เหล็กดัด: สมบัติเครื่องหมายและขอบเขต

เหล็ก - ยากที่ป้องกันการกัดกร่อน แต่โลหะผสมเหล็กคาร์บอนที่เปราะบางที่มีปริมาณคาร์บอนของ C ในช่วง 2.14-6.67% แม้จะมีการดำรงอยู่ของปัญหาที่เฉพาะเจาะจงก็มีความหลากหลายของประเภทคุณสมบัติ การใช้งาน ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นเหล็กหล่อเหนียว

เรื่องราว

วัสดุนี้ได้รับการรู้จักกันมาตั้งแต่ศตวรรษที่ IV อี รากของจีนอยู่ในที่หก ก่อนคริสต์ศักราช อี ในยุโรปถึงครั้งแรกของการผลิตภาคอุตสาหกรรมของโลหะผสมเป็นวันที่สิบสี่และในรัสเซีย - ศตวรรษที่สิบหก แต่เทคโนโลยีการผลิตเหล็กดัดมีการจดสิทธิบัตรในประเทศรัสเซียในศตวรรษที่สิบเก้า หลังจากที่การพัฒนาของ AD Annosovym

ตั้งแต่เกรย์ไอรอนส์มีข้อ จำกัด ในการใช้งานเนื่องจากคุณสมบัติเชิงกลต่ำและเหล็ก - มีราคาแพงและมีความแข็งต่ำและความทนทานคำถามที่เกิดขึ้นจากโลหะการสร้างความน่าเชื่อถือ, ความทนทาน, ของแข็ง, ความแข็งแรงขณะที่มีการเพิ่มขึ้นและความยืดหยุ่นบาง

เหล็กดัดไม่ได้ แต่เนื่องจากลักษณะพลาสติกมันยืมตัวเองไปบางชนิดของการทำงานพลาสติก (เช่นการปลอม)

การผลิต

วิธีหลัก - ถลุงใน เตาหลอมระเบิด

เริ่มต้นวัสดุสำหรับการประมวลผลการระเบิด:

• แร่เหล็กที่มีโลหะออกไซด์ในรูปแบบ Ferum - การคิดค่าใช้จ่าย
• น้ำมัน - โค้กและก๊าซธรรมชาติ
• ออกซิเจน - ถูกฉีดผ่านหอกพิเศษ
• การก่อตัวของสารเคมีบนพื้นฐานของแมงกานีสและ (หรือ) ซิลิกอน - ลักส์

ขั้นตอนของเตาหลอม:

1. การฟื้นตัวของเหล็กบริสุทธิ์จากปฏิกิริยาทางเคมีของแร่เหล็กกับออกซิเจนจัดผ่าน tuyeres
2. การเผาไหม้ของการก่อโค้กและคาร์บอนออกไซด์
3. carburizing ปฏิกิริยากับเหล็กบริสุทธิ์ CO และ CO ₂
4. อิ่มตัวของเฟ ₃ C ที่มีแมงกานีสซิลิคอนและขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ต้องการของการส่งออก
5. การระบายน้ำโลหะสำเร็จรูปลงในแม่พิมพ์ผ่าน taphole นั้น การระบายน้ำตะกรันผ่านรูตะกรันประปา

เมื่อเสร็จสิ้นรอบการดำเนินงานเตาหลอมเหล็กได้รับตะกรันและก๊าซไอเสีย

ผลิตภัณฑ์โลหะโดเมนผลิต

ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอัตราการเย็นจุลภาคของความอิ่มตัวของสีและสารเติมแต่งคาร์บอนอาจได้รับหลายชนิดของเหล็ก

1. หมู (สีขาว) คาร์บอนในรูปแบบที่ถูกผูกไว้ปูนซีเมนต์หลัก ใช้เป็นวัตถุดิบในการถลุงแปรรูปอื่น ๆ โลหะผสมเหล็กคาร์บอน ได้ถึง 80% ของโดเมนอัลลอยผลิต
2. หล่อ (สีเทา) คาร์บอนในรูปแบบของสมบูรณ์หรือบางส่วนฟรีไฟท์คือแผ่นของตน Malootvetstvennyh ใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนร่างกาย ถึง 19% ผลิตโดยเตาหลอมหล่อ
3. ferroalloys ที่อุดมไปด้วย: พิเศษ ประเภทการพิจารณา 1-2% การผลิต

