Mathau o Castings Haearn

Mathau o Castings Haearn

Bydd y bennod hon yn trafod y gwahanol fathau o gastiau haearn.

Castio Haearn Llwyd

Nodwedd haearn bwrw llwyd yw'r microstrwythur graffig, sy'n gallu achosi toriadau i'r deunydd a chael golwg llwyd. Yr un hwn yw'r math o haearn bwrw a ddefnyddir amlaf a hefyd deunydd cast a ddefnyddir yn gyffredin yn seiliedig ar bwysau. Mae gan fwyafrif o'r haearn bwrw llwyd ddadelfennu cemegol o 2.5 y cant i 4 y cant o garbon, 1 y cant i 3 y cant o silicon ac mae'r gweddill yn gyfansoddiad haearn.

Mae gan y math hwn o haearn bwrw lai o gryfder tynnol a llai o wrthwynebiad i sioc o'i gymharu â dur. Mae ei gryfder cywasgol yn debyg i ddur carbon isel a chanolig.

Mae'r holl briodweddau mecanyddol hyn yn cael eu rheoli gan siâp y naddion graffit a maint y naddion graffit, sy'n bresennol ym microstrwythur yr haearn bwrw llwyd.

Castio Haearn Gwyn

Mae gan y math hwn o haearn arwynebau hollti sy'n wyn oherwydd presenoldeb gwaddod carbid haearn o'r enw cementit. Mae'r carbon sydd wedi'i gynnwys mewn haearn bwrw gwyn yn gwaddodi allan o'r tawdd fel cementit cyfnod sefydlog wedi'i fodloni yn hytrach na graffit. Cyflawnir hyn gyda chynnwys silicon is fel yr asiant graffiteiddio a chyfradd oeri a gyflenwir yn gyflymach. Ar ôl y dyddodiad hwn, mae'r cementite yn ffurfio gronynnau mawr.

Yn ystod dyddodiad y carbid haearn, mae'r gwaddod yn tynnu carbon o'r tawdd gwreiddiol, gan symud y cymysgedd tuag at un sy'n agosach at ewtectig. Y cam sy'n weddill yw gostwng haearn i garbon austenite, sy'n trawsnewid i martensite ar ôl ei oeri.

Mae'r rhain yn cynnwys carbidau ewtectig yn rhy fawr i ddarparu'r budd o galedu dyddodiad. Mewn rhai duroedd efallai y bydd gwaddodion smentit llawer llai a allai gario anffurfiad plastig trwy rwystro symudiad dadleoliadau trwy'r matrics ferrite haearn pur. Mae ganddynt fantais gan eu bod yn cynyddu caledwch swmp yr haearn bwrw yn syml oherwydd eu caledwch a'u ffracsiwn cyfaint eu hunain. Mae hyn yn arwain at y caledwch swmp yn gallu cael ei brasamcanu gan reol cymysgeddau.

Mae'r caledwch hwn yn cael ei gynnig ar draul caledwch beth bynnag. Yn gyffredinol, gellir dosbarthu haearn bwrw gwyn fel sment, gan fod carbid yn ffurfio ffracsiwn mwy o'r deunydd. Mae haearn gwyn yn rhy frau i'w ddefnyddio mewn cydrannau strwythurol, ond oherwydd ei galedwch da, ymwrthedd i sgrafelliad, a chost isel, gellir ei ddefnyddio fel wyneb traul pympiau slyri.

Mae'n anodd oeri castiau trwchus yn gyflymach sy'n ddigon i gadarnhau'r toddi fel haearn bwrw gwyn, fodd bynnag gellir defnyddio oeri cyflym er mwyn caledu uffern o haearn bwrw gwyn ac ar ôl hyn bydd gweddill ohono. oeri'n arafach gan ffurfio craidd o haearn bwrw llwyd. Gelwir y cast canlyniadol hwn yn gastio oer, ac mae'n cynnwys manteision cael arwyneb caled ond gyda thu mewn llymach.

