Dễ uốn sắt: tính chất, dấu hiệu và phạm vi

Sắt - cứng, chống ăn mòn, nhưng hợp kim sắt-carbon mỏng manh với hàm lượng carbon của C trong khoảng 2,14-6,67%. Mặc dù sự tồn tại của một vấn đề cụ thể, nó có nhiều loại, tính chất, ứng dụng. Sử dụng rộng rãi là dễ uốn gang.

câu chuyện

Tài liệu này đã được biết đến kể từ khi BC thế kỷ IV. e. rễ Trung Quốc của ông đang trong VI. BC. e. Tại châu Âu, đề cập đến đầu tiên của sản xuất công nghiệp của hợp kim được ngày XIV, và ở Nga - thế kỷ XVI. Nhưng công nghệ sản xuất dễ uốn sắt được cấp bằng sáng chế tại Nga trong thế kỷ XIX. Sau khi sự phát triển của AD Annosovym.

Kể từ khi gang xám được giới hạn trong sử dụng do tính chất cơ học thấp, và thép - là tốn kém và có độ cứng thấp và độ bền, câu hỏi nảy sinh bằng kim loại tạo ra một sức mạnh đáng tin cậy, bền, vững chắc, trong khi đã tăng và một sự linh hoạt nhất định.

Wrought sắt là không, tuy nhiên, do đặc điểm nhựa, nó vay chính nó để một số loại lao động nhựa (ví dụ, giả mạo).

sản xuất

Cách chính - nấu chảy trong lò cao.

Các vật liệu khởi đầu cho quá trình xử lý vụ nổ:

• Sạc - quặng sắt có chứa oxit kim loại ở dạng Ferum.
• Nhiên liệu - than cốc và khí tự nhiên.
• Oxy - được tiêm qua lance đặc biệt.
• Luồng - hình hóa trên cơ sở mangan và (hoặc) silicon.

Các giai đoạn của lò cao:

1. Phục hồi sắt tinh khiết bằng phản ứng hóa học của quặng sắt với oxy được cung cấp thông qua tuyeres.
2. Đốt hình thành than cốc và cacbon oxit.
3. Cacbon trong các phản ứng sắt tinh khiết với CO và CO _2.
4. Bão hòa của Fe ₃ C với mangan và silicon tùy thuộc vào các tính chất mong muốn của đầu ra.
5. Tháo kim loại thành vào khuôn qua taphole; thoát xỉ qua một lỗ xỉ tap.

Sau khi hoàn thành chu kỳ vận hành lò cao thu được sắt, xỉ và các loại khí thải.

sản phẩm kim loại sản xuất miền

Tùy thuộc vào tốc độ làm mát, các vi của bão hòa carbon và các chất phụ gia có thể nhận được một số loại sắt:

1. Pig (trắng) carbon trong một hình thức ràng buộc, xi măng chính. Được sử dụng làm nguyên liệu cho luyện kim chế biến hợp kim sắt-carbon khác. Lên đến 80% của lĩnh vực hợp kim sản xuất.
2. Đúc (màu xám) carbon theo hình thức hoàn toàn hoặc một phần miễn phí graphite, cụ thể là tấm của nó. Malootvetstvennyh sử dụng cho việc sản xuất các bộ phận cơ thể. Lên đến 19% được sản xuất bởi đúc lò cao.
3. ferroalloys giàu: đặc biệt. 1-2% type coi sản xuất.

Dễ uốn sắt đã được chuẩn bị bằng cách xử lý nhiệt của lợn.

Các lý thuyết về cấu trúc sắt

Carbon với Ferum có thể hình thành các loại khác nhau của hợp kim cho các loại mạng tinh thể như trong hiện thân của sự vi.

1. Thâm nhập ở dạng rắn giải pháp α-iron - ferit.
2. Thâm nhập ở dạng rắn giải pháp γ-iron - austenite.
3. Sự hình thành hóa học của Fe ₃ C (trạng thái bị ràng buộc) - xementit. Các chính được hình thành bởi làm mát nhanh chóng của chất lỏng nóng chảy. Secondary - giảm nhiệt độ chậm từ austenite. Đại học - làm mát dần dần của ferit.
4. hỗn hợp cơ học của hạt ferit và xementit - perlite.
5. hỗn hợp cơ học của hạt austenite và pearlite hoặc xementit - Ledebur.

Đối với gang được đặc trưng bởi một vi đặc biệt. Các graphite có thể theo hình thức và hình thức ràng buộc của cấu trúc trên, và có thể ở trạng thái tự do dưới dạng tạp chất khác nhau. Trên các thuộc tính ảnh hưởng cả hai hạt cơ bản, và những hình. phân Graphite là những tấm kim loại, mảnh hoặc lĩnh vực.

