Żeliwo szare ogólnie odnosi się do żeliwa o wysokiej zawartości węgla, krzemu i manganu, ale niskiej zawartości siarki. Powstaje w procesie grafityzacji, gdy ciekłe żelazo jest powoli schładzane. Grafit jest rozprowadzany w płatkach. Żeliwo szare zawdzięcza swoją nazwę ciemnoszarej strukturze. Żeliwo szare odnosi się do żeliwa z grafitem płatkowym. Jego głównymi składnikami są żelazo, węgiel, krzem, mangan, siarka i fosfor. Jest to najczęściej stosowane żeliwo, a jego produkcja stanowi ponad 80% całkowitej produkcji żeliwa. Stopione żeliwo o określonym składzie poddawane jest prostej obróbce przed piecem, a po odlaniu uzyskuje się żeliwo z grafitem płatkowym, znane również jako żeliwo szare.
Skład, struktura i charakterystyka działania żeliwa szarego
Skład chemiczny żeliwa szarego
Skład chemiczny żeliwa szarego HT150 wynosi w przybliżeniu: 3,2% do 3,5% węgla, 1,9% do 2,3% krzemu, 0,5% do 0,8% manganu, mniej niż 0,12% siarki i mniej niż 0,2% fosforu.
Skład chemiczny żeliwa szarego HT200 wynosi zazwyczaj od 3,0% do 3,3% węgla, od 1,4% do 1,6% krzemu, od 0,8% do 1,0% manganu, mniej niż 0,15% siarki i mniej niż 0,15% fosforu.
Skład chemiczny żeliwa szarego HT250 jest następujący: zawartość węgla wynosi od 3,16% do 3,30%, zawartość krzemu wynosi od 1,79% do 1,93%, zawartość manganu wynosi od 0,89% do 1,04%, zawartość siarki mieści się w zakresie od 0,094% do 0,125%, a zawartość fosforu mieści się w zakresie od 0,120% do 0,170%.
Konstrukcja z żeliwa szarego
Struktura żeliwa szarego składa się z metalowej osnowy i grafitu płatkowego. Istnieją trzy główne formy osnowy metalowej: ferryt, perlit i ferryt + perlit. W zależności od różnych struktur matrycy, żeliwo szare można podzielić na następujące typy:
Żeliwo szare ferrytyczne: Gruboziarnisty grafit płatkowy jest rozprowadzany na metalowej matrycy ferrytowej. Charakteryzuje się niską wytrzymałością i twardością oraz dobrą wydajnością odlewania i może być stosowany do produkcji odlewów lub cienkich części o niskich wymaganiach.
Żeliwo szare ferrytowo-perlityczne: Grafit płatkowy jest rozmieszczony na metalowej osnowie złożonej z perlitu i ferrytu. Płatki grafitu są nieco grubsze i liczniejsze. Są łatwe do kontrolowania podczas odlewania, mają dobrą wydajność cięcia i są szeroko stosowane. .
Żeliwo szare z perlitem: Drobny i jednolity grafit płatkowy jest rozmieszczony na matrycy perlitycznej. Charakteryzuje się wysoką wytrzymałością i twardością i jest używane głównie do produkcji ważnych części mechanicznych.
Charakterystyka wydajności żeliwa szarego
Charakterystyka wydajności odlewania żeliwa szarego
Żeliwo szare ma doskonałe właściwości odlewnicze. Jego skład chemiczny jest zbliżony do punktu eutektycznego, stopione żelazo ma dobrą płynność i może odlewać bardzo złożone części. Co więcej, ze względu na dużą objętość właściwą grafitu, skurcz odlewu podczas krzepnięcia jest zmniejszony, co może uprościć proces, zmniejszyć naprężenia odlewu i uzyskać gęstą strukturę.
Właściwości mechaniczne żeliwa szarego
Właściwości mechaniczne żeliwa szarego są stosunkowo niskie. Jego wytrzymałość na rozciąganie jest niższa niż stali, a plastyczność i wytrzymałość są również słabe. Grafit jest rozprowadzany w płatkach, efektywna powierzchnia nośna jest stosunkowo niewielka, a końcówka grafitu jest podatna na koncentrację naprężeń, więc wytrzymałość, plastyczność i wytrzymałość żeliwa szarego są niższe niż innych żeliw. Jednak wytrzymałość na ściskanie żeliwa szarego jest stosunkowo wysoka, zwykle 3-4 razy większa od jego wytrzymałości na rozciąganie. Żeliwo szare na osnowie perlitu charakteryzuje się wysoką twardością i odpornością na zużycie.
