Tipes ystergietsels
Tipes ystergietsels
Hierdie hoofstuk sal die verskillende tipes yster gietstukke bespreek.
Grys yster gietwerk
Die kenmerk van grys gietyster is die grafiese mikrostruktuur, wat breuke aan die materiaal kan veroorsaak en 'n grys voorkoms het. Hierdie een is die mees gebruikte tipe gietyster en ook algemeen gebruikte gietmateriaal gebaseer op gewig. Die meerderheid van die grys gietysters het 'n chemiese ontbinding van 2,5 persent tot 4 persent koolstof, 1 persent tot 3 persent silikoon en die res is 'n samestelling van yster.
Hierdie tipe gietyster het minder treksterkte en minder weerstand teen skok in vergelyking met staal. Sy druksterkte is vergelykbaar met lae en medium koolstofstaal.
Al hierdie meganiese eienskappe word beheer deur die grafietvlokkie se vorm en die grootte van die grafietvlokkies, wat in die mikrostruktuur van die grys gietyster voorkom.
Wit yster gietwerk
Hierdie tipe yster het gebreekte oppervlaktes wat wit is as gevolg van die teenwoordigheid van 'n ysterkarbied-neerslag genaamd sementiet. Die koolstof wat in wit gietyster voorkom, presipiteer uit die smelt as met stabiele fase sementiet eerder as as grafiet. Dit word bereik met 'n laer silikoninhoud as die grafitiserende middel en 'n vinniger verskafde afkoeltempo. Na hierdie neerslag vorm die sementiet as groot deeltjies.
Tydens die neerslag van die ysterkarbied trek die neerslag koolstof uit die oorspronklike smelt en beweeg sodoende die mengsel na een wat nader aan eutekties is. Die oorblywende fase is die verlaging van yster na koolstofausteniet, wat na martensiet verander sodra dit afgekoel is.
Hierdie bevatte eutektiese karbiede is te groot om die voordeel van presipitasieverharding te bied. In sommige staalsoorte kan daar baie kleiner sementietneerslae wees wat die vervorming van plastiek kan dra deur die beweging van ontwrigtings deur die suiwer ysterferrietmatriks te belemmer. Hulle het 'n voordeel aangesien hulle die grootmaat hardheid van die gietyster verhoog bloot as gevolg van hul eie hardheid en volume fraksie. Dit lei daartoe dat die grootmaat hardheid benader kan word deur 'n reël van mengsels.
Hierdie hardheid word in elk geval ten koste van taaiheid aangebied. Wit gietyster kan oor die algemeen as 'n sement geklassifiseer word, aangesien karbied 'n groter fraksie van die materiaal uitmaak. Wit yster is te bros om in strukturele komponente gebruik te word, maar as gevolg van sy goeie hardheid, weerstand teen skuur en lae koste, kan dit as die slytoppervlak van suspensiepompe gebruik word.
Dit is moeilik om dik gietstukke teen 'n vinniger tempo af te koel wat genoeg is om die smelt as wit gietyster te stol, maar vinnige verkoeling kan egter gebruik word om 'n helse wit gietyster te stol en daarna sal 'n res daarvan wees koel teen 'n stadiger pas en vorm dus 'n kern van grys gietyster. Hierdie gevolglike gietstuk word 'n verkoelde gietstuk genoem, en dit bevat die voordele van 'n harde oppervlak, maar met 'n taaier binnekant.
Hoë chroom wit yster legerings het die vermoë gehad om massiewe gietwerk van ongeveer 'n 10 ton stuwer te laat sandgiet. Dit is te wyte aan die feit dat die chroom die verkoelingstempo wat benodig word om karbiede te produseer deur die groter diktes van materiaal verminder. Karbiede met 'n uitstekende skuurweerstand word ook deur chroomelemente vervaardig.
Smeebare ystergietwerk
Smeebare gietyster begin as 'n wit yster gietstuk, dan hittebehandel teen temperature van ongeveer 950°C vir twee of 'n enkele dag, en dan word dit vir dieselfde tydperk afgekoel.
Die koolstof in ysterkarbied verander dan in grafiet en ferriet plus koolstof as gevolg van hierdie verhitting en verkoelingsproses. Dit is 'n lae proses, maar dit stel die oppervlakspanning in staat om die grafiet in sferoïdale deeltjies eerder as vlokkies te transformeer.
Die sferoïede is relatief kort en verder weg van mekaar as gevolg van hul lae aspekverhouding. Hulle bevat ook 'n laer deursnee, voortplantende kraak en 'n foton. In teenstelling met vlokkies, bevat hulle stomp grense wat deelneem aan die verligting van die streskonsentrasieprobleme wat in grys gietyster voorkom. Al met al is die eienskappe ingesluit in die smeebare gietyster meer soos dié van staal wat sag van aard is.
Noedige ystergietwerk
Daar word soms na verwys as nodulêre gietyster, hierdie gietyster het sy grafiet in die vorm van baie klein nodules, met die grafiet in die vorm van lae wat konsentries is en dus die nodules vorm. As gevolg van hierdie, die eienskappe vanrekbare gietysteris dié van 'n sponsagtige staal wat geen spanningskonsentrasie-effekte het wat deur die vlokkies van die grafiet geproduseer word nie.