Hình dạng lá là điển hình cho hợp kim sắt-carbon màu xám. Nó gây ra sự mong manh và không đáng tin cậy của họ.

Vùi là gang dẻo mịn hơn một tác động tích cực đến hiệu suất cơ khí của họ.

Cấu trúc graphite cầu tiếp tục cải thiện chất lượng của kim loại, ảnh hưởng đến sự gia tăng độ cứng, độ bền, sức chịu đựng tải trọng đáng kể. đặc điểm như vậy có cường độ cao gang. tính chất sắt dễ uốn nguyên nhân của nó ferit hoặc cơ bản pearlite sự hiện diện của thể vùi mảnh graphite.

Chuẩn bị gang dẻo ferit

Nó được sản xuất từ một con lợn trắng proeutectoid thỏi hợp kim carbon thấp bằng cách ủ với hàm lượng carbon 2,4-2,8% và sự hiện diện tương ứng của các chất phụ gia (Mn, Si, S, P). Các bộ phận ủ dày tường phải không quá 5 cm. Castings đáng kể độ dày graphite ở dạng tấm và các tính chất mong muốn không đạt được.

Để có được bằng gang với kim loại cơ bản Ferit được đặt trong hộp đặc biệt và đổ cát. Chặt hộp kín được đặt trong một lò sưởi ấm. Thực hiện các bước sau trong ủ:

1. Công trình xây dựng được nung nóng trong lò với nhiệt độ 1000 ° C và được phép đứng ở một nhiệt liên tục trong vòng 10 đến 24 giờ. Theo kết quả của chia rẽ và Ledebur xementit chính.
2. Các kim loại được làm lạnh đến 720 ° C trong lò.
3. Ở nhiệt độ 720 ° C chịu được kéo dài từ 15 đến 30 tiếng đồng hồ. Nhiệt độ này đảm bảo sự tan rã của xementit thứ yếu.
4. Tại bước cuối cùng đã một lần nữa làm mát bằng lò làm việc đến 500 ° C, và sau đó rút với không khí.

Quá trình ủ này được gọi là graphitizing.

Sau khi vi công việc là ferit với hạt graphite flake. Đây là loại được gọi là "chernoserdechnym" vì nghỉ ngơi là màu đen.

Chuẩn bị đá trân châu gang dẻo

Đây là loại hợp kim sắt-carbon, đó cũng bắt nguồn từ trắng proeutectoid, nhưng nội dung carbon đó được tăng lên: 3-3,6%. Cho đúc với cơ sở từ đá trân châu, chúng được đặt trong hộp và đổ quặng bột sắt hoặc nhà máy quy mô nghiền nát. thủ tục ủ chính nó là đơn giản.

1. nhiệt độ kim loại đã được nâng lên đến 1000 ° C, giữ 60-100 giờ.
2. Thiết kế mát mẻ với lò.

Bởi vì vàng dưới tác động của nhiệt trong một môi trường kim loại khuếch tán: releasable trong graphite xementit phân hủy lá một phần ủ phần lớp bề mặt, giải quyết trên quặng hoặc xỉ bề mặt. Chuẩn bị nhẹ nhàng hơn, khó khăn và dễ uốn topsheet "beloserdechnogo" sắt dễ uốn với một trung rắn.

ủ này được gọi là không đầy đủ. Nó cung cấp sự tan rã của xementit và pearlite ledeburite trên tấm với graphite thích hợp. Nếu cần hạt trân châu gang dẻo với độ dẻo dai cao hơn và dẻo, sử dụng tài liệu bổ sung đun nóng đến 720 C. Như vậy được hình thành hạt perlite với vùi mảnh graphite.

Properties, ghi nhãn và ứng dụng của gang dẻo ferit

Thuật ngữ "bực tức" kim loại dài trong các kết quả lò trong một sự tan rã hoàn toàn của ledeburite và xementit trong ferit. Do phức tạp về công nghệ, các hợp kim có hàm lượng carbon cao - đặc trưng cấu trúc ferritic của thép carbon thấp. Nhưng carbon tự sẽ không đi - nó đi từ trạng thái liên quan đến sắt ở miễn phí. tác dụng nhiệt độ thay đổi hình dạng của thể vùi graphite flake.

cấu trúc ferit gây giảm độ cứng, tăng giá trị sức mạnh, sự hiện diện của các đặc điểm như độ dẻo dai và độ dẻo.