Charakterystyka odporności na zużycie żeliwa szarego
Żeliwo szare ma lepszą odporność na zużycie. Wynika to z faktu, że sam grafit ma właściwości smarne, a wgłębienia po opadnięciu grafitu mogą wchłaniać i przechowywać olej smarujący, dzięki czemu odlewy mają dobrą odporność na zużycie. Co więcej, odlew zawiera eutektykę fosforu o wysokiej twardości, co może dodatkowo poprawić odporność na zużycie.
Charakterystyka odporności na korozję żeliwa szarego
Żeliwo szare jest do pewnego stopnia odporne na korozję. Żeliwo szare jest odporne na korozję w środowiskach słabych kwasów, słabych zasad, wody i gazu. Odporność na korozję żeliwa szarego jest jednak stosunkowo ograniczona w porównaniu z niektórymi specjalistycznymi materiałami odpornymi na korozję.
Charakterystyka wydajności cięcia żeliwa szarego
Żeliwo szare charakteryzuje się dobrą wydajnością skrawania dzięki efektom smarowania i łamania wiórów przez grafit płatkowy na narzędziu. Wydajność skrawania samego żeliwa szarego zależy od struktury matrycy i twardości. Najlepsza jest matryca ferrytowa, a następnie perlitowa. Gdy występuje wolny cementyt, wydajność skrawania gwałtownie spada.
Gatunki i zastosowania żeliwa szarego
Istnieje wiele gatunków żeliwa szarego, z których najpopularniejsze to HT100, HT150, HT200, HT250, HT300, HT350 itp.
| HT100 | HT100 jest stosowany do produkcji prostych odlewów, które przenoszą tylko niewielkie obciążenia, takich jak pokrywy, pokrywy zewnętrzne, palety, miski olejowe, koła ręczne, ramy ręczne, płyty dolne, uchwyty i formy wlewków stalowych, przeciwwagi wielkopiecowe w urządzeniach metalurgicznych, obciążniki pieców do produkcji stali itp. |
| HT150 | HT150 może wytrzymać umiarkowane naprężenia zginające i jest stosowany do produkcji skrzyń biegów, rur wydechowych, rur wlotowych powietrza w pojazdach rolniczych, a także części podlegających względnemu ruchowi i zużyciu, takich jak stoły warsztatowe. |
| HT200 | HT200 jest stosowany do produkcji odlewów, które wytrzymują umiarkowane naprężenia zginające i mają nacisk między powierzchniami ciernymi większy niż 500 MPa, takich jak stoły robocze obrabiarek, prowadnice, podstawy, samochodowe skrzynie biegów, rury wlotowe i wydechowe, korpusy pomp, korpusy zaworów, pokrywy zaworów itp. |
| HT250 | HT250 nadaje się do produkcji platform żeliwnych, płaskich płyt żeliwnych, płaskich płyt znakujących, żeliwnych stołów warsztatowych, płaskich płyt montażowych, płaskich płyt spawalniczych, kół zębatych, poziomów, łóżek obrabiarek, mierników ugięcia, dużych odlewów itp. |
| HT300 | HT300 nadaje się do produkcji odlewów, które podlegają dużym naprężeniom zginającym i wymagają wysokiej szczelności, takich jak trójwymiarowe elastyczne platformy spawalnicze, ciężkie łoża obrabiarek, koła zębate, krzywki, duże wały korbowe silników, bloki cylindrów, cylindry wysokociśnieniowe, podstawy walcarek itp. |
| HT350 | HT350 jest stosowany w produkcji tokarek, pras wykrawających i innych ciężkich maszyn, które podlegają większym obciążeniom, takich jak podstawy maszyn, stalowe prowadnice toczne, rolki, kolumny koksownicze, cylindryczne koła zębate mieszalników, gniazda kół podporowych itp. |
Obróbka cieplna żeliwa szarego
Istnieją różne metody obróbki cieplnej żeliwa szarego, w tym głównie następujące:
Wyżarzanie odprężające
Aby wyeliminować naprężenia szczątkowe odlewu, ustabilizować jego wymiary geometryczne i zmniejszyć lub wyeliminować odkształcenia spowodowane cięciem, odlew należy poddać wyżarzaniu odprężającemu. Przy określaniu temperatury wyżarzania odprężającego należy wziąć pod uwagę skład chemiczny żeliwa. Temperatura wyżarzania odprężającego dla zwykłego żeliwa szarego wynosi zwykle 550°C, dla niskostopowego żeliwa szarego 600°C, a dla wysokostopowego żeliwa szarego może zostać zwiększona do 650°C. Szybkość nagrzewania wynosi zazwyczaj 60°C. ~120℃/h. Czas przetrzymywania zależy od temperatury nagrzewania, wielkości i złożoności strukturalnej odlewu oraz wymaganego stopnia odprężenia. Szybkość chłodzenia wyżarzania odprężającego dla odlewów musi być powolna, ogólnie kontrolowana na poziomie 20-40°C/h, a po schłodzeniu do temperatury poniżej 200-150°C może być chłodzona powietrzem z pieca.
