Ħadid duttili: proprjetajiet, marki u l-ambitu

Ħadid - iebes, reżistenti għall-korrużjoni, iżda fraġli liga tal-ħadid karbonju b'kontenut ta 'karbonju ta' C fil-medda 2.14-6.67%. Minkejja l-eżistenza ta 'problema speċifika, hija għandha varjetà ta' tipi, il-proprjetajiet, l-applikazzjonijiet. Użat huwa ħadid fondut duttili.

istorja

Dan il-materjal ġie magħruf peress li l-QK IV seklu. e. għeruq Ċiniż tiegħu huma fil-VI. QK. e. Fl-Ewropa, l-ewwel referenza għall-produzzjoni industrijali tal-liga huma datati XIV, u fir-Russja - XVI seklu. Iżda t-teknoloġija tal-produzzjoni tal-ħadid duttili huwa bbrevettat fit-Russja fis-seklu XIX. Wara l-iżvilupp ta 'AD Annosovym.

Peress li l-mogħdija griż huma limitati fl-użu minħabba l-proprjetajiet mekkaniċi baxxi, u l-azzar - huma għaljin u jkollhom ebusija baxx u durabilità, qamet il-kwistjoni ta 'metall ħolqien ta' saħħa affidabbli, b'saħħtu, solidu, filwaqt li żdiedet u ċerta flessibbiltà.

wrought iron mhumiex, madankollu, minħabba l-karatteristiċi tal-plastik, tippresta ruħha għall xi tipi ta 'xogħol plastik (eż, forġa).

produzzjoni

Il-mod prinċipali - tidwib fl kalkari tal-funderija.

Il-materjali tal-bidu għall-ipproċessar blast:

• Ħlas - ħadid mhux maħdum fih ossidu tal-metall fil-forma Ferum.
• Fjuwil - kokk u gass naturali.
• Ossiġnu - huwa injettat permezz lance speċjali.
• Fluxes - formazzjoni kimika fuq il-bażi ta 'manganiż u (jew) silikon.

Stadji ta 'kalkara tal-funderija:

1. Irkupru ta 'ħadid pur permezz ta' reazzjoni kimika ta 'ħadid mhux maħdum bl-ossiġnu fornut permezz tuyeres.
2. Kombustjoni ta 'ossidi formazzjoni kokk u l-karbonju.
3. Carburizing fir-reazzjonijiet tal-ħadid pur ma 'CO u CO _2.
4. Saturazzjoni tal Fe ₃ C manganiż u silikon jiddependi fuq il-proprjetajiet mixtieqa ta 'l-output.
5. Waqt li tixxotta l-metall lest fil-forom permezz tal-Taphole; draining gagazza minn toqba vit gagazza.

Mat-tlestija taċ-ċiklu operattiv kalkara ta 'funderija miksuba ħadid, gagazza u flue gases.

Prodotti tal-metall dominju manifattura

Jiddependi fuq ir-rata tat-tkessiħ, il-mikrostruttura tal-saturazzjoni tal-karbonju u addittivi jistgħu jirċievu diversi tipi ta 'ħadid:

1. Majjal (abjad) Karbonju f'forma marbuta, il-siment primarja. Użat bħala materja prima għat-tidwib ta 'ligi oħrajn ipproċessar ħadid karbonju. Sa 80% tal-dominju liga prodotta.
2. Funderija (griż) Karbonju fil-forma ta 'grafita kompletament jew parzjalment bla ħlas, jiġifieri pjanċi tagħha. Malootvetstvennyh użat għall-produzzjoni ta 'partijiet tal-ġisem. Sa 19% prodotta mill-ikkastjar kalkara tal-funderija.
3. Ferroalloys sinjuri: Speċjali. 1-2% tip ta 'produzzjoni kkunsidrati.

ħadid duttili kien ippreparat minn trattament ta 'sħana ta' majjal.

It-teorija ta 'strutturi tal-ħadid

Karbonju ma Ferum jistgħu jiffurmaw diversi tipi ta 'ligi għat-tip kannizzata kristall kif muri fl-inkarnazzjoni ta' l-mikrostruttura.

