Ferro fundido dúctil: propriedades de marcação e âmbito de aplicação

Data:

2019-02-16 16:30:35

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Ferro – firme, resistente à corrosão-resistente, no entanto, frágil железоуглеродистый a liga com o teor de carbono De dentro da 2,14 até 6,67 %. Apesar de ter a característica de deficiências, tem uma variedade de tipos, propriedades, aplicações. Amplamente utilizado é o ferro fundido dúctil.

História

Este material era conhecido desde o século IV, até н. э. Sua chinês raízes estão no VI в. até н. э. Na Europa, as primeiras referências sobre a produção industrial da liga datam do século XIV, e na Rússia, – XVI século. E aqui está a tecnologia de produção de ferro fundido dúctil patenteado na Rússia no século XIX. Depois de desenvolvida А. Д. Анносовым.

Assim como ferros fundidos cinzentos restringidas em virtude das baixas propriedades mecânicas, em aço – o mais caro e têm baixo a dureza e a durabilidade, então surgiu a questão sobre a criação de um metal de confiança, durável, sólido, ao mesmo tempo, tem maior durabilidade e uma certa plasticidade.

Ferro forjado não é possível, no entanto, com o desempenho, ele presta-se a alguns tipos de processamento de pressão (por exemplo, estamparia).

Produção

A Principal forma de – fundição em altos-fornos.

Produtos de Origem para o domínio de processamento:

  • Шихта - minério de ferro, contendo o metal na forma de óxidos ферума.
  • - Combustível, coque e gás natural.
  • De Oxigênio soprado para dentro através especiais algaravizes.
  • Fundentes - químicas educação sobre a base de manganês e (ou) de silicone.

maleáveis

As Fases de um domínio de calções de banho:

  1. Recuperação de ferro puro, através de reações químicas de minério de ferro com подаваемым através algaravizes oxigênio.
  2. A Combustão do coque e a formação de óxidos de carbono.
  3. Науглероживание de ferro puro nas reações com e2.
  4. Saturação Fe3C manganês e o silício dependendo das propriedades necessárias para a saída.
  5. Drenagem acabado de metal em forma de ferro fundido entalhe; drenagem de escória através шлаковые entalhe.

A conclusão do ciclo de trabalho домны recebem de ferro-gusa, escória e колошниковые gases.

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Metálicos produtos de domínio de produção

Dependendo da velocidade de resfriamento, a microestrutura, a saturação de carbono e aditivos, você pode receber vários tipos de ferros fundidos:

  1. Передельные (branco): o carbono ligado de forma primária de cementita. São utilizados como matéria-prima para fabricação de outros железоуглеродистых liga de reciclagem. Até 80% do total produzido domínio da liga.
  2. Fundições (cinza): a fibra de carbono em forma parcial ou totalmente livre de grafite, ou seja, sua placa. São utilizados para a produção de малоответственных boby peças. Para 19% é produzido domínio de fundição.
  3. Especial: saturadas ферросплавами. 1-2% referentes ao tipo de produção.

Maleáveis obtidas através do tratamento térmico передельного.

ferro fundido aplicação

A Teoria железоуглеродистых estruturas

A fibra de Carbono com ферумом pode formar vários tipos diferentes de ligas, por tipo da grade cristalina, que aparece na edição de microestrutura.

  1. Contínuo de argamassa de penetração α-ferro – de ferrite.
  2. Contínuo de argamassa de penetração γ-ferro – austenita.
  3. Química educação Fe3C (relacionada estado) – cementita. Primária образовывается através do rápido resfriamento do líquido para derreter. Secundário – uma lenta diminuição da temperatura, a partir da austenita. Terciário – o resfriamento, a partir de ferrite.
  4. Mecânico de uma mistura de grãos de ferrite e цементита – perlite.
  5. Mecânico de uma mistura de grãos de perlita ou a austenita e цементита – ледебурит.

Para ferros fundidos característico especial da microestrutura. Grafite pode estar associado, como e para formar acima da estrutura, e pode permanecer em um estado livre na forma de diferentes inclusões. As propriedades afetam como os principais grãos, e estes educação. Графитовыми frações de metal são placas, flocos ou bolas.

