiji je sadržaj tvari u rasponu od2,5 do 10%.
3. Posljednja vrsta je visoko legirana, ako ukupni sadržaj modifikatora prelazi 10%.

Tvari za legiranje, označavanje

Prema GOST-u, legirano lijevano željezo mora sadržavati određenu količinu tvari za korištenje u određenom području. Osim toga, označavanje je također standardno. Na primjer, ChN15D7Kh je legura visoke čvrstoće koja sadrži 15% nikla, 7% bakra i približno 1% kroma. Kao što vidite, u označavanju legirajući elementi su označeni jednim slovom, nakon čega slijedi broj koji označava kvantitativni sadržaj aditiva. Međutim, također može biti da brojka nedostaje, kao nakon kroma. To znači da je sadržaj tvari u sastavu oko 1%.

Što se tiče proizvodnje takvog lijevanog željeza, on je prilično jeftin. Istodobno, konačni proizvod ima dovoljno visoke performanse. Zahvaljujući ova dva faktora, opseg opisanog materijala se stalno povećava.

Vrste legure legure

Prirodno je da će dodavanje bilo koje tvari u sastav povećati bilo koju posebnu karakteristiku. Stoga se razlikuje nekoliko klasa legiranih materijala.

Dakle, lijevano željezo može biti otporno na habanje. Materijal koji pripada ovoj skupini karakteriziran je po tome što ima povećanu otpornost na abraziju, koja se javlja tijekom površinskog trenja. Ova kategorija uključuje lijevano željezo protiv trenja i trenja. Prvi od njih ima vrlo niskukoeficijent trenja. Zbog toga je glavna primjena legiranog lijevanog željeza navedenog tipa proizvodnja dijelova kao što su klizni ležajevi, čahure za njih i drugi dijelovi sa sličnim zahtjevima.

Frikcioni materijal, naprotiv, karakterizira prilično visok koeficijent trenja, pa se stoga najčešće koristi u proizvodnji kočnih uređaja za razne mehanizme, opremu itd.

Nehrđajuće lijevano željezo

Mnogi ljudi znaju da postoji metal koji se zove nehrđajući čelik. Zapravo, ovo nije baš točna definicija. Upravo se takve legure razlikuju po tome što je njihova otpornost na koroziju prilično visoka. Imenovano lijevano željezo najviše se koristilo u brodogradnji. Ako se u sastav željeza kao legirni element doda više od 12% kroma i što je više moguće smanji sadržaj ugljika, tada će se kao rezultat dobiti takva legura.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 postale su njegove najčešće marke. Razlikuju se po tome što zadržavaju visoku otpornost na koroziju čak i u agresivnim okruženjima, imaju dobru otpornost na kavitaciju i trošenje u okruženju pare i vode.

Mala, ali još uvijek prilično popularna skupina je lijevano željezo otporno na toplinu. Glavna prednost materijala je da je prilično teško oksidirati, a također dobro zadržava svoje kvalitete na povišenim temperaturama.

Uvođenje bakra

Trenutnovrijeme, sve češće počinju koristiti lijevano željezo s dodatkom bakra. Uvođenje ovog aditiva u leguru značajno poboljšava njezine kvalitete lijevanja. Najbolje od svega, to utječe na fluidnost materijala. Osim toga, sklonost pucanju i poroznosti skupljanja je uvelike smanjena.

Ugradnja 0,5% Cu (bakra) čini lijevano željezo dovoljno prikladnim za izlijevanje u dijelove debljine stijenke od 10 do 25 mm. Ako je potrebno povećati debljinu stijenke budućih elemenata, tada će biti potrebno povećati kvantitativni sadržaj bakra, kao i njegovih kompleksa. Ovdje je vrijedno napomenuti da se učinak dodavanja bakra može poboljšati ako se u leguru uvedu elementi poput antimona ili bizmuta.

Ako će se ekvivalent ugljika povećati, tada će se smanjiti utjecaj bakra na kristalizaciju grafita. Legiranje lijevanog željeza s bakrom također može spriječiti izbjeljivanje u površinskim slojevima, a također uvelike povećati tvrdoću prema sredini. To je prilično vidljivo kod taljenja košuljica cilindara, glava blokova od lijevanog željeza i drugih predmeta.

Složeno legirano lijevano željezo

Za uspješno topljenje lijevanog željeza koje se može koristiti za lijevanje košuljice cilindara, potrebno je koristiti ne samo razne ferolegura, već i indukcijsku peć. Za izvođenje lijevanja takvih dijelova koriste se marke IChKhN4, ChN1KhMD i ChNMSh i nekoliko drugih vrsta. Njihova posebnost je da se svi dijelovi tope u kalup tankih stijenki ili masivni kalup.

Iglastruktura i materijal visoke čvrstoće

Mala varijanta sivog lijeva, koji pripada skupini otpornih na habanje, je materijal iglaste strukture. Stupanj dopinga u takvom materijalu je prilično nizak. Sadržaj silicija i ugljika u njemu je također prilično nizak. U tom slučaju, količina tvari kao što su bakar, molibden, nikal i neki drugi modifikatori raste ovisno o potrebnoj debljini stijenke, kao i ovisno o načinu lijevanja koji će se koristiti.

Druga sorta je materijal visoke čvrstoće. Ovo je mala sorta sivog lijeva, koja se odlikuje sadržajem nodularnog grafita. Da bi se dobila takva struktura, potrebno je u leguru uvesti magnezij, cerij i bizmut. Dodatak ova tri legirajuća elementa pretvara duktilni grafit materijala za lijevanje u sferoidni grafit. Ovaj se tip razlikuje po tome što su njegove mehaničke kvalitete mnogo veće od ostalih vrsta lijevanog željeza. Do danas se proizvodi oko 10 različitih vrsta legure ove kategorije. Takav materijal može se savršeno koristiti u brodogradnji umjesto kovnog tipa. A najčešća vrsta nodularnog željeza je magnezij (s velikom količinom magnezija u sastavu).