1. Įvadas
Kaliojo geležies ir nerūdijančio plieno yra dvi plačiausiai naudojamos inžinerinės medžiagos daugelyje pramoninių sektorių.
Nuo komunalinių vandens sistemų iki cheminio perdirbimo įrangos, Šios medžiagos palaiko kritinę infrastruktūrą ir pramonės produktyvumą.
Tinkamos medžiagos pasirinkimas gali smarkiai paveikti sistemos veikimą, Kaina, ir gyvenimo ciklo patikimumas.
Šis straipsnis siūlo išsamų ir autoritetingą kaliojo geležies ir nerūdijančio plieno palyginimą, analizuodami jų mechaninius, Cheminė, šiluminis, ekonominis, ir aplinkos savybės.
2. Kas yra elastinga geležis?
Kariuomenė geležis, Taip pat žinomas kaip mazginis ketaus arba Sferoidinis grafito geležis (SG geležis), yra ketaus rūšis. Jis iš esmės skiriasi nuo tradicinės pilkosios geležies savo mikrostruktūroje ir mechaniniu našumu.
O pilkos spalvos geležies yra dribsnių formos grafitas, dėl kurio jis tampa trapus, Kario geležies yra Sferinė (mazginis) grafitas, kuris žymiai padidina jo tvirtumą ir lankstumą - taigi pavadinimas Kunigaikščiai lygintuvas.
Grafito formos transformacija iš dribsnių į sferoidus pasiekiama pridedant nedidelį kiekį magnio (Paprastai 0,03–0,05%) arba ceris liejimo proceso metu.
Ši esminė modifikacija leidžia elastingą geležies kiekį sujungti liejamumo ir apdirbimo pranašumus su geresniu mechaniniu stiprumu ir atsparumu smūgiams..
Mikrostruktūra ir kompozicija
Įprasta kalios geležies cheminė sudėtis apima:
- Anglies: 3.2–3,6%
- Silicis: 2.2–2,8%
- Manganas: ≤0,5%
- Magnis: 0.03–0,05%
- Sieros & Fosforas: Laikoma žemu lygiu (≤0,02%)
Pagrindinė matrica gali skirtis:
- Feritinė kaliojo geležis: Daugiau elastingo, mažesnis stiprumas.
- Perlitinė kaliojo geležis: Aukštesnis atsparumas ir susidėvėjimas.
- Austempered Elitle Geležis (Adi): Toliau termiškai apdorotas, siekiant aukštesnio lygio (tempimo stiprumas > 1,200 MPA).
Kalios geležies pranašumai
- Puikus nusiteikimas ir apdirbamumas.
- Didelis stiprumo ir svorio santykis.
- Ekonomiškai efektyvus didelės apimties gamybai.
- Gali absorbuoti sukrėtimus ir virpesius.
- Geras našumas esant cikliškam pakrovimui.
Tipiški elastingos geležies pritaikymai
Kalios geležies yra plačiai naudojamas:
- Vandens ir kanalizacijos vamzdynų sistemos.
- Automobilių komponentai (alkūniniai velenai, Vairavimas).
- Žemės ūkio ir sunkiųjų mašinų.
- Pavarų korpusai, siurblio kūnai, ir kompresoriaus cilindrai.
- Savivaldybių infrastruktūra (Šulinio dangteliai, vožtuvai, Hidrantai).
3. Kas yra nerūdijantis plienas?
Nerūdijantis plienas yra atsparus korozijai lydinys, kurį pirmiausia sudaro lygintuvas (Fe), Chromas (Kr), ir įvairūs kiekiai Nikelis (Į), Anglies (C), ir kiti legiruoti elementai, tokie kaip molibdenas (MO), Manganas (Mn), ir azotas (N).
Jo apibūdinanti savybė yra buvimas Bent jau 10.5% Chromas, kuri paviršiuje sudaro pasyvią chromo oksido plėvelę, apsaugoti jį nuo rūdžių ir cheminės atakos.
Išplėtota XX amžiaus pradžioje, Nerūdijantis plienas tapo būtinas pramonės šakose, kurioms reikalingas didelis stiprumas, Higiena, ir atsparumas korozijai, oksidacija, ir šiluma.
