Besi tuang putih: sifat, aplikasi, struktur dan ciri

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Pada mulanya, teknologi tuangan besi mula dikuasai di China pada abad ke-10, selepas itu ia meluas di negara lain di dunia. Asas besi tuang adalah aloi besi dengan karbon dan komponen lain. Ciri tersendiri ialah dalam komposisi besi tuangnya mengandungi lebih daripada 2% karbon dalam bentuk simentit, yang tidak terdapat dalam logam lain. Wakil terkemuka aloi ini ialah besi tuang putih, yang digunakan dalam kejuruteraan mekanikal untuk pembuatan alat ganti, dalam industri dan dalam kehidupan seharian.

Penampilan

Aloi mempunyai warna putih semasa pecah dan ciri kilauan logam. Struktur besi tuang putih berbutir halus.

Properties

Berbanding dengan logam lain, aloi besi-karbon mempunyai ciri dan sifat berikut:

• kerapuhan tinggi;
• kekerasan meningkat;
• rintangan tinggi;
• sifat tuangan rendah;
• kebolehmesinan rendah;
• tahan haba yang baik;
• pengecutan besar (sehingga 2%) dan pengisian acuan yang lemah;
• rintangan hentaman rendah;
• rintangan haus yang tinggi.

Jisim logam mempunyai rintangan kakisan yang hebat dalam asid hidroklorik atau nitrik. Jika terdapat karbida bebas dalam struktur, maka kakisan akan berlaku apabila besi tuang diletakkan dalam asid sulfurik.

Besi tuang putih, yang mengandungi peratusan karbon yang lebih rendah, dianggap sebagai aloi yang lebih tahan terhadap suhu tinggi. Disebabkan oleh peningkatan kekuatan mekanikal dan keliatan yang muncul apabila terdedah kepada suhu tinggi, pembentukan keretakan dalam tuangan diminimumkan.

Komposisi

Aloi besi-karbon dianggap lebih murah daripada keluli. Besi tuang putih mengandungi besi dan karbon, yang berada dalam keadaan terikat secara kimia. Karbon berlebihan, yang tidak terdapat dalam larutan pepejal besi, terkandung dalam keadaan gabungan dalam bentuk karbida besi (simentit), dan dalam besi tuang beraloi dalam bentuk karbida khas.

Paparan

Bergantung pada jumlah kandungan karbon dalam besi tuang putih, ia dibahagikan kepada jenis berikut:

1. Hyotectic memegang daripada 2.14% hingga 4.3% karbon dan selepas penyejukan lengkap memperoleh struktur perlit, simentit sekunder dan ledeburit.
2. Eutektik mengandungi 4.3% karbon dan mempunyai struktur dalam bentuk latar belakang simentit yang terang, yang dititik dengan butiran gelap perlit.
3. Hyotectic mempunyai daripada 4.3% hingga 6.67% karbon dalam komposisinya.

Permohonan

Berdasarkan sifat di atas,boleh disimpulkan bahawa tidak masuk akal untuk mengamalkan pemprosesan haba dan mekanikal besi tuang putih. Aloi mendapati aplikasi utamanya hanya dalam bentuk tuangan. Akibatnya, besi tuang putih memperoleh sifat terbaik hanya jika semua syarat tuangan dipenuhi. Kaedah pemprosesan ini digunakan secara aktif jika perlu untuk menghasilkan produk besar-besaran yang mesti mempunyai kekerasan permukaan yang tinggi.

Selain itu, besi tuang putih disepuhlindap, menghasilkan besi tuang mudah ditempa, yang digunakan untuk membuat tuangan berdinding nipis, contohnya:

• alat ganti automotif;
• hasil pertanian;
• bahagian untuk traktor, gabungan, dll.

Ali juga digunakan untuk membuat plat dengan permukaan bergaris atau licin, dan juga digunakan secara aktif dalam pengeluaran keluli dan besi kelabu.