1. Penetrazzjoni f'soluzzjoni solidu α-ħadid - ferrite.
2. Penetrazzjoni f'soluzzjoni solidu γ-ħadid - Austenite.
3. Il-formazzjoni kimika ta 'Fe ₃ C (-istat marbuta) - cementite. Il primarja hija ffurmata minn tberrid rapidu tal-likwidu imdewweb. Sekondarja - tnaqqis temperatura bil-mod mill Austenite. Terzjarja - l-tkessiħ gradwali tal-ferrite.
4. taħlita mekkaniku ta 'qmuħ ferrite u cementite - perlit.
5. taħlita mekkaniku ta 'qmuħ awstenita u pearlite jew cementite - Ledebur.

Għall-ħadid fondut huwa kkaratterizzat minn mikrostruttura speċjali. Il grafita jistgħu jkunu fil-forma u l-forma marbuta tad-istruttura ta 'hawn fuq, u jista' jkun fl-istat liberu fil-forma ta 'impuritajiet varji. Fuq il-proprjetajiet affettwati kemm qmuħ bażiċi, u dawn il-formazzjonijiet. frazzjonijiet grafita huma l-pjanċi tal-metall, qxur jew sferi.

Il-forma tal-weraq huwa tipiku għall ligi griż tal-ħadid ta 'karbonju. Dan jikkawża fraġilità tagħhom u ta 'affidabbiltà.

Inklużjonijiet huma fluffy ħadid duttili minn effett pożittiv fuq il-prestazzjoni mekkanika tagħhom.

L-istruttura tal-grafita sferika ttejjeb il-kwalità tal-metall, li jaffettwaw iż-żieda ebusija, l-affidabbiltà, estratti tagħbijiet sinifikanti. Tali karatteristiċi qawwa għolja ħadid fondut. proprjetajiet tal-ħadid duttili kawżi tiegħu ferrite jew baŜi pearlite tal-preżenza ta 'inklużjonijiet grafita saffi saffi.

Preparazzjoni ta 'ħadid duttili ferritiku

Huwa prodott minn majjal abjad proeutectoid liga f'ingotti baxx ta 'karbonju minn ittemprar b'kontenut ta' karbonju 2.4-2.8% u l-preżenza korrispondenti ta 'addittivi (Mn, Si, S, P). Il-partijiet ħxuna tal-ħajt ittemprati ma jridx ikun aktar minn 5 ċm. Fondut graffit ħxuna konsiderevoli huwa fil-forma ta 'pjanċi u l-proprjetajiet mixtieqa ma jintlaħqux.

Biex tikseb ħadid fondut bil-metall bażi ferritiku jitqiegħed f'kaxxi speċjali u ferra ramel. Sewwa f'kontenitur issiġillat ġie mqiegħed fil-forn tat-tisħin. Wettaq il-passi li ġejjin matul ittemprar:

1. Kostruzzjonijiet huma msaħħna fi fran għal temperaturi 1000? Ċ u jitħalla joqgħod fi sħana kostanti għal 10 sa 24 siegħa. Bħala riżultat ta 'qasmiet u Ledebur cementite primarja.
2. Il-metall huwa mkessaħ sa 720 ° C fil-forn.
3. F'temperatura ta '720? C jifilħu tittawwal minn 15 sa 30 siegħa. Din it-temperatura jiżgura l-diżintegrazzjoni tal-cementite sekondarja.
4. Fil-pass finali darb'oħra kien mkessaħ bl-forn ħidma għal 500 ° C, u mbagħad jirtiraw fl-arja.

Dan il-proċess annealing jissejjaħ graphitizing.

Wara mikrostruttura xogħol huwa ferrite ma ħbub ta 'saffi saffi grafita. Dan it-tip huwa msejjaħ "chernoserdechnym" peress waqfa huwa iswed.

Preparazzjoni ta 'ħadid fondut malleabbli pearlitic

Dan it-tip ta 'liga tal-ħadid tal-karbonju, li joriġina wkoll minn abjad proeutectoid, iżda l-kontenut ta' karbonju tagħhom hija miżjuda: 3-3.6%. Għal kkastjar għal bażi pearlitic, dawn jitpoġġew f'kaxxi u ferra l-ħadid mhux maħdum trab jew mitħna skala imfarrak. proċedura ittemprar nnifisha hija simplifikata.