Medžiagos universalumas, Ilgas tarnavimo gyvenimas, Ir perdirbamumas daro jį viena iš labiausiai plačiausiai naudojamų inžinerinių medžiagų šiandien.
Nerūdijančio plieno pažymiai ir klasifikacijos
Nerūdijantis plienas paprastai priskiriami kategorijai penkios pagrindinės šeimos, kiekvienas turi atskiras kompozicijas ir savybes:
Tipas | Struktūra | Pagrindiniai pažymiai | Pagrindinės savybės |
Austenitinis | FCC (Nemagnetinis) | 304, 316, 321, 310 | Puikus atsparumas korozijai, Geras suvirinamumas ir formavimas |
Feritas | BCC (Magnetinis) | 430, 409, 446 | Vidutinis atsparumas korozijai, ekonomiškai efektyvus, Ribotas suvirinamumas |
Martensitic | BCT (Magnetinis) | 410, 420, 440C | Aukštas kietumas, Vidutinis atsparumas korozijai, Tinka pjovimo įrankiams |
Duplex | Mišrus (Austenitas + Feritas) | 2205, 2507 | Didelė jėga, Puikus atsparumas stresui korozijai |
Kritulių kietėjimas (Ph) | Kintamasis | 17-4Ph, 15-5Ph | Didelė jėga, Geras tvirtumas, Šilumos gydoma |
Nerūdijančio plieno pranašumai
- Išskirtinis atsparumas korozijai ir oksidacijai.
- Puikios mechaninės savybės tiek žemoje, tiek aukštoje temperatūroje.
- Higieninis paviršius - medicininis, maistas, ir farmacijos programos.
- Aukštas estetinis patrauklumas su įvairiais paviršiaus apdailos darbais (poliruotas, šepetys, kt.).
- Ilgas tarnavimo gyvenimas ir 100% Perdirbimas.
Tipiškos nerūdijančio plieno pritaikymai
Nerūdijantis plienas yra būtinas įvairiose pramonės šakose, tokiose kaip:
- Maistas ir gėrimas: Proceso rezervuarai, Stalo įrankiai, Virtuvės įranga.
- Medicinos: Chirurginiai instrumentai, implantai, Ligoninės įranga.
- Cheminė ir nafta: Slėgio indai, Šilumokaičiai.
- Statyba: Turėklai, apvalkalas, struktūrinės atramos.
- Jūrų: Valčių jungiamosios detalės, jūrų konstrukcijos, Siurbliai.
- Energija: Branduolinių reaktorių komponentai, Vėjo turbinos dalys.
4. Mechaninės savybių palyginimas: Kalios geležies ir nerūdijančio plieno
Norint pasirinkti tinkamą inžinerinę medžiagą, reikia tvirtai suprasti mechaninį našumą aptarnavimo sąlygomis.
Abu Kariuomenė geležis ir Nerūdijantis plienas Siūlykite stiprias mechanines savybes, Bet jie tinka skirtingai streso aplinkai, nuovargio lygis, ir spektaklio lūkesčiai.
Palyginimo lentelė: Mechaninės savybės
Nuosavybė | Kariuomenė geležis 60-40-18 | Kariuomenė geležis 100-70-03 | Nerūdijantis plienas 304 | Nerūdijantis plienas 316 |
Tempimo stiprumas (MPA) | 414 (60 ksi) | 690 (100 ksi) | 505–720 | 520–750 |
Derliaus stiprumas (MPA) | 276 (40 ksi) | 483 (70 ksi) | 215–290 | 240–300 |
Pailgėjimas (%) | 18% | 3% | 40% | 30% |
Kietumas (Brinell, HBW) | 170–230 | 241–302 | 150–200 | 160–210 |
Poveikio atsparumas | Aukštas | Vidutinis | Labai aukštas | Labai aukštas |
Nuovargio stiprumas (MPA) | 160–230 | 240–300 | 240–350 | 250–400 |
Tankis (g/cm³) | ~ 7,0 | ~ 7,1 | 7.9 | 8.0 |
Šilumos laidumas (W/m · k) | ~ 50 | ~ 36 | ~ 16 | ~ 14 |
5. Korozijos atsparumas kalios geležies ir nerūdijančio plieno atsparumui
- Nerūdijantis plienas: Sudaro pasyvų chromo oksido sluoksnį, kuris atspindi oksidaciją ir koroziją. 316 Nerūdmas yra ypač atsparūs chloridams ir rūgščiai aplinkai.
