ברזל יצוק מסגסוגת: ציונים, מאפיינים ויישומים

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

ברזל סגסוגת הוא חומר המיוצר בהתכה בתנורי פיצוץ. זה יכול להכיל כמויות שונות של פחמן. בהתאם לתכולה הכמותית של חומר זה, נבדלים שני סוגים של ברזל יצוק. הראשון נקרא המרה, או לבן, והשני הוא אפור, או יציקה.

תיאור סוגי ברזל יצוק

הסוג הראשון הוא ברזל חזיר. זהו שמו של חומר בו מוצג פחמן בצורה של חומר כמו צמנטיט. בהפסקה יש לו צבע לבן, ומכאן שמו. ברזל יצוק כזה מאופיין בקשיות ושבירות גבוהה. זה מאוד קשה לעיבוד. יחד עם זאת, כ-80% מכל ברזל חזיר מותך הוא לבן. המטרה העיקרית של סוג זה של חומר היא התכה נוספת לפלדה.

ברזל יצוק מסגסוגת אפורה היא מתכת שבה קיים פחמן בצורה של גרפיט רקיע. בהפסקה צבעו אפור, מה שגם קבע את שמו. השבריריות והקשיות של ברזל יצוק כזה פחותים מזו של ברזל יצוק לבן, אבל הוא מעובד הרבה יותר טוב.

המאפיינים של ברזל יצוק מסגסוגת מסוג זה הם כדלקמן:

• קודם כל, הוא עומד בעומסי דחיסה היטב.
• שנית, מתכת זו אינה רגישה לפגמי משטח, וגם בעלת עמידות טובה בפני כשל עייפות.

עם זאת, לברזל יצוק סגסוגת יציקה יש חוזק השפעה חלש למדי, כמו גם משיכות נמוכה. בשל שני החסרונות הללו, די קשה להשתמש בחומר כזה למטרות מבניות.

תיאור כללי של ציוני ברזל יצוק אפור

היום, ישנן דרגות כאלה של ברזל יצוק אפור סגסוגת: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 ועוד כמה. האותיות SCh בסימון מצביעות על כך שמדובר בברזל יצוק אפור, ושתי הספרות הבאות מציינות את העומס המרבי שהמתכת יכולה לעמוד בו בעת מתיחה. חוזק המתיחה במקרה זה נמדד ב-MPa.

זנים של ברזל יצוק אפור

לברזל סגסוגת יציקה יש כמה תת-סוגים. אחד מהם היה ברזל רקיע. השם המותנה הזה ניתן לחומר, שמייחד אותו בעובדה שהוא רך וצמיג יותר מאפור. קבל את זה מברזל יצוק לבן. כדי לעשות זאת, השתמש בהליך החישול, שנמשך זמן רב. הסימונים כאן הם בערך זהים, למשל KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. האותיות מצביעות על כך שברזל יצוק זה ניתן לעיבוד, ושני המספרים הבאים קובעים את חוזק המתיחה. אבל באשר לספרה אחת או שתיים האחרונות, הן מאפיינות את ההתארכות היחסית המקסימלית, אשרנמדד באחוזים.

תת-סוג נוסף של ברזל סגסוגת יציקה שונה. כדי לקבל את זה, אתה צריך להוסיף אלמנטים מיוחדים לאפור. משנים כאלה מוסיפים לפני יציקת החומר. אלומיניום, סיליקון, סידן ואחרים יכולים לשמש כתוספים. תוספים אלו מגדילים משמעותית את מספר מרכזי ההתגבשות. במילים אחרות, הם תורמים להפחתה משמעותית של גרפיט.

תודות לתוספים אלה, ברזל יצוק מסגסוגת מיוחדת מתאפיין במאפייני חוזק גבוהים יותר, פחות שבירות ועמידות מוגברת בפני סדקים. ראוי להוסיף שכל הציונים הטובים ביותר של סגסוגת זו מתקבלים מחומר כה שונה.

