Ковкое железо
| Стали |
|---|
 |
| Фазы |
| Микроструктуры |
| Классы |
| Другие материалы на основе железа |
Ковкий чугун отливается в виде белого чугуна , структура которого представляет собой метастабильный карбид в перлитной матрице. Благодаря отжигом термообработке хрупкая структура при первой отливке преобразуется в ковкую форму. Углерод агломерируется в небольшие агрегаты графита примерно сферической формы , оставляя матрицу из феррита или перлита в зависимости от используемой термообработки.
В литейной промышленности различают три основных типа ковкого чугуна: черносердечный, белосердечный и перлитный. [1]
История
[ редактировать ]Ковкое железо использовалось еще в 4 веке до нашей эры , и археологи нашли артефакты из ковкого железа, изготовленные в Китае между 4 веком до нашей эры и 9 веком нашей эры. [2] Во времена династии Тан использование ковкого железа в Китае уменьшилось, хотя существуют артефакты из ковкого железа, датируемые 9 веком. [2] Ковкий железо упоминается в Англии в патенте 1670-х годов. [3] Реомюр провел обширные исследования ковкого железа в 1720 году. Он обнаружил, что чугунные отливки, которые были слишком твердыми для обработки, можно размягчить, поместив их в железную руду или кузнечный шлак и подвергнув воздействию высокой температуры в течение нескольких дней. Создание ковкого железа началось в США в 1826 году, когда Сет Бойден открыл литейный завод по производству скобяных изделий и других мелких отливок. [4]
Литейные операции, термообработка и пост-литьевые операции.
[ редактировать ]Как и аналогичные чугуны с углеродом, имеющим сферическую или узловатую форму, ковкий чугун демонстрирует хорошую пластичность . Ковкий чугун, который некоторые ошибочно считают «старым» или «мертвым» материалом, по-прежнему имеет законное место в наборе инструментов инженера-конструктора. Ковкий чугун — хороший выбор для небольших отливок или отливок с тонким поперечным сечением (менее 0,25 дюйма (6,35 мм). Другие чугуны с шаровидным графитом, полученные из графита сферической формы, могут быть трудно производить в этих целях из-за образования карбидов в результате быстрого охлаждения.
Ковкий чугун также демонстрирует лучшие свойства вязкости разрушения в условиях низких температур, чем другие чугуны с шаровидным графитом, из-за более низкого содержания кремния. Температура перехода из пластичного в хрупкий ниже, чем у многих других сплавов ковкого железа.
Чтобы правильно сформировать шарики графита сферической формы (так называемые узелки графита отпуска или углеродные шарики отпуска) в процессе отжига, необходимо позаботиться о том, чтобы чугунная отливка затвердела с полностью белым поперечным сечением железа. Более толстые участки отливки будут остывать медленно, позволяя образоваться небольшому количеству первичного графита. Этот графит образует случайные чешуйчатые структуры и не превращается в карбид во время термообработки. Когда к такой отливке при эксплуатации прилагается напряжение, прочность на излом будет ниже, чем ожидалось для белого чугуна. Говорят, что такое железо имеет «пятнистый» вид. Некоторые контрмеры могут быть применены для улучшения формирования полностью белой структуры, но литейные заводы по производству ковкого чугуна часто избегают производства тяжелых профилей.
После процессов литья и термообработки ковкому железу можно придать форму посредством холодной обработки, например, штамповки для правки, гибки или чеканки операций . Это возможно благодаря желательному свойству ковкого железа быть менее чувствительным к скорости деформации, чем другие материалы.
Приложения
[ редактировать ]Его часто используют для небольших отливок, требующих хорошей прочности на разрыв и способности сгибаться без разрушения (пластичность). Область применения включает электрическую арматуру, ручные инструменты, трубопроводную арматуру, шайбы, кронштейны, арматуру для ограждений, оборудование для линий электропередач, сельскохозяйственное оборудование, горнодобывающее оборудование и детали машин. [5]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Браун, Роберт Р. (1999). Справочник Foseco для литейщика черных металлов . Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 0-7506-4284-Х .
- ^ Jump up to: а б Дональд Б. Вагнер (1993). Железо и сталь в Древнем Китае . БРИЛЛ. п. 338. ИСБН 978-90-04-09632-5 .
- ^ Дональд Б. Вагнер (1993). Железо и сталь в Древнем Китае . БРИЛЛ. п. 335. ИСБН 978-90-04-09632-5 .
- ^ Журнал и труды Гамильтонской научной ассоциации . 1927.
{{cite journal}}: Отсутствует или пусто|title=( помощь ) - ^ Харви Э. Стейнхофф; Гордон Б. Манвейлер (1960). Отливки из ковкого чугуна . Общество податливых основателей.