يشير الحديد الزهر الرمادي بشكل عام إلى الحديد الزهر الذي يحتوي على نسبة عالية من الكربون والسيليكون والمنجنيز ولكن يحتوي على نسبة منخفضة من الكبريت. يتكون من خلال عملية الجرافيت عندما يتم تبريد الحديد السائل ببطء. يتوزع الجرافيت في رقائق. سُمِّيَ بهذا الاسم لأن كسره رمادي داكن. يشير الحديد الزهر الرمادي إلى الحديد الزهر مع رقائق الجرافيت. مكوناته الرئيسية هي الحديد والكربون والسيليكون والمنجنيز والكبريت والفوسفور. وهو الحديد الزهر الأكثر استخدامًا، ويمثل إنتاجه أكثر من 80% من إجمالي إنتاج الحديد الزهر. يخضع الحديد المصهور بتركيبة معينة إلى معالجة بسيطة قبل الصب، وبعد الصب، يتم الحصول على الحديد المصبوب مع قشور الجرافيت، والمعروف أيضًا باسم الحديد الزهر الرمادي.
تكوين الحديد الزهر الرمادي المصبوب الرمادي وبنيته وخصائص أدائه
التركيب الكيميائي للحديد الزهر الرمادي
يتراوح التركيب الكيميائي للحديد الرمادي HT150 تقريبًا: 3.21 تيرابايت إلى 3.51 تيرابايت إلى 3.51 تيرابايت إلى 11 تيرابايت إلى 3.51 تيرابايت إلى 11 تيرابايت من الكربون، و1.91 تيرابايت إلى 2.31 تيرابايت إلى 11 تيرابايت من السيليكون، و0.51 تيرابايت إلى 0.81 تيرابايت إلى 11 تيرابايت من المنجنيز، وأقل من 0.121 تيرابايت إلى 11 تيرابايت من الكبريت، وأقل من 0.21 تيرابايت إلى 11 تيرابايت من الفوسفور.
وعادةً ما يتراوح التركيب الكيميائي للحديد الرمادي HT200 بين 3.01 تيرابايت إلى 3.31 تيرابايت إلى 3.31 تيرابايت إلى 1.41 تيرابايت إلى 1.61 تيرابايت إلى 1.61 تيرابايت إلى السيليكون، و0.81 تيرابايت إلى 1.01 تيرابايت إلى 1.01 تيرابايت إلى المنجنيز، وأقل من 0.151 تيرابايت إلى 0.151 تيرابايت إلى 0.151 تيرابايت إلى الفوسفور.
يتراوح التركيب الكيميائي للحديد الرمادي HT250 بشكل عام: محتوى الكربون من 3.16% إلى 3.30%، ومحتوى السيليكون من 1.79% إلى 1.93%، ومحتوى المنجنيز من 0.89% إلى 1.04%، ومحتوى الكبريت في حدود 0.094% إلى 0.125%، ومحتوى الفوسفور في حدود 0.120% و0.170%.
هيكل من الحديد الزهر الرمادي
يتكون هيكل الحديد الزهر الرمادي من مصفوفة معدنية وقشور الجرافيت. هناك ثلاثة أشكال رئيسية من المصفوفة المعدنية: الفريت والبيرلايت والفريت + بيرلايت. وفقًا لهياكل المصفوفة المختلفة، يمكن تقسيم الحديد الزهر الرمادي إلى الأنواع التالية:
حديد الزهر الرمادي الفريتي: تتوزع رقائق الجرافيت الخشنة على مصفوفة معدن الفريت. يتميز بقوة وصلابة منخفضة وأداء صب جيد، ويمكن استخدامه لتصنيع المسبوكات أو الأجزاء الرقيقة ذات المتطلبات المنخفضة.
حديد الزهر الرمادي المصنوع من الفريت واللؤلؤ: تتوزع رقائق الجرافيت على مصفوفة معدنية مكونة من البرليت والفريت. تكون رقائق الجرافيت أكثر سمكاً قليلاً وأكثر عدداً. يسهل التحكم فيها أثناء الصب، وتتمتع بأداء قطع جيد وتستخدم على نطاق واسع. .