Die hoeveelheid koolstofkonsentrasie ingesluit is ongeveer 3 persent tot 4 persent, en dié van silikon is ongeveer 1,8 persent tot 2,8 persent. Klein hoeveelhede van 0,02 persent tot 0,1 persent magnesium, en slegs 0,02 persent tot 0,04 persent cerium wanneer dit by hierdie legerings gevoeg word, vertraag die tempo waarteen grafietneerslag groei deur binding aan die grafietbane se rande.
Koolstof kan 'n kans hê om as sferoïdale deeltjies te skei soos die materiaal stol, as gevolg van die noukeurige beheer van ander elemente en behoorlike tydsberekening tydens die proses. Die resulterende deeltjies is soortgelyk aan smeebare gietyster, maar dele kan gegiet word met gedeeltes wat groter is.
Legeringselemente
Die eienskappe van gietyster word verander en bygevoeg in verskeie legeringselemente of legerings in die gietyster. In lyn met koolstof is die element silikon omdat dit die vermoë het om koolstof uit die oplossing te dwing. 'n Kleiner persentasie silikon kan dit nie ten volle bereik nie, aangesien dit koolstof in die oplossing laat bly, dus ysterkarbied vorm en ook wit gietyster produseer.
'n Groter persentasie of konsentrasie silikon is in staat om die koolstof uit die oplossing te dwing en dan grafiet te vorm en ook grys gietyster te produseer. Ander legeringsmiddels wat nie opgemerk is nie, sluit in mangaan, chroom, titanium en dan vanadium. Dit werk silikon teen, dit bevorder ook die retensie van koolstof en dus ook die vorming van karbiede. Nikkel en die element koper het 'n voordeel aangesien dit sterkte en bewerkbaarheid verhoog, maar hulle kan dan nie die hoeveelheid koolstof wat gevorm word verander nie.
Die koolstof wat in die vorm van grafiet is, lei tot 'n sagter yster, wat dus die effek van krimping verminder, die sterkte verlaag en die ingeslote digtheid verminder. Swael is meestal 'n kontaminant wanneer dit ingesluit word, en dit vorm ystersulfied wat die vorming van grafiet voorkom en ook wat hardheid verhoog.
Die nadeel wat swael oplê, is dat dit gesmelte gietyster viskeus maak, wat defekte veroorsaak. Om voorsiening te maak vir die effekte van swael en uit te skakel, word mangaan by die oplossing gevoeg. Dit word gedoen omdat wanneer die twee gekombineer word, vorm hulle mangaansulfied in plaas van ystersulfied. Die gevolglike mangaansulfied is ligter as die smelt en is geneig om uit die smelt te dryf en in die slak te beland.
Die benaderde hoeveelheid mangaan wat nodig is om die effekte van swael uit te kanselleer, is 1,7 eenhede swaelinhoud en 'n bykomende 0,3 persent bygevoeg bo-op. Die byvoeging van meer as hierdie hoeveelheid mangaan lei tot die vorming van mangaankarbied en dit verhoog hardheid en verkoeling, behalwe in grys yster waar tot 1 persent mangaan sterkte en die digtheid vervat kan verhoog. Nikkel is een van die mees algemene legeringselemente omdat dit die neiging het om die perliet en die struktuur van die grafiet te verfyn, en sodoende die taaiheid te verbeter, en die hardheidsverskil tussen snitdiktes gelyk te maak.
Chroom word in klein hoeveelhede bygevoeg om vrye grafiet te verminder en 'n koue te produseer. Dit is omdat chroom 'n kragtige karbiedstabilisator is, en in sommige gevalle kan dit saam met nikkel werk. Vir chroom ook, kan 'n klein plaasvervanger hoeveelheid blik bygevoeg word. Koper word in die skeplepel of oond gevoeg in die orde van 0,5 persent tot 2,5 persent om 'n verlaging van koue, raffinering van grafiet en die toename in vloeibaarheid te verkry. Molibdeen kan ook in die orde van 0,3 persent tot 1 persent bygevoeg word om ook die koue te verhoog, die grafiet te verfyn en die perlietstruktuur te verfyn.
Dit word gewoonlik bygevoeg in ooreenstemming met nikkel, koper en chroom om hoësterkte ysters te produseer. Die element titanium word bygevoeg om as 'n ontgasser en 'n deoksideermiddel te werk en vloeibaarheid te verhoog. Proporsies van 0,15 persent tot 0,5 persent van die element vanadium word by die gietyster gevoeg en help om sementiet te stabiliseer, om hardheid te verhoog en slytasie en hitte-effekte te weerstaan.
Sirkonium help om grafiet te vorm en word bygevoeg in verhoudings van ongeveer 0,1 persent tot 0,3 persent. Hierdie element help ook om te deoksideer en vloeibaarheid te verhoog. In smeebare ystersmeltings, om te verhoog hoeveel silikon bygevoeg kan word, word bismut in 'n skaal van 0,002 persent tot 0,01 persent gegooi. In wit yster word die element boor bygevoeg, wat help met die produksie van yster wat smeebaar is, en dit verminder die growwe effek van die element bismut.