Llojet e derdhjeve të hekurit

Llojet e derdhjeve të hekurit

Ky kapitull do të diskutojë llojet e ndryshme të derdhjeve të hekurit.

Hekuri gri

Karakteristikë e gizës gri është mikrostruktura grafike, e cila është në gjendje të shkaktojë thyerje të materialit dhe të ketë një pamje gri. Ky është lloji më i përdorur i gizës dhe gjithashtu materiali i derdhur i përdorur zakonisht në bazë të peshës. Shumica e gizave gri kanë një dekompozim kimik prej 2,5 për qind deri në 4 për qind karbon, 1 për qind deri në 3 për qind silikon dhe pjesa tjetër është një përbërje hekuri.

Ky lloj gize ka më pak rezistencë në tërheqje dhe më pak rezistencë ndaj goditjeve në krahasim me çelikun. Forca e tij në shtypje është e krahasueshme me çelikun me karbon të ulët dhe mesatar.

Të gjitha këto veti mekanike kontrollohen nga forma e flakës së grafitit dhe madhësia e thekoneve të grafitit, të cilat janë të pranishme në mikrostrukturën e gizës gri.

Derdhje e bardhë hekuri

Ky lloj hekuri ka sipërfaqe të thyera të cilat janë të bardha për shkak të pranisë së një precipitati të karbitit të hekurit të quajtur çimentit. Karboni që përmbahet në gizën e bardhë precipiton nga shkrirja si çimentit me fazë të qëndrueshme dhe jo si grafit. Kjo arrihet me përmbajtje më të ulët të silikonit si agjent grafitizues dhe me një shpejtësi më të shpejtë të ftohjes. Pas këtij reshjeje, çimentiti formohet si grimca të mëdha.

Gjatë precipitimit të karabit të hekurit, precipitati tërheq karbonin nga shkrirja origjinale, duke lëvizur kështu përzierjen drejt asaj që është më afër eutektikës. Faza e mbetur është ulja e hekurit në austenit karboni, i cili shndërrohet në martensit pasi të ftohet.

Këto karbide eutektike që përmbajnë janë shumë të mëdha për të siguruar përfitimin e ngurtësimit të reshjeve. Në disa çelik mund të ketë precipitate shumë më të vogla të çimentitit që mund të bartin deformimin e plastikës duke penguar lëvizjen e dislokimeve nëpër matricën e ferritit të pastër të hekurit. Ata kanë një avantazh pasi rrisin fortësinë më të madhe të gizës thjesht për shkak të fortësisë së tyre dhe fraksionit të vëllimit. Kjo rezulton që fortësia e madhe të jetë në gjendje të përafrohet me një rregull përzierjesh.

Kjo fortësi ofrohet në çdo rast në kurriz të qëndrueshmërisë. Gize e bardhë në përgjithësi mund të klasifikohet si çimento, pasi karabidi përbën një pjesë më të madhe të materialit. Hekuri i bardhë është shumë i brishtë për t'u përdorur në komponentët strukturorë, por për shkak të fortësisë së tij të mirë, rezistencës ndaj gërryerjes dhe kostos së ulët, ai mund të përdoret si sipërfaqe e konsumimit të pompave të llumit.

Është e vështirë të ftohen derdhjet e trasha me një shpejtësi më të shpejtë e cila është e mjaftueshme për të ngurtësuar shkrirjen si gize e bardhë, megjithatë ftohja e shpejtë mund të përdoret për të ngurtësuar një ferr prej gize të bardhë dhe pas kësaj një pjesë e mbetur e tij do të jetë ftohen me një ritëm më të ngadaltë duke formuar kështu një bërthamë prej gize gri. Kjo gips që rezulton quhet derdhje e ftohtë dhe përmban përfitimet e të pasurit një sipërfaqe të fortë, por me një brendshme më të fortë.