حديد الزهر الرمادي اللؤلؤي: تتوزع رقائق الجرافيت الدقيقة والموحدة على مصفوفة البرليت. ويتميز بقوة وصلابة عالية ويستخدم بشكل أساسي لتصنيع الأجزاء الميكانيكية الهامة.
خصائص أداء الحديد الزهر الرمادي
خصائص أداء الصب للحديد الزهر الرمادي
يتميز الحديد الرمادي بخصائص صب ممتازة. تكوينه الكيميائي قريب من نقطة الانصهار، والحديد المنصهر لديه سيولة جيدة، ويمكنه صب أجزاء معقدة للغاية. علاوة على ذلك، نظرًا للحجم النوعي الكبير من الجرافيت، يتم تقليل انكماش الصب أثناء التصلب، مما يمكن أن يبسط العملية ويقلل من إجهاد الصب والحصول على هيكل كثيف.
الخواص الميكانيكية للحديد الزهر الرمادي
الخواص الميكانيكية للحديد الرمادي منخفضة نسبيًا. فقوة الشد فيه أقل من الفولاذ، كما أن مرونته وصلابته ضعيفة أيضًا. يتم توزيع الجرافيت على شكل رقائق، وتكون منطقة التحمل الفعالة صغيرة نسبيًا، ويكون طرف الجرافيت عرضة لتركيز الإجهاد، وبالتالي فإن قوة وليونة وصلابة الحديد الرمادي المصبوب أقل من الحديد المصبوب الآخر. ومع ذلك، فإن قوة انضغاط الحديد الرمادي عالية نسبيًا، وعمومًا تبلغ 3-4 أضعاف قوة الشد. يتميز الحديد الرمادي ذو مصفوفة البرليت بصلابة عالية ومقاومة للتآكل.
خصائص مقاومة التآكل لحديد الزهر الرمادي
يتميز الحديد الرمادي بمقاومة أفضل للتآكل. هذا لأن الجرافيت نفسه له تأثير تزييت، ويمكن للتجاويف بعد سقوط الجرافيت أن تمتص وتخزن زيت التشحيم، مما يجعل المسبوكات تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل. وعلاوة على ذلك، يحتوي الصب على مادة الفوسفور سهلة الانصهار ذات الصلابة العالية، والتي يمكن أن تزيد من تحسين مقاومة التآكل.
خصائص مقاومة الحديد الزهر الرمادي للتآكل
الحديد الرمادي مقاوم للتآكل إلى حد ما. يمكن للحديد الرمادي أن يقاوم التآكل في بعض البيئات الحمضية الضعيفة والقلوية الضعيفة والماء والغاز. ومع ذلك، فإن مقاومة الحديد الرمادي للتآكل محدودة نسبياً مقارنةً ببعض المواد المتخصصة المقاومة للتآكل.
خصائص أداء القطع للحديد الزهر الرمادي
يتميز الحديد الرمادي بأداء قطع جيد بسبب تأثيرات التشحيم وتكسير البُرادة للجرافيت المتقشر على الأداة. يعتمد أداء القطع للحديد الرمادي نفسه على بنية المصفوفة والصلابة. مصفوفة الفريت هي الأفضل، تليها مصفوفة البرليت. عند وجود الأسمنتيت الحر، ينخفض أداء القطع بشكل حاد.
درجات الحديد الزهر الرمادي وتطبيقاته
يوجد العديد من درجات الحديد الزهر الرمادي، والدرجات الشائعة هي HT100، HT150، HT200، HT250، HT300، HT350، إلخ.
