Vrste litega železa, klasifikacija, sestava, lastnosti, označevanje in uporaba

Danes ni skoraj nobene sfere človeškega življenja, kjer se litoželeze ne uporabljajo. Ta material že dolgo že poznam človeštvo in se odlično izkaže s praktičnega vidika. Litine - osnova velikega števila delov, sklopov in mehanizmov, in v nekaterih primerih celo samozadostna izdelek, ki lahko opravlja naloge, ki mu. Zato bomo v tem članku največ pozornosti namenili tej sestavini, ki vsebuje železo. Prav tako bomo ugotovili, katere vrste surovega železa obstajajo, njihove fizikalne in kemične lastnosti.

Opredelitev

Litoželec je resnično edinstvena zlitina železa in ogljika, v kateri je Fe več kot 90% in C ni več kot 6,67%, vendar ne manj kot 2,14%. Ogljik je lahko tudi iz litega železa v obliki cementita ali grafita.

Ogljik daje leguri dovolj visoko trdoto, hkrati pa znižuje duktilnost in duktilnost. V zvezi s tem je lito železo krhka snov. Posebni dodatki se dodajo nekaterim znamkam litega železa, ki lahko dajejo sestavku določene lastnosti. V vlogi zlitine lahko delujejo: nikelj, krom, vanadij, aluminij. Indikator gostote železa je 7200 kilogramov na kubični meter. Iz tega lahko sklepamo, da je teža surovega železa - kazalnika, ki ga ni mogoče imenovati majhno.

Zgodovinsko ozadje

Žlahtno železo je že dolgo poznano človeku. Prva omemba zlitine sega v šestem stoletju pred našim štetjem.

Na Kitajskem je v starodavnih časih železo dobilo s precej nizkim tališčem. V Evropi se je železo začelo proizvajati okoli 14. stoletja, ko so se najprej uporabljali plavži. Takrat so se odlitki iz litega železa pripeljali do proizvodnje orožja, školjk in delov za gradnjo.

V Rusiji se je proizvodnja litega železa aktivno začela v 16. stoletju in se nato hitro razširila. V času Petra Velikega je rusko cesarstvo uspelo obvoziti vse države po obsegu proizvodnje surovega železa, vendar je po sto letih ponovno začelo prevzemati svoje položaje na trgu železne metalurgije.

Livarna iz litega železa je bila uporabljena za ustvarjanje različnih umetniških del v srednjem veku. Zlasti v 10. stoletju so kitajski mojstri oddali resnično edinstveno figo leva, katere teža je presegla 100 ton. Od 15. stoletja na ozemlju Nemčije, pa tudi po in v drugih državah, ki oddajajo iz litega železa, prejmejo najširšo distribucijo. Iz njega so izdelali ograje, rešetke, parkske skulpture, vrtno pohištvo, nagrobnike.

V zadnjih letih 18. stoletja je litje železa največje vpleteno v arhitekturo Rusije. In 19. stoletje je bilo poimenovano "stolni stol", saj se je zlitina zelo aktivno uporabljala v arhitekturi.

Značilnosti

Obstajajo različne vrste litega železa, vendar je povprečna točka taljenja te kovinske spojine okoli 1200 stopinj Celzija. Ta številka je 250-300 stopinj manj, kot je potrebno za izdelavo jekla. Ta razlika je povezana z dovolj visoko vsebnostjo ogljika, kar vodi do manj tesnih vezi z atomi železa na molekularni ravni.

V času taljenja in naknadne kristalizacije ogljik, vsebovan v litem železu, nima časa, da bi popolnoma prodrl v molekularno mrežo železa, zato se je litina na koncu izkazala za precej krhka. V tem pogledu se ne uporablja kjerkoli, kjer so stalne dinamične obtežbe. Ampak hkrati je odličen za tiste dele, ki imajo visoke zahteve po moči.

Proizvodna tehnologija

Absolutno vse vrste litega železa se proizvajajo v plavžni peči. Pravzaprav je samo proces taljenja precej delovno intenzivna dejavnost, ki zahteva resne materialne naložbe. Za eno tono surovega železa je potrebnih približno 550 kilogramov koksa in skoraj tono vode. Količina rude, napolnjene s pečjo, bo odvisna od vsebnosti železa. Najpogosteje se uporablja rudo, v kateri je železo vsaj 70%. Manjša koncentracija elementa je nezaželena, saj ne bo ekonomsko ekonomična za uporabo.