เหล็กดัดถูกจัดทำขึ้นโดยการรักษาความร้อนของหมู

ทฤษฎีของเหล็กโครงสร้าง

คาร์บอนที่มี Ferum สามารถสร้างหลายประเภทของโลหะผสมสำหรับประเภทผลึกตาข่ายดังแสดงในศูนย์รวมของจุลภาคที่

1. การรุกในการแก้ปัญหาที่เป็นของแข็งαเหล็ก - เฟอร์ไรต์
2. การรุกในการแก้ปัญหาที่เป็นของแข็งγเหล็ก - austenite
3. การก่อตัวของสารเคมีเฟ ₃ C (รัฐผูกพัน) - ซีเมน หลักจะเกิดขึ้นโดยการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วของของเหลวที่หลอมละลาย มัธยมศึกษา - อุณหภูมิลดลงช้าจาก austenite ตติย - ระบายความร้อนอย่างค่อยเป็นค่อยไปของเฟอร์ไรต์
4. ส่วนผสมทางกลของเฟอร์ไรท์และซีเมนธัญพืช - perlite
5. ส่วนผสมของเมล็ดวิศวกรรม austenite และ pearlite หรือซีเมน - Ledebur

สำหรับเหล็กหล่อเป็นลักษณะพิเศษจุลภาค กราไฟท์สามารถในรูปแบบที่ถูกผูกไว้และรูปแบบของโครงสร้างดังกล่าวข้างต้นและอาจจะอยู่ในรัฐอิสระในรูปแบบของสิ่งสกปรกต่างๆ เกี่ยวกับคุณสมบัติได้รับผลกระทบทั้งธัญพืชขั้นพื้นฐานและการก่อตัวเหล่านี้ เศษส่วนกราไฟท์เป็นแผ่นโลหะเกล็ดหรือทรงกลม

รูปร่างใบเป็นเรื่องปกติสำหรับสีเทาโลหะผสมเหล็กคาร์บอน มันทำให้เกิดความเปราะบางและไม่สามารถไว้ใจได้ของพวกเขา

ผนวกเป็นเหล็กดัดนุ่มกว่าผลบวกต่อประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องจักรกลของพวกเขา

โครงสร้างทรงกลมกราไฟท์ต่อไปจะช่วยปรับปรุงคุณภาพของโลหะที่มีผลต่อการเพิ่มขึ้นของความแข็งทนทานอดทนโหลดอย่างมีนัยสำคัญ ลักษณะดังกล่าวมีความแข็งแรงสูงเหล็ก คุณสมบัติเหล็กดัดสาเหตุ ferrite หรือ pearlite พื้นฐานของการปรากฏตัวของเกล็ดรวมกราไฟท์

การจัดทำเหล็กดัดเฟอริติก

ผลิตจากหมูขาว proeutectoid แท่งโลหะผสมคาร์บอนต่ำโดยการอบที่มีเนื้อหาคาร์บอน 2.4-2.8% และการปรากฏตัวที่สอดคล้องกันของสารเติมแต่ง (Mn, Si, S, P) ความหนาของผนังชิ้นส่วนอบจะต้องไม่เกิน 5 ซม. หล่อมากกราไฟท์หนาเป็นในรูปแบบของแผ่นเปลือกโลกและคุณสมบัติที่ต้องการจะไม่ประสบความสำเร็จ

ที่จะได้รับเหล็กหล่อด้วยโลหะฐานเฟอร์ริติกถูกวางไว้ในกล่องพิเศษและเททราย ภาชนะที่ปิดสนิทแน่นอยู่ในเตาเผาความร้อน ดำเนินการขั้นตอนต่อไปนี้ระหว่างการอบ:

