Mga Uri ng Iron Casting

Mga Uri ng Iron Casting

Tatalakayin ng kabanatang ito ang iba't ibang uri ng mga paghahagis ng bakal.

Gray Iron Casting

Ang katangian ng grey cast iron ay ang graphic microstructure, na maaaring magdulot ng mga bali sa materyal at magkaroon ng kulay abong hitsura. Ito ang pinakakaraniwang ginagamit na uri ng cast iron at karaniwang ginagamit din na cast material batay sa timbang. Karamihan sa mga gray na cast iron ay may chemical decomposition na 2.5 porsiyento hanggang 4 porsiyentong carbon, 1 porsiyento hanggang 3 porsiyentong silicone at ang iba ay komposisyon ng bakal.

Ang ganitong uri ng cast iron ay may mas kaunting lakas ng makunat at mas kaunting pagtutol sa pagkabigla kumpara sa bakal. Ang lakas ng compressive nito ay maihahambing sa mababa at katamtamang carbon steel.

Ang lahat ng mga mekanikal na katangian na ito ay kinokontrol ng hugis ng graphite flake at ang laki ng mga graphite flakes, na nasa microstructure ng gray cast iron.

White Iron Casting

Ang ganitong uri ng bakal ay may mga bali na ibabaw na puti dahil sa pagkakaroon ng isang iron carbide precipitate na pinangalanang cementite. Ang carbon na nakapaloob sa puting cast iron ay namuo mula sa pagkatunaw bilang natugunan na stable phase cementite sa halip na bilang graphite. Ito ay nakakamit gamit ang mas mababang nilalaman ng silikon bilang ang graphitizing agent at isang mas mabilis na ibinibigay na rate ng paglamig. Pagkatapos ng pag-ulan na ito, ang cementite ay bumubuo bilang malalaking particle.

Sa panahon ng pag-ulan ng iron carbide, ang precipitate ay kumukuha ng carbon mula sa orihinal na natunaw, kaya inililipat ang timpla patungo sa isa na mas malapit sa eutectic. Ang natitirang bahagi ay pagpapababa ng bakal sa carbon austenite, na nagiging martensite kapag pinalamig.

Ang mga nakapaloob na eutectic carbide na ito ay masyadong malaki upang magbigay ng benepisyo ng pagtigas ng ulan. Sa ilang mga bakal ay maaaring mayroong mas maliit na cementite precipitates na maaaring magdala ng deformation ng plastic sa pamamagitan ng pagpigil sa paggalaw ng mga dislokasyon sa pamamagitan ng purong iron ferrite matrix. Mayroon silang kalamangan habang pinapataas nila ang bulk hardness ng cast iron dahil lamang sa sarili nilang tigas at volume fraction. Nagreresulta ito sa bultuhang tigas na maaaring matantya ng isang tuntunin ng mga mixture.

Ang katigasan na ito ay inaalok sa kapinsalaan ng katigasan sa anumang kaso. Ang puting cast iron ay karaniwang mauuri bilang isang semento, dahil ang carbide ay bumubuo ng mas malaking bahagi ng materyal. Ang puting bakal ay masyadong malutong upang magamit sa mga bahagi ng istruktura, ngunit dahil sa mahusay na katigasan, paglaban sa abrasion, at mababang gastos, maaari itong magamit bilang ibabaw ng pagsusuot ng mga slurry pump.

Mahirap palamigin ang makapal na casting sa mas mabilis na bilis na sapat na upang patigasin ang pagkatunaw bilang puting cast iron, gayunpaman ang mabilis na paglamig ay maaaring gamitin upang patigasin ang isang impiyerno ng puting cast iron at pagkatapos nito ang natitira nito ay magiging cool sa mas mabagal na bilis kaya bumubuo ng isang core ng gray cast iron. Ang resultang cast na ito ay tinatawag na pinalamig na casting, at naglalaman ito ng mga benepisyo ng pagkakaroon ng matigas na ibabaw ngunit may mas matigas na interior.

