Μορφές του σιδήρου, την ταξινόμηση, τη σύνθεση, τις ιδιότητες, την επισήμανση και την εφαρμογή

Σήμερα, σχεδόν κανείς δεν σφαίρα της ανθρώπινης ζωής, που δεν θα έχουν χρησιμοποιήσει σίδηρο. Το υλικό αυτό είναι γνωστό στην ανθρωπότητα εδώ και πολύ καιρό και να απολαύσετε μια εξαιρετική φήμη ως ένα πρακτικό θέμα. Χύτευσης σιδήρου - η βάση ενός μεγάλου αριθμού των μερών, συνελεύσεις και τους μηχανισμούς, και σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη και αυτάρκης προϊόν, ικανό να εκτελεί τα καθήκοντα που του έχουν ανατεθεί. Ως εκ τούτου, σε αυτό το άρθρο θα πληρώσει πολύ μεγάλη προσοχή σε αυτό το σίδηρο ενώσεις. Επίσης, μάθετε ποια είναι τα είδη από χυτοσίδηρο, φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά τους.

ορισμός

Σίδηρος - αυτό είναι πραγματικά ένα μοναδικό κράμα του σιδήρου και του άνθρακα, στην οποία περισσότερο από το 90% Fe, και Γ - όχι περισσότερο από 6,67%, αλλά όχι λιγότερο από 2,14%. Επίσης, άνθρακα μπορεί να είναι του σίδερου υπό μορφή cementite ή γραφίτη.

Carbon δίνει στο κράμα μια επαρκώς υψηλή σκληρότητα, αλλά την ίδια στιγμή, μειώνει την σκληρότητα και την ολκιμότητα. Σε αυτό το πλαίσιο, ο σίδηρος είναι ένα εύθραυστο υλικό. Επίσης, σε ορισμένες μάρκες χυτοσίδηρο προσθέσετε ειδικά πρόσθετα, τα οποία είναι σε θέση να δώσει μια ένωση του ορισμένες ιδιότητες. Στο ρόλο του στοιχείων κράματος μπορεί να είναι: νικέλιο, χρώμιο, βανάδιο, το αλουμίνιο. δείκτης πυκνότητας σίδηρος είναι 7200 χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο. Από ό, τι μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το βάρος από χυτοσίδηρο - ένα ποσοστό που δεν μπορεί να ονομάζεται μικρό.

ιστορικές πληροφορίες

Χυτοσίδηρος, εδώ και πολύ καιρό είναι γνωστό ότι ο άνθρωπος. Η πρώτη αναφορά του κράματος χρονολογούνται στον έκτο αιώνα π.Χ..

Στην Κίνα κατά την αρχαιότητα, σίδηρο ελήφθη με μια μάλλον χαμηλή θερμοκρασία τήξης. Στην Ευρώπη, ο σίδηρος άρχισε να πάρει περίπου τον 14ο αιώνα, όταν για πρώτη φορά άρχισε να χρησιμοποιεί υψικαμίνους. Εκείνη την εποχή, ένας από χυτοσίδηρο πήγε στην παραγωγή όπλων, πυρομαχικών, εξαρτημάτων για την κατασκευή.

Στο έδαφος της ρωσικής παραγωγής χυτοσιδήρου των δραστικών συστατικών του 16ου αιώνα και στη συνέχεια επεκτάθηκε γρήγορα. Στην εποχή της Πέτρας που Rossiyskaya Αυτοκρατορία από την άποψη της παραγωγής χυτοσιδήρου ήταν σε θέση να αποφύγει όλα τα έθνη του κόσμου, ωστόσο, ήδη εκατό χρόνια έχει αρχίσει και πάλι να πάρουν τις θέσεις τους στην αγορά βιομηχανία σιδήρου και χάλυβα.

Σιδήρου χύτευσης χρησιμοποιήθηκε για να δημιουργήσει μια ποικιλία από έργα τέχνης στην εποχή του Μεσαίωνα. Ειδικότερα, το 10ο αιώνα κινεζική πλοιάρχους ρίχνει μια πραγματικά μοναδική εικόνα ενός λιονταριού, των οποίων το βάρος υπερβεί 100 τόνους. Ξεκινώντας από τον 15ο αιώνα στη Γερμανία, και στη συνέχεια σε άλλες χώρες, χυτοσίδηρος έχει λάβει την ευρύτερη διάδοση. Από το έκανε φράχτες, ψησταριές, γλυπτά πάρκο, έπιπλα κήπου, επιτύμβιες στήλες.

