ダクタイル鋳鉄：プロパティ、マーキングおよびスコープ

鉄 - 、ハード耐食性が、2.14から6.67％の範囲のCの炭素含有量を有する脆い鉄 - 炭素合金。 具体的な問題の存在にもかかわらず、それは種類、性質、各種の持つアプリケーションを。 広く使われているダクタイル鋳鉄です。

物語

この材料は、IV世紀紀元前から知られています。 電子。 彼の中国の根はVIです。 BC。 電子。 16世紀 - ヨーロッパでは、合金の工業生産の最初の言及は、XIV、およびロシアに日付しています。 しかし、ダクタイル鋳鉄生産技術は、19世紀にロシアで特許を取得しています。 AD Annosovymの開発後。

グレー・アイロンズ、低い機械的特性、及び鋼に使用が制限されているので - 高価であり、低硬度と耐久性を持って、質問が増加した一方で、固体、信頼性、耐久性、強度と一定の柔軟性を作成する金属で生まれました。

錬鉄塑性特性と、それは（例えば、鍛造）塑性加工のいくつかのタイプに適している、しかし、ではありません。

生産

主な方法-で製錬高炉。

ブラスト処理のための出発物質：

• 電荷 - フォームFerumで金属酸化物を含む鉄鉱石。
• 燃料 - コークス、天然ガス。
• 酸素は - 特別なランスを介して注入されます。
• フラックス - マンガン及び（又は）シリコンに基づいて化学的形成。

高炉のステージ：

1. 羽口を介して供給された酸素との鉄鉱石の化学反応による純鉄の回復。
2. コークス形成および炭素酸化物の燃焼。
3. COとCO ₂と純鉄の反応における浸炭_。
4. 出力の所望の特性に応じてマンガン及びシリコンとのFe ₃ Cの彩度。
5. 出銑口を通じて金型に完成した金属を排出します。 スラグタップ穴からスラグを排出します。

高炉動作サイクルの完了時に鉄、スラグおよび排ガスを得ました。

金属製品製造ドメイン

冷却速度に応じて、炭素飽和および添加剤の微細構造は、鉄のいくつかの種類を受信することができます。

1. 結合した形で豚（白）、カーボン、プライマリセメント。 他の鉄 - 炭素合金処理の製錬の原料として使用。 作製した合金ドメインの80％まで。
2. 完全にまたは部分的に遊離黒鉛、すなわち、そのプレートの形態でファウンドリ（灰色）炭素。 Malootvetstvennyhは、体の部分の製造に使用します。 高炉鋳造によって作ら最大19％。
3. 特別：金持ちフェロアロイ。 1〜2％タイプと見なさ生産。

ダクタイル鋳鉄は、豚の熱処理により調製しました。

鉄構造物の理論

微細構造の実施形態に示されるようにFerum有する炭素は結晶格子タイプの合金のいくつかの異なるタイプを形成することができます。

1. 固溶体α鉄中に挿入 - フェライト。
2. 固溶体γ鉄中に挿入 - オーステナイト。
3. Fe ₃ C（結合状態）の化成-セメンタイト。 プライマリは、溶融液体の急冷によって形成されます。 セカンダリ - オーステナイトから遅い温度低下。 第三紀 - フェライトの徐冷。
4. フェライトとセメンタイトの機械的な混合物 - パーライト。
5. Ledebur - オーステナイト粒とパーライトやセメンタイトの機械的混合物。

鋳鉄のための特別な微細構造によって特徴付けられます。 グラファイトは、上記構造体の形態及び結合した形態であることができ、及び種々の不純物の形で遊離状態であってもよいです。 性質上、基本的な穀物、及びこれらの地層の両方に影響を与えました。 グラファイト画分は、金属プレート、フレークまたは球です。

葉の形状は、グレー鉄 - 炭素合金に典型的です。 それは彼らの脆弱性と信頼性の欠如の原因となります。

含まれるものは、その機械的性能にプラスの効果よりもふわふわダクタイル鋳鉄です。

球状黒鉛構造は、さらに硬さ、耐久性、耐久性大幅な負荷の増加に影響を与え、金属の品質を向上させます。 このような特性は、高強度鋳鉄を持っています。 ダクタイル鋳鉄のプロパティ片状黒鉛の介在物の存在のその原因フェライトやパーライト基本。

フェライト系ダクタイル鉄の調製

これは、炭素含有量でアニールすることにより2.4から2.8パーセントの低炭素合金インゴットを初析及び添加剤（MNに、Si、S、P）の対応するプレゼンス白豚から製造されます。 アニーリング部分は以上5 cmでなければならない。鋳物かなりの厚さのグラファイト壁の厚さは、プレートの形態であり、所望の特性が達成されません。