Lidhjet e hekurit të bardhë me krom të lartë kishin një aftësi për të lejuar derdhjen masive të një shtytëse prej rreth 10 tonësh të derdhej me rërë. Kjo është për shkak të faktit se kromi redukton shkallën e ftohjes së nevojshme për të prodhuar karbide përmes trashësisë më të madhe të materialit. Karbitet me një rezistencë të shkëlqyer ndaj gërryerjes prodhohen gjithashtu nga elementët e kromit.

Hekuri i lakueshëm

Giza e lakueshme fillon si një derdhje hekuri e bardhë, më pas trajtohet me nxehtësi në temperatura rreth 950°C për dy ose një ditë të vetme dhe më pas ftohet për të njëjtën periudhë kohore.

Karboni në karabit hekuri më pas shndërrohet në grafit dhe ferrit plus karbon për shkak të këtij procesi të ngrohjes dhe ftohjes. Ky është një proces i ulët, por mundëson që tensioni sipërfaqësor të transformojë grafitin në grimca sferoide dhe jo në thekon.

Sferoidet janë relativisht të shkurtër dhe më larg njëri-tjetrit për shkak të raportit të tyre të ulët të pamjes. Ato përmbajnë gjithashtu një seksion kryq më të ulët, çarje që përhapet dhe një foton. Në ndryshim nga thekonet, ato përmbajnë kufij të mprehtë që marrin pjesë në zbutjen e problemeve të përqendrimit të stresit që gjenden në gize gri. Në përgjithësi, vetitë e përfshira në gizën e lakueshme janë më shumë si ato të çelikut, i cili është i butë në natyrë.

Derdhje duktile hekuri

Ndonjëherë i referuar si gizë nodular, ky gizë ka grafitin e tij në formën e nyjeve shumë të vogla, me grafit që ka formën e shtresave të cilat janë koncentrike dhe kështu formojnë nyjet. Për shkak të kësaj, vetitë egize duktilejanë ai i një çeliku sfungjer i cili nuk ka efekte të përqendrimit të stresit të prodhuara nga thekonet e grafitit.

Përmbajtja e përqendrimit të karbonit është rreth 3 për qind deri në 4 për qind, dhe ajo e silikonit është rreth 1,8 për qind deri në 2,8 për qind. Sasi të vogla prej 0,02 për qind deri në 0,1 për qind të magnezit dhe vetëm 0,02 për qind deri në 0,04 për qind cerium kur shtohen në këto lidhje, ngadalësojnë shkallën me të cilën rritet reshjet e grafitit përmes lidhjes me skajet e korsive të grafitit.

Karboni mund të ketë një shans të ndahet si grimca sferoide ndërsa materiali ngurtësohet, për shkak të kontrollit të kujdesshëm të elementëve të tjerë dhe kohës së duhur gjatë procesit. Grimcat që rezultojnë janë të ngjashme me gizën e lakueshme, por pjesët mund të derdhen me seksione që janë më të mëdha.

Elementet aliazhuese

Vetitë e gizës ndryshohen dhe shtohen në elementë të ndryshëm aliazh ose lidhjeve në gizë. Në përputhje me karbonin është elementi silikon, sepse ai ka një aftësi për të detyruar karbonin jashtë tretësirës. Një përqindje më e vogël e silikonit nuk mund ta arrijë plotësisht këtë pasi lejon karbonin të mbetet në tretësirë, duke formuar kështu karabit hekuri dhe gjithashtu duke prodhuar gize të bardhë.

Një përqindje ose përqendrim më i madh i silikonit është në gjendje të detyrojë karbonin të dalë nga tretësira dhe më pas të formojë grafit dhe gjithashtu të prodhojë gize gri. Agjentë të tjerë aliazh që nuk janë vërejtur përfshijnë manganin, kromin, titanin dhe më pas vanadiumin. Këto kundërshtojnë silikonin, ato gjithashtu nxisin mbajtjen e karbonit dhe kështu edhe formimin e karbiteve. Nikeli dhe elementi bakër kanë një avantazh pasi rrisin forcën dhe përpunueshmërinë, por më pas nuk mund të ndryshojnë sasinë e karbonit të formuar.