1. การก่อสร้างมีความร้อนในเตาเผาที่มีอุณหภูมิ 1,000 องศาเซลเซียสและได้รับอนุญาตให้ยืนอยู่ที่ความร้อนอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 10 ถึง 24 ชั่วโมง เป็นผลจากการแยกและ Ledebur ซีเมนหลัก
2. โลหะที่ระบายความร้อนถึง 720 องศาเซลเซียสในเตา
3. ที่อุณหภูมิ 720 องศาเซลเซียสทนต่อเป็นเวลานาน 15-30 ชั่วโมง อุณหภูมินี้ช่วยให้มั่นใจการล่มสลายของซีเมนรอง
4. ในขั้นตอนสุดท้ายคือการระบายความร้อนด้วยเตาอบอีกครั้งกับการทำงานถึง 500 องศาเซลเซียสและจากนั้นถอนตัวออกไปในอากาศ

กระบวนการหลอมนี้เรียกว่า graphitizing

หลังจากจุลภาคทำงานเป็นเฟอร์ไรท์ที่มีเมล็ดของกราไฟท์เกล็ด ประเภทนี้เรียกว่า "chernoserdechnym" ตั้งแต่การแบ่งเป็นสีดำ

การเตรียม pearlitic เหล็กหล่ออ่อน

ชนิดของโลหะผสมเหล็กคาร์บอนซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากสีขาว proeutectoid แต่ปริมาณคาร์บอนนี้นั้นจะเพิ่มขึ้น: 3-3.6% สำหรับการหล่อด้วยพื้นฐาน pearlitic พวกเขาจะอยู่ในกล่องและเทผงแร่เหล็กบดหรือขนาดโรงงาน ขั้นตอนการอบตัวเองเป็นที่เรียบง่าย

1. อุณหภูมิโลหะถูกยกขึ้นไป 1000? C, เก็บไว้ 60-100 ชั่วโมง
2. อากาศเย็นกับมีการออกแบบเตาเผา

เพราะสีเหลืองภายใต้การกระทำของความร้อนในสภาพแวดล้อมที่เป็นโลหะกระจาย: releasable ในไฟท์ cementite สลายตัวออกจากพื้นผิวอบอ่อนบางส่วนส่วนชั้นปักหลักแร่หรือตะกรันพื้นผิว เตรียมนุ่มเหนียวและเหนียว topsheet "beloserdechnogo" เหล็กดัดมีตรงกลางที่เป็นของแข็ง

หลอมนี้เรียกว่าไม่สมบูรณ์ มันมีการสลายตัวของซีเมน pearlite ledeburite บนจานด้วยกราไฟท์ที่เหมาะสม ถ้าจำเป็นดัด pearlitic เม็ดเหล็กที่มีความเหนียวสูงขึ้นและปั้นใช้วัสดุเพิ่มเติมร้อนถึง 720? C. ดังนั้นจะเกิดเม็ด perlite มีตำหนิเกล็ดกราไฟท์

คุณสมบัติการติดฉลากและการประยุกต์ใช้เหล็กดัดเฟอริติก

ระยะยาว "เดือดร้อน" โลหะในผลเตาเผาในการสลายตัวสมบูรณ์ของ ledeburite และซีเมนในเฟอร์ไรต์ เนื่องจากความซับซ้อนทางเทคโนโลยีโลหะผสมที่มีปริมาณคาร์บอนสูง - ลักษณะโครงสร้างเฟอร์ริติกของ เหล็กคาร์บอนต่ำ แต่คาร์บอนด้วยตัวเองจะไม่ออกไป - มันไปจากรัฐที่เกี่ยวข้องของเหล็กในฟรี ผลของอุณหภูมิในการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของการรวมกราไฟท์เกล็ด

โครงสร้างเฟอร์ไรท์ที่ทำให้เกิดการลดลงของความแข็งเพิ่มค่าความแรงของการปรากฏตัวของลักษณะดังกล่าวเป็น ความเหนียว และความเหนียว