フェライト系ベースメタルと鋳鉄を得るためには、特別な箱に入れ、砂を注ぐされます。 密閉容器を加熱炉に入れました。 アニール時に、次の手順を実行します。

1. 構成は、温度1000年？Cに炉で加熱し、10〜24時間の一定の熱で放置されています。 分割および主要セメンタイトLedeburの結果として。
2. 金属を炉内にC？720まで冷却されます。
3. 720℃の温度で？15〜30時間より長く耐えるC。 この温度は、二次セメンタイトの崩壊を保証します。
4. 最後のステップで再び500？Cに作用オーブンで冷却した後、空気に引き出します。

このアニール処理は、黒鉛と呼ばれています。

仕事の微細構造の後グラファイトフレークの粒フェライトです。 ブレークが黒であるため、このタイプは「chernoserdechnym」と呼ばれています。

パーライト可鍛鋳鉄の調製

また、初析白由来する鉄 - 炭素合金、が、炭素含有量のこの種は、その増加する：3から3.6パーセントを。 パーライト基礎と鋳造のために、彼らは、箱に入れて粉砕粉の鉄鉱石やミルスケールを注ぐれます。 アニーリング手順自体は単純化されています。

1. 金属の温度を1000に上げた？Cは、60〜100時間保持しました。
2. 炉でクールなデザイン。

金属製の環境における熱の作用の下で黄変すると拡散しているので：セメンタイト分解グラファイトで解除可能に部分的に鉱石やスラグ表面にセトリング、表層部分をアニール葉。 固体途中でダクタイル鋳鉄「beloserdechnogo」柔らかく、タフな延性トップシートを用意しました。

このアニールは不完全と呼ばれています。 これは、適切なグラファイトとプレート上のセメンタイトやパーライトledeburiteの崩壊を提供します。 必要な粒状パーライト延性が高い靭性と可塑性と鋳鉄の場合、720に加熱し、追加の材料？C.を使用 したがってフレークグラファイト含有物とパーライトの粒子が形成されています。

フェライト系ダクタイル鉄の性質、ラベリングとアプリケーション

フェライト中のledeburiteとセメンタイトの完全な崩壊で炉の結果で長期「悩み」金属。 フェライト構造特性-による技術的複雑さ、高炭素含有量を有する合金の 低炭素鋼。 しかし、それ自体で炭素が離れて行っていない - それは無料で鉄の関連した状態からなります。 温度効果は、フレークする黒鉛介在物の形状を変化させます。

フェライト構造は、硬度の低下を引き起こし、強度値を増加させる、などの特性が存在する 靭性 および延性。

マーキング錬鉄製のフェライトクラス：KCH30-6、KCH33-8、KCH35-10、KCH37-12：

CN - 種の同定 - 展性。

_{30、33、35、37：300、330、350、370} N / mm ²でσ -それは破断することなく耐えることができる最大負荷。

6、8、10、12 - 伸び、δ、％ - 塑性指数（より高い値が、より感受性金属圧処理）。

硬さ - およそ100-160 HB。

その性能鋼、鉄 - 炭素合金のような中間的なこの材料は灰色です。 耐摩耗性の面で劣るフェライトパーライトの基礎とダクタイル鋳鉄、耐食性および疲労強度が、より高い機械的耐久性、延性、特性をキャスト。 ：低価格は広く、低中負荷で動作する部品の製造のために業界で使用されると 、ギア、 ハウジング、リアアクスル、配管。

パーライト可鍛鋳鉄の性質、ラベリングとアプリケーション

720の温度？Cがパーライトに変換される不完全アニール一次、完全オーステナイトに溶解する二次及びセメンタイトLedebur時間に起因。 後者は、三級フェライトとセメンタイトの機械的な混合物です。 片状黒鉛に「解放」 - 実は、炭素の一部が結合した形のまま、構造、一部の原因となります。 場合は、このパーライトは、プレートまたは粗くすることができます。 したがって、パーライト可鍛鋳鉄を形成しました。 その特性は、飽和硬く、より少ない柔軟な構造です。

フェライトと比較して、より高い耐食性、耐摩耗性の性質を持っている場合、これらは、その耐久性はかなり高いですが、低延性と鋳造性特性。 コア製品の硬さと靭性を維持しながら、機械的ストレスに対する感受性は、表面を増加させました。

KCH45-7、KCH50-5、KCH56-4、KCH60-3、KCH65-3、KCH70-2、KCH80-1,5：錬鉄のパーライトをマーキング。

最初のディジット-指定強度：それぞれ450、500、560、600、650、700及び800 N / mm ²で^、。

第二 - 延性表記伸びδ、％ - 7、5、4、3、3、2、1.5。

連接棒カムシャフト、クランクシャフト、クラッチ部品、ピストン、静的と動的の両方 - パーライトダクタイル鋳鉄、高負荷で動作する設計に機械工学及び器具に見られるアプリケーション。