Đánh dấu rèn lớp ferit sắt: KCH30-6, KCH33-8, KCH35-10, KCH37-12 nơi:

CN - loài xác định - dẻo;

30, 33, 35, 37: σ _một, 300, 330, 350, 370 N / mm ² - tải tối đa mà nó có thể chịu được mà không vi phạm;

6, 8, 10, 12 - kéo dài, δ,% - chỉ số dẻo (các giá trị, dễ bị điều trị áp lực kim loại cao hơn).

Độ cứng - khoảng 100-160 HB.

Tài liệu này có hiệu suất là trung gian giữa như hợp kim thép và sắt-carbon có màu xám. Dễ uốn sắt với cơ sở ferritic trân châu kém về khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn và độ bền mỏi, nhưng độ bền cơ học cao, độ dẻo, đúc đặc. Với giá thấp của nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp để sản xuất các bộ phận hoạt động ở tải thấp và trung bình: bánh răng, vỏ, trục phía sau, hệ thống ống nước.

Properties, ghi nhãn và áp dụng từ đá trân châu gang dẻo

Do chính ủ không đầy đủ, trung học và xementit Ledebur thời gian để hoàn toàn hòa tan trong austenite, mà ở nhiệt độ 720 ° C được chuyển thành đá trân châu. Sau đó là một hỗn hợp cơ học của hạt ferit và xementit đại học. Trên thực tế, một phần của carbon vẫn ở dạng ràng buộc, gây ra một cấu trúc, một phần - "phát hành" trong graphite flake. Khi đá trân châu này có thể là một tấm hoặc đứt quãng. Do đó hình thành từ đá trân châu gang dẻo. tính chất của nó là bão hòa cấu trúc khó và dây chằng hạn.

Những điều này, khi so sánh với Ferit có ăn mòn cao, chịu mài mòn tài sản, độ bền của họ là cao hơn đáng kể, nhưng độ dẻo và đặc castability thấp hơn. Nhạy cảm với stress cơ học tăng bề mặt trong khi vẫn giữ độ cứng và độ dẻo dai của sản phẩm cốt lõi.

Đánh dấu rèn từ đá trân châu sắt: KCH45-7, KCH50-5, KCH56-4, KCH60-3, KCH65-3, KCH70-2, KCH80-1,5.

Đầu tiên chữ số - định sức mạnh: 450, 500, 560, 600, 650, 700 và 800 N / mm ^2, tương ứng.

Thứ hai - dẻo ký hiệu kéo dài δ,% - 7, 5, 4, 3, 3, 2 và 1,5.

ứng dụng pearlite dễ uốn sắt được tìm thấy trong cơ khí và công cụ cho các thiết kế hoạt động ở tải cao - cả tĩnh và động: trục cam, trục khuỷu, bộ phận ly hợp, piston, kết nối que.

nhiệt khí

Các tài liệu thu được do xử lý nhiệt, cụ thể là, ủ có thể phải chịu ảnh hưởng phương pháp nhiệt độ lặp lại. Mục đích chính của họ - ngay cả sức mạnh lớn hơn, độ bền, khả năng chống ăn mòn và lão hóa.

1. Ủ được sử dụng cho các công trình đòi hỏi phải có độ cứng cao và độ dẻo dai; sản xuất bằng cách nung nóng đến 900 ° C, phụ tùng được làm mát với tốc độ trung bình khoảng 100 ° C / giây bằng cách sử dụng dầu động cơ. Sau nó phải là một kỳ nghỉ cao với hệ thống sưởi để 650 và làm mát không khí.
2. Bình thường được sử dụng cho các bộ phận đơn giản vừa trong lò bằng cách nung nóng đến 900 ° C, trái đứng ở nhiệt độ này trong một thời gian từ 1 đến 1,5 giờ và làm mát sau đó trong không khí. Troostite cung cấp đá trân châu dạng hạt, độ cứng và độ tin cậy của ma sát và mặc. Nó được sử dụng cho chống ma sát gang dẻo với một cơ sở từ đá trân châu.
3. Ủ được thực hiện liên tục trong sản xuất chống ma sát: làm nóng - 900 C, giữ ở nhiệt độ lâu dài này, làm mát bằng lò?. Ferit được cung cấp hoặc Ferit-trân châu cấu trúc chống ma xát dễ uốn sắt.

Làm nóng sản phẩm gang có thể được thực hiện tại địa phương hoặc phức tạp. Đối với dòng tần số cao được áp dụng tại chỗ hoặc ngọn lửa axetylen (giữ quenching). Đối với phức tạp - lò sưởi. Khi quá trình gia nhiệt cục bộ chỉ có lớp trên được cứng, nó làm tăng độ cứng và sức mạnh của nó, nhưng giữ lại độ dẻo và độ nhớt chỉ số của lõi.

