Дізнайтеся більше про чавун з кулястим графітом

Чавун з кулястим графітом (чавун СГ) став ключовим матеріалом у сучасному машинобудуванні та виробництві. Завдяки своїм чудовим властивостям, таким як висока міцність, хороша пластичність і стійкість до втоми, чавун SG знаходить широке застосування в автомобільній, машинобудівній та будівельній галузях. Матеріал виготовляється за допомогою складного процесу перетворення звичайної структури чавуну з пластівчастим графітом у сферичну структуру, що значно підвищує його експлуатаційні характеристики.

Ця стаття розповість вам про склад, процес виробництва, властивості, застосування та переваги чавуну з кулястим графітом, який є найкращим матеріалом для відповідальних застосувань у промисловості.

Що таке чавун з кулястим графітом?

Чавун з кулястим графітом (або ковкий чавун) - це високоміцний матеріал, що утворюється шляхом додавання магнію до розплавленого чавуну. Це відбувається шляхом додавання в розплав деяких мінералів, в результаті чого графіт в чавуні при застиганні формується у вигляді сфер (вузликів), на відміну від звичайної пластівчастої структури, що спостерігається в стандартному сірому чавуні. В результаті виходить гібридний матеріал, що поєднує в собі ливарні властивості чавуну з механічними характеристиками сталі, що робить його більш універсальним і міцнішим, ніж сірий чавун.

Ці структури сферичного графіту допомагають уникнути крихкості сірого чавуну, а також допомагають чавуну SG розсіювати та поглинати напруження краще, ніж сірому чавуну. Такі властивості зумовили його використання в різних сферах застосування, де потрібна висока міцність, в'язкість і зносостійкість.

Як виготовляється чавун з кулястим графітом?

Чавун SG виробляється за допомогою процесу, який називається "нодулювання" або "дуктилізація". Під час цього процесу ми додаємо невелику кількість магнію (або іноді церію) до розплавленого чавуну. Він вступає в реакцію з вуглецем у чавуні, надаючи графіту кулястої форми.

Процес лиття суворо регламентований і вимагає відмінної продуктивності, коли мова йде про управління температурою і хімічним складом. Цей процес зазвичай складається з наступних етапів:

• Танення
• Додавання магнію
• Кастинг

Потім виливки можна механічно обробляти, надаючи їм потрібної форми. Завдяки вищій міцності на розрив, пластичності та стійкості до втоми порівняно зі звичайним сірим чавуном, готовий виріб матиме покращені механічні властивості.

Чавун SG проти традиційного чавуну

Склад чавуну з кулястим графітом

Чавун з кулястим графітом зазвичай виготовляють із заліза, вуглецькремній, марганець, сірка та фосфор. Основна відмінність між легованим чавуном і нелегованим чавуном полягає в додаванні магнію або інших нодулюючих елементів, в результаті чого графіт формується у вигляді круглих вузликів. Це призводить до покращення властивостей матеріалу, особливо щодо міцності, в'язкості та зносостійкості.

Сірий чавун, навпаки, має мікроструктуру графіту у вигляді пластівців. Сірий чавун легко відливати і він добре піддається механічній обробці, але його луската структура графіту робить його відносно крихким і схильним до руйнування під навантаженням. Сферична структура графіту у випадку чавуну SG призводить до значного покращення механічних властивостей, особливо щодо міцності на розрив та втомлюваності.

Різниця між сірим чавуном і чавуном з кулястим графітом

Мікроструктура: У сірому чавуні структура графіту складається з великих, кутастих пластівці. Це призводить до гірших механічних властивостей, таких як нижча міцність на розрив і низька пластичність. На відміну від литого, чавун SG має кулясту або вузлувату форму графітщо забезпечує кращий розподіл напружень, ніж лиття, і запобігає пов'язаній з ним крихкості.

Міцність: Чавун SG має значно більшу міцність на розрив, ніж сірий чавун. Сірий чавун дійсно корисний в ненавантажених застосуваннях, але він більш схильний до розтріскування під навантаженням.

Пластичність: Оскільки графітові вузлики мають сферичну форму, чавун SG значно пластичніший, ніж сірий чавун, тобто він може поглинати набагато більшу деформацію під навантаженням без розтріскування. Сірий чавун, з іншого боку, з його пластівчастим графітом робить його більш крихким і призводить до раннього розтріскування при розтягуванні.

Застосування: Завдяки своїм ливарним якостям сірий чавун ідеально підходить для використання в умовах високих навантажень, наприклад, в автомобільних компонентах (наприклад, блоках двигунів і колінчастих валах), важкому машинобудуванні та трубопровідних системах. Через свою крихкість сірий чавун частіше використовується для некритичних за міцністю і пластичністю застосувань, таких як основи машин, посуд і декоративні вироби.

Типи чавуну з кулястим графітом

Марки чавуну з кулястим графітом

Існує кілька марок чавуну SG, які мають різні механічні властивості і використовуються для різних цілей. Одна з найпоширеніших систем класифікації включає стандарт ASTM A536, який класифікує чавун SG на три основні марки:

• Сорт 60-40-18:

Має межу міцності на розрив 60 000 фунтів на квадратний дюйм, межу текучості 40 000 фунтів на квадратний дюйм і відносне подовження 18%. Зазвичай використовується для автомобільних деталей, промислового обладнання тощо.