熱処理

熱処理により得られた材料は、即ち、アニーリングを繰り返す温度に影響を与える方法に供することができます。 彼らの主な目的 - さらに大きな強度、耐久性、腐食および老化への抵抗。

1. 焼戻しは、高い硬度と靭性を必要とする構造に使用されます。 900に加熱することにより製造？Cは、部品は、エンジンオイルを使用して約100？C /秒の平均冷却速度で冷却されます。 それは650Sに加熱し、空冷と高い休暇でなければなりませんした後。
2. 正規化は、900？Cに加熱することにより炉内中型単純な部品のために使用され、空気中で1〜1.5時間の期間及びその後の冷却のために、この温度で放置しました。 トルースタイトは、粒状パーライト、その硬さと摩擦の信頼性や磨耗を提供します。 これは、パーライトの基礎と抗摩擦可鍛鋳鉄のために使用されています。
3. アニーリングは減摩の製造に繰り返し実行される：加熱 - 900 C、炉内で冷却し、この長期熱で保持します。 提供フェライトまたはフェライト - パーライト構造の減摩ダクタイル鋳鉄。

鋳鉄製品の加熱は、ローカルまたは複雑に行うことができます。 局所投与のために高周波電流またはアセチレン炎（急冷保持）を適用しました。 加熱炉 - 複雑なため。 上層のみの局所的な加熱が硬化されるとき、それはその硬度及び強度を増加させるが、コアの延性及び粘度指数を保持していました。

鉄が不十分なため、機械的特性の、だけでなく、ために水冷で急冷したときに避けられない急激な温度変化に対する感度が高い、とだけでなく、不可能鍛造ことを指摘することは重要です。

アンチフリクション可鍛鋳鉄

この品種はまた、可鍛性に適用され、ドーピングされた、彼らは（ASF）灰色、（APC）鍛造と高強度（ACHV）。 APCは、アニール又は正規化が施され、製造ダクタイル鋳鉄、のために使用されます。 他の部品との摩擦で耐摩耗性 - プロセスは、その機械的特性および新規特性の形成を改善するために行われます。

標識：1-APC、APC-2。 クランクシャフト、ギア、ベアリングの生産のために使用します。

性質上の添加物の影響

別に鉄グラファイトベースから、それらは、それらの組成物中にあり、また、鋳鉄の特性を引き起こす他の成分、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、いくつかの合金元素。

Manganのは、流動性向上 、溶融金属の 耐食性と耐摩耗性を。 これは、化学式のFe ₃ C、粒状パーライトの形成に鉄と炭素の結合の硬度及び強度に寄与する。

シリコンはまた、溶湯の流動性にプラスの効果を有し、それは、セメンタイトやグラファイト内包物割り当ての崩壊に寄与する。

硫黄 - 否定、しかし避けられない部品。 それは、機械的および化学的性質を低減し、クラックの発生を刺激します。 しかしながら、他の元素（例えば、マンガン）の内容との合理的な関係は、微細構造のプロセスを修正します。 このように、比率のMn-S 0,8-1,2パーライトは、任意の温度の影響タイミングで記憶されています。 3比を増加させることによって、予め設定されたパラメータに応じて、任意の所望の構造を得ることが可能です。

リンは、より良好な流動性のために変更され、強度に影響靭性及び延性を低下させる、黒鉛の持続時間の影響。

一部の内容にグラファイトフレークのクロム及びモリブデンに妨げられる形成は、粒状パーライトの形成を促進します。

タングステンは、高温の領域で動作するときに耐摩耗性を増大させます。

アルミニウム、ニッケル、銅は黒鉛化に貢献します。

鉄 - 炭素合金、並びにそれらの比を構成する化学元素の量を調整することにより、鋳鉄の最終特性に影響を与えることができます。

メリットとデメリット

当広範囲に使用したダクタイルchugun-材料。 その主な利点は以下のとおりです。

• 流動性とともに高硬度のレベル、耐摩耗性、強度、。
• 靭性および延性の通常の特性;
• ねずみ鋳鉄とは対照的に、加圧処理によって加工、。
• 熱的および化学的熱処理の特定の方法の下で様々な実施形態の補正アイテムの特性;
• 低コスト。

欠点は、個々の特性です。

• 脆弱性;
• グラファイトの介在物の存在;
• 切削におけるパフォーマンスの低下。
• 有意な体重鋳物。

現在の欠点にもかかわらず、ダクタイル鋳鉄は、冶金、機械工学の担当しています。 それから、コネクティングロッド、クランクシャフト、ブレーキパッドの部品、ギア、ピストンなどの重要な詳細を生成しました。 ブランドの小さな様々なを持って、業界内の個々のニッチは、ダクタイル鋳鉄を占めています。 そのアプリケーションは、他の材料の使用がそうである下負荷に典型的です。