1. مقدمة
كروي الجرافيت الحديد الزهر 600/3(BS واحد 1563:1997), المعروف أيضا باسم الحديد الزهر الدكتايل, لقد غيرت بشكل كبير المشهد الطبيعي للمعادن المصبوب من خلال تقديم توازن مثالي بين القوة, ليونة, وفعالية التكلفة.
بنية المجهرية الفريدة, محددة بواسطة الجرافيت العقدي المضمن في مصفوفة معدنية, يضفي خصائص ميكانيكية فائقة مقارنة بالمكواة التقليدية الرمادية أو المرن.
التعيين SG الحديد الزهر 600/3, وفق BS واحد 1563:1997, يحدد مادة مع الحد الأدنى من قوة الشد 600 MPA و الحد الأدنى من استطالة 3%,
وضعه كخيار قوي للتطبيقات التي تتطلب كل من القوة واللدونة المعتدلة.
هذا الدرجة يسد الفجوة الميكانيكية بين مكاوي المصبوب التقليدية والمنخفضة- إلى الفولاذ المتوسطة الكربون, يوفر مهندسي التصميم بديلاً مقنعًا حيث تقليل الوزن, قابلية القابلية, والأداء يتقاطع.
2. تكوين المواد والبنية المجهرية
لفهم SG الحديد الزهر 600/3براعة ميكانيكية, يجب أن يبدأ المرء مع أساسياته المعدنية.
ينبع أداء السبائك من التكوين المتعمد لعقيدات الجرافيت الكروية, تحققت من خلال علاج المغنيسيوم الدقيق.
يخلق الشكل المستدير للعقيدات نقاط إجهاد أقل من رقائق الجرافيت المسطحة الموجودة في الحديد الرمادي; هذا يمنع إنشاء الشقوق ويوفر ليونة محسنة.
هذا الهيكل الجرافيت العقدي يمنع إنشاء تشققات خطية, ومن هنا القدرة على تحمل التشويه.
التركيب الكيميائي النموذجي للحديد الكروي 600/3：
| عنصر | النطاق النموذجي (% بالوزن) | وظيفة / دور |
|---|---|---|
| الكربون (ج) | 3.4 - 3.8 | أشكال العقيدات الجرافيت; يوفر قابلية التوصيل والتوصيل الحراري |
| السيليكون (و) | 2.2 - 2.8 | يعزز الجرافيت; يقوي الفريت; يتحكم في تكوين كربيد |
| المنغنيز (MN) | 0.1 - 0.5 | يقوي مصفوفة بيرليت; الكثير يمكن أن يعزز كربيد أو تقليل ليونة |
| المغنيسيوم (ملغ) | 0.03 - 0.05 | عامل العقيدات الرئيسية; يحول رقائق الجرافيت إلى شكل كروي |
| الفسفور (ص) | ≤ 0.05 | أبقى منخفضًا لتجنب التضمين والانكماش المفرط |
| الكبريت (ق) | ≤ 0.02 | يجب تقليلها; يتفاعل سلبًا مع المغنيسيوم ويعزز الجرافيت الفخذي |
| نحاس (النحاس) | 0.1 - 0.5 (خياري) | يمكن أن يعزز قوة الشد وتكوين بيرليت |
| النيكل (في) | 0.0 - 0.5 (خياري) | يحسن صلابة ومقاومة التآكل (إذا تم استخدامه) |
| الكروم (كر) | ≤ 0.1 | يستخدم أحيانًا بكميات صغيرة لمقاومة التآكل, ولكن يمكن أن تزيد من الصلابة |
ملحوظات:
- ال التكوين الدقيق قد تختلف اختلافًا طفيفًا على ممارسات Foundry, نوايا المعالجة الحرارية, ومتطلبات التطبيق المحددة.
- السيطرة على ملغ, ق, و العلاج العقدي أمر بالغ الأهمية لضمان الصحيح العقدة والخصائص الميكانيكية الناتجة.
المصفوفة في 600/3 عموما مزيج من الفريت والبيرليت, مع تحسن الابتزانة والبرايليت المساهمة في القوة والصلابة.
ال العقدة عادة ما يتجاوز 80%, و عدد العقيدات في كثير من الأحيان يتجاوز 100 العقيدات/مم, كلاهما حاسم لتحقيق الخصائص الميكانيكية المقصودة.
نسبيا, SG 600/3 العروض 3-5 مرات أعلى صلابة من الحديد الرمادي, وحوالي 80% من قوة الفولا مثل أيسي 1045, ولكن بتكلفة أقل وبمقدسة أفضل.
3. الخصائص الميكانيكية والفيزيائية
الحديد الكروي 600/3تسمح الخصائص الميكانيكية بأداءها تحت الديناميكية, تأثير, والتحميل الهيكلي, مما يجعلها خيارًا رئيسيًا للمكونات المعرضة للإجهاد الدوري.
الخصائص الميكانيكية:
| ملكية | نطاق القيمة |
|---|---|
| قوة الشد (UTS) | ≥ 600 MPA |
| قوة العائد (0.2% الإزاحة) | ~ 400 MPA |
| استطالة (A₅₀) | ≥ 3% |
| برينيل صلابة (HB) | 170 - 230 |
| قوة التعب (الدوران) | ~ 300 MPA |
| تأثير الطاقة (charpy @ rt) | 7 - 12 ي |
الخصائص الفيزيائية:
| ملكية | قيمة |
|---|---|
| كثافة | ~ 7.1 ز/سم |
| الموصلية الحرارية | 40-50 ث/م · ك في 200 درجة مئوية |
| حرارة محددة | ~ 460 ي/كغ · ك |
| سعة التخميد | ~ 25-30 ٪ أعلى من الفولاذ |
| بدل الانكماش | 1.0-1.2 ٪ (خطي) |
4. ملاءمة صب الحديد الزهر SG 600/3
SG الحديد الزهر 600/3 يوضح ممتازة صب الخصائص الناتجة عن سيولةها المتوازنة, سلوك الانكماش المعتدل, والاستقرار العالي الأبعاد.