Κατά τα τελευταία χρόνια του 18ου αιώνα χυτοσίδηρο όσο το δυνατόν περισσότερο εμπλέκονται στην αρχιτεκτονική της Ρωσίας. Ένα 19ου αιώνα και γενικά ονομάζεται «Εποχή του Σιδήρου», δεδομένου ότι το κράμα χρησιμοποιείται πολύ ενεργά στην αρχιτεκτονική.

χαρακτηριστικά

Υπάρχουν διάφοροι τύποι χυτοσίδηρο, αλλά η μέση θερμοκρασία τήξεως της μεταλλικής ένωσης είναι περίπου 1200 βαθμούς Κελσίου. Ο αριθμός αυτός είναι 250-300 βαθμούς λιγότερο από ό, τι απαιτείται για την τήξη του χάλυβα. Αυτή η διαφορά σχετίζεται με την σχετικά υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, γεγονός που οδηγεί σε του λιγότερο στενή σχέση με τον σίδηρο άτομα σε μοριακό επίπεδο.

Κατά τη στιγμή της τήξης και επακόλουθη κρυστάλλωση από άνθρακα που περιέχεται στο χυτοσίδηρο, δεν έχει χρόνο για να διεισδύσει πλήρως στο μοριακό πλέγμα του σιδήρου, και επειδή ο σίδηρος που λαμβάνεται τελικά είναι αρκετά εύθραυστο. Από την άποψη αυτή, δεν εφαρμόζεται όταν υπάρχουν συνεχείς δυναμικά φορτία. Αλλά ενώ είναι ιδανικό για εκείνα τα τμήματα που έχουν υψηλές απαιτήσεις για τη δύναμη.

τεχνολογία παραγωγής

Απολύτως όλα τα είδη από χυτοσίδηρο που παράγονται σε μια υψικάμινο. Στην πραγματικότητα, η διαδικασία της τήξης - μάλλον επίπονη δραστηριότητα που απαιτεί σοβαρές επενδύσεις υλικό. Ενός τόνου σιδήρου απαιτεί περίπου 550 χιλιόγραμμα οπτάνθρακα και σχεδόν έναν τόνο του νερού. Μετατόπιση μεταλλεύματος φορτώθηκε μέσα στον κλίβανο θα εξαρτηθεί από την περιεκτικότητα σε σίδηρο. Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούνται μεταλλεύματος, στα οποία ο σίδηρος είναι όχι λιγότερο από 70%. Μια μικρότερη συγκέντρωση του στοιχείου είναι ανεπιθύμητη, δεδομένου ότι θα είναι οικονομικά ασύμφορη στη χρήση.

Το πρώτο στάδιο της παραγωγής

τήξη του σιδήρου λαμβάνει χώρα ως ακολούθως. Κατά κύριο λόγο στον κλίβανο γεμίζεται μεταλλεύματος και οπτανθρακοποίησης τάξεων άνθρακα που χρησιμεύουν για την εκτέλεση και τη διατήρηση της επιθυμητής θερμοκρασίας εντός του φρεατίου του κλιβάνου. Επιπλέον, τα προϊόντα αυτά βρίσκονται στη διαδικασία της καύσης ενεργά συμμετέχουν σε χημικές αντιδράσεις, όπως η μείωση του σιδήρου.

Παράλληλα με τις κλιβάνου πλοία ροής χρησιμεύει ως καταλύτη. Βοηθά να λιώσει τους βράχους πιο γρήγορα, γεγονός που συμβάλλει στην ταχεία απελευθέρωση του σιδήρου.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το μετάλλευμα πριν από τη φόρτωση εντός του κλιβάνου υποβάλλεται σε μία ειδική προκατεργασία. θρυμματισμένα θραυστήρας Her (λεπτά σωματίδια λιώνουν γρηγορότερα). Μετά πλένεται για να απομακρυνθούν τα σωματίδια τα οποία δεν περιέχουν μέταλλο. Στη συνέχεια, ακατέργαστη πυρωμένο έτσι απομακρύνεται από αυτό του θείου και άλλα ξένα στοιχεία.