- Kariuomenė geležis: Jautri oksidacijai ir galvaninei korozijai; Dažnai saugoma naudojant epoksidines dangas, cinko pamušalai, arba katodinė apsauga.
6. Šiluminis ir cheminis atsparumas
Medžiagos pasirinkimas atšiaurioms aplinkoms labai priklauso nuo šiluminio stabilumo ir cheminio patvarumo.
Kalios geležies ir nerūdijančio plieno šiais aspektais labai skiriasi dėl jų kompozicijų ir mikrostruktūrų.
Šiluminis atsparumas
Aspektas | Kariuomenė geležis | Nerūdijantis plienas (304 / 316) |
Aukštos temperatūros diapazonas | Iki 300–450 ° C standartinėms klasėms; Šildai atsparūs pažymiai (su MO, Į) iki 600 ° C. (Pvz., ASTM A476) | Puiku: 304 stabilus >600° C.; Oksidacijos atsparumas iki 870 ° C; 316 Iki 900 ° C pridedant MO |
Stiprumo susilaikymas padidėjęs t | ~ 70% tempimo stipris 300 ° C temperatūroje; ~ 50% 400 ° C temperatūroje 60-40-18 pažymys | >500 MPA tempimo stipris 600 ° C temperatūroje (304); 40% Stiprumo sulaikymas 800 ° C temperatūroje (316) |
Žemos temperatūros elgesys | Trapi žemiau 0 ° C standartinėse klasėse; Ni-lydiniai pažymiai (80-55-06) Išlaikyti tvirtumą (Charpy poveikis 27 J -40 ° C.) | Austenitiniai nerūdijantys plienai išlieka lankstūs esant kriogeniniams tempai (304 išlaiko >40% pailgėjimas -196 ° C.) |
Šiluminio išsiplėtimo koeficientas (Cte) | Žemas: 11–12 × 10⁻⁶ /° C (20–100 ° C.), Sumažinkite šiluminį įtempį | Aukštesnis: 304 ~ 17,3 × 10⁻⁶ /° C, 316 ~ 16,0 × 10⁻⁶ /° C; feritas 430 žemiau (10.4 × 10⁻⁶ /° C.) bet mažiau elastingas |
Cheminis atsparumas
Cheminė terpė | Kariuomenė geležis | Nerūdijantis plienas (304 / 316) |
Rūgšties atsparumas | Prastas nepadengtas (korozija iki 2 mm per metus 5% H₂so₄); Reikalingos dangos (epoksidinė, Linijos) | Puikiai praskiestos ir koncentruotos rūgštys (304 prieštarauja 65% Hno₃; 316 Geriau su MO chloridais) |
Šarminio pasipriešinimas | Gerai švelniai alkalis; formuoja apsauginį geležies hidroksido sluoksnį; Stabilus kambario temperatūroje | Paprastai atsparus; jautrus kaustiniam įkyriai karštame, koncentruotas alkalis (304/316); ferito klasės atsparesnės |
Druskos/chlorido atsparumas | Korozijos jūros vandenyje (0.2–0,5 mm per metus neapsaugotas); Reikia apsauginių dangų, kad būtų sumažinta korozija žemiau 0.01 mm per metus | 304 Atsparus švelniems chloridams, bet duobėms jūros vandenyje; 316 Labai atsparus duobėms chlorido aplinkoje (<0.005 mm per metus) |
7. Kalios geležies ir nerūdijančio plieno apdirbamumas ir išmetamumas
Gebėjimas formuoti, mašina, ir sujungti medžiagas yra labai svarbu gamyboje, tiesiogiai paveikdamas gamybos efektyvumą, dalinės sudėtingumas, ir bendros išlaidos.
Liejamumas: Formuojant sudėtingumą ir efektyvumą
Išdomumas reiškia medžiagos sugebėjimą vienodai užpildyti formas, sukietėti be defektų (Pvz., poringumas, susitraukimas), ir išlaikyti matmenų tikslumą aušinimo metu.
