Foriem železa, triedenie, zloženie, vlastnosti, označovanie a aplikácií

Dnes skoro nikto sféra ľudského života, ktoré by použili železa. Tento materiál je známe, že ľudstvo po dlhú dobu a majú vynikajúcu povesť ako praktická záležitosť. Liatiny - základom veľkého počtu dielov, zostáv a mechanizmov, a v niektorých prípadoch dokonca sebestačný produktov, ktoré sú schopné plniť funkcie, ktoré jej. Preto sa v tomto článku sa budeme venovať veľkú pozornosť tejto zlúčeniny železa. Tiež zistiť, aké sú druhy liatiny, ich fyzikálnych a chemických vlastností.

definícia

Železo - to je naozaj jedinečný zliatina železa a uhlíka, v ktorej viac ako 90% železa, a C - nie viac ako 6,67%, ale nie menej ako 2,14%. Tiež atóm uhlíka môže byť železa vo forme cementitu alebo grafitu.

Oxid dáva zliatiny na dostatočne vysokú tuhosť, ale súčasne, znižuje húževnatosť a tvárnosť. V tomto ohľade, železo je krehký materiál. Tiež, v niektorých značiek liatiny pridať špeciálne prísady, ktoré sú schopné poskytnúť zlúčeniny určitých vlastností. V úlohe legujúcich prvkov môžu byť: nikel, chróm, vanád, hliník. index hustoty železa je 7200 kilogramov na meter kubický. Z toho, čo môžeme konštatovať, že hmotnosť liatiny - čo je číslo, ktoré nemožno nazvať malé.

historické informácie

Surové železo už dlho známe, že muži. Prvá zmienka o zliatiny zo dňa na šiestom storočí pred naším letopočtom.

V Číne v staroveku, železo bola získaná s pomerne nízkou teplotou topenia. V Európe, železo začalo sa dostať asi v 14. storočí, kedy sa prvýkrát začali používať vysokých pecí. V tej dobe, liatinový šiel do výroby zbraní, munície, náhradných dielov pre stavbu.

Na území Ruskej výroby surového železa z účinných látok v 16. storočí a potom rýchlo rozšíril. V časoch Petra I Rossijskaja ríše, pokiaľ ide o výrobu surového železa sa podarilo vyhnúť sa všetky národy sveta, ale už sto rokov opäť začala brať svoje pozície na trhu, hutníctva železa.

Iron odlievanie bol použitý na vytvorenie rôznych umeleckých diel v čase stredoveku. Najmä v 10. storočí čínski majstri obsadenie skutočne unikátny postavu leva, ktorého hmotnosť prekročila 100 ton. Od 15. storočia v Nemecku a potom v ďalších krajinách, liatina získala najširšie šírenie. Z toho tiež ploty, grily, parky sochy, záhradný nábytok, náhrobky.

V posledných rokoch 18. storočia liatiny čo najviac podieľa na architektúre Ruska. Z 19. storočia a všeobecne nazývaný "iron vek", pretože zliatina sa veľmi aktívne používa v architektúre.

rysy

Existujú rôzne typy liatiny, ale priemerná teplota topenia kovové zlúčeniny je asi 1200 stupňov Celzia. Tento údaj je 250-300 stupňov nižšia, než je nutné pre oceľové tavenie. Tento rozdiel je spojená s pomerne vysokým obsahom uhlíka, čo vedie k menej ako jeho blízkemu vzťahu s atómami železa na molekulárnej úrovni.

V čase tavenie a kryštalizácii uhlíka obsiahnutého v liatine, nemá čas úplne preniknúť do molekulovej mriežky železa, a preto, že železo Nakoniec sa získa, je pomerne krehký. V tomto ohľade to neplatí tam, kde sú konštantné dynamické zaťaženie. Ale keď je to skvelé pre tie časti, ktoré majú vysoké požiadavky na pevnosť.

technológia výroby

Úplne všetky druhy liatiny vyrába vo vysokej peci. V skutočnosti je proces tavenie - pomerne namáhavej činnosti, ktorá si vyžaduje značné investície materiálu. Jedna tona železa vyžaduje asi 550 kilogramov koksu a takmer tonu vody. Zdvihový ruda vloží do pece, bude závisieť od obsahu železa. Najčastejšie sa používa rudy, v ktorom železo je minimálne 70%. Menšie koncentrácia prvku je nežiaduce, pretože to bude ekonomicky nevýhodné používať.