Η δεύτερη φάση της παραγωγής

Το φορτωμένο και έτοιμο για λειτουργία του κλιβάνου τροφοδοτείται με φυσικό αέριο μέσω ειδικών καυστήρων. Cox θερμαίνει την πρώτη ύλη. Αυτό απελευθερώνει άνθρακα το οποίο ενώνεται με το οξυγόνο και σχηματίζει ένα οξείδιο. Αυτό το οξείδιο είναι τότε συμμετέχει στην μείωση του σιδήρου από μετάλλευμα. Σημειώστε ότι με μια αύξηση στην ποσότητα του αερίου στον κλίβανο της ταχύτητας χημικής αντίδρασης ελαττώνεται, και όταν φθάνει σε ένα ορισμένο αναλογία και σταματά εντελώς.

Η περίσσεια άνθρακα διεισδύει εντός του τήγματος και περιλαμβάνει μια ένωση με σίδηρο, σχηματίζοντας τελικά χυτά. Όλα αυτά τα στοιχεία δεν τήκονται, βρίσκονται στην επιφάνεια και τελικά να αφαιρεθεί. Τα απόβλητα ονομάζεται σκωρίας. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή άλλων υλικών. Οι μορφές του σιδήρου που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο ονομάζεται χύτευση και χοίρων.

διάκριση

Η σύγχρονη ταξινόμηση των κραμάτων σιδήρου περιλαμβάνει τη διαίρεση των δεδομένων στις εξής κατηγορίες:

• Λευκό.
• Με μισή καρδιά.
• Γκρι γραφίτη νιφάδα.
• Υψηλής αντοχής σφαιροειδούς γραφίτη.
• Σφυρηλάτηση.

Ας εξετάσουμε κάθε τύπο ξεχωριστά.

λευκό χυτοσίδηρο

Γι 'αυτό που ονομάζεται ένα σίδερο που ουσιαστικά όλος ο άνθρακας είναι χημικά δεσμευμένο. Στη μηχανική, αυτό το κράμα δεν χρησιμοποιείται πολύ συχνά, γιατί είναι δύσκολο, αλλά πολύ εύθραυστο. Επίσης, δεν μπορεί να κατασκευαστεί από διαφορετικά εργαλεία κοπής, και ως εκ τούτου χρησιμοποιείται για να με ένεση τμήματα που δεν απαιτούν καμία θεραπεία. Παρά το γεγονός ότι αυτό το είδος της χυτοσίδηρο επιτρέπει την άλεση λειαντικών τροχών. Λευκό χυτοσίδηρο μπορεί να είναι τόσο συνηθισμένο και ενισχυμένα. Σε αυτή την συγκόλληση προκαλεί δυσκολίες όπως συνοδεύεται από το σχηματισμό των διαφόρων καταγμάτων κατά την ψύξη ή τη θέρμανση, καθώς επίσης και λόγω ανομοιομορφία της δομής διαμόρφωσης στο σημείο συγκόλλησης.

Λευκό χυτοσίδηροι παράγονται φθορά λόγω πρωτογενή κρυστάλλωση του τηγμένου κράματος κατά την ψύξη φευγαλέα. Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούνται για την εργασία κάτω από τριβή συνθήκες (π.χ., τακάκια), είτε για την παραγωγή των εξαρτημάτων που έχουν υψηλή μηχανική αντοχή και αντοχή στη θερμότητα (roll ελαιοτριβεία).

Με την ευκαιρία, λευκό χυτοσίδηρο έχει λάβει της όνομα οφείλεται στο γεγονός ότι η εμφάνιση του διαλείμματος - φως κρύσταλλο, λαμπερή επιφάνεια. Η δομή του σιδήρου είναι ένα σύνολο λεδεβουρίτης, περλίτη και cementite δευτερεύουσα. Εάν το σίδερο υποβάλλεται σε ντόπινγκ, τότε μετασχηματίζεται σε troostite περλίτη, ωστενίτη ή μαρτενσίτη.