Ši savybė yra ypač gyvybiškai svarbi kuriant sudėtingą, beveik tinklo formos dalys, kur liejimas sumažina didelio apdorojimo poreikį.
Kariuomenė geležis: Liejimo darbinis arklys
Kaliojo geležies iš prigimties yra liejama medžiaga, optimizuotas liejimo procesams. Jo išmetamumas yra išskirtinis dėl:
- Žemas lydymosi taškas: Kario geležies tirpalas tirpsta 1 150–1 200 ° C temperatūroje, žymiai mažesnis nei nerūdijančio plieno (1,400–1,530 ° C.).
Tai sumažina energijos suvartojimą tirpstant ir supaprastina pelėsių dizainą, Kadangi žemesnė temperatūra sumažina pelėsių šiluminį įtempį (Pvz., Smėlio ar investicinės formos). - High fluidity: Išlydyta kaliojo geležies forma lengvai teka į sudėtingas pelėsių ertmes, Tai idealiai tinka sudėtingoms geometrijoms, tokioms kaip pavarų korpusai, vožtuvo kūnai, arba siurblio sparnuotės su plonomis sienomis arba vidiniais kanalais.
- Kontroliuojamas kietėjimas: Kalios geležies grafito mazgeliai (susidarė per magnio ar cerio apdorojimą) Sumažinkite susitraukimą aušinimo metu, palyginti su pilka geležimi, Sumažinti įtrūkimų ar poringumo riziką.
Tai leidžia nuosekliai gaminti didelę, Storų sienelių komponentai (Pvz., vamzdžių flanšai iki 2 Metrai skersmens) su minimaliais defektais.
Įprasta Kalios geležies liejimo būdai Įtraukite smėlio liejimą (80% gamybos), Investicijų liejimas, ir išcentrinis liejimas (vamzdžiams).
ASTM A536, Pagrindinis kaliojo geležies standartas, nurodo pažymius (Pvz., 60-40-18, 80-55-06) optimizuotas pagal programas.
Nerūdijantis plienas: Laidos iššūkiai ir specializuoti pažymiai
Nerūdijantis plienas yra ne toks iš prigimties, kaip ir elastinga geležis, Tačiau „Casting Technology“ patobulinimai išplėtė savo naudojimą sudėtingose dalyse. Jos iššūkiai kyla iš:
- Aukštas lydymosi taškas: Aukšta temperatūra, reikalinga ištirpinti nerūdijantį plieną (1,400–1,530 ° C.) Padidina energijos sąnaudas ir reikalauja šilumos atsparių formų (Pvz., keraminės ar ugniai atsparios formos formos), Įrankių kėlimo išlaidos.
- Oksidacijos rizika: Išlydytas nerūdijantis plienas yra linkęs į oksidaciją, kurie gali įvesti intarpus (Oksido dalelės) galutinėje dalyje, Sumažėjęs jo struktūrą.
Tam reikia inertinių dujų ekranų (Pvz., Argonas) Laidos metu, Pridedant proceso sudėtingumą. - Susitraukimas ir poringumas: Nerūdijančio plieno kietėjimo diapazonas yra platesnis už elastingą geležies, Didėjanti susitraukimas ir poringumo rizika.
Tam reikia tikslaus pelėsio dizaino (Pvz., Rizikai, kad aušinant būtų galima pamaitinti išlydytą metalą) ir griežtesnės proceso valdikliai.
Nepaisant šių iššūkių, Išmeskite nerūdijančio plieno pažymius (Pvz., ASTM A351 CF8, CF3, CF8M) yra sukurti pagerintam išmetamumui. Pavyzdžiui:
- CF8 (lygiavertė 304) ir CF3 (304L) yra Austenitinės klasės pažymiai, turintys mažai anglies dioksido į dioksido, sumažinti karbido kritulius ir pagerinti sklandumą.
- CF8M (316 lygiavertis) apima molibdenumą, kad padidėtų atsparumas korozijai, su optimizavimu cheminio apdorojimo komponentams optimizuotas (Pvz., vožtuvo kūnai).
Nerūdijančio plieno liejimo būdai yra Investicijų liejimas (dėl aukšto tikslumo dalių, tokių kaip medicinos instrumentai) ir Smėlio liejimas (didesniems komponentams, tokiems kaip siurblio korpusai).