Ang mga high chromium white iron alloy ay may kakayahan na payagan ang napakalaking paghahagis ng halos 10 toneladang impeller na maging sand cast. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang chromium ay binabawasan ang paglamig rate na kinakailangan upang makabuo ng mga carbide sa pamamagitan ng mas malaking kapal ng materyal. Ang mga carbide na may mahusay na paglaban sa abrasion ay ginawa din ng mga elemento ng chromium.

Maluwag na Iron Casting

Ang malambot na cast iron ay nagsisimula bilang isang puting bakal na casting, pagkatapos ay ginagamot sa init sa mga temperaturang humigit-kumulang 950°C sa loob ng dalawa o isang araw, at pagkatapos ay pinalamig ito sa parehong yugto ng panahon.

Ang carbon sa iron carbide pagkatapos ay nagiging graphite at ferrite plus carbon dahil sa proseso ng pag-init at paglamig na ito. Ito ay isang mababang proseso, ngunit binibigyang-daan nito ang pag-igting sa ibabaw na baguhin ang grapayt sa mga spheroidal na particle sa halip na mga natuklap.

Ang mga spheroid ay medyo maikli at mas malayo sa isa't isa dahil sa kanilang mababang aspect ratio. Naglalaman din sila ng mas mababang cross-section, nagpapalaganap ng crack at isang photon. Bilang kabaligtaran sa mga natuklap, naglalaman ang mga ito ng mapurol na mga hangganan na nakikibahagi sa pagpapagaan ng mga problema sa konsentrasyon ng stress na matatagpuan sa gray na cast iron. Sa kabuuan, ang mga katangiang kasama sa malleable na cast iron ay mas katulad ng mga bakal na banayad sa kalikasan.

Ductile Iron Casting

Kung minsan ay tinutukoy bilang nodular cast iron, ang cast iron na ito ay may grapayt sa anyo ng napakaliit na nodule, na ang grapayt ay may anyo ng mga layer na concentric at sa gayon ay bumubuo ng mga nodule. Dahil dito, ang mga katangian ngductile cast ironay yaong ng isang spongy na bakal na walang epekto sa konsentrasyon ng stress na ginawa ng mga natuklap ng grapayt.

Ang halaga ng konsentrasyon ng carbon na nilalaman ay humigit-kumulang 3 porsiyento hanggang 4 na porsiyento, at ang silikon ay nasa 1.8 porsiyento hanggang 2.8 porsiyento. Ang maliit na halaga ng 0.02 porsiyento hanggang 0.1 porsiyento ng magnesiyo, at 0.02 porsiyento lamang hanggang 0.04 porsiyentong cerium kapag idinagdag sa mga haluang ito ay nagpapabagal sa bilis ng paglaki ng graphite precipitation sa pamamagitan ng pagbubuklod sa mga gilid ng graphite lane.

Ang carbon ay maaaring magkaroon ng pagkakataon na maghiwalay bilang mga spheroidal na particle habang ang materyal ay nagpapatigas, dahil sa maingat na kontrol ng iba pang mga elemento at tamang timing sa panahon ng proseso. Ang mga resultang particle ay katulad ng malleable cast iron, ngunit ang mga bahagi ay maaaring i-cast na may mga seksyon na mas malaki.

Mga Elemento ng Alloying

Ang mga katangian ng cast iron ay binago at idinagdag sa iba't ibang alloying elements o alloyant sa cast iron. Kaayon ng carbon ay ang elementong silicon dahil may kakayahan itong pilitin ang carbon sa labas ng solusyon. Ang isang mas maliit na porsyento ng silikon ay hindi maaaring ganap na makamit ito dahil pinapayagan nito ang carbon na manatili sa solusyon, kaya bumubuo ng iron carbide at gumagawa din ng puting cast iron.

Ang isang mas malaking porsyento o konsentrasyon ng silikon ay nagagawang pilitin ang carbon sa labas ng solusyon at pagkatapos ay bumuo ng grapayt at makagawa din ng gray na cast iron. Ang iba pang mga ahente ng alloying na hindi nabanggit ay ang manganese, chromium, titanium at pagkatapos ay vanadium. Ang mga ito ay humahadlang sa silikon, itinataguyod din nila ang pagpapanatili ng carbon at sa gayon din ang pagbuo ng mga karbida. Ang nickel at ang elementong tanso ay may kalamangan habang pinapataas nila ang lakas at kakayahang makina, ngunit hindi nila mababago ang dami ng nabuong carbon.