το μισό από χυτοσίδηρο

Η κατάταξη των χυτοσίδηροι θα είναι ελλιπής αν δεν ανέφερε το είδος αυτό από ένα κράμα μετάλλου.

Για τυπικό συνδυασμό του εν λόγω καρβιδίου του σιδήρου και ευτηκτικά γραφίτη στη δομή του. Σε γενικές γραμμές, η πλήρης δομή είναι η ακόλουθη: γραφίτη, περλίτη, Ledebur. Εάν η χυτοσίδηρο υποβάλλονται σε θερμική κατεργασία ή κράματος, θα οδηγήσει στο σχηματισμό ωστενίτη, μαρτενσίτη και βελονοειδή troostite.

Αυτό το είδος του σιδήρου είναι αρκετά εύθραυστη, έτσι ώστε η εφαρμογή της είναι πολύ περιορισμένη. Η ίδια ακριβώς όνομα του κράματος ονομάζεται έτσι λόγω της διακοπής της - ένας συνδυασμός σκοτεινές και φωτεινές περιοχές της κρυσταλλικής δομής.

Τα πιο συνηθισμένα υλικά μηχανικής

GOST 1412-85 Γκρι χυτοσίδηρος περιέχει στη σύνθεσή του περίπου 3,5% άνθρακα, 1,9 έως 2,5% πυρίτιο, μέχρι 0,8% μαγγάνιο, μέχρι 0,3% φωσφόρο και λιγότερο από 0,12% θείο.

Αυτό γραφίτη χυτοσίδηρο έχει ένα σχήμα πλακός. Δεν απαιτεί ιδιαίτερη τροποποίηση.

πλάκες γραφίτη έχουν αποδυναμώνει σε μεγάλο βαθμό τη δράση επειδή φαιού χυτοσιδήρου και χαρακτηρίζεται από πολύ χαμηλή σκληρότητα και σχεδόν καμία επιμήκυνση (Me ποσοστό είναι 0,5%).

Γκρι χυτοσίδηρο αντιμετωπίζεται καλά. Η δομή του κράματος μπορεί να είναι ως εξής:

• Φερρίτη-γραφίτη.
• Φερρίτη-περλίτη, γραφίτη.
• Περλίτη, γραφίτη.

Θλίψη φαιό χυτοσίδηρο είναι πολύ καλύτερη από ό, τι σε ένταση. Είναι επίσης αρκετά καλά να συγκολληθούν, αλλά αυτό απαιτεί μια προθέρμανσης, και ως το πληρωτικό υλικό απαραίτητη η χρήση ειδικών πυρήνες χυτοσίδηρο με υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο και άνθρακα. Χωρίς προθέρμανση του συγκόλλησης είναι δύσκολη, γιατί θα συμβεί το σίδερο λεύκανσης στη ζώνη συγκόλλησης.

Παράγει εξαρτημάτων από γκρι χυτοσίδηρο που λειτουργούν υπό την απουσία του φορτίου σοκ (τροχαλίες, καλύμματα, καρέ).

Καθορισμός του σιδήρου λαμβάνει χώρα σύμφωνα με την αρχή: MF 25-52. Δύο επιστολές δείχνουν ότι αυτό είναι φαιό χυτοσίδηρο, ο αριθμός των 25 - σχήμα αντοχή σε εφελκυσμό (σε MPa ή kgf / ^mm2), ο αριθμός 52 - Αντοχή σε εφελκυσμό σε κάμψη στιγμή.

χυτοσίδηρο υψηλής αντοχής

Οζώδης σιδήρου είναι ριζικά διαφορετική από του άλλου «αδελφούς» του ότι περιέχει σφαιρικό γραφίτη. Λαμβάνεται με την εισαγωγή στο τηγμένο κράμα των ειδικών τροποποιητές (Mg, Ce). Ο αριθμός των γραφιτικών εγκλείσματα και γραμμικές διαστάσεις τους μπορεί να είναι διαφορετικό.

Τι καλό σφαιροειδούς γραφίτη; Το γεγονός ότι αυτή η μορφή ελάχιστα αποδυναμώνει το μέταλλο βάσης, η οποία, με τη σειρά του, μπορεί να είναι περλίτης, φερρίτη ή περλίτη-φερρίτη.