Platy está a forma típica de cinza железоуглеродистых ligas. Ela leva a sua fragilidade e insegurança.

Activar хлопьеобразные têm ковкие de ferros, que influenciam positivamente a sua mecânicas.

Шарообразная a estrutura da grafita ainda mais melhora a qualidade do metal, o que afeta o aumento da dureza, a confiabilidade, a velocidade do obturador significativas cargas. Tais características é de ferro fundido de alta resistência. Ferro fundido dúctil propriedades de seus causa ferrítico ou перлитной básico, com a presença de хлопьеобразных de grafite, de inclusões.

Obter ferríticos de ferro fundido dúctil

Seu produzem branco передельного доэвтектоидного малоуглеродистого liga por um recozimento de ouro com um teor de carbono de 2,4-2,8 % e correspondente-lhes a presença de aditivos (Mn, Si, S, P). Espessura da parede отжигаемых detalhes devem ser não mais de 5 см. Para fundições de aço de considerável espessura do grafite tem a forma de pastilhas e as propriedades desejadas não são alcançados.

propriedades do ferro fundido

Para obter ferro fundido dúctil com ferrítico, a base, o metal é colocado em caixas especiais e пересыпают areia. Fechado capacidade colocados em fornos de aquecimento. Passam a seguinte seqüência de ações, quando de recozimento:

  1. O Projeto é aquecido em fornos a uma temperatura de 1 000 e deixam armazenadas em constante calor no prazo de 10 até 24 horas. O resultado se divide primária cementita e ледебурит.
  2. O Metal é resfriado até 720, juntamente com o forno.
  3. Quandotemperatura 720 Com envelhecidos de longa duração: de 15 a 30 horas. Esta temperatura fornece a decadência secundário цементита.
  4. Em fase final de novamente resfriado, juntamente com o trabalho do fogão até 500, e depois de retirar o ar.

Esse tipo de tecnologia de recozimento é chamado de графитизирующим.

Depois de realizados trabalhos a microestrutura do material é um ferrite com хлопьевидными grãos de grafite. Este tipo é chamado de "черносердечным", assim como a fratura é de cor preta.

Obter перлитного de ferro fundido dúctil

É um tipo de железоуглеродистого da liga, que também nasce a partir de доэвтектоидного branco, no entanto, o conteúdo de carbono nele é aumentada: 3-3,6 %. Para a obtenção de carcaças com перлитной base são colocados em caixas e пересыпают picado порошкообразной minério de ferro ou escama. O próprio processo de recozimento simplificado.

  1. A Temperatura do metal aumentam até 1 000, sobrevivem de 60 a 100 horas.
  2. Projetos de resfriado-ondas.

Devido a томления sob a influência do calor no metal de cercado ocorre difusão: é alocada em цементитном decadência grafite parcialmente deixa a superfície da camada de отжигаемых peças, estão estabelecendo-se na superfície de minério ou de escória. Recebem mais mole, dúctil e dúctil camada superior ão белосердечного» de ferro fundido dúctil, com uma sólida meio.

marcação de ferros fundidos

Este chamado de recozimento incompleto. Ele fornece a decadência цементита e ледебурита no permutador de perlite com o respectivo grafite. No caso, se você precisar de granulado de apoio ferro fundido dúctil com mais altos índices de tenacidade e ductilidade, o adicional aplica-se o aquecimento do material até 720 С. Quando foram formados grãos de perlita com хлопьевидными графитными inclusões.

Propriedades de marcação e aplicação ferríticos de ferro fundido dúctil

Um Longo ão afliçäo» metal no forno tem uma conseqüência completa decadência цементита e ледебурита na ferrita. Graças a tecnologia de astúcias, recebem a liga de alto teor de carbono – ferríticos estrutura típica de aço de baixo carbono. No entanto, a fibra de carbono por si só não vai embora – passa associado com ferro no estado livre. Temperatura impacto altera a forma de grafite, inclusões até хлопьеобразной.

Ferríticos estrutura leva a queda da dureza, aumento dos valores de resistência, a presença de tais características, como resistência ao impacto e ductilidade.