Ang carbon na nasa anyo ng graphite ay nagreresulta sa isang mas malambot na bakal, kaya binabawasan ang epekto ng pag-urong, pagpapababa ng lakas at pagpapababa ng nakapaloob na density. Ang sulfur ay kadalasang isang contaminant kapag nakapaloob, at ito ay bumubuo ng iron sulfide na pumipigil sa pagbuo ng graphite at din na nagpapataas ng katigasan.

Ang kawalan na ipinataw ng asupre ay ginagawa nitong malapot ang tinunaw na cast iron, na nagiging sanhi ng mga depekto. Upang matugunan at maalis ang mga epekto ng asupre, ang mangganeso ay idinagdag sa solusyon. Ginagawa ito dahil kapag pinagsama ang dalawa ay bumubuo sila ng manganese sulfide sa halip na iron sulfide. Ang nagreresultang manganese sulfide ay mas magaan kaysa sa natunaw at may posibilidad na lumutang palabas sa natunaw at makapasok sa slag.

Ang tinatayang halaga ng manganese na kailangan upang kanselahin ang mga epekto ng sulfur ay 1.7 units ng sulfur content at karagdagang 0.3 percent na idinagdag sa itaas. Ang pagdaragdag ng higit sa halagang ito ng manganese ay nagreresulta sa pagbuo ng manganese carbide at ito ay nagpapataas ng katigasan at paglamig maliban sa kulay abong bakal kung saan hanggang 1 porsiyento ng mangganeso ay maaaring tumaas ang lakas at ang density na nilalaman. Ang nikel ay isa sa mga pinaka-pangkalahatang elemento ng haluang metal dahil ito ay may tendensiya ng pagpino ng perlite at ng istraktura ng grapayt, kaya pinapabuti ang katigasan, at pinapapantay ang pagkakaiba ng tigas sa pagitan ng mga kapal ng seksyon.

Ang Chromium ay idinagdag sa maliit na halaga upang mabawasan ang libreng grapayt at magdulot ng lamig. Ito ay dahil ang chromium ay isang malakas na carbide stabilizer, at sa ilang mga kaso maaari itong gumana kasabay ng nickel. Para sa chromium din, maaaring magdagdag ng maliit na kapalit na halaga ng lata. Ang tanso ay idinaragdag sa sandok o pugon sa pagkakasunud-sunod na 0.5 porsiyento hanggang 2.5 porsiyento upang makamit ang pagbaba ng lamig, pagpino ng grapayt, at ang pagtaas ng pagkalikido. Ang molybdenum ay maaari ding idagdag sa pagkakasunud-sunod ng 0.3 porsiyento hanggang 1 porsiyento upang mapataas din ang ginaw, pinuhin ang grapayt, at pinuhin ang istraktura ng perlite.

Ito ay kadalasang idinaragdag na nagtatrabaho ayon sa nickel, copper, at chromium upang makagawa ng mga bakal na may mataas na lakas. Ang elementong titanium ay idinagdag upang gumana bilang isang degasser at isang deoxidizer, at dagdagan ang pagkalikido. Ang mga proporsyon ng 0.15 porsiyento hanggang 0.5 porsiyento ng elementong vanadium ay idinaragdag sa cast iron at nakakatulong sa pag-stabilize ng cementite, upang mapataas ang katigasan at labanan ang pagkasira at mga epekto ng init.

Ang Zirconium ay tumutulong sa pagbuo ng grapayt at idinagdag sa mga proporsyon na humigit-kumulang 0.1 porsiyento hanggang 0.3 porsiyento. Ang elementong ito ay tumutulong din sa pag-deoxidize at pagtaas ng pagkalikido. Sa malleable iron melts, upang madagdagan kung gaano karaming silikon ang maaaring idagdag, ang bismuth ay ibinubuhos sa sukat na 0.002 porsiyento hanggang 0.01 porsiyento. Sa puting bakal, idinagdag ang elementong boron, na tumutulong sa paggawa ng bakal na madaling matunaw, at binabawasan nito ang magaspang na epekto ng elementong bismuth.