Former av jern, klassifisering, sammensetning, egenskaper, merking og søknad

I dag, nesten ingen sfære av menneskeliv, som ikke ville ha brukt jern. Dette materialet er kjent for menneskeheten i lang tid, og nyte et godt rykte som en praktisk sak. Jern støpte - grunnlaget for et stort antall deler, sammenstillinger og mekanismer, og i noen tilfeller enda selvforsynt produkt, i stand til å utføre de oppgaver det. Derfor, i denne artikkelen vil vi tar hensyn til dette jernforbindelser. Finn også ut hva som er de typer støpejern, deres fysiske og kjemiske egenskaper.

definisjon

Jern - dette er virkelig en unik legering av jern og karbon, i hvilke mer enn 90% Fe, og C - ikke mer enn 6,67%, men ikke mindre enn 2,14%. Dessuten kan carbon være av jernet i form av sementitt eller grafitt.

Karbon gir legeringen en tilstrekkelig høy seighet, men på samme tid, reduserer seighet og duktilitet. I denne forbindelse er jern et sprøtt materiale. Også, i visse merker av støpejern legge til spesielle tilsetningsstoffer som er i stand til å gi en forbindelse med bestemte egenskaper. I rollen som legeringselementer kan være: nikkel, krom, vanadium, aluminium. jern tetthet indeks er 7200 kg per kubikkmeter. Fra hva vi kan konkludere med at vekten av støpejern - et tall som ikke kan kalles liten.

historisk informasjon

Råjern har lenge vært kjent for mennesket. Den første omtale av leger datert til det sjette århundre f.Kr..

I Kina i antikken, ble jern oppnådd med en ganske lav smeltetemperatur. I Europa begynte jern for å få om i det 14. århundre, da de først begynte å bruke masovner. På den tiden gikk en støpejern til produksjon av våpen, ammunisjon, deler for bygging.

På territoriet til russiske råjern produksjon av aktive prinsipper i det 16. århundre og deretter ekspandert raskt. I tider Petra I Rossiyskaya Empire når det gjelder produksjon av råjern var i stand til å unngå alle nasjoner i verden, men allerede hundre år har igjen begynt å ta sine posisjoner i markedet for stålindustrien.

Jern støping ble brukt til å lage en rekke kunstverk i æra av middelalderen. Spesielt i det 10. århundre kinesiske mestere kastet en virkelig unik figur av en løve, hvis vekt over 100 tonn. Starter fra det 15. århundre i Tyskland, og deretter i andre land, støpejern har fått størst utbredelse. Fra det gjorde gjerder, griller, park skulpturer, hagemøbler, Gravminner.

I de siste årene av det 18. århundre støpejern så mye som mulig involvert i arkitekturen i Russland. En 19-tallet og generelt kalt "jernalderen", ettersom legeringen er svært aktivt brukt i arkitektur.

funksjoner

Det finnes ulike typer av støpejern, men den gjennomsnittlige smeltetemperaturen for metallforbindelsen er omtrent 1200 grader Celsius. Dette tallet er 250-300 grader mindre enn det som kreves for stål Smelteverk. Denne forskjellen er forbundet med et relativt høyt karboninnhold, noe som fører til mindre enn dens nært forhold til jernatomer på det molekylære nivå.

På tidspunktet for smelting og etterfølgende krystallisasjon av karbon som finnes i støpejern, har ikke tid til å fullt ut trenge inn i molekyl gitter av jern, og fordi jern til slutt oppnådd er ganske sprøtt. I denne forbindelse, betyr det ikke gjelder der det er konstant dynamiske belastninger. Men mens det er flott for de delene som har høye krav til styrke.

produksjonsteknologi

Absolutt alle typer støpejern produsert i en masovn. Egentlig prosessen med smelte - ganske arbeidskrevende aktivitet som krever store materielle investeringer. Ett tonn jern krever ca 550 kilo kokain og nesten et tonn med vann. Forskyvning malm ladet inn i ovnen vil avhenge av jerninnholdet. Oftest brukt malm, der jern er ikke mindre enn 70%. En mindre konsentrasjon av elementet er uønsket, siden det vil være økonomisk ufordelaktig å bruke.

