Πόσα είδη χυτοσιδήρου υπάρχουν; Ποιες είναι οι χρήσεις τους;

Ο χυτοσίδηρος είναι ένα κράμα σιδήρου-άνθρακα με περιεκτικότητα σε άνθρακα μεγαλύτερη από 2,11% (γενικά 2.5-4%). Είναι ένα κράμα πολλαπλών συστατικών με κύρια συστατικά τον σίδηρο, τον άνθρακα και το πυρίτιο και περιέχει περισσότερες ακαθαρσίες όπως μαγγάνιο, θείο και φώσφορο από τον ανθρακούχο χάλυβα. Μερικές φορές, προκειμένου να βελτιωθούν οι μηχανικές ιδιότητες ή οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του χυτοσιδήρου, μπορεί να προστεθεί μια ορισμένη ποσότητα στοιχείων κράματος για να ληφθεί κράμα χυτοσιδήρου.

Ταξινόμηση χυτοσιδήρου:

I. Σύμφωνα με τις διάφορες μορφές άνθρακα στον χυτοσίδηρο, ο χυτοσίδηρος μπορεί να χωριστεί σε

1. Ο λευκός χυτοσίδηρος άνθρακας, εκτός από μια μικρή ποσότητα διαλυμένη σε φερρίτη, ο υπόλοιπος άνθρακας υπάρχει σε μορφή τσιμεντίτου σε χυτοσίδηρο, και η θραύση του είναι ασημί λευκή, γι' αυτό ονομάζεται λευκός χυτοσίδηρος. Επί του παρόντος, ο λευκός χυτοσίδηρος χρησιμοποιείται κυρίως ως πρώτη ύλη για τη χαλυβουργία και ο ακατέργαστος χυτοσίδηρος για την παραγωγή ελατού χυτοσιδήρου.

2. Ο γκρίζος χυτοσίδηρος άνθρακας υπάρχει στον χυτοσίδηρο με τη μορφή νιφάδων γραφίτη σε όλο ή στο μεγαλύτερο μέρος του χυτοσιδήρου και η θραύση του είναι σκούρο γκρι, γι' αυτό ονομάζεται γκρίζος χυτοσίδηρος.

3. Μέρος του άνθρακα στον χυτοσίδηρο με κουκούτσια υπάρχει σε μορφή γραφίτη, παρόμοιο με τον γκρίζο χυτοσίδηρο. το άλλο μέρος υπάρχει με τη μορφή ελεύθερου τσιμενίτη, παρόμοιου με τον λευκό χυτοσίδηρο. Υπάρχουν ασπρόμαυρα κουκούτσια στο κάταγμα, γι' αυτό ονομάζεται χυτοσίδηρος χωρίς κουκούτσι. Αυτός ο τύπος χυτοσιδήρου είναι επίσης πολύ σκληρός και εύθραυστος, επομένως χρησιμοποιείται σπάνια στη βιομηχανία.

2. Σύμφωνα με τις διαφορετικές μορφές γραφίτη στο χυτοσίδηρο, ο χυτοσίδηρος μπορεί να χωριστεί σε

1. Γκρίζος χυτοσίδηρος Ο γραφίτης στο χυτοσίδηρο υπάρχει σε νιφάδες.

2. Ελατός χυτοσίδηρος Ο γραφίτης στο χυτοσίδηρο υπάρχει σε συστάδες. Λαμβάνεται με ανόπτηση λευκού χυτοσιδήρου συγκεκριμένης σύνθεσης σε υψηλή θερμοκρασία για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι μηχανικές του ιδιότητες (ιδιαίτερα η σκληρότητα και η πλαστικότητα) είναι υψηλότερες από αυτές του γκρίζου χυτοσιδήρου, γι' αυτό συνήθως ονομάζεται ελατός χυτοσίδηρος.

3. Εόλκιμος χυτοσίδηρος Ο γραφίτης στο χυτοσίδηρο υπάρχει σε σφαιρική μορφή. Λαμβάνεται μετά από επεξεργασία σφαιροποίησης πριν από την έκχυση λιωμένου σιδήρου. Αυτός ο τύπος χυτοσιδήρου όχι μόνο έχει υψηλότερες μηχανικές ιδιότητες από τον γκρίζο χυτοσίδηρο και τον ελατό χυτοσίδηρο και η διαδικασία παραγωγής του είναι απλούστερη από τον ελατό χυτοσίδηρο, αλλά μπορεί επίσης να βελτιωθεί περαιτέρω μέσω θερμικής επεξεργασίας. Επομένως, η εφαρμογή του στην παραγωγή γίνεται ολοένα και πιο εκτεταμένη.

Χρήσεις διαφόρων χυτοσιδήρων Λευκός χυτοσίδηρος

Ο άνθρακας στον λευκό χυτοσίδηρο υπάρχει εξ ολοκλήρου με τη μορφή διεισδυμένου άνθρακα (Fe3c), επομένως το κάταγμα είναι φωτεινό λευκό. Ως εκ τούτου, ονομάζεται λευκός χυτοσίδηρος. Λόγω της παρουσίας μεγάλης ποσότητας σκληρού και εύθραυστου Fe3c, ο λευκός χυτοσίδηρος έχει υψηλή σκληρότητα, υψηλή ευθραυστότητα και είναι δύσκολο να επεξεργαστεί. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται σπάνια απευθείας σε βιομηχανικές εφαρμογές και χρησιμοποιείται μόνο για μερικά εξαρτήματα που απαιτούν αντοχή στη φθορά και δεν υπόκεινται σε κρούση, όπως μήτρες σύρματος, σιδερένιες σφαίρες μύλου κ.λπ. Τα περισσότερα από αυτά χρησιμοποιούνται ως μπιγιέτες για χαλυβουργία και ελατό χυτοσίδηρο.