ทำเครื่องหมายเหล็กดัดชั้นเฟอร์ไรต์: KCH30-6, KCH33-8, KCH35-10, KCH37-12 ที่:

CN - บัตรประจำตัวชนิด - อ่อน;

30, 33, 35, 37: _σที่ 300, 330, 350, 370 N / mm ² - โหลดสูงสุดที่จะสามารถทนต่อโดยไม่ทำลาย;

6, 8, 10, 12 - ยืดδ,% - ดัชนีปั้น (สูงกว่ามูลค่าที่อ่อนแอมากขึ้นการรักษาความดันโลหะ)

ความแข็ง - ประมาณ 100-160 HB

วัสดุนี้มีประสิทธิภาพการทำงานที่เป็นสื่อกลางระหว่างเช่นเหล็กและเหล็กคาร์บอนอัลลอยเป็นสีเทา เหล็กดัดกับเฟอริติกพื้นฐาน pearlitic ด้อยกว่าในแง่ของความต้านทานการสึกหรอทนต่อการกัดกร่อนและความแข็งแรงความเมื่อยล้า แต่สูงความอดทนกลเหนียวลักษณะหล่อ ด้วยราคาที่ต่ำของมันจะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิตชิ้นส่วนการดำเนินงานที่ต่ำและปานกลางโหลด: เกียร์ เรือน, เพลาหลัง, ประปา

คุณสมบัติการติดฉลากและการประยุกต์ใช้ pearlitic เหล็กหล่ออ่อน

เนื่องจากหลักหลอมไม่สมบูรณ์รองและซีเมน Ledebur เวลาที่จะละลายอย่างเต็มที่ใน austenite ซึ่งที่อุณหภูมิ 720 องศาเซลเซียสจะเปลี่ยนเป็น perlite หลังเป็นส่วนผสมของเมล็ดกลเฟอร์ไรท์และซีเมนในระดับอุดมศึกษา อันที่จริงส่วนหนึ่งของคาร์บอนยังคงอยู่ในรูปแบบที่ถูกผูกไว้ทำให้เกิดโครงสร้างส่วนหนึ่ง - "ปล่อย" ไฟท์เกล็ด เมื่อ perlite นี้ อาจจะเป็นแผ่นหรือเป็นเม็ดเล็ก ๆ รูปแบบดังนั้น pearlitic เหล็กหล่ออ่อน คุณสมบัติของมันจะอิ่มตัวเนื่องจากโครงสร้างหนักและยืดหยุ่นน้อย

เหล่านี้เมื่อเทียบกับเฟอริติกมีการกัดกร่อนสูงสวมทนคุณสมบัติทนทานของพวกเขาเป็นอย่างมากที่สูงขึ้น แต่ต่ำกว่าความเหนียวและ castability ลักษณะ ความไวต่อความเครียดเชิงกลเพิ่มขึ้นพื้นผิวขณะที่การรักษาความแข็งและความทนทานของผลิตภัณฑ์หลัก

ทำเครื่องหมาย pearlitic เหล็กดัด: KCH45-7, KCH50-5, KCH56-4, KCH60-3, KCH65-3, KCH70-2, KCH80-1,5

ครั้งแรกหลัก - ความแรงของการแต่งตั้ง: 450, 500, 560, 600, 650, 700 และ 800 N / mm ^{2 ตามลำดับ}

ประการที่สอง - ความเหนียวδสัญกรณ์ยืด% - 7, 5, 4, 3, 3, 2 และ 1.5

Pearlite การใช้งานเหล็กดัดพบในสาขาวิศวกรรมเครื่องกลและเครื่องมือสำหรับการออกแบบที่ทำงานที่โหลดสูง - ทั้งแบบคงที่และแบบไดนามิก: camshafts, crankshafts, ชิ้นส่วนคลัทช์, ลูกสูบก้านสูบ