סוגי סגסוגת

מה המשמעות של ברזל יצוק מסגסוגת? סגסוגת היא פעולה להחדרת זיהומים שונים להרכב החומר שיכולה לשפר את תכונותיו. עבור ברזל יצוק, טיטניום, כרום, ונדיום ואחרים הפכו לתוספים כאלה. הכנסת אלמנטים סגסוגת להרכב יכולה להגביר מאפיינים כגון חוזק, קשיות, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה ועוד רבים אחרים.

היום, בהתאם לכמות האלמנטים המתגזרים בברזל יצוק, ניתן להבחין בין שלושה סוגים:

1. אם תוספים כלולים בכמויות של עד 2.5% מהמסה הכוללת, אז זהו ברזל יצוק בעל סגסוגת נמוכה.
2. חומרים בעלי סגסוגת בינונית הם אותם חומרים שתכולת החומרים שלהם היא בטווח שבין2.5 עד 10%.
3. הסוג האחרון הוא מאוד סגסוגת, אם התוכן של המשתנים בסך הכל עולה על 10%.

חומרים לסגסוגת, סימון

לפי GOST, ברזל יצוק סגסוגת חייב להכיל כמות מסוימת של חומרים לשימוש באזור מסוים. בנוסף, התיוג הוא גם סטנדרטי. לדוגמה, ChN15D7Kh היא סגסוגת בעלת חוזק גבוה המכילה 15% ניקל, 7% נחושת וכ-1% כרום. כפי שניתן לראות, בסימון מסומנים אלמנטים סגסוגים באות אחת, ולאחריה מספר המציין את התוכן הכמותי של התוסף. עם זאת, יכול להיות גם שהדמות חסרה, כמו אחרי כרום. המשמעות היא שתכולת החומר בהרכב היא בערך 1%.

באשר לייצור של ברזל יצוק כזה, זה די זול. יחד עם זאת, למוצר הסופי יש תכונות ביצועים גבוהות מספיק. הודות לשני הגורמים הללו, היקף החומר המתואר הולך וגדל כל הזמן.

סוגי סגסוגת

זה טבעי שתוספת של כל חומר להרכב תגדיל כל מאפיין מסוים. לכן, נבדלות מספר סוגים של חומרים סגסוגים.

אז ברזל יצוק יכול להיות עמיד בפני שחיקה. החומר השייך לקבוצה זו מאופיין בכך שיש לו עמידות מוגברת בפני שחיקה, המתרחשת במהלך חיכוך פני השטח. קטגוריה זו כוללת ברזל יצוק נגד חיכוך וחיכוך. הראשון שבהם הוא נמוך מאודמקדם חיכוך. בשל כך, היישום העיקרי של ברזל יצוק סגסוגת מהסוג הנ ל הוא ייצור חלקים כגון מיסבים פשוטים, תותבים עבורם וחלקים אחרים עם דרישות דומות.

חומר חיכוך, להיפך, מאופיין במקדם חיכוך גבוה למדי, ולכן הוא משמש לרוב בייצור מכשירי בלמים למגוון מנגנונים, ציוד וכו'.

ברזל יצוק אל חלד

אנשים רבים יודעים שיש מתכת שנקראת נירוסטה. למעשה, זו לא הגדרה מדויקת במיוחד. רק סגסוגות כאלה נבדלות בכך שעמידותן בפני קורוזיה גבוהה למדי. הברזל היצוק ששמו היה בשימוש נרחב ביותר בבניית ספינות. אם יתווספו יותר מ-12% כרום להרכב הברזל כיסוד מתג ותכולת הפחמן תפחת ככל האפשר, אזי תתקבל סגסוגת כזו כתוצאה מכך.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 הפכו למותגים הנפוצים ביותר שלה. הם נבדלים בכך שהם שומרים על עמידות גבוהה בפני קורוזיה גם בסביבות אגרסיביות, בעלי עמידות טובה בפני קוויטציה ובלאי בסביבת קיטור.

