SATURA RĀDĪTĀJS priekšvārds es.uz priekšu Vi.APSTRĀDĀJAMĪBA VII TERMISKĀ APSTRĀDE |
Mājas lapā V IEDAĻA. SAKAUSĒJUMA KAĻAMIE ĻEŅI IEVADSSILICON-MOLYBDENUM DUCTILE IRONS Molybdenum High Silicon ar molibdenum lietojumiem silīcija efekta ietekme Ražošanas prasībasAUSTENITIC DUCTILE IRONS Specifikācijas un ieteikumi Mehāniskās īpašības Elastīgās īpašības Elastīgās īpašības Izturība un pagarinājums Zemas temperatūras īpašības Augstas temperatūras termiskās virsmas termiskā izturība Pret korozijas pretestību Nodilums un žults erozijas pretestība Fizikālās īpašības Siltumvadītspēja Siltuma izplešanās Ele ctricālo un magnētisko īpašību ražošanas prasības Mehāniskās apstrādes termiskā apstrādeREFERENCES |
Ievads Trīs sakausējuma kaļamā čuguna saimes - austenīta (augsts niķelis - Ni - Resist), bainitic un ferritic (augsts silīcija molibdenus) - ir izstrādātas, lai nodrošinātu īpašas īpašības vai apmierinātu pakalpojumu apstākļu prasības, kas ir pārāk smagas parastajiem vai auskaru kaļamajiem čuguniem. Lai gan tradicionālie un austu kaļamie čuguni satur ierobežotu daudzumu leģēlo elementu, galvenokārt, lai nodrošinātu vēlamo mikrostruktūru, sakausējuma kaļamie čuguni satur ievērojami augstāku sakausējuma līmeni, lai nodrošinātu uzlabotas vai īpašas īpašības. Augstais silīcija līmenis apvienojumā ar molibdenu piešķir dzelzs ductile Irons izcilas mehāniskās īpašības augstā temperatūrā un uzlabotu izturību pret augstas temperatūras oksidēšanos. Augstais niķeļa saturs austenīlajā kaļamajā čugunā kopā ar hromu dažās pakāpēs nodrošina uzlabotu izturību pret koroziju, izcilas mehāniskās īpašības gan paaugstinātā, gan zemā temperatūrā un kontrolētu izplešanos, magnētiskās un elektriskās īpašības. Bainitic gludekļus izmanto, ja augstas stiprības un nodilumizturība ir iegūstama vai nu liešanas stāvoklī, vai termiski apstrādāta, izmantojot 1 - 3% sakausējumu (Ni un Mo). Bainitic gludekļi netiek tik plaši izmantoti kā austenītiskie vai Si-Mo kaļamie dzeloņi, tāpēc tie netiks iekļauti šajā nodaļā. Lasītājs tiek aicināts sazināties ar mums, lai iegūtu vairāk informācijas, vai iepazīties ar citām publikācijām, piemēram, "Iron Castings Handbook", kas pieejama Amerikas lietņu biedrībā. Atpakaļ uz augšu SILĪCIJA- MOLIBDENUM KAĻAMIE GLUDEKĻI Leģētie kaļamie čuguni, kas satur 4–6% silīcija, atsevišķi vai kopā ar līdz pat 2 % molibdenum, tika izstrādāti, lai apmierinātu pieaugošās prasības pēc augstas stiprības kaļamajiem čuguniem, kas augstā temperatūrā var darboties tādos pielietojumos kā izplūdes kolektori vai turbokompresora apvalki. Primārās īpašības, kas nepieciešamas šādiem lietojumiem, ir oksidācijas izturība, strukturālā stabilitāte, izturība un izturība pret termisko ciklu. Šīs nelojālētās pakāpes saglabā izturību līdz mērenai temperatūrai (3.21., 3.22., 3.23. attēls), labi darbojas zemas vai vidējas smaguma pakāpes termiskajā ciklijā (3.37. attēls) un uzrāda izturību pret augšanu un oksidēšanos, kas ir pārāka par nelojālotas pelēkās dzelzs izturību (3.1. tabula). Dzelzs kaļamie čuguni mikrostruktūras stabilitātes dēļ uzrāda mazāku augšanu augstā temperatūrā. Leģēšana ar silīciju un molibdenu ievērojami uzlabo feritītisko kaļamo čugunu augstās temperatūras veiktspēju, vienlaikus saglabājot daudzas parasto kaļamā čuguna ražošanas un izmaksu priekšrocības. Atpakaļ uz augšu Silīcija iedarbība Silīcijs uzlabo kaļamā čuguna darbību paaugstinātā temperatūrā, stabilizējot ferīta matricu un veidojot ar silīciju bagātu virsmas slāni, kas kavē oksidēšanos. Ferīta fāzes stabilizācija samazina augstu temperatūras pieaugumu divos veidos. Pirmkārt, silīcijs paaugstina kritisko temperatūru, kādā ferīts