1. temperatura tal-metall żdied għal 1000 ° C, miżmuma 60-100 siegħa.
2. Disinn jibred ma l-forn.

Minħabba sfurija taħt l-azzjoni ta 'sħana f'ambjent metalliku jinfirex: rilaxxat fil-grafita dekompożizzjoni cementite weraq temprat parzjalment partijiet saff tal-wiċċ, soluzzjoni fuq mineral jew gagazza wiċċ. Ippreparat artab, iebsa u duttili topsheet "beloserdechnogo" ħadid duttili ma 'nofs solidu.

Dan ittemprar tissejjaħ kompluta. Huwa jipprovdi l-diżintegrazzjoni ta ledeburite cementite u pearlite fuq il-pjanċa bl-grafita xierqa. Jekk ikun meħtieġ duttili pearlitic granulari ħadid fondut bil toughness ogħla u plastiċità, jużaw materjal addizzjonali imsaħħna sa 720? C. Għalhekk huma ffurmati ħbub ta 'perlit ma inklużjonijiet grafita saffi saffi.

Proprjetajiet, it-tikkettar u l-applikazzjoni tal-ħadid duttili ferritiku

fit-tul "vessazzjoni" metall fir-riżultati forn fi diżintegrazzjoni kompleta ta ledeburite u cementite fl-ferrite. Minħabba l-intricacies teknoloġiċi, il-liga b'kontenut għoli ta 'karbonju - karatteristika istruttura ferritiku ta ' l-azzar ta 'karbonju baxx. Iżda karbonju minnu stess ma jmorrux lil hinn - tmur mill-istat assoċjat ta 'ħadid fil ħielsa. effett bidliet fit-temperatura l-forma ta 'inklużjonijiet grafita saffi saffi.

istruttura ferrite tikkawża tnaqqis fil ebusija, żieda valuri ta 'robustezza, il-preżenza ta' tali karatteristiċi bħall toughness u duttilità.

Immarkar wrought klassi ferrite ħadid: KCH30-6, KCH33-8, KCH35-10, KCH37-12 fejn:

NM - speċi identifikazzjoni - malleabbli;

30, 33, 35, 37: σ _a, 300, 330, 350, 370 N / ^mm2 - tagħbija massima li jista 'jiflaħ mingħajr ma jitkissru;

6, 8, 10, 12 - titwil, δ,% - indiċi plastiċità (l-ogħla valur, l-aktar suxxettibbli t-trattament tal-pressjoni tal-metall).

Ebusija - madwar 100-160 HB.

Dan il-materjal li l-prestazzjoni hija intermedja bejn bħall-azzar u ħadid karbonju liga huwa griż. ħadid duttili mal-bażi ferritiku pearlitic inferjuri f'termini ta 'reżistenza jilbsu, reżistenza għall-korrużjoni u s-saħħa għeja, iżda reżistenza mekkanika ogħla, duttilità, ikkastjar karatteristiċi. Mal-prezz baxx tiegħu hija użata ħafna fl-industrija għall-manifattura ta 'partijiet li joperaw fil tagħbijiet baxx u medju: gerijiet, housings, fusien ta' wara, plumbing.

Proprjetajiet, it-tikkettar u l-applikazzjoni ta 'ħadid fondut malleabbli pearlitic

Minħabba l inkomplet ittemprar primarja, sekondarja u Ledebur cementite ħin biex jinħall kompletament fl Austenite, li f'temperatura ta '720 ° C hija trasformata perlit. L-aħħar huwa taħlita mekkaniku ta 'qmuħ ferrite u cementite terzjarji. Attwalment, parti mill-karbonju jibqa 'fil-forma marbuta, tikkawża struttura, parti - "rilaxxati" fil-grafita saffi saffi. Meta dan perlit jista 'jkun pjanċa jew grainy. Hekk iffurmata ħadid pearlitic fondut malleabbli. proprjetajiet tiegħu huma dovuti saturati istruttura aktar diffiċli u inqas flessibbli.