Prva faza proizvodnje

Litoželec se stopi na naslednji način. Najprej je peč prekrita z rudami in razredi koksnega premoga, ki omogočajo injiciranje in vzdrževanje zahtevane temperature znotraj rudnik. Poleg tega so ti proizvodi v procesu izgorevanja aktivno vključeni v tekoče kemične reakcije v vlogi reduktorjev železa.

Vzporedno se tok prenese v peč, ki služi kot katalizator. Pomaga, da se kamnine hitreje talijo, kar spodbuja hitro sproščanje železa.

Pomembno je opozoriti, da se rudo pred natovarjanjem v peč podvrže posebni predobdelavi. Drobljen je v drobilnici (drobni delci se hitreje talijo). Po tem se opere, da se odstranijo delci, ki ne vsebujejo kovine. Po tem se gorijo surovine, zato se žveplo in drugi tuji elementi odstranijo iz nje.

Druga stopnja proizvodnje

Napolnjena in pripravljena za uporabo je opremljena z zemeljskim plinom preko posebnih gorilnikov. Coke segreva surovine. V tem primeru se sprosti ogljik, ki se združuje s kisikom in tvori oksid. Ta oksid nato sodeluje pri redukciji železa iz rude. Opažamo, da se s povečanjem količine plina v peči zmanjša hitrost nadaljevanja kemijske reakcije in ko se doseže določeno razmerje, se popolnoma ustavi.

Presežek ogljika prodira v talino in vstopi v spojino z železom, sčasoma pa oblikuje litoželezo. Vsi tisti elementi, ki se ne topijo, so na površini in sčasoma odstranjeni. Te odpadne proizvode imenujemo žlindra. Lahko se uporablja tudi za proizvodnjo drugih materialov. Vrste litega železa, dobljenega na ta način, se imenujejo livarna in ponovno oddajajo.

Diferenciacija

Sodobna klasifikacija litega železa omogoča ločevanje teh zlitin v naslednje vrste:

• Bela.
• Polovica.
• Siva z lamelnim grafitom.
• Visoka trdnost z nodularnim grafitom.
• Ductile.

Oglejmo si vsako vrsto posebej.

Bela litina

Tak litoželez je tisti, katerega praktično ves ogljik je kemično vezan. Pri tehniki se ta zlitina ne uporablja zelo pogosto, ker je trdna, a zelo krhka. Prav tako je ni mogoče strojno obdelati z različnimi rezalnimi orodji, zato se uporablja za litje delov, ki ne zahtevajo obdelave. Čeprav ta vrsta litega železa omogoča mletje abrazivnih koles. Bela litina je lahko navadna ali legirana. Vendar pa varjenje povzroča težave, saj ga spremlja nastajanje raznih razpok med hlajenjem ali ogrevanjem, pa tudi zaradi heterogenosti strukture, ki je nastala na varilnem mestu.

Bele litine odporne na obrabo so pridobljene s primarno kristalizacijo tekoče zlitine med prehodnim hlajenjem. Najpogosteje se uporabljajo za delo v razmerah suhega trenja (na primer zavorne ploščice) ali za izdelavo delov, ki povečajo odpornost proti obrabi in odpornost proti toploti (zvitki valjarne).

Mimogrede, bela litina dobila ime zaradi dejstva, da je videz zloma svetlorokristalna, sevalna površina. Struktura tega litega železa je kombinacija ledeburita, perlita in sekundarnega cementita. Če je ta litoželezni legiran, se perlit preoblikuje v troostite, avstenit ali martenzit.

Polna litina

Klasifikacija litega železa bo nepopolna, če ne omenjate te vrste kovinske zlitine.

Za to surovo železo je značilna kombinacija karbidne evtektike in grafita v svoji strukturi. Na splošno ima celotna struktura naslednjo obliko: grafit, perlit, ledeburit. Če se litoželeze podvrže toplotni obdelavi ali legiranju, bo to povzročilo nastanek austenita, martenzita ali ostrega troostita.

Ta vrsta litega železa je dovolj krhek, zato je njegova uporaba zelo omejena. Ime zlitine je bilo prejeto, ker je njegov zlom kombinacija temnih in lahkih površin kristalne strukture.

Najpogostejši strojno gradbeni material

Siva litina GOST 1412-85 vsebuje približno 3,5% ogljika, od 1,9 do 2,5% silicija, do 0,8% mangana, do 0,3% fosforja in manj kot 0,12% žvepla.