pārvēršas par austenītu (5.1. attēls). Par kritisko temperatūru uzskata ferīta kaļamā čuguna lietderīgās temperatūras diapazona augšējo robežu. Virs šīs temperatūras izplešanās un kontrakcijas, kas saistītas ar ferīta pārveidošanu par austenītu, var izraisīt virsmas oksīda slāņa liešanas un plaisāšanas deformāciju, samazinot oksidācijas pretestību. Otrkārt, silīcija spēcīgā feritizējošā tendence stabilizē matricu pret karbīdu un perlamutra veidošanos, tādējādi samazinot augšanu, kas saistīta ar šo fāžu sadalīšanos augstā temperatūrā. Silīcija piedāvātā aizsardzība pret oksidēšanos palielinās, palielinoties silīcija saturam (5.2. attēls). Silīcija līmenis virs 4% ir pietiekams, lai novērstu ievērojamu svara pieaugumu pēc sākotnējā oksīda slāņa veidošanās. 5.1. tabula Silīcija un molibdēna ietekme uz augstas temperatūras stiepes un ložņu pārrāvuma stiprību dzelzs kaļamajā čugunā. MaterialTensile Strength ksi(MPa)Stress Rupture ksi (MPa) 800oF 425oC1000oF 540oC1200oF 650oC1000oh @ 1000oF 540oCGray Iron37(255)25(173)12(83)5.9(41)60-40-18 D.I.40(276)25(173)13(90)8.3(57)4% Si D.I.56(386)36(248)13(90)10(69)4% Si - 1% Mo D.I.61(421)421 44(304)19(131)14(97)4% Si - 2% Mo D.I.65(449)46(317)20(138)17(117)Pelēks dzelzs:Nelojāla, stresa mazināta.Kaļamie čuguni:Subkritiski rūdīts pie 1450OF (788OC). Silīcijs ietekmē kaļamā čuguna istabas temperatūras mehāniskās īpašības, cietā šķīdumā sacietējot ferīta matricu. 5.3. attēlā redzams, ka silīcija satura palielināšana palielina ražu un stiepes izturību un samazina pagarinājumu. Ja silīcija līmenis pārsniedz 6%, materiāls var kļūt pārāk trausls inženiertehniskiem lietojumiem, kam nepieciešama jebkāda stingrība. Tādējādi vislabāko siltuma izturības un mehānisko īpašību kombināciju nodrošina silīcija saturs diapazonā no 4 līdz 6%. Silīcija cietā šķīduma stiprināšanas efekts saglabājas līdz pat 1000 temperatūrāmOF (540OC), bet virs šīs temperatūras samazinās arī augstas silīcija sakausējumu stiepes izturība (5.1. tabula). 5.4. un 5.5. attēlā parādītas augstās temperatūras slīdēšanas un sprieguma pārrāvuma stiprības, kas iegūtas feritārajā kaļamajā čugunā, kurš satur 4% silīcija. Atpakaļ uz augšu Molibdenuma iedarbība Molybdenum, kura labvēlīgā ietekme uz rāpojošām un stresa pārrāvuma īpašībām tēraudā ir labi zināma, arī ir līdzīga ietekme uz kaļamajiem čuguniem. 5.6. un 5.7. att. 5 % molibdenums līdz dzelzs kaļamajam čugunam ievērojami palielina ložņu un sprieguma pārrāvuma stiprību, kā rezultātā augstas temperatūras īpašības ir salīdzināmas ar lieta tērauda īpašībām, kas satur 0. 2 % oglekļa un 0. 6 % mangāna. Atpakaļ uz augšu Augsts silīcija līmenis ar molibdenu Pievienojot līdz 2% molibdenum līdz 4% silīcija kaļamā čuguna, ievērojami palielinās stiepes izturība augstā temperatūrā (5. 1. tabula), sprieguma pārrāvuma izturība (5.1. un 5.2. tabula un 5.5. attēls) un slīdes izturība (5.4. attēls). Ir konstatēts, ka molibdenums ir ļoti efektīvs, lai palielinātu izturību pret termisko nogurumu (5.3. tabula un 3.37. attēls). 5.2. tabula Silīcija un molibdēna ietekme uz dzelzs kaļamā čuguna sprieguma pārrāvuma stiprumu. |
Dzelzs veids | temperatūra | Stress plīsums | |
| 100 h | 1000 st. | ||
2,2% Si | 650 | 40 (5.8) | 20 (2.9) |
4% Si | 650 | 28 (4.1) | |
4% Si | 705 | 19 (2.7) | 12 (1.7) |
4% Si | 815 | 7 (1.0) | |