การรักษาความร้อน

วัสดุที่ได้รับเนื่องจากการรักษาความร้อนคือการหลอมอาจถูกยัดเยียดให้ทำซ้ำวิธีการที่มีอิทธิพลต่ออุณหภูมิ วัตถุประสงค์หลักของพวกเขา - แม้ความแข็งแรงมากขึ้น, ความทนทาน, ความต้านทานต่อการกัดกร่อนและการเกิดริ้วรอย

1. แบ่งเบาจะใช้สำหรับการกำหนดโครงสร้างความแข็งสูงและมีความเหนียว; ผลิตโดยใช้ความร้อนถึง 900 องศาเซลเซียสส่วนที่มีการระบายความร้อนในอัตราเฉลี่ยประมาณ 100? C / วินาทีใช้น้ำมันเครื่องยนต์ หลังจากที่มันควรจะเป็นวันหยุดที่สูงที่มีความร้อน 650S และอากาศเย็น
2. ปกติจะใช้สำหรับชิ้นส่วนที่เรียบง่ายขนาดกลางในเตาเผาด้วยความร้อนถึง 900? C, ซ้ายยืนอยู่ที่อุณหภูมินี้เป็นระยะเวลา 1-1.5 ชั่วโมงและระบายความร้อนตามมาในอากาศ Troostite ให้ perlite เม็ดความแน่นและความน่าเชื่อถือของแรงเสียดทานและการสึกหรอ มันจะใช้สำหรับป้องกันแรงเสียดทานเหล็กอ่อนหล่อด้วยพื้นฐาน pearlitic
3. หลอมจะดำเนินการซ้ำแล้วซ้ำอีกในการผลิตของรองลื่นหรือไม่: ร้อน - 900 C, โฮลดิ้งที่ความร้อนในระยะยาวนี้ระบายความร้อนด้วยเตาเผา ที่จัดไว้ให้เฟอริติกหรือเฟอริติก-pearlitic โครงสร้างลื่นเหล็กดัด

เครื่องทำความร้อนผลิตภัณฑ์เหล็กหล่อสามารถดำเนินการได้ในประเทศหรือซับซ้อน สำหรับเฉพาะกระแสความถี่สูงที่ใช้หรือเปลวไฟอะเซทิลีน (ถือดับ) สำหรับซับซ้อน - เตาเผาความร้อน เมื่อความร้อนในท้องถิ่นเพียงชั้นบนจะแข็งมันจะเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงของมัน แต่ก็ยังคงความเหนียวและความหนืดดัชนีของแกน

มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะชี้ให้เห็นว่าการปลอมเหล็กเป็นไปไม่ได้ไม่เพียง แต่เนื่องจากลักษณะทางกลไม่เพียงพอ แต่ยังเป็นเพราะความไวสูงต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันซึ่งเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงเมื่อดับด้วยน้ำเย็น

ลดแรงเสียดทานหล่อเหล็กอ่อน

ความหลากหลายนี้ยังนำไปใช้อ่อนและเจือพวกเขาเป็นสีเทา (ASF), ปลอม (APC) และความแข็งแรงสูง (ACHV) APC จะใช้สำหรับการดัดผลิตเหล็กซึ่งอยู่ภายใต้การอบหรือการฟื้นฟู กระบวนการที่จะดำเนินการเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลและการก่อตัวของลักษณะใหม่ - ความต้านทานการสึกหรอในแรงเสียดทานกับส่วนอื่น ๆ

ที่มีป้ายกำกับ: 1-APC, APC-2 ใช้สำหรับการผลิต crankshafts, เกียร์, แบริ่ง

ผลของสารเติมแต่งเกี่ยวกับคุณสมบัติ

นอกเหนือจากฐานเหล็กกราไฟท์และพวกเขามีอยู่ในองค์ประกอบของพวกเขาและส่วนประกอบอื่น ๆ ซึ่งยังก่อให้เกิดคุณสมบัติของเหล็กหล่อ: แมงกานีสซิลิคอนฟอสฟอรัสกำมะถันบางองค์ประกอบผสม