A Marcação de ferros fundidos ковких ferríticos classe: КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10, КЧ37-12, em que:

CN – a designação de variedades – ferros;

30, 33, 35, 37: σ, 300, 330, 350, 370 N/mm2 – carga máxima, que ele pode suportar, não разрушаясь;

6, 8, 10, 12 – alongamento, δ, % – índice de plasticidade (quanto maior o valor, maior é o metal de tratar a pressão).

A Dureza – cerca de 100-160 HB.

Este material em seus indicadores ocupa uma posição intermediária entre tais como o aço e железоуглеродистый liga de cinza. Ferro fundido dúctil com ferrítico, a base inferior перлитному nos indicadores de resistência ao desgaste, resistência de corrosão e a resistência à fadiga, mas acima de mecânica, a velocidade do obturador, a plasticidade, литейным características. Graças a um baixo custo amplamente utilizado na indústria para a fabricação de peças que trabalham em pequenas e médias cargas: rodas dentadas, картеры, traseiras pontes, canalizações.

ferro forjado

Propriedades de marcação e aplicação перлитного de ferro fundido dúctil

Devido a incompleta recozimento primária, secundária цементиты e ледебурит conseguem dissolver completamente em austenite, que, a uma temperatura em 720 Com o transforma em perlite. Este último é um mecânico de uma mistura de grãos de ferrite e цементита terciário. Na verdade, parte do carbono permanece vinculado forma, apresenta a estrutura e a parte – ão libertaç flocos de grafite. Quando o fizer, perlite pode ser em forma de placa ou granulado. Assim é formado perlíticos ferro fundido dúctil. As propriedades são devidos saturado mais firme e menos de boa estrutura.

Estes, em comparação com ферритными, possuem mais altas антикоррозионными, propriedades de resistência ao desgaste, a sua força consideravelmente acima, mas abaixo da fundição de características e plasticidade. A elasticidade à mecânica aumentada superficial, mantendo a dureza e a viscosidade do núcleo de produto.

A Marcação de ferros fundidos ковких перлитного classe: КЧ45-7, КЧ50-5, КЧ56-4, КЧ60-3, КЧ65-3, КЧ70-2, КЧ80-1,5.

O Primeiro dígito – a designação de força: 450, 500, 560, 600, 650, 700 e a 800 N/mm2, respectivamente.

Segundo – a designação de plasticidade: alongamento δ, % – 7, 5, 4, 3, 3, 2 e 1,5.

Perlíticos ferro fundido dúctil aplicação adquiriu em máquinas e приборостроении para os projetos que trabalham com cargas pesadas - como estáticos e dinâmicos: distribuição eixo, virabrequins, para peças de embreagem, pistões, bielas.

Tratamento Térmico

Material obtido devido ao tratamento térmico, e é de recozimento, pode novamente ser submetido a métodos de temperatura influências. Seu principal objetivo – ainda um maior aumento de força, resistência ao desgaste, resistência à corrosão e envelhecimento.

  1. Têmpera aplica-se para projetos que requerem elevada dureza e tenacidade; é produzido por aquecimento a 900, os detalhes são resfriadas com uma velocidade média de cerca De 100/s com óleo de máquina. Depois que ele deve ser alto fériascom o aquecimento até 650С e refrigeração a ar.
  2. A Normalização é utilizada para médias simples peças de um método de aquecimento no forno até 900, выстаивания a essa temperatura por um período de 1 a 1,5 horas e posterior resfriamento ao ar. Oferece трооститный granulado perlite, sua dureza e confiabilidade com o atrito e o desgaste. Aplica-se para obter antifricção ковких ferros fundidos com перлитной base.
  3. Recozimento é feita novamente na fabricação de antifricção: o aquecimento – até 900 Com longa exposição, quando esta calor, refrigeração, juntamente com o forno. É assegurada ferríticos ou ферритно-перлитная estrutura antifricção de ferro fundido dúctil.

cinzento ferro fundido dúctil

O Aquecimento de ferro fundido de produtos pode ser realizada localmente ou de forma abrangente. Para o local aplicam-se correntes de alta freqüência ou ацетиленовое chama a realização de têmpera). Para a gestão – fornos de aquecimento. Quando o local é aquecido закаляется apenas a camada superior, enquanto aumenta a sua dureza e resistência, mas persistem índices de ductilidade e tenacidade do núcleo.