Atpakaļ uz augšu Silīcija un molibdēna ietekme uz dzelzs kaļamā čuguna termisko ciklisko uzvedību. IronTemperature riteņbraukšanas veids, oCCikli līdz neveiksmei2.1% Si200 - 650803.6% Si 3.6% Si 0.4% Mo200 - 650 200 - 650173 3754.4% Si 0.2% Mo 4.4% Si 0.5% Mo200 - 650 200 - 650209493Atpakaļ uz augšu Lietojumprogrammas Augstas silīcija molīcijas kaļamie dzelznes piedāvā dizaineram un gala lietotājam zemu izmaksu, labas augstas temperatūras izturības, izcilas izturības pret oksidēšanos un augšanu un labas veiktspējas kombināciju termiskās riteņbraukšanas apstākļos. Tā rezultātā šie materiāli ir bijuši ļoti rentabli lietojumos ar servisa temperatūru diapazonā no 1200 līdz 1500OF (650-820OC) un ja var rasties zema vai vidēja smaguma termiskā riteņbraukšana. Kaļamie čuguni ar 4% silīciju un 0,6-0,8% molibdenum pašlaik ir norādīti daudziem automobiļu kolektoriem un turbokompresora apvalkiem. Augstas silīcija gludekļi, kas satur 1% molibdenum, tiek izmantoti īpašiem augstas temperatūras izplūdes kolektoriem un termiskās apstrādes statīviem. Atpakaļ uz augšu Ražošanas prasības Augstas silīcija molīcijas kaļamos čugunus var veiksmīgi ražot jebkura kompetenta kaļamā čuguna lietne, kas labi kontrolē procesu, ja tiek veikti šādi piesardzības pasākumi. ogleklislīmenis jāuzglabā robežās no 2,5 līdz 3,4%. Palielinoties silīcija līmenim un sekcijas izmēram, oglekļa saturs būtu jāsamazina. silīcijsvar svārstīties no 3,7 līdz 6% atkarībā no pieteikuma. Silīcija satura palielināšana uzlabo oksidācijas pretestību un palielina izturību zemā līdz vidējā temperatūrā, bet samazina izturību un apstrādājamību. molibdēnssaturu līdz 2%. Molibdenum līmeņa paaugstināšana uzlabo augstu temperatūras izturību un uzlabo apstrādājamību, bet samazina izturību un var atdalīties, veidojot graudu robežas karbīdus. Citi perlamutra un karbīda stabilizējošie elementi jāuzglabā pēc iespējas zemāk, lai nodrošinātu dzelzs matrici bez karbīda. Jāizmanto normāla nodularizēšanas un inokulācijas prakse, bet ieliešanas temperatūrai jābūt augstākai nekā parastajam kaļamā čuguna čugunam. Paaugstināts sārņu līmenis prasa labu sūkšanas un liešanas praksi, un palielināta saraušanās rada nepieciešamību pēc lielākiem stāvvadiem. Lējums ir jāsakrata un uzmanīgi jāapstrādā, lai izvairītos no lūzumiem, un visi lēmi ir termiski jāapstrādā, lai uzlabotu izturību. Lēcām parasti piešķir subkritisku rūdījumā - 4h pie 1450OF (790OC) un kurtuve atdzesēta līdz 400OF (200OC) - bet ir nepieciešams pilns rūdījums, ja matricā ir ievērojams daudzums karbīdu un perlamutra. Apstrādājamība ir līdzīga parastajiem perlamutra/dzelzs kaļamajiem čuguniem ar cietības vērtībām diapazonā no 200 līdz 230 BHN. Atpakaļ uz augšu AUSTENĪTISKĀ KAĻAMĀ ČUGUNA Austenītisko, augstleģēto kaļamo čugunu saime, kas identificēta ar tirdzniecības nosaukumu"Ductile Ni-Resist"jau daudzus gadus tiek ražoti, lai apmierinātu plašu lietojumu klāstu, kam nepieciešamas īpašas ķīmiskas, mehāniskas un fizikālas īpašības apvienojumā ar kaļamā čuguna ekonomiju un ražošanas vieglumu. Ductile Ni- Resist gludekļi, kas satur 18-36% niķeļa un līdz 6% hroma, apvieno stiepes izturību 55-80 ksi (380-550 MPa) un pagarinājumus 4-40% ar šādām īpašām īpašībām: ● izturību pret koroziju, eroziju un nodilumizturību, ● laba izturība, ductility un oksidācijas izturība augstā temperatūrā, ● izturību un zemu temperatūras stabilitāti, ● kontrolēta termiskā izplešanās, ● kontrolētas magnētiskās un elektriskās īpašības un ● laba metināmība un apstrādājamība. Atpakaļ uz augšu Specifikācijas un ieteikumi 5.4. tabulā ir apkopotas Ductile Ni-Resist Irons ASTM un ASME specifikācijas un uzskaitīti tipiskie pielietojumi katrai pakāpei. XII iedaļā ir sniegta papildu informācija par šo materiālu starptautiskajām specifikācijām. Katras kategorijas pieteikumos izmanto šādas vispārīgās īpašības. Tips D-2, visbiežāk izmantotā pakāpe, ir ieteicama apkopei, kas prasa izturību pret koroziju, eroziju un berzes nodilumu līdz 1400 temperatūraiOF (760OC). |