Penggunaan besi tuang putih dalam pertanian sebagai logam struktur agak terhad. Selalunya, aloi besi-karbon digunakan untuk pembuatan bahagian untuk mesin hidraulik, pembaling pasir dan mekanisme lain yang boleh beroperasi dalam keadaan haus kasar yang meningkat.

besi tuang sejuk

Ali ini dianggap sebagai sejenis besi tuang putih. Ia adalah mungkin untuk mencapai kesejukan 12-30 mm dengan menyejukkan permukaan aloi besi-karbon dengan cepat. Struktur bahan: bahagian permukaan diperbuat daripada besi tuang berwarna putih kelabu di dalam teras. Roda, bola untuk kilang, rolling roll diperbuat daripada bahan sedemikian, yang dipasang di dalamnyamesin untuk memproses kepingan logam.

Unsur pengaduan aloi

Bahan mengaloi yang diperkenalkan khas ditambah pada komposisi besi tuang putih boleh memberikan rintangan haus dan kekuatan yang lebih besar, rintangan kakisan dan rintangan haba. Bergantung pada jumlah bahan tambahan, jenis besi tuang ini dibezakan:

• aloi rendah aloi (sehingga 2.5% bahan tambahan);
• alloy sederhana (dari 2.5% hingga 10%);
• aloi tinggi (lebih daripada 10%).

Unsur aloi boleh ditambah pada aloi:

• chrome;
• sulfur;
• nikel;
• tembaga;
• molibdenum;
• titanium;
• vanadium,
• silikon;
• aluminium;
• mangan.

Besi tuang putih aloi mempunyai sifat yang lebih baik dan sering digunakan untuk menuang turbin, bilah, kilang, bahagian untuk simen dan tanur konvensional, bilah mesin pam, dll. Aloi besi-karbon diproses dalam dua relau, yang menjadikan adalah mungkin untuk membawa bahan kepada komposisi kimia tertentu:

• dalam kubah;
• dalam relau elektrik.

Tuang yang diperbuat daripada besi tuang putih disepuhlindap dalam relau untuk menstabilkan dimensi yang diperlukan dan melegakan tekanan dalaman. Suhu penyepuhlindapan boleh meningkat sehingga 850 darjah. Proses pemanasan dan penyejukan mesti dilakukan dengan perlahan.

Menanda atau menetapkan besi tuang putih dengan kekotoranbermula dengan huruf H. Unsur pengaloian yang manakah sesuai dalam komposisi aloi boleh ditentukan oleh huruf penandaan berikutnya. Nama itu mungkin mengandungi nombor yang menunjukkan peratusan bahan tambahan yang sesuai dengan besi tuang putih. Jika penandaan mengandungi sebutan Ш, maka ini bermakna struktur aloi mengandungi grafit sfera.

Jenis penyepuhlindapan

Untuk pembentukan besi tuang putih dalam industri, penyejukan cepat aloi digunakan. Hari ini, jenis penyepuhlindapan aloi karbon utama berikut digunakan secara aktif:

• pelembutan penyepuhlindapan digunakan terutamanya untuk meningkatkan ferit dalam komposisi besi tuang;
• penyepuhlindapan untuk melegakan tekanan dalaman dan meminimumkan perubahan fasa;
• penyepuhlindapan graphitizing, menghasilkan besi tuang mudah tempa;
• penormalan pada suhu 850-960 darjah, menghasilkan grafit dan perlit, serta peningkatan rintangan haus dan kekuatan.

Maklumat tambahan

Sehingga kini, telah terbukti bahawa tiada hubungan langsung antara rintangan haus dan kekerasan aloi karbon. Hanya disebabkan oleh struktur, iaitu susunan karbida dan fosfida dalam bentuk grid biasa atau dalam bentuk kemasukan seragam, peningkatan rintangan haus dicapai.

Kekuatan besi tuang putih paling intensif dipengaruhi oleh jumlah karbon, dan kekerasan bergantung pada karbida. Kekuatan dan kekerasan yang paling besar ialah besi tuang itumempunyai struktur martensit.