קבוצה קטנה אך עדיין די פופולרית היא ברזל יצוק עמיד בחום. היתרון העיקרי של החומר הוא שהוא די קשה לחמצון, וגם שומר על איכויותיו היטב בטמפרטורות גבוהות.

הקדמה של נחושת

כרגעזמן, יותר ויותר לעתים קרובות להתחיל להשתמש ברזל יצוק עם תוספת של נחושת. הכנסת תוסף זה לסגסוגת משפרת משמעותית את איכויות היציקה שלה. והכי חשוב, זה משפיע על נזילות החומר. בנוסף, הנטייה לסדקים ולהתכווצות נקבוביות מופחתת מאוד.

שילוב של 0.5% Cu (נחושת) הופך את הברזל היצוק למתאים מספיק כדי להיות יצוק לחלקים עם עובי דופן הנעים בין 10 ל-25 מ מ. אם יש צורך להגדיל את עובי הדופן של אלמנטים עתידיים, אז יהיה צורך להגדיל את התוכן הכמותי של נחושת, כמו גם את המתחמים שלה. ראוי לציין כאן שניתן לשפר את ההשפעה של הוספת נחושת אם מרכיבים כגון אנטימון או ביסמוט יוכנסו לסגסוגת.

אם שווה ערך הפחמן יגדל, אז השפעת הנחושת על התגבשות הגרפיט תפחת. סגסוגת ברזל יצוק עם נחושת יכולה גם למנוע הלבנה בשכבות פני השטח, וגם להגביר מאוד את הקשיות לכיוון האמצע. זה די בולט בעת התכת ספינות צילינדרים, ראשי בלוקים מברזל יצוק ופריטים אחרים.

ברזל יצוק מסגסוגת מורכבת

כדי להצליח להמיס ברזל יצוק שניתן להשתמש בו ליציקת ציפויי צילינדרים, יש צורך להשתמש לא רק במגוון סגסוגות ברזל, אלא גם בתנור אינדוקציה. כדי לבצע את היציקה של חלקים כאלה, משתמשים במותגים IChKhN4, ChN1KhMD ו- ChNMSh ועוד כמה סוגים. התכונה הייחודית שלהם היא שכל החלקים מותכים לתבנית דקה או מסיבית.

מחטמבנה וחומר חוזק גבוה

מגוון קטן של ברזל יצוק אפור, השייך לקבוצת העמידים בפני שחיקה, הוא חומר בעל מבנה עגול. מידת הסימום בחומר כזה נמוכה למדי. גם תכולת הסיליקון והפחמן בו נמוכה למדי. במקרה זה, כמות החומרים כגון נחושת, מוליבדן, ניקל ועוד כמה חומרים מתקנים גדלה בהתאם לעובי הדופן המתקבל הנדרש, וכן בהתאם לשיטת היציקה שבה יש להשתמש.

זן נוסף הוא חומר בעל חוזק גבוה. זהו מגוון קטן של ברזל יצוק אפור, אשר נבדל על ידי התוכן של גרפיט נודולרי. על מנת לקבל מבנה כזה, יש צורך להכניס לסגסוגת מגנזיום, צריום וביסמוט. התוספת של שלושת מרכיבי הסגסוג הללו הופכת את הגרפיט הרקיע של חומר היציקה לגרפיט כדורי. סוג זה נבדל בכך שהאיכויות המכניות שלו גבוהות בהרבה מזו של סוגי ברזל יצוק אחרים. עד כה מיוצרים כ-10 דרגות שונות של סגסוגת מקטגוריה זו. חומר כזה יכול לשמש בצורה מושלמת בבניית ספינות במקום סוג בר צורה. והסוג הנפוץ ביותר של ברזל רקיע הוא מגנזיום (עם כמות גדולה של מגנזיום בהרכב).