Tačiau, Nerūdijančio plieno lietinimui paprastai reikia daugiau apdirbimo, nei kalimo, nei kaliojo geležies, kad būtų užtikrintas tvirtas tolerancijos.
Aparatas: Pjaustymo ir įrankių susidėvėjimo paprastumas
Aparatas nurodo, kaip lengvai galima supjaustyti medžiagą, išgręžtas, arba formos su staklėmis, matuojamas tokiais veiksniais kaip įrankio gyvenimas, Pjovimo greitis, ir paviršiaus apdaila. Tai tiesiogiai paveikia gamybos laiką ir įrankių išlaidas.
Kariuomenė geležis: Aukščiausias apdirbamumas
Kaliojo geležies garsus puikus apdirbamumas, pralenkia daugumą nerūdijančių plienų. Pagrindinės priežastys yra:
- Grafito tepimas: Grafito mazgeliai, esantys kaliojo geležies, kaip vidiniai tepalai pjaustymo metu, mažinant trintį tarp įrankio ir ruošinio.
Tai mažina įrankių susidėvėjimą ir leidžia didesnį pjovimo greitį (iki 200 m/min vidutinių anglies klasių klasėms). - Žemo darbo sukietėjimas: Skirtingai nuo nerūdijančio plieno, Kaliojo geležis nėra sukietėjęs esant mechaniniam stresui apdirbant, Užkirsti kelią „galų“ (Medžiagos perkėlimas į įrankį) ir išlaikyti nuoseklias pjovimo jėgas.
- Palankus lusto formavimas: Kalios geležies sukelia trumpai, trapūs traškučiai, kurie lengvai nutrūksta, Sumažinkite lustų pašalinimo sistemų poreikį ir sumažinant ruošinio paviršiaus pažeidimą.
Aparatų indeksai (palyginti su 1018 Anglies plienas = 100) Kalios geležies diapazonui nuo 70 iki 90, priklausomai nuo pažymio. Pavyzdžiui:
- ASTM A536 klasė 60-40-18 (tempimo stiprumas 414 MPA) turi ~ 85 mašinų indeksą.
- Didesnio stiprumo pažymiai (Pvz., 120-90-02) turi šiek tiek mažesnius indeksus (~ 70) Dėl padidėjusio kietumo, tačiau vis tiek lenkia daugumą nerūdijančių.
Nerūdijantis plienas: Aparatų iššūkiai
Nerūdijančio plieno apdirbamumas skiriasi priklausomai nuo laipsnio, tačiau paprastai yra prastesnis už elastingą geležies, vairuojamas:
- Aukšto darbo sukietėjimas: Austenitinis nerūdijantis plienas (Pvz., 304, 316) greitai sukietėja, kai supjaustyta, formuodamas kietą, Atsargų dėvėjimą.
Tai padidina pjovimo jėgas ir įrankių susidėvėjimą, ribojant pjovimo greitį (paprastai 50–100 m/min 304). - Mažas šilumos laidumas: Nerūdijančio plieno šiluma, Šilumos gaudymas prie įrankio galiuko ir sukelia priešlaikinio įrankio gedimą (Pvz., karbido įrankiai perkaista ir skaidosi).
- Tvirti traškučiai: Austenitiniai pažymiai sukuria ilgas, Standarūs lustai, apvynioti įrankius, Reikalaujama specializuotų lustų pertraukiklių ir aušinimo skysčio sistemų, kad būtų išvengta trukdymo.
Aparatų indeksai atspindi šiuos iššūkius:
- AISI 304 turi ~ 40 mašinų indeksą (vs. 1018 plienas), kol 316 (su molibdenum) yra dar žemesnis (~ 30).
- Feritiniai nerūdijantys plienai (Pvz., 430) Atlikite geriau (~ 60) Dėl mažesnio nikelio turinio, bet vis tiek atsilieka nuo kalios geležies.
Nerūdijančio plieno įrankių išlaidos yra 2–3x didesnės nei kaliojo geležies, kaip karbido ar keramikos įrankiai (o ne greitas plienas) reikalingi atlaikyti šilumą ir dilimą.