Dawn, meta mqabbla ma 'ferritiku jkollhom korrużjoni ogħla, jilbsu-reżistenti proprjetajiet, durabilità tagħhom hija konsiderevolment ogħla, iżda inqas duttilità u l-karatteristiċi castability. Suxxettibilità għal stress mekkaniku akbar wiċċ filwaqt li żżomm l-ebusija u toughness tal-prodott qalba.

Immarkar pearlitic wrought iron: KCH45-7, KCH50-5, KCH56-4, KCH60-3, KCH65-3, KCH70-2, KCH80-1,5.

Ewwel ċifra - qawwa nomina: 450, 500, 560, 600, 650, 700 u 800 N / ^mm2, rispettivament.

It-tieni - duttilità δ titwil notazzjoni,% - 7, 5, 4, 3, 3, 2 u 1.5.

applikazzjonijiet pearlite duttili misjuba fl-inġinerija mekkanika u l-istrument għal disinji li joperaw fil tagħbijiet għolja - kemm statiċi u dinamiċi: kamxafts, krankxafts, partijiet klaċċ, pistuni, konnessjoni vireg.

trattament tas-sħana

Il-materjal miksub minħabba t-trattament bis-sħana, jiġifieri, l-ittemprar tista 'tkun soġġetta għal metodi influwenzi tat-temperatura ripetuti. Għan ewlieni tagħhom - anke qawwa akbar, durabilità, reżistenza għall-korrużjoni u għat-tixjiħ.

1. Ittemprar huwa użat għal strutturi li jeħtieġu ebusija għolja u toughness; prodotta bit-tisħin sa 900 ° C, partijiet jiġu mkessħa b'rata medja ta 'madwar 100 ° C / sek jużaw l-żejt tal-magna. Wara għandu jkun vacation għoli ta 'tisħin biex 650˚S u arja tat-tkessiħ.
2. Normalizzazzjoni huwa użat għall-partijiet sempliċi ta 'daqs medju fil-forn permezz ta' sħana sa 900 ° C, xellug bil-wieqfa f'din it-temperatura għal perjodu ta '1 sa 1.5 sigħat u t-tkessiħ sussegwenti fl-arja. Troostite jipprovdi perlit granulari, fermezza u l-affidabilità tal-frizzjoni u jilbsu. Huwa użat għall-anti-frizzjoni ħadid fondut malleabbli b'bażi pearlitic.
3. Ittemprar hija mwettqa ripetutament fil-manifattura ta antifriction: tisħin - sa 900 Ċ, iż-żamma fi din is-sħana fit-tul, tkessiħ bl-forn?. ferritiku da jew struttura antifriction ħadid duttili ferritika-pearlitic.

Tisħin il-prodotti tal-ħadid fondut jistgħu jitwettqu lokalment jew kumplessi. Għal kurrenti applikati topiċi ta 'frekwenza għolja jew fjamma aċitilena (azjenda jifga). Għal kumplessi - forn tat-tisħin. Meta l-tisħin lokali ta 'biss l-saff ta' fuq huwa mwebbsa, dan iżid ebusija tiegħu u s-saħħa, iżda żammew duttilità u viskożità indiċi tal-qalba.

Huwa importanti li jiġi mfakkar li forġa ħadid impossibbli, mhux biss minħabba l-karatteristiċi mekkaniċi insuffiċjenti, iżda wkoll minħabba l-sensittività għolja tagħha għal bidliet fit-temperatura f'daqqa, li huwa inevitabbli meta jifga bl tkessiħ ilma.

Kontra l-frizzjoni ħadid fondut malleabbli

Din il-varjetà japplika wkoll għall malleabbli, u ddożati, huma griż (ASF), kiwi (APC) u qawwa għolja (ACHV). APC huwa użat għall-ħadid fondut duttili produzzjoni, li hija soġġetta għal ittemprar jew normalizzazzjoni. Il-proċessi huma mwettqa sabiex itejbu l-proprjetajiet mekkaniċi tiegħu u l-formazzjoni tal-karatteristiċi ġodda - jilbsu reżistenza fl-frizzjoni ma 'partijiet oħra.