Wyżarzanie grafityzujące
Jeśli w odlewie nie ma eutektycznego cementytu lub jego ilość jest niewielka, można przeprowadzić wyżarzanie grafityzujące w niskiej temperaturze; gdy ilość eutektycznego cementytu w odlewie jest duża, należy przeprowadzić wyżarzanie grafityzujące w wysokiej temperaturze. Podczas niskotemperaturowego wyżarzania grafityzującego żeliwo ulegnie grafityzacji i granulacji eutektoidalnego cementytu, co zmniejszy twardość żeliwa i zwiększy jego plastyczność. Proces wyżarzania grafityzującego w wysokiej temperaturze polega na podgrzaniu odlewu do temperatury wyższej niż górna granica Ac1, tak aby wolny cementyt w żeliwie rozpadł się na austenit i grafit. Po utrzymaniu ciepła przez pewien czas, jest on chłodzony na różne sposoby w zależności od wymaganej struktury matrycy.
Normalizacja
Celem normalizacji żeliwa szarego jest poprawa wytrzymałości, twardości i odporności na zużycie odlewów lub jako przygotowawcza obróbka cieplna do hartowania powierzchniowego w celu poprawy struktury matrycy. Ogólna normalizacja polega na podgrzaniu odlewu do górnej granicy Ac1 30 ~ 50 ℃, tak aby pierwotna struktura została przekształcona w austenit, a następnie jest uwalniana z pieca i chłodzona powietrzem po przechowywaniu przez pewien czas; odlewy o skomplikowanych kształtach lub ważne są normalizowane przed wyeliminowaniem naprężeń wewnętrznych. wyżarzanie.
Hartowanie i odpuszczanie
Proces hartowania polega na podgrzaniu odlewu do temperatury górnej granicy Ac1 + 30 ~ 50 ℃, zwykle 850 ~ 900 ℃, tak aby struktura została przekształcona w austenit i była utrzymywana w tej temperaturze, a następnie hartowana, zwykle przy użyciu hartowania w oleju. Odpuszczanie Aby uniknąć grafityzacji, temperatura odpuszczania powinna być zazwyczaj niższa niż 550°C.
Hartowanie powierzchniowe: W celu poprawy twardości powierzchni, odporności na zużycie i wytrzymałości zmęczeniowej niektórych odlewów można zastosować hartowanie powierzchniowe. Zarówno odlewy z żeliwa szarego, jak i sferoidalnego mogą być hartowane powierzchniowo. Zasadniczo stosuje się hartowanie powierzchniowe z nagrzewaniem indukcyjnym o wysokiej (średniej) częstotliwości i hartowanie powierzchniowe ze stykiem elektrycznym.
Niniejszy artykuł zawiera dogłębną dyskusję i analizę różnych cech, procesów produkcyjnych i obszarów zastosowań odlewów z żeliwa szarego. Dzięki badaniom nad składem odlewów z żeliwa szarego wyjaśniliśmy, że zawartość węgla, krzemu, manganu i innych pierwiastków ma znaczący wpływ na ich wydajność. Na przykład, odpowiednie zwiększenie zawartości krzemu może skutecznie poprawić wytrzymałość i ciągliwość odlewów z żeliwa szarego, ale nadmiar krzemu doprowadzi do spadku twardości odlewów. W dziedzinie zastosowań, odlewy z żeliwa szarego są szeroko stosowane w produkcji samochodów, przemyśle maszynowym i innych dziedzinach ze względu na ich dobrą odporność na zużycie, pochłanianie wstrząsów i korzyści finansowe.
Firma Dawang Metals posiada 25-letnie doświadczenie w odlewnictwie żeliwa szarego, a jej wysokiej jakości odlewy są eksportowane do wielu krajów w Europie i Ameryce. Dla tych, którzy szukają niezawodnego dostawcy odlewów z żeliwa szarego, Dawang Metals oferuje nie tylko konkurencyjne ceny, ale także kompleksowe wsparcie techniczne w celu spełnienia konkretnych potrzeb.
