Seosvalurauta: lajikkeet, ominaisuudet ja sovellukset

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Seostettu rauta on materiaali, jota valmistetaan masuuneissa sulattamalla. Se voi sisältää erilaisia määriä hiiltä. Tämän aineen kvantitatiivisesta sisällöstä riippuen erotetaan kahta tyyppiä valurautaa. Ensimmäistä kutsutaan muuntamiseksi tai valkoiseksi, ja toinen on harmaa tai valimo.

Valurautatyyppien kuvaus

Ensimmäinen tyyppi on harkkorauta. Tämä on materiaalin nimi, jossa hiili on aineen, kuten sementiitin, muodossa. Taukossa se on väriltään valkoinen, tästä johtuu sen nimi. Tällaiselle valuraudalle on ominaista korkea kovuus ja hauraus. Se on erittäin vaikea koneistaa. Samaan aikaan noin 80 % kaikesta sulatetusta harkkoraudasta on valkoista. Tämän tyyppisen materiaalin päätarkoitus on edelleen sulattaminen teräkseksi.

Harmaa seostettu valurauta on metalli, jossa on hiiltä sitkeän grafiitin muodossa. Tauolla sen väri on harmaa, mikä määritti myös sen nimen. Tällaisen valuraudan hauraus ja kovuus on pienempi kuin valkoisen valuraudan, mutta se on paljon paremmin koneistettu.

Tämän tyyppisen seostetun valuraudan ominaisuudet ovat seuraavat:

• Ensinnäkin se kestää erittäin hyvin puristuskuormituksia.
• Toiseksi tämä metalli ei ole herkkä pintavirheille, ja sillä on myös hyvä väsymisvaurionkestävyys.

Valimoseostetulla valuraudalla on kuitenkin melko heikko iskulujuus ja alhainen sitkeys. Näiden kahden haitan vuoksi on melko vaikeaa käyttää tällaista materiaalia rakennetarkoituksiin.

Harmaa valurautalaatujen yleinen kuvaus

Nykyään on olemassa tällaisia seostetun harmaavaluraudan laatuja: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 ja useita muita. Kirjaimet SCh merkinnässä osoittavat, että kyseessä on harmaa valurauta, ja seuraavat kaksi numeroa osoittavat maksimikuormituksen, jonka metalli kestää venytettynä. Vetolujuus mitataan tässä tapauksessa MPa.

Harmaa valurautaa

Valimossa seostetulla raudalla on useita alatyyppejä. Yksi niistä oli pallografiittirautaa. Tämä ehdollinen nimi annettiin materiaalille, joka erottuu siitä, että se on pehmeämpi ja viskoosimpi kuin harmaa. Hanki se valkoisesta valuraudasta. Käytä tätä varten hehkutusmenetelmää, joka kestää pitkään. Merkinnät ovat suunnilleen samat, esim. KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. Kirjaimet osoittavat, että tämä valurauta on muokattavaa, ja seuraavat kaksi numeroa määrittävät vetolujuuden. Mutta mitä tulee viimeiseen tai kahteen numeroon, ne kuvaavat suurinta suhteellista venymää, jokaprosentteina mitattuna.

Toista valimoseostetun raudan alatyyppiä on muutettu. Saadaksesi sen, sinun on lisättävä harmaaseen erikoiselementtejä. Tällaiset modifiointiaineet lisätään ennen aineen kaatamista. Lisäaineina voidaan käyttää alumiinia, piitä, kalsiumia ja muita. Nämä lisäaineet lisäävät merkittävästi kiteytyskeskusten määrää. Toisin sanoen ne vähentävät merkittävästi grafiitin määrää.

Näiden lisäaineiden ansiosta erikoisseosvaluraudalle on ominaista korkeammat lujuusominaisuudet, vähemmän haurautta ja parempi halkeilunkestävyys. On syytä lisätä, että kaikki tämän seoksen parhaat laatuluokat saadaan tällaisesta muunnetusta materiaalista.

Seosten tyypit

Mitä seosvalurauta tarkoittaa? Lejeeraus on toimenpide, jolla materiaalin koostumukseen lisätään erilaisia epäpuhtauksia, jotka voivat parantaa sen ominaisuuksia. Valurautalle titaanista, kromista, vanadiinista ja muista on tullut tällaisia lisäaineita. Seoselementtien lisääminen koostumukseen voi lisätä sellaisia ominaisuuksia kuin lujuus, kovuus, kulutuskestävyys, korroosionkestävyys ja monet muut.

Nykyään valuraudassa olevien seosaineiden määrästä riippuen voidaan erottaa kolme tyyppiä:

1. Jos lisäaineita on enintään 2,5 % kokonaismassasta, tämä on niukkaseosteista valurautaa.
2. Keskiseosteiset materiaalit ovat materiaaleja, joiden ainepitoisuus on välillä2,5–10 %.
3. Viimeinen tyyppi on voimakkaasti seostettu, jos modifiointiaineiden pitoisuus yhteensä ylittää 10%.

Seosaineet, merkinnät

GOST:n mukaan seostetun valuraudan on sisällettävä tietty määrä aineita tietyllä alueella käytettäväksi. Lisäksi merkintä on vakio. Esimerkiksi ChN15D7Kh on erittäin luja metalliseos, joka sisältää 15 % nikkeliä, 7 % kuparia ja noin 1 % kromia. Kuten näette, merkinnässä seosaineet on merkitty yhdellä kirjaimella, jota seuraa numero, joka ilmaisee lisäaineen määrällisen sisällön. Voi kuitenkin myös olla, että kuvio puuttuu, kuten kromin jälkeen. Tämä tarkoittaa, että aineen pitoisuus koostumuksessa on noin 1 %.

