เหล็กหล่อโลหะผสม: เกรด คุณสมบัติ และการใช้งาน

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

เหล็กเจือเป็นวัสดุที่เกิดจากการถลุงในเตาหลอม อาจมีปริมาณคาร์บอนต่างกัน เหล็กหล่อสองประเภทมีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับเนื้อหาเชิงปริมาณของสารนี้ อันแรกเรียกว่าแปลงหรือขาว และอันที่สองเรียกว่าสีเทาหรือโรงหล่อ

คำอธิบายประเภทเหล็กหล่อ

แบบแรกคือเหล็กหมู นี่คือชื่อของวัสดุที่นำเสนอคาร์บอนในรูปของสารเช่นซีเมนต์ ในช่วงพักมีสีขาวจึงเป็นชื่อ เหล็กหล่อดังกล่าวมีความแข็งและความเปราะบางสูง ลงเครื่องยากมาก ในขณะเดียวกัน ประมาณ 80% ของเหล็กหล่อหลอมทั้งหมดเป็นสีขาว วัตถุประสงค์หลักของวัสดุประเภทนี้คือการหลอมเหล็กเพิ่มเติม

เหล็กหล่อโลหะผสมสีเทาเป็นโลหะที่มีคาร์บอนอยู่ในรูปของกราไฟท์ดัด ในช่วงพัก สีของมันคือสีเทา ซึ่งกำหนดชื่อของมันด้วย ความเปราะบางและความแข็งของเหล็กหล่อดังกล่าวมีน้อยกว่าเหล็กหล่อสีขาว แต่สามารถกลึงได้ดีกว่ามาก

คุณสมบัติของเหล็กหล่อโลหะผสมชนิดนี้มีดังนี้:

• อย่างแรกเลย รองรับแรงกดได้เป็นอย่างดี
• ประการที่สอง โลหะนี้ไม่ไวต่อข้อบกพร่องของพื้นผิว และยังมีการต้านทานความล้มเหลวเมื่อยล้าได้ดี

อย่างไรก็ตาม เหล็กหล่ออัลลอยด์แบบหล่อมีแรงกระแทกค่อนข้างต่ำ รวมทั้งมีความเหนียวต่ำ เนื่องจากข้อเสียทั้งสองนี้ จึงค่อนข้างยากที่จะใช้วัสดุดังกล่าวเพื่อวัตถุประสงค์ในเชิงโครงสร้าง

ลักษณะทั่วไปของเกรดเหล็กหล่อเทา

วันนี้ มีเกรดเหล็กหล่อสีเทาอัลลอยด์เกรดดังกล่าว: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 และอื่นๆ อีกหลายรายการ ตัวอักษร SCh ในเครื่องหมายระบุว่าเป็นเหล็กหล่อสีเทา และตัวเลขสองหลักถัดไประบุน้ำหนักสูงสุดที่โลหะสามารถรับได้เมื่อยืดออก ความต้านทานแรงดึงในกรณีนี้วัดเป็น MPa

เหล็กหล่อเทาพันธุ์ต่างๆ

เหล็กหล่อมีหลายประเภทย่อย หนึ่งในนั้นคือเหล็กดัด วัสดุนี้มีการกำหนดชื่อตามเงื่อนไขซึ่งแตกต่างจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันนุ่มกว่าและมีความหนืดมากกว่าสีเทา หาได้จากเหล็กหล่อสีขาว เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ใช้ขั้นตอนการหลอมซึ่งใช้เวลานาน เครื่องหมายที่นี่ใกล้เคียงกัน เช่น KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12 ตัวอักษรระบุว่าเหล็กหล่อนี้หลอมได้ และตัวเลขสองตัวถัดไปเป็นตัวกำหนดความต้านทานแรงดึง แต่สำหรับหนึ่งหรือสองหลักสุดท้าย พวกมันแสดงถึงการยืดตัวสัมพัทธ์สูงสุด ซึ่งวัดเป็นเปอร์เซ็นต์

เหล็กผสมหล่อชนิดอื่นได้รับการแก้ไขแล้ว เพื่อให้ได้มันมา คุณต้องเพิ่มองค์ประกอบพิเศษให้กับสีเทา ตัวดัดแปลงดังกล่าวจะถูกเพิ่มก่อนเทสาร อลูมิเนียม ซิลิกอน แคลเซียม และอื่นๆ สามารถใช้เป็นสารเติมแต่งได้ สารเติมแต่งเหล่านี้เพิ่มจำนวนศูนย์การตกผลึกอย่างมาก กล่าวอีกนัยหนึ่ง สิ่งเหล่านี้มีส่วนทำให้กราไฟต์ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

ต้องขอบคุณสารเติมแต่งเหล่านี้ เหล็กหล่อโลหะผสมชนิดพิเศษมีลักษณะพิเศษที่มีความแข็งแรงสูงกว่า มีความเปราะบางน้อยลง และทนต่อการแตกร้าวที่เพิ่มขึ้น เป็นมูลค่าเพิ่มที่เกรดที่ดีที่สุดของโลหะผสมนี้ทั้งหมดได้มาจากวัสดุที่ดัดแปลงดังกล่าว