Ittikjati: 1-APC, APC-2. Użat għall-produzzjoni ta 'krankxafts, gerijiet, berings.

Effett ta 'addittivi fuq il-proprjetajiet

Apparti mill-bażi ħadid grafita u li jkunu fil-kompożizzjoni tagħhom, u komponenti oħra, li wkoll jikkawża l-proprjetajiet tal-ħadid fondut: manganiż, silikon, fosfru, kubrit, xi elementi ta 'liga.

Mangan itejjeb fluwidità ta 'metall imdewweb, reżistenza għall-korrużjoni u jilbsu reżistenza. Huwa jikkontribwixxi għall-ebusija u s-saħħa li jorbtu ta 'karbonju bil-ħadid fil-formula kimika Fe ₃ C, il-formazzjoni ta' perlit granulari.

Silicon wkoll effett pożittiv fuq il-fluwidità tal-liga imdewweb, tikkontribwixxi għall-diżintegrazzjoni ta cementite u inklużjonijiet grafita allokazzjoni.

Kubrit - negattiva, iżda komponent inevitabbli. Huwa jnaqqas l-proprjetajiet mekkaniċi u kimiċi, jistimula l-formazzjoni ta 'xquq. Madankollu, ir-relazzjoni razzjonali b'kontenut tiegħu ta 'elementi oħra (eż, manganiż) tikkoreġi proċessi microstructural. Għalhekk, meta l-proporzjon Mn-S 0,8-1,2 perlit hija maħżuna fi kwalunkwe influwenzi tat-temperatura timing. Billi jiżdied il-proporzjon għal 3 huwa possibbli li tinkiseb kwalunkwe struttura mixtieqa jiddependi fuq parametri stabbiliti minn qabel.

Fosfru qed tinbidel għall-fluwidità aħjar taffettwa s-saħħa, jbaxxi l-toughness u duttilità, l-impatt fuq it-tul ta 'grafitizzazzjoni.

Kromju u tostakola molibdenu formazzjoni ta 'qxur tal-grafita, f'xi kontenuti jippromwovu l-formazzjoni ta' perlit granulari.

Tungstenu iżid l-reżistenza li jilbsu meta joperaw f'żoni ta 'temperaturi għoljin.

Aluminju, nikil u ram jikkontribwixxi għall grafitizzazzjoni.

Billi jaġġusta l-ammont ta 'l-elementi kimiċi li jiffurmaw l-liga tal-ħadid ta' karbonju, kif ukoll proporzjon tagħhom, dan jista 'jaffettwa l-proprjetajiet aħħarin tal-ħadid fondut.

Vantaġġi u żvantaġġi

materjal duttili chugun- li użu mifrux fl-arti. vantaġġi ewlenin tagħha huma:

• livelli għolja ta 'ebusija, jilbsu reżistenza, saħħa, flimkien mal-fluwidità;
• karatteristiċi normali tal toughness u duttilità;
• processability bi trattament pressjoni, b'kuntrast mal-ħadid fondut griż;
• proprjetajiet ta 'diversi partita korrezzjoni embodiments taħt ċerti metodi ta' trattament termali u termali kimiċi;
• spiża baxxa.

L-iżvantaġġi huma l-karatteristiċi individwali:

• fraġilità;
• -preżenza ta 'inklużjonijiet tal-grafita;
• prestazzjoni fqira fil-qtugħ;
• ħadid fondut piż sinifikanti.

Minkejja n-nuqqasijiet attwali, ħadid duttili tieħu ħsieb fil-metallurġija u l-inġinerija mekkanika. Minn hija pproduċiet dawk id-dettalji importanti bħal krankxafts, partijiet pads tal-brejkijiet, gerijiet, pistuni, konnessjoni vireg. Wara li varjetà żgħir ta 'marki, niċċa individwali fl-industrija tokkupa ħadid duttili. applikazzjoni tagħha huwa tipiku għat-tagħbija li taħtha huwa improbabbli l-użu ta 'materjali oħra.