Điều quan trọng chỉ ra rằng rèn sắt không thể, không chỉ vì đặc tính cơ không đủ, mà còn vì sự nhạy cảm cao với sự thay đổi nhiệt độ đột ngột, đó là không thể tránh khỏi khi làm nguội với nước làm mát là.

Chống ma sát gang dẻo

Sự đa dạng này cũng áp dụng cho dẻo, và pha tạp, họ có màu xám (ASF), giả mạo (APC) và cường độ cao (ACHV). APC được sử dụng để sản xuất gang dẻo, đó là đối tượng của ủ hoặc bình thường. Các quy trình được thực hiện nhằm nâng cao tính chất cơ học của nó và sự hình thành các đặc điểm mới - mặc sức đề kháng trong ma sát với các bộ phận khác.

Dán nhãn: 1-APC, APC-2. Được sử dụng để sản xuất crankshafts, bánh răng, vòng bi.

Ảnh hưởng của phụ gia về tài sản

Ngoài các cơ sở sắt-graphite và họ có trong thành phần của họ, và các thành phần khác, mà cũng gây ra các tính chất của gang: mangan, silic, phốt pho, lưu huỳnh, một số nguyên tố hợp kim.

Mangan cải thiện độ linh động của kim loại nóng chảy, chống ăn mòn và mài mòn. Nó góp phần vào độ cứng và sức mạnh của liên kết của cacbon với sắt trong công thức hóa học Fe ₃ C, sự hình thành của đá trân châu dạng hạt.

Silicon cũng có một tác động tích cực trên lỏng của các hợp kim nóng chảy, nó góp phần vào việc tan rã của xementit và vùi graphite phân bổ.

Lưu huỳnh - tiêu cực, nhưng một bộ phận không thể tránh khỏi. Nó làm giảm tính chất cơ học và hóa học, kích thích sự hình thành của các vết nứt. Tuy nhiên, mối quan hệ hợp lý với nội dung của các yếu tố khác (ví dụ, mangan) sửa chữa các quá trình cơ cấu vi. Vì vậy, khi tỷ lệ Mn-S 0,8-1,2 perlite được lưu trữ ở bất kỳ ảnh hưởng nhiệt độ thời gian. Bằng cách tăng tỷ lệ xuống còn 3 người ta có thể lấy bất cứ cấu trúc mong muốn phụ thuộc vào các thông số cài đặt trước.

Phốt pho đang thay đổi cho lỏng tốt hơn ảnh hưởng đến sức mạnh, làm giảm độ bền và độ dẻo, ảnh hưởng đến thời gian của than chì hóa.

Chromium và molypden làm ngăn trở sự hình thành của mảnh graphite, trong một số nội dung thúc đẩy sự hình thành của đá trân châu dạng hạt.

Tungsten làm tăng sức đề kháng để mặc khi hoạt động trong các lĩnh vực nhiệt độ cao.

Nhôm, niken và đồng đóng góp cho than chì hóa.

Bằng cách điều chỉnh số lượng các nguyên tố hóa học tạo nên hợp kim sắt-carbon, cũng như tỷ lệ của họ, nó có thể ảnh hưởng đến tính chất cuối cùng của gang.

Ưu điểm và nhược

Dễ uốn chugun- chất liệu có sử dụng rộng rãi trong nghệ thuật. ưu điểm chính của nó là:

• ở mức cao độ cứng, chịu mài mòn, sức mạnh, cùng với sự lỏng;
• đặc điểm bình thường của độ dẻo dai và dẻo;
• processability bằng cách xử lý áp lực, trái ngược với gang xám;
• tính chất của mục hiện thân chỉnh khác nhau theo một số phương pháp điều trị nhiệt và hóa nhiệt;
• chi phí thấp.

Những khó khăn là những đặc điểm cá nhân:

• mong manh;
• sự hiện diện của thể vùi graphite;
• hiệu suất kém trong việc cắt giảm;
• đúc trọng lượng đáng kể.

Mặc dù những thiếu sót hiện nay, sắt dễ uốn mất phí trong ngành luyện kim và cơ khí chế tạo. Từ đó tạo ra các chi tiết quan trọng như trục khuỷu, bộ phận phanh miếng đệm, bánh răng, piston, kết nối que. Có nhiều nhỏ của các thương hiệu, thích hợp cá nhân trong ngành công nghiệp chiếm một gang dẻo. ứng dụng của nó là điển hình cho tải theo đó việc sử dụng các vật liệu khác là khó xảy ra.