Meer informatie over nodulair gietijzer

Sferoïdaal grafietgietijzer (SG-ijzer) is een belangrijk materiaal geworden voor de moderne techniek en productie. Door zijn superieure eigenschappen zoals hoge sterkte, goede vervormbaarheid en vermoeiingsweerstand vindt SG-ijzer uitgebreide toepassingen in de automobiel-, machine- en bouwindustrie. Het materiaal wordt vervaardigd met behulp van een ingewikkeld proces om de gewone vlokgrafietstructuur van gietijzer om te zetten in bolvormige structuren om de prestaties sterk te verbeteren.

In dit artikel lees je meer over de samenstelling, het fabricageproces, de eigenschappen, de toepassingen en de voordelen van nodulair gietijzer, dat het materiaal bij uitstek is voor veeleisende toepassingen in de industrie.

Wat is nodulair gietijzer?

Sferoïdaal grafietgietijzer (of nodulair gietijzer) is een materiaal met een hoge sterkte dat wordt gevormd door de toevoeging van magnesium aan gesmolten gietijzer. Het doet dit door enkele mineralen aan de smelt toe te voegen, waardoor het grafiet in het gietijzer zich bij het stollen vormt als bolletjes (nodulair), in tegenstelling tot de normale vlokkenstructuur in standaard grijs gietijzer. Het resultaat is een hybride materiaal dat de gietbaarheid van gietijzer combineert met de mechanische prestaties van staal, waardoor het veelzijdiger en sterker is dan grijs gietijzer.

Deze structuren in sferisch grafiet helpen de broosheid van grijs gietijzer te voorkomen en helpen het SG-ijzer om spanningen beter te verspreiden en te absorberen. Dergelijke eigenschappen hebben geleid tot het gebruik ervan in een groot aantal toepassingen met hoge sterkte, taaiheid en slijtvastheid.

Hoe wordt nodulair gietijzer gemaakt?

SG-ijzer wordt geproduceerd door middel van een proces dat "noduliseren" of "ductiliseren" wordt genoemd. Tijdens dit proces voegen we kleine hoeveelheden magnesium (of soms cerium) toe aan gesmolten gietijzer. Het reageert met koolstof in het ijzer, waardoor het grafiet sferoïdaal wordt.

Het gietproces is streng gereguleerd en vereist uitstekende prestaties op het gebied van temperatuurbeheersing en chemische samenstelling. Dit proces bestaat over het algemeen uit de volgende stappen:

• Smelten
• Toevoeging van magnesium
• Gieten

De gietstukken kunnen dan worden bewerkt tot de juiste vormen. Met een superieure treksterkte, vervormbaarheid en weerstand tegen vermoeiing ten opzichte van conventioneel grijs gietijzer zal het eindproduct betere mechanische eigenschappen bezitten.

SG Iron vs. traditioneel gietijzer

Sferoïdaal grafiet gietijzersamenstelling

Sferoïdaal grafietgietijzer is meestal gemaakt van ijzer, koolstofsilicium, mangaan, zwavel en fosfor. Het belangrijkste verschil tussen SG-ijzer en niet-gemaakt SG is de toevoeging van magnesium of andere nodulerende stoffen, waardoor grafiet zich vormt als ronde knobbeltjes. Dit leidt tot betere eigenschappen van het materiaal, vooral wat betreft sterkte, taaiheid en slijtvastheid.

Grijs gietijzer heeft daarentegen een grafietmicrostructuur in vlokvorm. Grijs gietijzer is gemakkelijk te gieten en goed te bewerken, maar door de grafietvlokkenstructuur is het relatief bros en breukgevoelig onder spanning. De bolvormige grafietstructuur resulteert bij SG-ijzer in aanzienlijk betere mechanische eigenschappen, vooral wat betreft treksterkte en vermoeiingseigenschappen.

Verschil tussen grijs gietijzer en sferoïdaal grafietgietijzer

Microstructuur: In grijs gietijzer bestaat de grafietstructuur uit grote, hoekige vlokken. Dit leidt tot inferieure mechanische eigenschappen zoals een lagere treksterkte en lage ductiliteit. In tegenstelling tot gietijzer heeft SG-ijzer een sferoïdale of nodulaire vorm. grafietwaardoor het een betere spanningsverdeling heeft dan gegoten en de bijbehorende broosheid voorkomt.