Roedd gan aloion haearn gwyn cromiwm uchel y gallu i ganiatáu castio tywod enfawr o tua 10 tunnell o impeller. Mae hyn oherwydd y ffaith bod y cromiwm yn lleihau'r gyfradd oeri sy'n ofynnol i gynhyrchu carbidau trwy'r trwch mwy o ddeunydd. Mae carbidau sydd ag ymwrthedd crafiad rhagorol hefyd yn cael eu cynhyrchu gan elfennau cromiwm.

Castio Haearn hydrin

Mae haearn bwrw hydrin yn dechrau fel castio haearn gwyn, yna caiff ei drin â gwres ar dymheredd o tua 950 ° C am ddau neu un diwrnod, ac yna caiff ei oeri am yr un cyfnod o amser.

Yna mae'r carbon mewn carbid haearn yn trawsnewid yn graffit a ferrite ynghyd â charbon oherwydd y broses wresogi ac oeri hon. Mae hon yn broses isel, ond mae'n galluogi'r tensiwn arwyneb i drawsnewid y graffit yn ronynnau spheroidal yn hytrach na fflochiau.

Mae'r sfferoidau yn gymharol fyr ac ymhellach i ffwrdd oddi wrth ei gilydd oherwydd eu cymhareb agwedd isel. Maent hefyd yn cynnwys croestoriad is, crac lluosogi a ffoton. Yn hytrach na naddion, maent yn cynnwys ffiniau di-fin sy'n cyfrannu at liniaru'r problemau canolbwyntio straen a geir mewn haearn bwrw llwyd. Ar y cyfan, mae'r eiddo sydd wedi'i gynnwys yn yr haearn bwrw hydrin yn debycach i ddur sy'n ysgafn ei natur.

Castio Haearn hydwyth

Cyfeirir ato weithiau fel haearn bwrw nodular, ac mae gan yr haearn bwrw hwn ei graffit ar ffurf nodiwlau bach iawn, gyda'r graffit ar ffurf haenau sy'n consentrig ac felly'n ffurfio'r nodiwlau. Oherwydd hyn, mae priodweddauhaearn bwrw hydwythyw dur sbwng heb unrhyw effeithiau crynodiad straen a gynhyrchir gan naddion y graffit.

Mae'r swm crynodiad carbon sydd wedi'i gynnwys tua 3 y cant i 4 y cant, ac mae swm silicon tua 1.8 y cant i 2.8 y cant. Mae symiau bach o 0.02 y cant i 0.1 y cant o fagnesiwm, a dim ond 0.02 y cant i 0.04 y cant o gerium o'u hychwanegu at yr aloion hyn yn arafu'r gyfradd y mae dyddodiad graffit yn tyfu trwy fondio i ymylon y lonydd graffit.

Gall carbon fod â siawns o wahanu fel gronynnau spheroidal wrth i'r deunydd gadarnhau, oherwydd rheolaeth ofalus ar elfennau eraill ac amseriad priodol yn ystod y broses. Mae'r gronynnau canlyniadol yn debyg i haearn bwrw hydrin, ond gellir bwrw rhannau ag adrannau sy'n fwy.

Elfennau Alloying

Mae priodweddau haearn bwrw yn cael eu newid a'u hychwanegu mewn gwahanol elfennau aloi neu aloiyddion yn yr haearn bwrw. Yn unol â charbon mae'r elfen silicon oherwydd mae ganddo'r gallu i orfodi carbon allan o'r hydoddiant. Ni all canran lai o silicon allu cyflawni hyn yn llawn gan ei fod yn caniatáu i garbon aros yn yr hydoddiant, gan ffurfio carbid haearn a hefyd gynhyrchu haearn bwrw gwyn.

Mae canran neu grynodiad mwy o silicon yn gallu gorfodi'r carbon allan o'r hydoddiant ac yna ffurfio graffit a hefyd cynhyrchu haearn bwrw llwyd. Mae asiantau aloi eraill na nodwyd yn cynnwys manganîs, cromiwm, titaniwm ac yna fanadiwm. Mae'r rhain yn gwrthweithio silicon, maent hefyd yn hyrwyddo cadw carbon ac felly hefyd ffurfio carbidau. Mae gan nicel a'r elfen gopr fantais gan eu bod yn cynyddu cryfder a pheiriantadwyedd, ond nid ydynt wedyn yn gallu newid faint o garbon a ffurfiwyd.