Μέσα από τη χρήση της θερμικής επεξεργασίας ή κράματος σιδήρου βάσης μπορεί να είναι ραμμένα-troostite, μαρτενσιτικός, ωστενιτικοί.

Γραμματόσημα όλκιμο σίδηρο είναι ποικίλες, αλλά σε γενικές γραμμές είναι μια τέτοια ονομασία: HF 40-5. Είναι εύκολο να μαντέψει ότι RF - είναι όλκιμο σίδηρο, ο αριθμός 40 - ένας δείκτης της αντοχής σε εφελκυσμό (kgf / ^mm2), ο αριθμός των 5 - σχετική επιμήκυνση εκφρασμένη σε επί τοις εκατό.

όλκιμο σίδηρο

Η δομή από όλκιμο χυτοσίδηρο συνίσταται στο ότι περιέχει γραφίτη σε ένα φύλλο ή σφαιρικό σχήμα. Σε αυτήν την περίπτωση, νιφάδα γραφίτη μπορεί να έχει μια διαφορετική διασποράς και συμπαγές, που με τη σειρά έχει άμεση επίδραση επί των μηχανικών ιδιοτήτων των χυτοσίδηρο.

Στη βιομηχανία, όλκιμο σίδηρο γίνεται συχνά από ένα φερριτικό βάση που παρέχει μεγαλύτερη ευελιξία.

Κάταγμα Εμφάνιση φερριτικοί όλκιμο χυτοσίδηρο έχει μια μαύρη βελούδινη εμφάνιση. Όσο υψηλότερη είναι η ποσότητα του περλίτη στη δομή, ο αναπτήρας θα γίνει συστροφής.

Σε γενικές γραμμές, όλκιμο χυτοσίδηρο λαμβάνεται από τα λευκά χύτευσης σιδήρου λόγω της μακράς λαχτάρα σε φούρνους θερμαίνεται σε θερμοκρασία 800-950 βαθμούς Κελσίου.

Μέχρι σήμερα, υπάρχουν δύο τρόποι για την παραγωγή όλκιμο σίδηρο: Ευρώπης και της Αμερικής.

American μέθοδος είναι κράμα χαύνωση σε άμμο σε μια θερμοκρασία 800-850 βαθμούς. Σε αυτή τη διαδικασία, γραφίτης είναι τοποθετημένο μεταξύ των κόκκων του καθαρού σιδήρου. Ως αποτέλεσμα, ο σίδηρος αποκτά ιξώδες.

Στην Ευρωπαϊκή μέθοδο για τη χύτευση λιώνουν στα σιδηρομεταλλεύματος. Η θερμοκρασία σε αυτή την περίπτωση είναι περίπου 850-950 βαθμούς Κελσίου. Carbon εισέρχεται το μετάλλευμα σιδήρου, decarburizing έτσι το επιφανειακό στρώμα γίνεται απαλό και χύτευσης. Iron γίνεται όλκιμο και διατηρεί τον πυρήνα αστάθειας.

Σήμανση όλκιμο σίδηρο: 40-6 CN, όπου CN - είναι, φυσικά , ελατό χυτοσίδηρο? 40 - Αντοχή δείκτης δύναμη? 6 - επιμήκυνση%.

Άλλοι δείκτες

Όσο για το διαχωρισμό του σιδήρου στη δύναμη, υπάρχει χρησιμοποιείται η ακόλουθη ταξινόμηση:

• Κανονική δύναμη: Rm έως 20 kg / mm ^2.
• Αυξημένη αντοχή: Rm = 20 - 38 kg / mm ^2.
• Υψηλή αντοχή: Rm = 40 kg / mm ² ή υψηλότερη.

Για όλκιμο σίδηρο χωρίζεται σε:

• Nonplastic - Επιμήκυνση λιγότερο από 1%.
• Maloplastichnyh - από 1% έως 5%.
• Πλαστικά - από 5% έως 10%.
• Αυξημένη ολκιμότητα - περισσότερο από 10%.

Εν κατακλείδι, ήθελα επίσης να είστε βέβαιοι να σημειωθεί ότι οι ιδιότητες του κάθε σιδήρου είναι αρκετά σημαντική επιρροή, ακόμη και η μορφή και η φύση της πλήρωσης.