Aqui é importante ressaltar que, ferro forjado não é possível, não só por causa da insuficiência de características mecânicas, mas também por causa da sua elevada sensibilidade a um aumento de temperaturas extremas, que é inevitável quando a têmpera de água de refrigeração.

Anti-fricção ковкие de ferros

Esta variação refere-se ao ковким, e a легированным, eles são cinza (АЧС), ковкими (АЧК) e de grande resistência (АЧВ). Para a produção de АЧК usa ferro fundido dúctil, que é submetido a отжигу ou normalização. Os processos são realizadas com o objetivo de melhorar suas propriedades mecânicas e de educação para uma nova característica – resistência ao desgaste em atrito com outras peças.

Contém inscrições: АЧК-1, АЧК-2. Utilizado para a produção de virabrequins, engrenagens, rolamentos.

fixação de ferro fundido dúctil propriedades

O Efeito de aditivos em propriedades

Além de железоуглеродистой fundamentos e grafite, que têm em sua composição outros elementos que também contribuem para as propriedades do ferro fundido: manganês, силиций, fósforo, enxofre, alguns dos elementos de liga.

Манган aumenta a fluidez do metal líquido, a resistência à corrosão e resistência ao desgaste. Ele contribui para aumentar a dureza e a força, a ligação do carbono com o ferro na fórmula química do Fe3C, a formação de granulado de perlita.

Силиций também tem um efeito positivo na fluidez do líquido da liga, contribui para a decadência do цементита e a alocação de grafite, de inclusões.

Enxofre – a negativa, mas inevitável componente. Ela reduz a mecânica e propriedades químicas, estimula a formação de fissuras. No entanto, uma óptima relação do seu conteúdo com outros elementos (por exemplo, de manganês) permite ajustar a микроструктурные processos. Assim, quando a relação Mn-S 0,8-1,2 salvo perlite em qualquer ciclo de vida de temperatura influências. Ao aumentar a proporção de até 3 a oportunidade de ter toda a estrutura necessária dependendo de suas configurações.

O Fósforo varia жидкотекучесть para melhor, afeta a resistência, reduz a resistência ao impacto e ductilidade, afeta a duração de grafitização.

O Cromo e o molibdênio dificultam a educação de grafite, cereais, em alguns índice promover a formação de granulado de perlita.

O Tungstênio aumenta a resistência ao desgaste quando se trabalha em áreas de altas temperaturas.

O Alumínio, o níquel, o cobre contribuem para a grafitização.

Ajustando a quantidade de elementos químicos que compõem железоуглеродистого da liga, bem como a sua relação, pode afetar propriedades de resumo de ferro fundido.

maleáveis propriedades

Vantagens e desvantagens

Maleáveis– material com larga utilização na técnica. Seus principais benefícios são:

  • Elevada dureza, resistência ao desgaste, resistência, juntamente com жидкотекучестью;
  • Normal características de tenacidade e ductilidade;
  • Fabricação durante o processamento de pressão, ao contrário dos ferros fundidos cinzentos;
  • Uma variedade de opções de correção de propriedade em algum detalhe os métodos de tratamento térmico e químico-tratamento térmico;
  • De baixo custo.

As desvantagens são as características individuais:

  • Fragilidade;
  • A presença de inclusões;
  • As características de baixo durante o processamento de torneamento;
  • Um peso significativo das carcaças.

Apesar de as deficiências existentes, maleáveis leva responsável o lugar de metalurgia e engenharia mecânica. A partir dele são produzidos os detalhes importantes, como eixos de manivela, peças de freios, engrenagens, pistões, bielas. Tendo insignificante de uma variedade de marcas, individual nicho na indústria leva ferro fundido dúctil. A aplicação é típico daqueles cargas, em que o uso de outros materiais improvável.


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