هذه الصفات تجعلها مناسبة تمامًا لمجموعة واسعة من مكونات التعقيد متوسطة إلى عالية حيث تكون مقاومة القوة والتعب مهمة حاسمة.
سمات الملاءمة الرئيسية:
- سيولة جيدة: يتيح ملء هندسة القالب المعقدة وأقسام الجدار الرقيق (>5 مم), خاصة عندما يتم تحسين محتوى السيليكون (~ 2.5-2.8 ٪).
- انكماش معتدل (~ 1.0-1.2 ٪): يمكن تعويضها بشكل فعال من خلال بدلات الأنماط وتصميم الناهض, تمكين التحكم الأبعاد الدقيق.
- ميل تكسير ساخن منخفض: يقلل بنية الجرافيت الكروي من تركيزات الإجهاد الداخلية أثناء التصلب.
- قابلية لحام ممتازة (في حالة التمثيل): على الرغم من أنه ليس الدكتايل مثل مكاوي SG من الدرجة الأدنى, 600/3 لا يزال قابلاً لللحام مع التسخين المناسب وعلاج ما بعد اليرداد.
- القدرة على التكيف مع المعالجة الحرارية: يمكن تعزيز الخصائص من خلال التطبيع أو عمليات تخفيف الإجهاد لتكييف صلابة, قوة, والصلابة.
5. التطبيقات والأداء قيد الاستخدام
سعة قوة SG 600/3 وتجميد الاهتزاز تجعلها لا غنى عنها عبر الحمل العالي, تطبيقات حساسة للإرهاق.
تنشر العديد من الصناعات هذا الدرجة في المكونات المهمة:
- السيارات: العمود المرفقي, السيطرة على الأسلحة, العلب التفاضلية, أقواس المحرك
- البنية التحتية البلدية: أغطية فتحة ضغوط ضغوط, التركيبات, تقاطعات أنابيب المياه والصرف الصحي
- البناء والزراعة: علب علبة التروس, أجسام المضخة, مجموعات المحراث
- قوة الرياح والبحرية: مراكز الدوار, لوحات قاعدة, الشفاه, مكونات الصابورة
في أذرع التحكم في السيارات, على سبيل المثال, اختبار التعب يكشف SG 600/3 يمكن أن يتحمل نطاقات الإجهاد ± 250 ميجا باسكال لأكثر من 2 × 10⁷ دورات,
مقاييس الأداء القريبة من الفولاذ المراوغة والمخفف, ولكن في انخفاض كبير في التكلفة ومعالجة تعقيد.
6. المزايا والقيود
المزايا:
- التعب المتفوق ومقاومة التأثير بالمقارنة مع الحديد الرمادي
- قابلية ممتازة, دعم الهندسة المعقدة
- انخفاض نسبة الوزن إلى القوة, مثالي للتطبيقات الديناميكية
- قابلية جيدة, خفض تكاليف المعالجة الثانوية
- قدرة التخميد عالية, التخفيف من الرنين وارتداء
القيود:
- انخفاض الاستطالة (3%) من درجات SG ليونة (على سبيل المثال, 400/15)
- خطر تشكيل كربيد إذا لم يتم التحكم في التبريد أو الإفراط فيه
- حساسية درجة الحرارة-التعرض >400 قد يؤدي درجة مئوية إلى تدهور الخواص الميكانيكية بمرور الوقت
7. الامتثال للمعايير العالمية
SG الحديد 600/3 يتوافق مع ما يعادلها في المعايير الأخرى:
- ISO 1083: EN-GJS-600-3
- ASTM A536: درجة 80-55-06 (ما يعادل ما يعادل, اعتمادًا على هدف الاستطالة)
- من 1693: GGG 60
- JIS G5502: FCD600
8. مقارنة مع درجات الحديد SG الأخرى
| درجة | قوة الشد (MPA) | قوة العائد (MPA) | استطالة (%) | صلابة (HBW) | البنية المجهرية النموذجية |
|---|---|---|---|---|---|
| SG 400/15 | ≥400 | ~ 250 | ≥15 | 130-180 | فيريتي |
| SG 500/7 | ≥500 | ~ 320 | ≥7 | 150-200 | اللبأية الفيريتية |
| SG 600/3 | ≥600 | ~ 400 | ≥3 | 170-230 | اللؤلؤة الحركية |
| SG 700/2 | ≥700 | ~ 500 | ≥2 | 200-270 | في الغالب لؤلؤة |
| SG 800/2 | ≥800 | ~ 600 | ≥2 | 230-300 | لؤلؤة تماما |
| SG 420/12 | ≥420 | ~ 260 | ≥12 | 140-180 | فيريتي (ليونة محسنة) |
9. خاتمة
كروي الجرافيت الحديد الزهر 600/3 يقف كمواد مميزة في هندسة الصب الحديثة.
مع مزيج من القوة العالية, ليونة جيدة, مقاومة التعب الفائقة, وقابلية ممتازة.
إنه يوفر حلاً مثاليًا للمهندسين والمصنعين الذين يبحثون عن أداء موثوق به دون تكلفة أو تعقيد الفولاذ من سبيكة.
لانجهي هو الخيار الأمثل لاحتياجات التصنيع الخاصة بك إذا كنت بحاجة إلى جودة عالية SG الحديد الزهر 600/3 المسبوكات.