Det første trinn i produksjonen

jern smelting skjer på følgende måte. Primært i ovnen er fylt malm og kull coking karakterer som tjener til å slippe ut og opprettholde den ønskede temperatur i ovnen aksel. I tillegg har disse produktene er i ferd med å brenne aktivt delta i kjemiske reaksjoner som for eksempel å redusere jern.

Parallelt til ovnen skip fluks som tjener som en katalysator. Det hjelper å smelte steinene raskere, noe som bidrar til rask frigjøring av jern.

Det er viktig å merke seg at malmen før det brukes i ovnen underkastes en spesiell forbehandling. Hennes knuste Knuseverket (fine partikler smelter raskere). Etter at det er vasket for å fjerne partikler som ikke inneholder metall. Deretter rå kalsinert derved fjernet derfra svovel og andre fremmedelementer.

Den andre fasen av produksjonen

Den lastet og klar for drift av ovnen føres naturgassen gjennom spesielle brennere. Cox varmer råvaren. Dette frigjør karbon som forbinder seg med oksygen og danner et oksyd. Dette oksyd er deretter deltar i reduksjonen av jern fra malmen. Legg merke til at med en økning i mengden av gass i ovnen av den kjemiske reaksjonshastigheten avtar, og når den når et visst forhold og stoppes helt.

Overskudd av karbon trenger inn i smelten, og omfatter en forbindelse med jern og danner til slutt kastet. Alle disse elementene ikke er smeltet, er på overflaten og til slutt fjernes. Dette avfallet kalles slagg. Den kan også brukes for fremstilling av andre materialer. Former av jern som oppnås på denne måten kalles støping og gris.

differensiering

Moderne klassifisering av jernlegeringer omfatter å dele dataene inn i følgende typer:

• Hvit.
• Halvhjertede.
• Gray flake grafitt.
• Høy styrke kulegrafitt.
• Smiing.

La oss undersøke hver type separat.

hvitt støpejern

Så det heter jern en som nesten alle av karbon er kjemisk bundet. I ingeniørfag, er denne legeringen brukes ikke så veldig ofte, fordi det er vanskelig, men veldig sprø. Han kan heller ikke bearbeides med ulike skjæreverktøy, og derfor brukes til ved injeksjon av deler som ikke krever noen behandling. Selv om denne type støpejern gjør at slipeslipeskiver. Hvitt støpejern kan være både vanlig og dopet. I denne sveising medfører det vanskeligheter som følge av dannelsen av forskjellige brudd under kjøling eller oppvarming, så vel som på grunn av ujevn struktur dannes i sveisepunktet.

Hvitt støpejern produsert slitasje på grunn av primærkrystalliseringen av den smeltede legeringen under avkjølingen flyktig. Oftest de brukes for å arbeide under tørrfriksjonsbetingelser (f.eks bremseklosser), eller for fremstilling av deler med stor slitestyrke og varmebestandighet (valsemøller).

Forresten, har hvitt støpejern fått sitt navn på grunn av det faktum at utseendet hans pause - lys krystall, strålende overflate. Strukturen av jernet er et sett av ledeburite, perlitt og sementitt sekundær. Hvis jernet utsettes for doping, da det transformert til troostite perlitt, austenitt eller martensitt.

halvparten støpejern

Klassifisering av støpejern vil være ufullstendig hvis vi ikke nevner denne arten av en metallegering.

For typisk kombinasjon av nevnte jernkarbid og eutektiske grafitt i strukturen. Generelt er den fullstendige struktur følgende: grafitt, perlitt, Ledebur. Dersom støpejern utsatt for varmebehandling eller legering, vil det føre til dannelse av austenitt, martensitt og acikulær troostite.

Denne type jern er ganske skjør, så det programmet er svært begrenset. Det samme navn i legeringen såkalte grunn av dens brudd - en kombinasjon av mørke og lyse områder i krystallstrukturen.

De vanligste engineering materialer

GOST 1412-1485 Grått støpejern inneholder i sin sammensetning omtrent 3,5% karbon, 1,9 til 2,5% silisium, opp til 0,8% mangan, opp til 0,3% fosfor og mindre enn 0,12% svovel.

Dette grafitt støpejern har en plate form. Det krever ikke spesiell modifikasjon.