Mangan ช่วยเพิ่มการไหล ของโลหะหลอมเหลว, ความต้านทานการกัดกร่อนและทนต่อการสึกหรอ มันก่อให้เกิดความแข็งและความแข็งแรงของผูกพันของคาร์บอนที่มีธาตุเหล็กในสูตรทางเคมี Fe ₃ C, การก่อตัวของเม็ด perlite

ซิลิกอนยังมีผลในเชิงบวกต่อการไหลของโลหะผสมหลอมเหลวก็ก่อให้เกิดการสลายตัวของซีเมนและการรวมกราไฟท์จัดสรร

ซัลเฟอร์ - ลบ แต่เป็นองค์ประกอบที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ จะช่วยลดสมบัติทางกลและทางเคมีที่ช่วยกระตุ้นการก่อตัวของรอยแตก อย่างไรก็ตามความสัมพันธ์ที่มีเหตุผลที่มีเนื้อหาขององค์ประกอบอื่น ๆ (เช่นแมงกานีส) แก้ไขกระบวนการจุลภาค เพราะฉะนั้นเมื่ออัตราส่วน Mn-S 0,8-1,2 perlite ถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิใด ๆ ที่มีอิทธิพลต่อการกำหนดเวลา โดยการเพิ่มอัตราส่วน 3 ก็เป็นไปได้ที่จะได้รับโครงสร้างที่ต้องการใด ๆ ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

ฟอสฟอรัสมีการเปลี่ยนแปลงสำหรับการไหลที่ดีขึ้นส่งผลกระทบต่อความแข็งแรงลดความเหนียวและความเหนียวผลกระทบต่อระยะเวลาของการ graphitization

โครเมียมและโมลิบดีนัมอุปสรรคต่อการก่อตัวของเกล็ดกราไฟท์ในเนื้อหาบางส่วนส่งเสริมการก่อตัวของ perlite เม็ด

ทังสเตนเพิ่มความต้านทานในการสวมใส่เมื่อใช้งานในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูง

อลูมิเนียมทองแดงนิกเกิลและนำไปสู่การ graphitization

โดยการปรับปริมาณขององค์ประกอบทางเคมีที่ทำขึ้นโลหะผสมเหล็กคาร์บอนเช่นเดียวกับอัตราส่วนของพวกเขาก็สามารถส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติสุดท้ายของเหล็กหล่อ

ข้อดีและข้อเสีย

ดัด chugun- วัสดุที่มีการใช้อย่างแพร่หลายในงานศิลปะ ข้อได้เปรียบหลักของมันคือ

• ระดับสูงของความแข็ง, ความต้านทานการสึกหรอแข็งแรงพร้อมกับการไหลนั้น
• ลักษณะปกติของความเหนียวและความเหนียว;
• กระบวนการผลิตโดยการรักษาความดันในทางตรงกันข้ามกับเหล็กหล่อสีเทา;
• คุณสมบัติต่างๆของรายการ embodiments แก้ไขภายใต้วิธีการบางอย่างของการรักษาความร้อนและสารเคมีความร้อน
• ค่าใช้จ่ายต่ำ

ข้อเสียที่มีลักษณะส่วนบุคคล:

• ความเปราะบาง;
• การปรากฏตัวของการรวมของกราไฟท์;
• ประสิทธิภาพที่ดีในการตัด;
• หล่อน้ำหนักอย่างมีนัยสำคัญ

แม้จะมีข้อบกพร่องในปัจจุบันเหล็กดัดจะคิดค่าบริการในโลหะและวิศวกรรมเครื่องกล จากนั้นผลิตรายละเอียดที่สำคัญเช่น crankshafts, ชิ้นส่วนผ้าเบรคเกียร์ลูกสูบก้านสูบ มีหลากหลายขนาดเล็กของแบรนด์เฉพาะของแต่ละบุคคลในอุตสาหกรรมที่หมกมุ่นอยู่กับเหล็กดัด การประยุกต์ใช้เป็นเรื่องปกติสำหรับการโหลดที่อยู่ภายใต้การใช้งานของวัสดุอื่น ๆ ที่ไม่น่าเป็นไป