Чугун сфероидального графика: высокопрочные, долговечные отливки для промышленных применений

Преимущества отливок из чугуна сфероидального графика

Чугун сфероидального графика (также известный как нодулярный или вязкий чугун) — это группа чугунов, обладающих высокой прочностью, гибкостью, долговечностью и эластичностью благодаря своей уникальной микроструктуре. Обычный чугун сфероидального графика содержит более 3% углерода; его можно гнуть, скручивать или деформировать без разрушения. Его механические свойства похожи на сталь и значительно превосходят обычный чугун.

Отливки из чугуна сфероидального графика — это цельные металлические изделия, получаемые литьем расплавленного чугуна в полости форм. Чугун затем остывает и затвердевает, принимая форму полости.

Что такое чугун сфероидального графика?

Изобретенный в 1943 году, чугун сфероидального графика — это современная разновидность чугуна. У чугуна и чугуна сфероидального графика контрастирующие физические свойства из-за различий в микроструктуре.

Графит и углерод в обычном чугуне представлены в виде пластинок; чугун обладает хорошей сопротивляемостью сжатию, но при растяжении выше своей предельной прочности образуются трещины, быстро распространяющиеся от точек напряжения в микроструктуре пластинчатого графита. В результате чугун практически не имеет удлинения. Это хрупкий материал, поэтому его применение в условиях растяжения и ударных нагрузок ограничено.

Графит в чугуне сфероидального графика имеет форму сфероидов, поэтому его иногда называют сфероидальным графитом. Термин нодулярный чугун происходит от того, что углерод находится в виде нодулей. Эта уникальная микроструктура позволяет чугуну сфероидального графика выдерживать изгиб и ударные нагрузки гораздо лучше обычного чугуна.

Из чего делают чугун сфероидального графика?

Хотя чугун сфероидального графика можно производить из стального или чугунного лома, чугун является основным исходным сырьем для большинства современных литейных цехов. Чугун — это первичный продукт доменной печи, содержащий более 90% железа.

Термин «чугун» возник из старого метода литья доменного чугуна в формы, расположенные в песчаных гнездах так, что их можно было наполнять из общего желоба. Поскольку группы форм напоминали сброю сосущих поросят, отдельные куски железа называли «поросятами», а желоб — «свиньей». Современные поросята производятся непрерывными литейными машинами.

Чугун используется в производстве чугуна сфероидального графика как основной источник чистого железа. Он предлагает ряд уникальных преимуществ: низкое содержание остаточных вредных элементов, стабильный химический состав, способствует оптимальным условиям шлака и улучшает контроль процесса за счет стабильных зарядных свойств. Спрос на чугун вырос в последние годы, так как литейные цехи используют его преимущества перед альтернативными источниками железа, такими как чугунный лом или плавка стального лома с добавлением углерода.

Преимущества чугуна сфероидального графика

Чугун сфероидального графика дает конструкторам несколько преимуществ:

1. Легко литье и механическая обработка.
2. Отличное соотношение прочность/вес.
3. Может быть изготовлен по значительно более низкой стоимости, чем сталь.
4. Превосходная литейность и обрабатываемость.
5. Предоставляет конструктору исключительное сочетание вязкости, низкой стоимости производства и надежности.

Свойства чугуна сфероидального графика

Для создания различных марок чугуна сфероидального графика необходимо контролировать матричную структуру вокруг графита в процессе литья или последующую термическую обработку. Небольшие составные различия между марками существуют для создания желаемой матрицы (микроструктур).

Чугун сфероидального графика можно рассматривать как сталь с рассеянными по матрице сфероидами графита. Качества металлической матрицы, в которой подвешены сфероиды графита, существенно влияют на свойства чугуна, тогда как сами сфероиды графита — нет.

В чугуне сфероидального графика встречаются несколько матриц, наиболее распространенные:

1. Феррит — чистый, вязкий, гибкий железо с низкой прочностью. Эта матрица имеет низкое износостойкость, но высокую ударную вязкость и хорошую обрабатываемость.
2. Перлит — механическая смесь феррита и карбида железа (Fe₃C). Он относительно твердый, с умеренной вязкостью. Обладает высокой прочностью, хорошей износостойкостью, умеренной ударной вязкостью и хорошей обрабатываемостью.
3. Перлит/Феррит — структура, состоящая из смеси перлита и феррита, и самая распространенная матрица для коммерческих марок чугуна сфероидального графика.

Распространенные марки чугуна сфероидального графика

Хотя существует множество спецификаций, литейные цехи обычно предлагают 3 основные марки:

Применение чугуна сфероидального графика

Чугун сфероидального графика обладает большей прочностью и вязкостью, чем серый чугун. Эти свойства позволяют эффективно использовать его в широком спектре промышленных применений: трубы, автомобильные компоненты, колеса, коробки передач, корпуса насосов, рамы станков для ветроэнергетики и многие другие. Поскольку он не ломается как серый чугун, чугун сфероидального графика также безопасен для применений с ударной защитой, таких как боуллеры.

Услуги кастомного литья

Reliance Foundry сотрудничает с клиентами для определения оптимального материала для каждой кастомной отливки. Запросите котировку, чтобы узнать, как наша литейная служба может соответствовать требованиям вашего проекта.

Источники

• ASTM International. «Standard Specification for Ductile Iron Castings».
• Ductile Iron Society. «Ductile Iron Data for Design Engineers».
• Sorelmetal. «The Ductile Iron Family».