V prvej fáze výroby

tavenie železa sa vykonáva nasledujúcim spôsobom. Primárne v peci je vyplnený rudu a stupňa koksovateľného uhlia, ktoré slúžia na vypúšťanie a udržanie požadovanej teploty v šachty pece. Okrem toho, tieto produkty sú v procese spaľovania aktívne sa zúčastňovať v chemických reakciách je znižovanie železa.

Súbežne s loďou pece Flux slúžiace ako katalyzátor. Pomáha topiť skaly rýchlejšie, čo prispieva k rýchlemu uvoľňovaniu železa.

Je dôležité si uvedomiť, že ruda pred vložením do pece sa podrobí špeciálnej predbežnej úprave. Jej drvené triedič (jemné častice topia rýchlejšie). Potom, čo sa premyje, aby sa odstránili častice, ktoré neobsahujú kov. Potom sa surový kalcinovaný neho síry a ďalších cudzích prvkov, čím sa odstráni.

Druhá fáza výroby

Vložený a pripravený na prevádzku pece sa privádza zemný plyn pomocou špeciálnych horákov. Cox ohrieva materiál. Tým sa uvoľní uhlík, ktorý spoločne s kyslíkom a tvorí oxid. Tento oxid sa potom podieľa na redukciu železa z rudy. Všimnite si, že so zvýšením množstva plynu v peci na chemickej reakčnej rýchlosť sa zníži a keď dosiahne určitý pomer a je zastavená úplne.

Prebytok oxidu preniká do taveniny a zahŕňa zlúčeninu s železom, tvoriť prípadne obsadenie. Všetky tieto prvky nie sú roztavené, je na povrchu a nakoniec odstránené. Tento odpad sa nazýva troska. To môže byť tiež použitá na výrobu iných materiálov. Foriem železa, získané týmto spôsobom, sa nazývajú liatie a prasa.

odlíšenie

Moderné klasifikácia zliatin železa zahŕňa rozdelenie dát do nasledujúcich typov:

• Bielu.
• Polovičaté.
• Šedá vločkový grafit.
• Vysokej pevnosti s guľôčkovým grafitom.
• Kovania.

Pozrime sa na každý druh zvlášť.

biele liatiny

Tak sa volá železa ten, ktorý prakticky všetok uhlík je chemicky viazaná. V strojárstve, táto zliatina sa používa príliš často, pretože je to ťažké, ale veľmi krehký. Tiež nemožno obrábať rôzne rezných nástrojov, a preto sa používa pre injekčné častí, ktoré nevyžadujú žiadnu liečbu. Hoci tento druh liatiny umožňuje brúsenie brúsnych kotúčov. Biela liatina môže byť aj obyčajné a dotovaná. V tomto zváranie spôsobuje ťažkosti ako sprevádzaná tvorbou rôznych lomu počas chladenia alebo zahrievania, ako aj vzhľadom na nerovnomernosti štruktúry tvoriace na zváracie bod.

Biele liatiny vyrába opotrebenie v dôsledku primárnej kryštalizácie roztavenej zliatiny počas chladenia pominuteľná. Najčastejšie sa používajú pre prácu v suchých trecích podmienok (napr, brzdové doštičky), alebo na výrobu dielov, ktoré majú vysokú odolnosť proti opotrebovaniu a odolnosť proti teplu (valcové mlyny).

Mimochodom, biele liatiny získal svoje meno vďaka tomu, že sa vzhľad jeho pretrhnutia - svetlo kryštál, žiarivý povrch. Štruktúra železa je sada ledeburit, perlitu a cementitu sekundárne. Ak je železo podrobí dopingu, potom sa transformovala do troostit perlitu, austenitu a martenzitu.

polovičná liatinová

Klasifikácia liatiny bude neúplný, keby sme nespomenuli Tento druh kovovej zliatiny.

Pre typické kombinácia uvedeného karbidu železa a eutektické grafit v jeho štruktúre. Všeobecne platí, že kompletná štruktúra je nasledovné: grafit, perlit, Ledebur. V prípade, že liatina podrobí tepelnému spracovaniu alebo zlievanie, povedie to k tvorbe austenitu, martenzitu a ihlicovité troostite.

Tento typ železa je pomerne krehké, takže jeho použitie je veľmi obmedzené. Ten istý názov zliatiny je tzv pretože jeho prerušenie - kombinácia tmavých a svetlých oblastí v kryštálovej štruktúre.

Medzi najčastejšie technické materiály

GOST 1412-85 šedá liatina obsahuje vo svojom zložení 3,5% uhlíka, 1,9 až 2,5% kremíka, do 0,8% mangánu, až 0,3% fosforu a menej ako 0,12% síry.

Táto liatina má tvar dosky. Nevyžaduje špeciálnu modifikáciu.