Grafit v tej litoželezni plošči ima obliko plošče. Ni potrebna posebna sprememba.

Plošče grafita imajo zelo slabi učinek, zato je siva litina značilna zelo majhna udarna trdnost in skoraj popolna odsotnost raztezka (indeks je manjši od 0,5%).

Siva litina je dobro obdelana. Struktura zlitine je lahko naslednja:

• Feritni grafit.
• Ferit-perlit-grafit.
• Perlit-grafit.

Za kompresijo, siva litina deluje veliko bolje kot natezna. Prav tako je precej dobro varjen, to pa zahteva predhodno segrevanje, in kot polnilni material je treba uporabiti posebne palice iz litega železa z visoko vsebnostjo silicija in ogljika. Brez predhodnega segrevanja bo varjenje težavno, saj bo v varilni coni obstajalo beljenje litega železa.

Iz sive litine se proizvajajo deli, ki delujejo brez udarnega bremena (jermenice, pokrovi, okvirji).

Oznaka tega surovega železa temelji na tem načelu: MF 25-52. Dve črki kažejo, da je to siva litina, številka 25 - pokazatelj natezno trdnost (MPa ali KGF / mm²), številka 52 je končna moč v trenutku upogibanja.

Visoko trdna litina

Litoželec z nodularnim grafitom se bistveno razlikuje od drugih "bratov", saj vsebuje grafit sferične oblike. Ustvarja se s posebnimi modifikatorji tekočih zlitin (Mg, Ce). Število grafitnih vključkov in njihovih linearnih dimenzij je lahko drugačno.

Kaj je dobro glede sferičnega grafita? Dejstvo, da ta oblika minimizira kovinsko osnovo, ki pa je lahko perlitna, feritna ali perlitsko-feritna.

Zaradi uporabe toplotne obdelave ali legiranja je osnova iz litega železa igel-troostit, martenzitna, avstenitna.

Žigi z visoko trdnostjo litega železa so lahko drugačni, vendar na splošno pomenijo njegovo oznako: HF 40-5. Lahko je uganiti, da je HF visoko trdna litina, število 40 je indeks natezne trdnosti (kgf / mm)²), številka 5 - razmeroma raztezek, izražen v odstotkih.

Nodularno litino

Struktura tempranega železa je sestavljena iz prisotnosti grafita v njej v lahki ali sferični obliki. V tem primeru lahko debel grafit ima raznolikost in kompaktnost, kar pa neposredno vpliva na mehanske lastnosti litega železa.

V industriji se voljna litina pogosto proizvaja s feritno osnovo, ki zagotavlja večjo duktilnost.

Videz zloma feritnega vlečnega litega železa ima črno-barvit izgled. Višja je količina perlita v strukturi, vžigalnik pa se zlomi.

Na splošno je kovinsko lito železo pridobljeno iz ulitkov belega litega železa zaradi dolgotrajnega fretiranja v pečeh, segretih na temperaturo 800-950 stopinj Celzija.

Do danes obstajajo dva načina izdelave tempranega litega železa: evropski in ameriški.

Ameriška metoda je, da inducira zlitino v pesku pri temperaturi 800-850 stopinj. V tem postopku se grafit nahaja med zrni najčistega železa. Kot rezultat, litoželeza pridobi viskoznost.

V evropskem postopku litja v železovi rudi. Temperatura je približno 850-950 stopinj Celzija. Ogljik se pretvori v železovo rudo, zaradi česar je površinska plast ulitkov razkosana in postane mehka. Litirano železo postane voljno, jedro pa je še vedno krhko.

Oznake vlečnega litega železa: KCH 40-6, kjer je KC, seveda temprane litine, 40 - indeks natezne trdnosti - 6 - raztezek,%.

Drugi kazalniki

Glede ločevanja litine z močjo se uporablja naslednja razvrstitev:

• Običajna moč: sigma-do do 20 kg / mm².
• Povečana moč: sigma-in = 20 - 38 kg / mm².
• Visoka trdnost: sigma-in = 40 kg / mm² in višje.

Z duktilnostjo litine je razdeljeno na:

• Nesteljko - raztezek je manjši od 1%.
• Nizka plastika - od 1% do 5%.
• Plastika - od 5% do 10%.
• Povečana plastičnost - več kot 10%.

Na koncu želim tudi opozoriti, da je oblika in narava litja precej pomembna, celo vpliva na lastnosti katerega koli litega železa.