Sterkte: SG-ijzer heeft een aanzienlijk grotere treksterkte dan grijs gietijzer. Grijs gietijzer is inderdaad nuttig in niet-dragende toepassingen, maar zal eerder barsten onder spanning.

Ductiliteit: Omdat de grafietknobbeltjes bolvormig zijn, is SG-ijzer aanzienlijk kneedbaarder dan grijs gietijzer, d.w.z. het kan veel meer vervorming onder spanning opnemen zonder te barsten. Grijs gietijzer daarentegen, met zijn schilferig grafiet, maakt het brosser en leidt tot vroegtijdige scheurvorming onder trekspanning.

Toepassingen: Door zijn gietvaardigheid is SG-ijzer perfect voor omgevingen met hoge druk zoals die in auto-onderdelen (bijv. motorblokken en krukassen), zware machines en leidingsystemen. Vanwege zijn brosheid wordt grijs gietijzer vaker gebruikt voor niet-kritische sterkte- en vervormbaarheidstoepassingen zoals machinevoeten, kookgerei en decoratieve artikelen.

Soorten nodulair gietijzer

Sferoïdaal grafiet ijzer kwaliteiten

Er zijn verschillende kwaliteiten SG-ijzer, die verschillende mechanische eigenschappen hebben en voor verschillende doeleinden worden gebruikt. Een van de meest gebruikte sorteringen is ASTM A536, die SG-ijzer indeelt in drie hoofdsoorten:

• Rang 60-40-18:

Heeft een treksterkte van 60.000 psi, een vloeigrens van 40.000 psi en een rek van 18%. Dit wordt meestal gebruikt voor auto-onderdelen, industriële apparatuur, enz.

• Kwaliteit 80-55-06:

Biedt een hogere treksterkte en wordt gebruikt voor zwaardere toepassingen zoals drukvaten en zware apparatuur

• Rang 100-70-03:

Bevat een hoog percentage vezels voor maximale treksterkte, die vaak wordt aangetroffen in toepassingen met zeer hoge belasting, zoals ruimtevaart en zeer hoogwaardige auto-onderdelen.

SG nodulair gietijzer

Een ander type nodulair gietijzer is SG nodulair gietijzer, dat een hogere ductiliteit heeft door de toevoeging van legeringselementen zoals koper, nikkelof chroom. Het materiaal wordt vooral toegepast in toepassingen waar zowel een hoge sterkte als een hoge vervormbaarheid vereist zijn, bijvoorbeeld in ophangingsonderdelen voor auto's, pijpen en industriële machines, enz.

Eigenschappen van nodulair gietijzer

Treksterkte

De treksterkte van sg-ijzer is zeer hoog. Door de bolvormige grafietknobbeltjes heeft het een geordende gelaagde structuur, wat de sterkte van het materiaal verhoogt voor dragende toepassingen.

Vervormbaarheid en taaiheid

De vervormbaarheid en taaiheid van nodulair gietijzer zijn groot. De nodulaire grafietmicrostructuur laat het materiaal onder spanning vervormen zonder te splijten, waardoor het veel taaier is dan grijs gietijzer. Dit geeft SG ijzer een schok- en spanningsabsorberend vermogen, wat essentieel is voor zware toepassingen.

Weerstand tegen vermoeiing

Het gebruik van sferisch grafiet geeft het materiaal ook betere vermoeiingseigenschappen. Hierdoor is SG-ijzer geschikt voor toepassingen waarbij onderdelen onderhevig zijn aan herhaalde spanning of trillingen, zoals auto-onderdelen en zware apparatuur.

Sferoïdaal grafiet gietijzer microstructuur

Sferoïdaal grafietgietijzer heeft een microscopische structuur waarbij de grafiet vrij in een austenietmatrix neemt een bolvorm aan die gunstig is voor een metaalmatrixsysteem. De vorming van grafietknobbeltjes wordt homogeen gesuspendeerd in de matrix, waardoor het materiaal homogene mechanische eigenschappen krijgt.

Wat betekent SG van ijzer?