Tällaisen valuraudan valmistus on melko edullista. Samalla lopputuotteella on riittävän korkeat suorituskykyominaisuudet. Näiden kahden tekijän ansiosta kuvatun materiaalin laajuus kasvaa jatkuvasti.

Seosten tyypit

On luonnollista, että minkä tahansa aineen lisääminen koostumukseen parantaa tiettyä ominaisuutta. Siksi seostetuille materiaaleille erotetaan useita luokkia.

Joten, valurauta voi olla kulutusta kestävää. Tähän ryhmään kuuluvalle materiaalille on tunnusomaista, että sillä on lisääntynyt kulutuskestävyys, joka tapahtuu pintakitkan aikana. Tähän luokkaan kuuluvat kitka- ja kitkavalurauta. Näistä ensimmäisellä on erittäin alhainenkitkakerroin. Tästä johtuen nimetyn tyyppisen seostetun valuraudan pääasiallinen käyttökohde on osien, kuten liukulaakereiden, niiden holkkien ja muiden samank altaisten osien valmistus.

Kitkamateriaalille päinvastoin on ominaista melko korkea kitkakerroin, ja siksi sitä käytetään useimmiten erilaisten mekanismien, laitteiden jne. jarrulaitteiden valmistuksessa.

Rostumaton valurauta

Monet ihmiset tietävät, että on olemassa metallia nimeltä ruostumaton teräs. Itse asiassa tämä ei ole kovin tarkka määritelmä. Juuri tällaiset seokset eroavat siinä, että niiden korroosionkestävyys on melko korkea. Nimettyä valurautaa käytettiin laajimmin laivanrakennuksessa. Jos raudan koostumukseen lisätään seosaineena yli 12 % kromia ja hiilipitoisuutta vähennetään niin paljon kuin mahdollista, tuloksena saadaan tällainen seos.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 tuli sen yleisimmistä tuotemerkeistä. Ne eroavat toisistaan siinä, että ne säilyttävät korkean korroosionkestävyyden jopa aggressiivisissa ympäristöissä, kestävät hyvin kavitaatiota ja kulutusta höyry-vesiympäristössä.

Pieni mutta silti varsin suosittu ryhmä on lämmönkestävä valurauta. Materiaalin tärkein etu on, että se on melko vaikea hapettuva ja säilyttää ominaisuutensa hyvin myös korkeissa lämpötiloissa.

Kuparin esittely

Tällä hetkelläajan myötä alkavat yhä useammin käyttää valurautaa kuparin lisäyksellä. Tämän lisäaineen lisääminen seokseen parantaa merkittävästi sen valuominaisuuksia. Mikä parasta, tämä vaikuttaa materiaalin juoksevuuteen. Lisäksi taipumus halkeilulle ja kutistumishuokoisuus vähenee huomattavasti.

0,5 % Cu (kupari) tekee valuraudasta riittävän sopivan valettavaan osiin, joiden seinämän paksuus on 10-25 mm. Jos on tarpeen lisätä tulevien elementtien seinämän paksuutta, on tarpeen lisätä kuparin määrällistä sisältöä sekä sen komplekseja. Tässä on syytä huomata, että kuparin lisäämisen vaikutusta voidaan parantaa, jos seokseen lisätään elementtejä, kuten antimonia tai vismuttia.

Jos hiiliekvivalentti kasvaa, kuparin vaikutus grafiitin kiteytymiseen vähenee. Valuraudan seostaminen kuparilla voi myös estää pintakerrosten valkaisua ja lisätä myös kovuutta huomattavasti keskikohtaa kohti. Tämä on varsin havaittavissa sulatettaessa sylinteritiivisteitä, valurautalohkojen päitä ja muita esineitä.

Monimutkainen seosvalurauta

Jotta sulattaa onnistuneesti valurautaa, jota voidaan käyttää sylinterivaipan valamiseen, on käytettävä paitsi erilaisia ferroseoksia, myös induktiouunia. Tällaisten osien valua varten käytetään IChKhN4-, ChN1KhMD- ja ChNMSh-merkkejä ja useita muita tyyppejä. Niiden erottuva piirre on, että kaikki osat sulatetaan ohutseinäiseksi tai massiiviseksi muottiin.

Neularakenne ja luja materiaali

Pieni valikoima harmaata valurautaa, joka kuuluu kulutuskestävien ryhmään, on materiaali, jolla on neulamainen rakenne. Seostusaste tällaisessa materiaalissa on melko alhainen. Piin ja hiilen pitoisuus siinä on myös melko alhainen. Tässä tapauksessa aineiden, kuten kuparin, molybdeenin, nikkelin ja joidenkin muiden modifiointiaineiden määrä kasvaa riippuen tarvittavasta seinämänpaksuudesta sekä käytettävästä valumenetelmästä.

Toinen lajike on erittäin luja materiaali. Tämä on pieni valikoima harmaata valurautaa, joka erottuu nodulaarisen grafiitin sisällöstä. Tällaisen rakenteen saamiseksi seokseen on lisättävä magnesiumia, ceriumia ja vismuttia. Näiden kolmen seosaineen lisääminen muuttaa valumateriaalin sitkeän grafiitin pallomaiseksi grafiitiksi. Tämä tyyppi eroaa siinä, että sen mekaaniset ominaisuudet ovat paljon korkeammat kuin muiden valuraudan tyyppien. Tähän mennessä tämän luokan metalliseosta valmistetaan noin 10 eri laatua. Tällaista materiaalia voidaan käyttää täydellisesti laivanrakennuksessa muovattavan tyypin sijaan. Ja yleisin pallografiittiraudan tyyppi on magnesium (koostumuksessa on suuri määrä magnesiumia).