Mae'r carbon sydd ar ffurf graffit yn arwain at haearn meddalach, gan leihau effaith crebachu, lleihau'r cryfder a lleihau'r dwysedd a gynhwysir. Mae sylffwr yn halogiad yn bennaf pan gaiff ei gynnwys, ac mae'n ffurfio sylffid haearn sy'n atal ffurfio graffit a hefyd sy'n cynyddu caledwch.

Yr anfantais a osodir gan sylffwr yw ei fod yn gwneud haearn bwrw tawdd yn gludiog, sy'n achosi diffygion. Er mwyn darparu ar gyfer a dileu effeithiau sylffwr, mae manganîs yn cael ei ychwanegu at yr hydoddiant. Gwneir hyn oherwydd pan gyfunir y ddau maent yn ffurfio sylffid manganîs yn lle sylffid haearn. Mae sylffid manganîs o ganlyniad yn ysgafnach na'r tawdd ac yn tueddu i arnofio allan o'r tawdd a mynd i mewn i'r slag.

Y swm bras o fanganîs sydd ei angen i ganslo effeithiau sylffwr yw 1.7 uned o gynnwys sylffwr a 0.3 y cant ychwanegol ar ben hynny. Mae ychwanegu mwy na'r swm hwn o fanganîs yn arwain at ffurfio carbid manganîs ac mae hyn yn cynyddu caledwch ac oeri ac eithrio mewn haearn llwyd lle gall hyd at 1 y cant o fanganîs gynyddu cryfder a'r dwysedd a gynhwysir. Mae nicel yn un o'r elfennau aloi mwyaf cyffredinol oherwydd mae ganddo dueddiad i fireinio'r pearlit a strwythur y graffit, gan wella'r caledwch, ac mae'n cysoni'r gwahaniaeth caledwch rhwng trwch adrannau.

Mae cromiwm yn cael ei ychwanegu mewn symiau bach i leihau graffit rhydd a chynhyrchu oerfel. Mae hyn oherwydd bod cromiwm yn sefydlogwr carbid pwerus, ac mewn rhai achosion gall weithio ar y cyd â nicel. Ar gyfer cromiwm hefyd, gellir ychwanegu swm bach o dun yn ei le. Ychwanegir copr yn y lletwad neu'r ffwrnais tua 0.5 y cant i 2.5 y cant i gyflawni oerfel gostwng, mireinio graffit, a'r cynydd mewn hylifedd. Gellir ychwanegu molybdenwm hefyd tua 0.3 y cant i 1 y cant er mwyn cynyddu'r oerfel, mireinio'r graffit, a mireinio'r strwythur pearlite.

Fel arfer caiff ei ychwanegu gan weithio yn unol â nicel, copr a chromiwm i gynhyrchu haearnau cryfder uchel. Ychwanegir yr elfen titaniwm i weithio fel degasser a deoxidizer, a chynyddu hylifedd. Mae cyfrannau o 0.15 y cant i 0.5 y cant o'r elfen vanadium yn cael eu hychwanegu at yr haearn bwrw ac yn helpu i sefydlogi cementite, i gynyddu caledwch a gwrthsefyll effeithiau traul a gwres.

Mae zirconium yn helpu i ffurfio graffit ac yn cael ei ychwanegu mewn cyfrannau o tua 0.1 y cant i 0.3 y cant. Mae'r elfen hon hefyd yn helpu i ddadocsidio a chynyddu hylifedd. Mewn toddi haearn hydrin, i gynyddu faint o silicon y gellir ei ychwanegu, mae bismuth yn cael ei dywallt ar raddfa o 0.002 y cant i 0.01 y cant. Mewn haearn gwyn, mae'r elfen boron yn cael ei ychwanegu, sy'n helpu i gynhyrchu haearn sy'n hydrin, ac mae'n lleihau effaith brasach yr elfen bismuth.