De term 'SG', die staat voor 'Spheroidal Graphite', wordt vaak door elkaar gebruikt met 'nodulair gietijzer'. Fit fabriek en de warmtebehandeling verwerkingsinstallatie, kan het verbeteren van de materiaaleigenschappen over het, zoals hogere sterkte, taaiheid en slijtvastheid. Het is een soort gietijzerzoeken naar de tussenliggende kwaliteit (niveau twee) in het gietijzer, bekend als nodulair gietijzer. Nodulair gietijzer, ook bekend als sferoïdaal grafietijzer of bolvormig grafietijzer, is ontwikkeld uit ijzer met een hoog siliciumgehalte en is een nieuw ontwikkelde legering.

Toepassingen van sferoïdaal grafietgietijzer

Auto-industrie

Het eindgebruik van de wereldwijde SG-ijzeren buismarkt in de auto-industrie omvat het gieten van motorblokken, krukassen, remonderdelen en diverse andere onderdelen. Het is geschikt voor belangrijke auto-onderdelen die onderhevig zijn aan eindeloze spanning en slijtage vanwege de hoge sterkte, weerstand tegen vermoeiing en taaiheid.

Buizen en hulpstukken

SG-ijzer heeft een superieure corrosiebestendigheid en mechanische eigenschappen, waardoor het ook wordt gebruikt voor het maken van water-, gas- en rioolpijpleidingen en de bijbehorende fittingen. Omdat het bestand is tegen druk en corrosie, is het bijzonder geschikt voor gebruik onder druk.

Zwaar materieel

Producten gemaakt van SG-ijzer zijn vaak onderdelen van zware machines zoals tandwielen, assen en behuizingen.

Voordelen van nodulair gietijzer

Verbeterde kracht

Het heeft een hogere treksterkte dan andere materialen, zodat het kan worden gebruikt voor toepassingen met hoge prestaties. De schok- en spanningsabsorberende eigenschap helpt de kans op falen te minimaliseren.

Kosteneffectiviteit

SG-ijzer is een materiaal met aanzienlijk verbeterde eigenschappen en toch blijft het relatief goedkoop in vergelijking met andere materialen met een hogere sterkte, zoals staal. En het biedt veel waarde voor sectoren die goedkope, goed presterende onderdelen nodig hebben die lang meegaan.

Veelzijdigheid

SG-ijzer is zo doorzichtig dat het kan worden gebruikt voor diverse toepassingen, zoals auto- en machineonderdelen, loodgieterswerk en bouwonderdelen. De veelzijdigheid maakt het een van de meest gebruikte.

Uitdagingen van nodulair gietijzer

Productiekosten

De productie van SG-ijzer is gecompliceerder dan die van grijs gietijzer en de toevoeging van noduleringsmiddelen kan de kosten verhogen. Maar de voordelen van SG-ijzer wegen meestal op tegen de hoge kosten.

Gietfouten

Zoals bij alle gegoten materialen kunnen gebreken optreden in SG-ijzer, zoals krimp, porositeit en insluitsels. Maar die problemen kunnen worden verminderd door de juiste kwaliteitscontrole en gietpraktijken.

Toekomstige trends in nodulair gietijzer

Technologische vooruitgang

Dit wordt verder ondersteund door betere giettechnologieën zoals 3D-gieten en precisiegieten. Deze ontwikkelingen stellen fabrikanten in staat om steeds ingewikkeldere vormen te maken en tegelijkertijd minder materiaal te verspillen.

Duurzaamheid

SG-ijzer lijkt de leemte op te vullen nu de industrie groenere opties vraagt. Het heeft het voordeel dat het duurzaam en recyclebaar is, wat een aanzienlijke impact heeft op duurzame productiewijzen.

Conclusie

Sferoïdaal grafietgietijzer is een veelzijdig, hoogwaardig materiaal met duidelijke voordelen ten opzichte van traditioneel gietijzer. Door zijn superieure sterkte, vervormbaarheid en veelzijdigheid is het een veelgebruikt materiaal in verschillende industrieën. Deze materiaaleigenschap zou het gebruik van SG-ijzer in verschillende omgevingen kunnen stimuleren, vooral met toekomstige ontwikkelingen in productietechnologieën.