| HT100 | تُستخدم HT100 لتصنيع المسبوكات البسيطة التي تتحمل الأحمال الخفيفة فقط، مثل الأغطية والأغطية الخارجية والمنصات النقالة وأحواض الزيت والعجلات اليدوية والإطارات اليدوية والألواح السفلية والمقابض وقوالب السبائك الفولاذية والأثقال الموازنة للأفران العالية في المعدات المعدنية وأوزان أفران صناعة الصلب، إلخ. |
| HT150 | يمكن أن تتحمل HT150 إجهاد الانحناء المعتدل وتستخدم لتصنيع علب التروس، وأنابيب العادم، وأنابيب سحب الهواء في المركبات الزراعية، وكذلك الأجزاء المعرضة للحركة والتآكل النسبيين، مثل مناضد العمل. |
| HT200 | تُستخدم HT200 لتصنيع المسبوكات التي تتحمل إجهاد ثني معتدل ولها ضغط بين أسطح الاحتكاك أعلى من 500 ميجا باسكال، مثل طاولات عمل أدوات الماكينات والشرائح والقواعد وعلب تروس السيارات وأنابيب السحب والعادم وأجسام المضخات وأجسام الصمامات وأغطية الصمامات وغيرها. |
| HT250 | إن HT250 مناسب لتصنيع منصات الحديد الزهر، والألواح المسطحة المصنوعة من الحديد الزهر، وألواح الحديد الزهر المسطحة، وألواح الحديد الزهر المسطحة، وألواح التجميع المسطحة، وألواح اللحام المسطحة، والتروس، والمستويات، وأسرة أدوات الماكينة، ومقاييس الانحراف، والمسبوكات الكبيرة، إلخ. |
| HT300 | يُعد HT300 مناسبًا لتصنيع المسبوكات التي تخضع لإجهاد الانحناء العالي وتتطلب إحكامًا عاليًا للهواء، مثل منصات اللحام المرنة ثلاثية الأبعاد، وقواعد أدوات الماكينات الثقيلة، والتروس، والكامات، وأعمدة الكرنك الكبيرة للمحركات، وكتل الأسطوانات، وأسطوانات الضغط العالي، وقواعد الدرفلة، إلخ. |
| HT350 | يُستخدم HT350 في تصنيع المخارط ومكابس التثقيب وغيرها من الماكينات الثقيلة التي تتعرض لضغط أكبر، مثل قواعد الماكينات، وشرائح الدرفلة الفولاذية، والبكرات، وأعمدة التكويك، وتروس حلقة الخلاط الأسطوانية، ومقاعد العجلات الداعمة، إلخ. |
المعالجة الحرارية للحديد الزهر الرمادي
هناك العديد من طرق المعالجة الحرارية للحديد الزهر الرمادي، بما في ذلك ما يلي:
التلدين المخفف للإجهاد
من أجل التخلص من الإجهاد المتبقي في الصب، وتثبيت أبعاده الهندسية، وتقليل أو إزالة التشوه الناجم عن القطع، يجب أن يتم تلدين الصب لتخفيف الإجهاد. يجب مراعاة التركيب الكيميائي لحديد الصب عند تحديد درجة حرارة التلدين لتخفيف الإجهاد. وعادةً ما تكون درجة حرارة التلدين لتخفيف الإجهاد لحديد الزهر الرمادي العادي 550 درجة مئوية، وبالنسبة لحديد الزهر الرمادي منخفض السبائك تكون 600 درجة مئوية، ويمكن زيادتها إلى 650 درجة مئوية بالنسبة لحديد الزهر الرمادي عالي السبائك. معدل التسخين بشكل عام 60 درجة مئوية. ~120℃/h. يعتمد وقت التثبيت على درجة حرارة التسخين، والحجم والتعقيد الهيكلي للمسبوك، ودرجة تخفيف الإجهاد المطلوبة. يجب أن يكون معدل تبريد التلدين لتخفيف الإجهاد للمسبوكات بطيئًا، ويتم التحكم فيه عمومًا عند 20 إلى 40 درجة مئوية/ساعة، وعندما يتم تبريده إلى أقل من 200 إلى 150 درجة مئوية، يمكن تبريده بالهواء خارج الفرن.