Grafitové dosky majú značne zoslabuje opatrenia, pretože šedej liatiny a vyznačuje sa veľmi nízkou húževnatosťou a takmer žiadne pretiahnutie (Me číslo je 0,5%).

Šedá liatina sa pôsobí dobre. Štruktúra zliatiny môže byť nasledujúce:

• Ferit-grafit.
• Ferit-perlit, grafit.
• Perlit, grafit.

Tlaková šedej liatiny je oveľa lepší ako v ťahu. Je tiež celkom dobre byť zvarené, ale to vyžaduje predhriatie, a ako výplňový materiál potrebné použiť špeciálne liatiny jadra s vysokým obsahom kremíka a uhlíka. Bez predohrevu zvárania je ťažké, pretože dôjde k bielenie železa v oblasti zvaru.

Vyrába šedej liatiny pôsobiaci v neprítomnosti zaťaženia šoku (kladky, kryty, rám).

Označenie železa prebieha v súlade so zásadou: MF 25-52. Dva listy ukazujú, že to je šedá liatina, počet 25 - obr pevnosti v ťahu (v MPa alebo kgf / ^mm2), číslo 52 - pevnosť v ťahu za ohybu moment.

high-clo liatina

Tvárnej liatiny sa zásadne líši od svojich ďalších "bratia" v tom, že obsahuje sférickú grafit. Získava sa zavádza do roztavenej zliatiny špecifických modifikátorov (Mg, CE). Počet grafitových inklúzií a ich lineárne rozmery sa môžu líšiť.

K čomu guľôčkovým grafitom? Skutočnosť, že táto forma minimálne po oslabuje kovovú základňu, ktorá zase môže byť perlit, feritu alebo perlitu-feritu.

Vďaka použitiu tepelného spracovania alebo zliatin na báze železa môže byť vpichovaná-troostit, martenzitické, austenitické.

Známky z tvárnej liatiny sú rôzne, ale všeobecne je to taká označenie: HF 40-5. Je ľahké odhadnúť, že RF - je tvárna liatina, číslo 40 - ukazovateľ pevnosti v ťahu (kgf / ^mm2), počet 5 - relatívne predĺženie vyjadrený v percentách.

tvárnej liatiny

Štruktúra z tvárnej liatiny spočíva v tom, že obsahuje grafit v vločkovitého alebo guľovitý tvar. V tomto prípade, vločka grafit môže mať iný disperziu a kompaktnosť, čo má priamy vplyv na mechanické vlastnosti liatiny.

V priemysle, z tvárnej liatiny je často vyrobené z feritickej bázy, ktorá poskytuje väčšiu flexibilitu.

Vzhľad zlomenina feritickej tvárnej liatiny má čiernu zamatovú vzhľad. Čím vyššia je množstvo perlitu v štruktúre, zapaľovač stane zalomenie.

Všeobecne platí, že z tvárnej liatiny sa získa z bielej liatiny v dôsledku dlhej túžbe v peciach vyhrievaných na teplotu 800-950 stupňov Celzia.

K dnešnému dňu existujú dva spôsoby, ako výroba tvárnej liatiny: európske a americké.

Americká metóda je otupenosť zliatina v piesku na teplotu 800-850 stupňov. V tomto procese, grafit je umiestnená medzi zrnami čisté železo. Výsledkom je, že železo získa viskozitu.

V Európskej spôsobu odlievanie živoria v železnej rudy. Teplota v tomto prípade je asi 850 až 950 stupňov Celzia. Uhlík vstupuje do železnej rudy, čím sa dekarbonizované povrchovej vrstvy zmäkne a odliatky. Železo sa stáva ťažný a zachováva základné krehkosť.

Označenie z tvárnej liatiny: 40-6 CN, kde CN - je, samozrejme , temperovanej liatiny; 40 - ukazovateľ pevnosť v ťahu; 6 - predĺženie%.

Ostatné indikátory

Pokiaľ ide o separáciu železa v pevnosti, je tu sa používa nasledujúce pravidlo:

• Normálny pevnosť: Rm až 20 kg / ^mm2.
• Zvýšená pevnosť: Rm = 20 - 38 kg / ^mm2.
• Vysoká pevnosť: Rm = 40 kg / mm ² alebo vyšší.

Pre tvárnej liatiny sa delia na:

• Nonplastic - predĺženie menšie ako 1%.
• Maloplastichnyh - od 1% do 5%.
• Plastové - od 5% do 10%.
• Zvýšená ťažnosť - viac ako 10%.

Na záver, tiež chcel byť istí, si uvedomiť, že vlastnosti akéhokoľvek železa je pomerne významný vplyv aj tvar a povaha výplne.