• Клас 80-55-06:

Забезпечує підвищену міцність на розрив і використовується для більш жорстких умов експлуатації, включаючи посудини під тиском і важке обладнання

• Клас 100-70-03:

Містить високий відсоток волокон для забезпечення максимальної міцності на розрив, що зазвичай використовується в умовах високих навантажень, наприклад, в аерокосмічній галузі та високопродуктивних автомобільних деталях.

Ковкий чавун SG

Інший тип чавуну з кулястим графітом - це ковкий чавун SG, який має вищу пластичність завдяки додаванню деяких легуючих елементів, таких як мідь, нікельабо хрому. Цей матеріал, зокрема, застосовується там, де потрібна одночасно висока міцність і висока пластичність, наприклад, у деталях автомобільної підвіски, трубах, промисловому обладнанні тощо.

Властивості чавуну з кулястим графітом

Міцність на розрив

Межа міцності на розрив у чавуну sg дуже висока. Завдяки сферичним графітовим вузликам він має впорядковану шарувату структуру, що підвищує міцність матеріалу для несучих застосувань.

Пластичність і в'язкість

Чавун з кулястим графітом має чудові пластичність і в'язкість. Мікроструктура кулястого графіту дозволяє матеріалу деформуватися під навантаженням без розколювання, надаючи йому набагато більшу в'язкість, ніж сірий чавун. Це забезпечує ударостійкість і здатність поглинати напруження, що є життєво важливим для важких умов експлуатації заліза SG.

Стійкість до втоми

Використання сферичного графіту також надає матеріалу покращених втомних властивостей. Як результат, чавун SG підходить для застосувань, в яких деталі зазнають повторюваних навантажень або вібрації, в тому числі в автомобілях і важкому обладнанні.

Мікроструктура чавуну з кулястим графітом

Чавун з кулястим графітом має мікроскопічну структуру, в якій графіт вільний в аустенітній матриці, набуває сферичної форми, що є корисним для системи метал-матриця. Утворення графітових вузликів рівномірно суспендується в матриці, надаючи матеріалу однорідних механічних властивостей.

Що означає SG of Iron?

Термін "SG", що означає "кулястий графіт", зазвичай використовується як синонім терміну "ковкий чавун". Відповідна установка та термічна обробка можуть покращити властивості матеріалу, такі як вища міцність, в'язкість та зносостійкість. Це свого роду чавунзнайдіть проміжну якість (другий рівень) у чавуні, відомому як ковкий чавун. Ковкий чавун, також відомий як чавун з кулястим графітом або чавун з кулястим графітом, виробляється з висококремнієвого чавуну і є нещодавно розробленим сплавом.

Застосування чавуну з кулястим графітом

Автомобільна промисловість

Автомобільний сектор кінцевого використання на світовому ринку чавунних труб SG включає лиття блоків двигунів, колінчастих валів, гальмівних компонентів і різних інших компонентів. Завдяки своїй високій міцності, стійкості до втоми і в'язкості він підходить для важливих автомобільних компонентів, які піддаються нескінченним навантаженням і зносу.

Труби та фітинги

Чавун SG має чудову корозійну стійкість і механічні властивості, завдяки яким його також використовують для виготовлення водо-, газо- і каналізаційних трубопроводів та їхніх фітингів. Завдяки своїй здатності витримувати тиск і протистояти корозії, воно особливо добре підходить для використання під тиском.

Важке обладнання

Вироби, виготовлені з чавуну SG, часто включають деталі важкого машинобудування, такі як шестерні, осі та корпуси.

Переваги чавуну з кулястим графітом

Підвищена міцність

Він має вищу міцність на розрив, ніж інші матеріали, тому його можна використовувати для високопродуктивних застосувань. Його ударо- та стресостійкість допомагає мінімізувати ймовірність виходу з ладу.

Економічна ефективність

Чавун SG - це матеріал зі значно покращеними властивостями, але при цьому він залишається відносно недорогим порівняно з іншими високоміцними матеріалами, такими як сталь. Це дуже корисно для тих галузей, які потребують довговічних, ефективних компонентів за низькою ціною.

Універсальність

Первинність заліза SG дозволяє використовувати його в різноманітних сферах, таких як автомобільна та машинобудівна промисловість, сантехніка та будівництво. Універсальний характер гнучкості хмарних обчислень робить їх одними з найпоширеніших.

Проблеми чавуну з кулястим графітом

Виробничі витрати

Виробництво чавуну SG складніше, ніж сірого чавуну, а додавання добавок, що утворюють кульки, може підвищити собівартість. Але переваги чавуну SG зазвичай переважують високу вартість.

Дефекти лиття

Як і у всіх литих матеріалах, у чавуні SG можуть виникати дефекти, такі як усадка, пористість і включення. Але ці проблеми можна вирішити за допомогою належного контролю якості та методів лиття.

Майбутні тенденції в чавуні з кулястим графітом

Технологічний прогрес

Цьому також сприяє вдосконалення технологій лиття, таких як 3D-лиття та прецизійне лиття. Ці розробки дозволяють виробникам формувати все більш складні форми, одночасно зменшуючи відходи матеріалу.

Сталий розвиток

Здається, чавун SG заповнить цю прогалину, оскільки промисловість потребує більш екологічних варіантів. Його перевагою є довговічність і можливість вторинної переробки, що має значний вплив на сталий розвиток виробництва.

Висновок

Чавун з кулястим графітом - це універсальний, високоефективний матеріал з явними перевагами над традиційним чавуном. Його чудова міцність, пластичність і універсальність зробили його популярним матеріалом у різних галузях промисловості. Ця властивість матеріалу може сприяти використанню чавуну SG в різних умовах, особливо з майбутнім розвитком виробничих технологій.