التلدين بالرسوم البيانية
إذا لم يكن هناك أسمنتيت سهل الانصهار في الصب أو كانت كميته صغيرة، يمكن إجراء التلدين بالرسوم البيانية بدرجة حرارة منخفضة؛ وعندما تكون كمية الأسمنتيت سهل الانصهار في الصب كبيرة، يجب إجراء التلدين بالرسوم البيانية بدرجة حرارة عالية. أثناء التلدين بالرسوم البيانية في درجات الحرارة المنخفضة، سيخضع الحديد المصبوب لعملية التلدين بالرسوم البيانية وتحبيب الأسمنتيت سهل الانصهار، مما يقلل من صلابة الحديد المصبوب ويزيد من مرونته. وتتمثل عملية التلدين بالرسوم البيانية ذات درجة الحرارة العالية في تسخين الصب إلى درجة حرارة أعلى من الحد الأعلى ل Ac1، بحيث يتحلل الأسمنتيت الحر في حديد الزهر إلى أوستينيت وجرافيت. بعد إبقائه دافئًا لفترة من الوقت، يتم تبريده بطرق مختلفة وفقًا لبنية المصفوفة المطلوبة.
التطبيع
الغرض من تطبيع الحديد الزهر الرمادي هو تحسين القوة والصلابة ومقاومة التآكل للمسبوكات، أو كمعالجة حرارية تحضيرية للتبريد السطحي لتحسين بنية المصفوفة. التطبيع العام هو تسخين الصب إلى الحد الأعلى من Ac1 30 ~ 50 ℃، بحيث يتم تحويل الهيكل الأصلي إلى الأوستينيت، ثم يتم تحريره من الفرن وتبريده بالهواء بعد الاحتفاظ به لفترة من الوقت ؛ يتم تطبيع المسبوكات ذات الأشكال المعقدة أو المهمة قبل التخلص من الإجهاد الداخلي.
التسقية والتلطيف
تتمثل عملية التبريد في تسخين الصب إلى درجة حرارة الحد الأعلى لـ Ac1 + 30 ~ 50 ℃، عادةً ما تكون 850 ~ 900 ℃، بحيث يتحول الهيكل إلى أوستينيت، ويتم الاحتفاظ به عند درجة الحرارة هذه، ثم يتم إخماده، وعادةً ما يتم إخماده، عادةً باستخدام التبريد بالزيت. التلطيف من أجل تجنب الجرافيت، يجب أن تكون درجة حرارة التلطيف عمومًا أقل من 550 درجة مئوية.
التبريد السطحي: من أجل تحسين صلابة السطح ومقاومة التآكل وقوة إجهاد بعض المسبوكات، يمكن استخدام التبريد السطحي. يمكن تبريد سطح كل من الحديد الزهر الرمادي ومسبوكات حديد الدكتايل. وبوجه عام، يتم استخدام التبريد السطحي بالتسخين الحثي بالتردد العالي (المتوسط) والتبريد السطحي بالتلامس الكهربائي.
تقدم هذه المقالة مناقشة وتحليلًا متعمقًا لمختلف الخصائص وعمليات الإنتاج ومجالات استخدام مصبوبات الحديد الرمادي. من خلال البحث عن تركيبة مصبوبات الحديد الرمادي، أوضحنا أن محتوى الكربون والسيليكون والمنجنيز والعناصر الأخرى له تأثير كبير على أدائها. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي زيادة محتوى السيليكون بشكل مناسب إلى تحسين قوة وصلابة مصبوبات الحديد الرمادي بشكل فعال، ولكن السيليكون المفرط سيؤدي إلى انخفاض صلابة المسبوكات. في مجال التطبيق، يتم استخدام مصبوبات الحديد الرمادي على نطاق واسع في صناعة السيارات وصناعة الآلات وغيرها من المجالات بسبب مقاومتها الجيدة للتآكل وامتصاص الصدمات ومزايا التكلفة.
تتمتع شركة Dawang Metals بخبرة 25 عامًا من الخبرة في مجال سبك الحديد الرمادي، حيث يتم تصدير مصبوبات الحديد الرمادي عالية الجودة إلى العديد من البلدان في جميع أنحاء أوروبا وأمريكا. بالنسبة لأولئك الذين يبحثون عن مورد موثوق به لمسبوكات الحديد الرمادي، فإن Dawang Metals لا تقدم فقط أسعارًا تنافسية ولكن أيضًا دعمًا فنيًا شاملًا لتلبية احتياجاتك الخاصة.