Γκρι χυτοσίδηρος

Το μεγαλύτερο μέρος ή όλος ο άνθρακας στον χυτοσίδηρο υπάρχει με τη μορφή ελεύθερου νιφάδας γραφίτη. Το κάταγμα είναι γκρι. Έχει καλή απόδοση χύτευσης, καλή δυνατότητα επεξεργασίας κοπής, αντιτριβή, καλή αντοχή στη φθορά και τα συστατικά τήξης του είναι απλά, χαμηλού κόστους και χρησιμοποιούνται ευρέως στην κατασκευή σύνθετων χυτών και εξαρτημάτων ανθεκτικών στη φθορά. Ο γκρίζος χυτοσίδηρος χωρίζεται σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με τη δομή της μήτρας: γκρίζος χυτοσίδηρος με βάση τον φερρίτη, γκρίζος χυτοσίδηρος με βάση περλίτη-φερρίτη και γκρίζος χυτοσίδηρος με βάση τον περλίτη. Επειδή υπάρχει νιφάδα γραφίτη στον γκρίζο χυτοσίδηρο και ο γραφίτης είναι ένα συστατικό με χαμηλή πυκνότητα, χαμηλή αντοχή, χαμηλή σκληρότητα και πλαστικότητα και σκληρότητα που πλησιάζει το μηδέν. Η ύπαρξή του μοιάζει με μεγάλο αριθμό μικρών κενών στη μήτρα του χάλυβα, που μειώνει την περιοχή έδρασης και αυξάνει την πηγή ρωγμής. Επομένως, ο γκρίζος χυτοσίδηρος έχει χαμηλή αντοχή και κακή σκληρότητα και δεν μπορεί να υποστεί επεξεργασία με πίεση. Προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοσή του, μια ορισμένη ποσότητα σιδηροπυρίτου, ασβεστίου πυριτίου και άλλων εμβολιασμών προστίθεται στο λιωμένο σίδηρο πριν χυθεί για να εξευγενιστεί η μήτρα του περλίτη.

Ελατός χυτοσίδηρος

Ο χυτοσίδηρος είναι κατασκευασμένος από κράμα σιδήρου-άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα και πυρίτιο σε λευκά τεμάχια χυτοσιδήρου και στη συνέχεια υποβάλλεται σε μακροχρόνια επεξεργασία ανόπτησης σε υψηλή θερμοκρασία για την αποσύνθεση του τσιμενίτη σε κροκιδώδη γραφίτη. Το σφυρήλατο σίδερο είναι ένας λευκός χυτοσίδηρος με γραφίτη. Ο ελατός χυτοσίδηρος χωρίζεται σε δύο κατηγορίες ανάλογα με τις διαφορετικές μικροδομές μετά τη θερμική επεξεργασία. Το ένα είναι ο ελατός χυτοσίδηρος blackheart και ο ελατός χυτοσίδηρος από περλίτη. Η δομή του ελατού χυτοσιδήρου blackheart είναι κυρίως μήτρα φερρίτη (F) + κροκιδωτός γραφίτης. η δομή του ελατού χυτοσιδήρου από περλίτη είναι κυρίως μήτρα περλίτη (P) + κροκιδωτός γραφίτης. Το άλλο είναι ο ελατός χυτοσίδηρος whiteheart. Η δομή του ελατόμου χυτοσιδήρου whiteheart καθορίζεται από το μέγεθος της διατομής. Η μικρή διατομή βασίζεται σε φερρίτη και η επιφάνεια της μεγάλης διατομής είναι φερρίτης και ο πυρήνας είναι περλίτης και άνθρακας ανόπτησης. Ο γραφίτης γίνεται λεπτός και ομοιόμορφα κατανεμημένος. Ο χυτοσίδηρος που έχει υποστεί αυτή την επεξεργασία εμβολιασμού ονομάζεται εμβολιασμένος χυτοσίδηρος.

Εόλκιμος χυτοσίδηρος

Πριν από την έκχυση λιωμένου σιδήρου (όλκιμος σίδηρος), προστίθεται μια ορισμένη ποσότητα σφαιροειδούς παράγοντα (που συνήθως χρησιμοποιούνται είναι σιδηροπυρίτιο, μαγνήσιο κ.λπ.) για τη σφαιροποίηση του γραφίτη στο χυτοσίδηρο. Δεδομένου ότι ο άνθρακας (γραφίτης) υπάρχει στη μήτρα από χυτοσίδηρο σε σφαιρική μορφή, το αποτέλεσμα κοπής του στη μήτρα βελτιώνεται και η αντοχή σε εφελκυσμό, η αντοχή διαρροής, η πλαστικότητα και η σκληρότητα κρούσης του όλκιμου σιδήρου βελτιώνονται σημαντικά. Έχει επίσης τα πλεονεκτήματα της αντοχής στη φθορά, της απορρόφησης κραδασμών, της καλής απόδοσης διαδικασίας και του χαμηλού κόστους. Τώρα έχει αντικαταστήσει ευρέως τον ελατό χυτοσίδηρο και ορισμένα μέρη από χυτοσίδηρο και σφυρήλατο χάλυβα, όπως στροφαλοφόρους άξονες, μπιέλες, κύλινδροι, πίσω άξονες αυτοκινήτων κ.λπ.