Grafittplater har i stor grad svekker virkningen fordi grått støpejern og er kjennetegnet ved meget lav seighet og nesten ingen forlengelse (Me tall er 0,5%).

Grått støpejern er behandlet godt. Strukturen av legeringen kan være som følger:

• Ferritt-grafitt.
• Ferrite-perlite, grafitt.
• Perlite, grafitt.

Trykk grått støpejern er mye bedre enn i spenning. Det er også ganske godt sveises, men dette krever en forvarming, og som fyllmateriale er nødvendig å bruke spesielle støpte jernkjerner med et høyt innhold av silisium og karbon. Uten forvarming av sveise er vanskelig, fordi blekingen jern i sveisesonen vil forekomme.

Den produserer grått jern deler som anvendes i fravær av sjokkbelastning (trinser, dekker, ramme).

Betegnelse av jern skjer etter prinsippet: MF 25-52. To bokstaver indikerer at dette er grått støpejern, antall 25 - figur strekkfasthet (i MPa eller kgf / ^mm2), antallet 52 - strekkstyrke i bøyemoment.

høy-duty støpejern

Nodulær jern er fundamentalt forskjellig fra hans andre "brødre" i at den inneholder sfærisk grafitt. Den oppnås ved å innføre i den smeltede legering av spesifikke modifiserende midler (Mg, Ce). Antallet grafittinneslutninger og deres lineære dimensjoner kan være forskjellige.

Hva godt kulegrafitt? Det faktum at denne form for minimalt svekker metallbunnstykket, noe som i sin tur kan være perlitt, ferritt eller perlitt-ferritt.

Gjennom bruk av varmebehandling eller legering på jernbasis kan være nålet-troostite, martensittisk, austenittisk.

Frimerker duktilt jern er varierte, men generelt er det en slik betegnelse: HF 40-5. Det er lett å gjette at RF - er seigjern, antallet 40 - en indikator på strekkfasthet (kp / ^mm2), antallet av 5 - relativ forlengelse uttrykt i prosent.

jern

Strukturen av duktilt støpejern består i at den inneholder grafitt i en eksentrisk eller sfærisk form. I dette tilfellet kan flaket grafitt ha en annen dispersjon og kompakthet, som i sin tur har direkte innflytelse på de mekaniske egenskaper av støpejernet.

I industrien, er jern ofte laget av et ferrittisk base som gir større fleksibilitet.

Utseende brudd ferrittisk duktilt støpejern har en svart fløyelsaktig utseende. Jo høyere mengden av perlitt i strukturen, jo lettere blir kink.

Generelt er duktilt støpejern oppnås fra de hvite jern støpegods på grunn av lang lengsel i ovner oppvarmet til en temperatur på 800 til 950 grader Celsius.

Til dags dato er det to måter å produsere jern: Europeisk og amerikansk.

American metode er sløvhetstilstand legering i sand ved en temperatur på 800-850 grader. I denne prosessen, er grafitt anordnet mellom korn av rent jern. Som et resultat av dette får jern viskositet.

I den europeiske metode for støping languish i jernmalm. Temperaturen i dette tilfellet er ca 850-950 grader Celsius. Carbon kommer inn i jernmalm, for derved å avkulling overflatelaget blir myk og støpegods. Jern blir seigt og beholder kjernen skjørhet.

Merking av duktilt jern: 40-6 CN, hvor CN - er, selvfølgelig , smibart støpejern; 40 - Strekkfasthet indikator; 6 - forlengelse%.

andre indikatorer

Som for separasjon av jern i styrke, er det følgende klassifisering benyttes:

• Normal styrke: Rm til 20 kg / ^mm2.
• Økt styrke: Rm = 20 - 38 kg / ^mm2.
• Høy styrke: Rm = 40 kg / ^mm2 eller høyere.

For jern er delt inn i:

• Plastiske - Forlengelse mindre enn 1%.
• Maloplastichnyh - fra 1% til 5%.
• Plast - fra 5% til 10%.
• Økt duktilitet - mer enn 10%.

I konklusjonen, også ønsker å være sikker på å være oppmerksom på at egenskapene til noen jern er ganske betydelig innflytelse selv formen og innholdet i fyll.