ประเภทโลหะผสม

เหล็กหล่ออัลลอยด์หมายความว่าอย่างไร? การผสมเป็นการดำเนินการเพื่อแนะนำสิ่งเจือปนต่างๆ ลงในองค์ประกอบของวัสดุที่สามารถปรับปรุงคุณลักษณะได้ สำหรับเหล็กหล่อ ไทเทเนียม โครเมียม วานาเดียม และอื่นๆ ได้กลายเป็นสารเติมแต่งดังกล่าว การนำองค์ประกอบอัลลอยมาใช้ในองค์ประกอบสามารถเพิ่มคุณลักษณะต่างๆ เช่น ความแข็งแรง ความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานการกัดกร่อน และอื่นๆ อีกมากมาย

วันนี้ ขึ้นอยู่กับปริมาณของโลหะผสมในเหล็กหล่อ สามประเภทแยกออก:

1. หากมีสารเจือปนอยู่ในปริมาณมากถึง 2.5% ของมวลรวม นี่คือเหล็กหล่อผสมต่ำ
2. วัสดุโลหะผสมปานกลางคือวัสดุที่มีเนื้อหาอยู่ในช่วงตั้งแต่2.5 ถึง 10%
3. ประเภทสุดท้ายเป็นโลหะผสมสูง หากเนื้อหาของตัวดัดแปลงรวมเกิน 10%

สารสำหรับผสม, ทำเครื่องหมาย

ตาม GOST เหล็กหล่ออัลลอยด์ต้องมีสารในปริมาณที่กำหนดเพื่อใช้ในบางพื้นที่ นอกจากนี้การติดฉลากยังเป็นมาตรฐานอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ChN15D7Kh เป็นโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งประกอบด้วยนิกเกิล 15%, ทองแดง 7% และโครเมียมประมาณ 1% อย่างที่คุณเห็น ในการทำเครื่องหมาย องค์ประกอบการผสมจะถูกทำเครื่องหมายด้วยตัวอักษรหนึ่งตัว ตามด้วยตัวเลขที่ระบุเนื้อหาเชิงปริมาณของสารเติมแต่ง อย่างไรก็ตามอาจเป็นเพราะตัวเลขหายไปเช่นเดียวกับโครเมียม ซึ่งหมายความว่าเนื้อหาของสารในองค์ประกอบอยู่ที่ประมาณ 1%

การผลิตเหล็กหล่อดังกล่าวมีราคาไม่แพงนัก ในขณะเดียวกัน ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีคุณสมบัติประสิทธิภาพสูงเพียงพอ ด้วยปัจจัยทั้งสองนี้ ขอบเขตของเนื้อหาที่อธิบายไว้จึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

ประเภทโลหะผสม

มันเป็นเรื่องธรรมดาที่การเพิ่มสารใดๆ ในองค์ประกอบจะเพิ่มลักษณะเฉพาะใดๆ ดังนั้นวัสดุโลหะผสมหลายชั้นจึงมีความโดดเด่น

ดังนั้น เหล็กหล่อจึงทนต่อการสึกหรอได้ วัสดุที่อยู่ในกลุ่มนี้มีลักษณะเด่นตรงที่มีความต้านทานการเสียดสีเพิ่มขึ้น ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการเสียดสีที่พื้นผิว หมวดหมู่นี้รวมถึงเหล็กหล่อต้านแรงเสียดทานและแรงเสียดทาน อันแรกมีค่าต่ำมากค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ด้วยเหตุนี้ การใช้งานหลักของเหล็กหล่ออัลลอยด์ในประเภทที่มีชื่อคือการผลิตชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ตลับลูกปืนกาบ บูชสำหรับพวกเขา และชิ้นส่วนอื่นๆ ที่มีข้อกำหนดคล้ายกัน

วัสดุแรงเสียดทานมีลักษณะสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่ค่อนข้างสูง ดังนั้นจึงมักใช้ในการผลิตอุปกรณ์เบรกสำหรับกลไก อุปกรณ์ ฯลฯ ที่หลากหลาย

เหล็กหล่อสแตนเลส

หลายคนรู้ว่ามีโลหะที่เรียกว่าสแตนเลส อันที่จริง นี่ไม่ใช่คำจำกัดความที่แม่นยำมาก โลหะผสมดังกล่าวมีความแตกต่างกันตรงที่ความต้านทานการกัดกร่อนค่อนข้างสูง เหล็กหล่อที่มีชื่อถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการต่อเรือ หากเพิ่มโครเมียมมากกว่า 12% ลงในองค์ประกอบของเหล็กเป็นองค์ประกอบโลหะผสม และลดปริมาณคาร์บอนให้มากที่สุด จะทำให้ได้โลหะผสมดังกล่าว