Karboni që është në formë grafiti rezulton në një hekur më të butë, duke zvogëluar kështu efektin e tkurrjes, duke ulur forcën dhe duke ulur densitetin e përmbajtur. Squfuri është kryesisht një ndotës kur përmbahet, dhe formon sulfid hekuri i cili parandalon formimin e grafitit dhe gjithashtu rrit fortësinë.

Disavantazhi i imponuar nga squfuri është se ai e bën gizën e shkrirë viskoz, gjë që shkakton defekte. Për të kujdesur dhe eliminuar efektet e squfurit, mangani i shtohet tretësirës. Kjo bëhet sepse kur të dyja kombinohen ato formojnë sulfur mangani në vend të sulfurit të hekurit. Sulfidi i manganit që rezulton është më i lehtë se shkrirja dhe tenton të notojë nga shkrirja dhe të futet në skorje.

Sasia e përafërt e manganit që nevojitet për të eliminuar efektet e squfurit është 1.7 njësi përmbajtje squfuri dhe një shtesë prej 0.3 përqind e shtuar sipër. Shtimi i më shumë se kësaj sasie mangani rezulton në formimin e karbitit të manganit dhe kjo rrit ngurtësinë dhe ftohjen, me përjashtim të hekurit gri ku deri në 1 për qind e manganit mund të rrisë forcën dhe densitetin që përmban. Nikeli është një nga elementët aliazh më të përgjithshëm sepse ka një tendencë të rafinimit të perlitit dhe strukturës së grafitit, duke përmirësuar kështu qëndrueshmërinë dhe barazimin e ndryshimit të fortësisë midis trashësisë së seksionit.

Kromi shtohet në sasi të vogla për të reduktuar grafitin e lirë dhe për të prodhuar një ftohje. Kjo për shkak se kromi është një stabilizues i fuqishëm i karabit dhe në disa raste mund të funksionojë në lidhje me nikelin. Për kromin gjithashtu, mund të shtohet një sasi e vogël zëvendësuese e kallajit. Bakri shtohet në lugë ose furrë në rendin prej 0,5 për qind deri në 2,5 për qind për të arritur një ftohje të ulët, grafit të rafinuar dhe një rritje të rrjedhshmërisë. Molibden mund të shtohet gjithashtu në rendin nga 0,3 për qind deri në 1 për qind në mënyrë që të rrisë ftohjen, të rafinojë grafitin dhe të rafinojë strukturën e perlitit.

Zakonisht shtohet duke punuar në përputhje me nikelin, bakrin dhe kromin për të prodhuar hekura me forcë të lartë. Elementi titan shtohet për të funksionuar si degazues dhe deoksidues dhe për të rritur rrjedhshmërinë. Përqindjet prej 0,15 për qind deri në 0,5 për qind të elementit vanadium i shtohen gizës dhe ndihmojnë në stabilizimin e çimentitit, për të rritur fortësinë dhe për t'i rezistuar konsumit dhe efekteve të nxehtësisë.

Zirkoni ndihmon në formimin e grafitit dhe shtohet në përmasa prej rreth 0,1 për qind deri në 0,3 për qind. Ky element gjithashtu ndihmon në deoksidimin dhe rritjen e rrjedhshmërisë. Në shkrirjet e hekurit të lakueshëm, për të rritur sasinë e silikonit që mund të shtohet, bismuti derdhet në një shkallë prej 0.002 përqind deri në 0.01 përqind. Në hekurin e bardhë, shtohet elementi bor, i cili ndihmon në prodhimin e hekurit i cili është i lakueshëm dhe zvogëlon efektin e trashë të elementit bismut.