Żeliwo sferoidalne, znane również jako żeliwo sferoidalne lub sferoidalne, to grupa stopów żelaza o unikalnej mikrostrukturze, która zapewnia im wysoką wytrzymałość, elastyczność, trwałość i sprężystość. Zawiera ponad 3 procent węgla i może być zginane, skręcane lub odkształcane bez pękania, dzięki strukturze płatków grafitu. Żeliwo sferoidalne jest podobne do stali pod względem właściwości mechanicznych i znacznie bardziej wytrzymałe niż standardowe żeliwo.
Odlewy z żeliwa ciągliwego powstają poprzez wlewanie stopionego żeliwa ciągliwego do form, gdzie żelazo stygnie i krzepnie, tworząc pożądane kształty. Ten proces odlewania skutkuje solidnymi metalowymi przedmiotami o doskonałej trwałości.
Co sprawia, że żeliwo sferoidalne jest wyjątkowe?
Żeliwo sferoidalne zostało wynalezione w 1943 r. jako nowoczesna poprawa tradycyjnego żeliwa. W przeciwieństwie do żeliwa, w którym grafit pojawia się w postaci płatków, żeliwo sferoidalne ma grafit w formie sferoidów, stąd określenie „grafit sferoidalny”. Taka struktura pozwala żeliwu sferoidalnemu wytrzymać zginanie i wstrząsy bez pękania, oferując znacznie większą odporność niż tradycyjne żeliwo, które jest podatne na kruchość i pęknięcia.
Żeliwo sferoidalne jest wytwarzane głównie z surówki, żelaza o wysokiej czystości z zawartością żelaza ponad 90%. Surówka jest preferowana, ponieważ ma niską zawartość resztkową lub szkodliwych pierwiastków, spójny skład chemiczny i sprzyja optymalnym warunkom żużla podczas produkcji. Ten materiał źródłowy jest kluczowym powodem, dla którego odlewnie żeliwa sferoidalnego preferują surówkę od innych źródeł, takich jak złom.
Właściwości żeliwa sferoidalnego
Różne gatunki żeliwa ciągliwego powstają poprzez manipulowanie strukturą matrycy wokół grafitu podczas odlewania lub poprzez dodatkową obróbkę cieplną. Te niewielkie zmiany składu mają na celu uzyskanie określonych mikrostruktur, które z kolei określają właściwości każdego gatunku żeliwa ciągliwego.
Żeliwo sferoidalne można postrzegać jako stal z osadzonymi sferoidami grafitowymi. Charakterystyka metalicznej matrycy otaczającej sferoidy grafitowe znacząco wpływa na właściwości żeliwa sferoidalnego, podczas gdy sam grafit przyczynia się do jego sprężystości i giętkości.
W żeliwie sferoidalnym stosuje się kilka rodzajów matryc, z których najpopularniejsze są:
- 1. Ferryt– Czysta matryca z żelaza, która jest bardzo ciągliwa i elastyczna, ale ma niską wytrzymałość. Ferryt ma słabą odporność na zużycie, ale jego wysoka odporność na uderzenia i łatwość obróbki sprawiają, że jest cennym składnikiem gatunków żeliwa ciągliwego.
- 2. Perlit– Kompozyt ferrytu i węglika żelaza (Fe3C). Jest stosunkowo twardy, o umiarkowanej ciągliwości, oferujący wysoką wytrzymałość, dobrą odporność na zużycie i umiarkowaną odporność na uderzenia. Perlit zapewnia również dobrą obrabialność.
- 3. Perlit/Ferryt– Mieszana struktura z perlitem i ferrytem, która jest najczęstszą matrycą w komercyjnych gatunkach żeliwa ciągliwego. Łączy cechy obu, zapewniając zrównoważone podejście do wytrzymałości, ciągliwości i obrabialności.
Unikalna mikrostruktura każdego metalu zmienia jego właściwości fizyczne:
Popularne gatunki żeliwa ciągliwego
Chociaż istnieje wiele różnych specyfikacji żeliwa ciągliwego, odlewnie standardowo oferują 3 najpopularniejsze gatunki:
Zalety żeliwa sferoidalnego
Żeliwo sferoidalne oferuje projektantom i producentom szereg korzyści:
- • Łatwość odlewania i obróbki mechanicznej, co obniża koszty produkcji.
- • Posiada wysoki stosunek wytrzymałości do masy, co pozwala na produkcję trwałych, a jednocześnie lekkich komponentów.
- • Żeliwo sferoidalne zapewnia dobrą równowagę między wytrzymałością, opłacalnością i niezawodnością.
- • Doskonała odlewalność i obrabialność sprawiają, że nadaje się do produkcji skomplikowanych części.
Zastosowania żeliwa sferoidalnego
Ze względu na swoją wytrzymałość i ciągliwość, żeliwo sferoidalne ma szeroki zakres zastosowań przemysłowych. Jest powszechnie stosowane w rurociągach, częściach samochodowych, przekładniach, obudowach pomp i podstawach maszyn. Odporność żeliwa sferoidalnego na pęknięcia sprawia, że idealnie nadaje się do zastosowań związanych z bezpieczeństwem, takich jak pachołki i ochrona przed uderzeniami. Jest również szeroko stosowane w przemyśle energetyki wiatrowej i innych środowiskach o wysokim naprężeniu, w których trwałość i elastyczność są niezbędne.
Czas publikacji: 25-kwi-2024