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 กลายเป็นแบรนด์ที่พบบ่อยที่สุด พวกมันต่างกันตรงที่พวกมันมีความต้านทานการกัดกร่อนสูงแม้ในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว มีความต้านทานการเกิดโพรงอากาศและการสึกหรอในสภาพแวดล้อมที่เป็นไอน้ำได้ดี

เหล็กหล่อทนความร้อน ข้อได้เปรียบหลักของวัสดุนี้คือการออกซิไดซ์ค่อนข้างยาก และยังรักษาคุณภาพได้ดีที่อุณหภูมิสูง

แนะนำทองแดง

ปัจจุบันเวลาเริ่มใช้เหล็กหล่อด้วยการเติมทองแดงบ่อยขึ้น การนำสารเติมแต่งนี้ไปผสมกับโลหะผสมช่วยปรับปรุงคุณภาพการหล่อได้อย่างมาก เหนือสิ่งอื่นใด สิ่งนี้ส่งผลต่อความลื่นไหลของวัสดุ นอกจากนี้ แนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวและความพรุนของการหดตัวจะลดลงอย่างมาก

การรวมตัวของ 0.5% Cu (ทองแดง) ทำให้เหล็กหล่อเหมาะสมพอที่จะหล่อเป็นชิ้นส่วนที่มีความหนาของผนังตั้งแต่ 10 ถึง 25 มม. หากจำเป็นต้องเพิ่มความหนาของผนังขององค์ประกอบในอนาคตก็จำเป็นต้องเพิ่มเนื้อหาเชิงปริมาณของทองแดงรวมถึงสารเชิงซ้อน เป็นที่น่าสังเกตว่าการเพิ่มทองแดงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้หากมีการแนะนำองค์ประกอบเช่นพลวงหรือบิสมัทในโลหะผสม

หากปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้น อิทธิพลของทองแดงต่อการตกผลึกของกราไฟท์จะลดลง การผสมเหล็กหล่อกับทองแดงสามารถป้องกันการฟอกขาวในชั้นผิวได้ และยังเพิ่มความแข็งตรงกลางอย่างมากอีกด้วย สิ่งนี้ค่อนข้างชัดเจนเมื่อถลุงถังน้ำมัน หัวบล็อกเหล็กหล่อ และรายการอื่นๆ

เหล็กหล่อโลหะผสมที่ซับซ้อน

เพื่อให้การหลอมเหล็กหล่อที่สามารถนำมาใช้สำหรับการหล่อซับในกระบอกสูบได้สำเร็จ จำเป็นต้องใช้ไม่เพียงแต่เฟอร์โรอัลลอยด์ที่หลากหลาย แต่ยังรวมถึงเตาเหนี่ยวนำด้วย ในการดำเนินการหล่อชิ้นส่วนดังกล่าวจะใช้แบรนด์ IChKhN4, ChN1KhMD และ ChNMSh และประเภทอื่น ๆ อีกหลายอย่าง ลักษณะเด่นของมันคือทุกส่วนหลอมเป็นแม่พิมพ์ที่มีผนังบางหรือหนา

เข็มโครงสร้างและวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง

เหล็กหล่อเทาชนิดต่างๆ ในกลุ่มที่ทนต่อการสึกหรอ เป็นวัสดุที่มีโครงสร้างเฉพาะ ระดับของยาสลบในวัสดุดังกล่าวค่อนข้างต่ำ เนื้อหาของซิลิกอนและคาร์บอนในนั้นก็ค่อนข้างต่ำเช่นกัน ในกรณีนี้ ปริมาณของสาร เช่น ทองแดง โมลิบดีนัม นิกเกิล และสารเพิ่มคุณภาพอื่นๆ จะเพิ่มขึ้นตามความหนาของผนังที่ต้องการ ตลอดจนขึ้นอยู่กับวิธีการหล่อที่ใช้

อีกประเภทคือวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง นี่คือเหล็กหล่อสีเทาชนิดต่างๆ เล็กน้อย ซึ่งโดดเด่นด้วยเนื้อหาของกราไฟต์เป็นก้อนกลม เพื่อให้ได้โครงสร้างดังกล่าว จำเป็นต้องใส่แมกนีเซียม ซีเรียม และบิสมัทลงในโลหะผสม การเพิ่มองค์ประกอบการผสมทั้งสามนี้จะเปลี่ยนกราไฟท์ที่เหนียวของวัสดุหล่อให้เป็นกราไฟต์ทรงกลม ประเภทนี้แตกต่างกันตรงที่คุณสมบัติทางกลของมันสูงกว่าเหล็กหล่อประเภทอื่นมาก จนถึงปัจจุบัน มีการผลิตโลหะผสมในหมวดหมู่นี้ประมาณ 10 เกรดที่แตกต่างกัน วัสดุดังกล่าวสามารถนำมาใช้ในการต่อเรือได้อย่างสมบูรณ์แบบ แทนที่จะใช้วัสดุแบบอ่อน และเหล็กดัดชนิดที่พบบ่อยที่สุดคือแมกนีเซียม (มีแมกนีเซียมอยู่ในองค์ประกอบเป็นจำนวนมาก)