Suvirinamumas: Saugiai prisijungę prie medžiagų
Suvialumas lemia, kaip lengvai medžiagą galima suvirinti per suvirinimą, poringumas, arba mechaninių savybių praradimas.
Kariuomenė geležis: Suvirinimo iššūkiai
Kalios geležies yra labai sunku suvirinti dėl didelio anglies kiekio (2.5–4,0%) ir grafito struktūra:
- Anglies migracija: Suvirinimo metu, Anglies gali išsisklaidyti į šilumos paveiktą zoną (Haz), formuojantis trapią martensitą, o tai sukelia įtrūkimą.
- Grafito oksidacija: Aukšta temperatūra gali oksiduoti grafitą iki CO/CO₂, Sukurti poringumą suvirinant.
Norint sėkmingai suvirinti elastingos geležies, reikia pašildyti (200–400 ° C.) lėtai vėsinti, terminis gydymas po suvirinimo (500–600 ° C.) švelninti martensitą, ir specializuoti užpildo metalai (Pvz., Nikelio pagrindu pagaminti lydiniai, tokie kaip „Enife-C1“).
Net atliekant šiuos veiksmus, Suvirinimas dažnai turi mažesnį nuovargio stiprumą nei bazinė medžiaga, Apribojant jų naudojimą didelio streso programose (Pvz., struktūriniai komponentai).
Nerūdijantis plienas: Puikus suvirinamumas
Nerūdijantis plienas, ypač austenitiniai pažymiai, yra labai suvirinamas:
- Austenitiniai pažymiai (304, 316): Jų mažai anglies (≤0,08% už 304; ≤0,03% 304L) ir nikelio stabilizavimas neleidžia martensito susidarymui HAZ.
Tig (Volframo inertinės dujos) arba MIG (metalo inertinės dujos) Suvirinimas sukuria stipriai, Kalios suvirinimai su minimaliais krekingais. - Kontroliuojama atmosfera: Inertinių dujų ekranai (Argonas) apsaugo nuo chromo oksidacijos, pasyvaus sluoksnio išsaugojimas (kritinis atsparumui korozijai).
Suvirintas nerūdijantis plienas išlaiko ~ 80–90% bazinės medžiagos tempimo stiprumo, todėl tai tinka konstrukcinėms reikmėms (Pvz., Maisto perdirbimo įranga, Jūrų korpusai).
Martensititiniai nerūdijantys plienai (Pvz., 410) yra mažiau suvirinami dėl sukietėjimo, bet pašildymas ir grūdinimas sušvelnina riziką.
Apdorojimo išlaidos: Liejimas, Apdirbimas, ir suvirinimas
Apdorojimo išlaidos palanki daugelyje scenarijų:
- Laidos išlaidos: Kalios geležies liejimas yra 30–50% pigesnis nei nerūdijančio plieno liejimas, Dėl mažesnio energijos suvartojimo, Paprastesnės formos, ir mažiau su defektais susijusių pertvarkymų.
Pavyzdžiui, 10 kg vožtuvo korpusas kainuoja ~ 20–30 USD už kaliojo geležies ir. $40- 60 USD už nerūdijančio plieno liejimą (CF8). - Apdirbimo išlaidos: Kaliojo geležies apdirbimas yra 20–40% pigesnis nei nerūdijantis plienas, kaip ilgesnis įrankio gyvenimas (karbido įrankiai trunka 2–3x ilgiau) ir greitesnis pjovimo greitis sumažina darbo ir įrankių išlaidas.
- Suvirinimo išlaidos: Kalios geležies suvirinimas yra 2–3x brangesnis nei nerūdijančio plieno suvirinimas, dėl gydymo prieš/po kaitros ir specializuoto darbo.
Tačiau, Tai kompensuoja mažesnis „Elitle Iron“ liejimo ir apdirbimo išlaidos daugelyje programų.
8. Kalios geležies ir nerūdijančio plieno kaina ir prieinamumas
Žaliavos ir gamybos išlaidos
- Kariuomenė geležis Mažesnių žaliavų išlaidų nauda dėl gausaus geležies rūdos ir paprastesnių lydinių elementų (daugiausia anglies ir magnio).
Jo apatinė lydymosi temperatūra (1,150–1,200 ° C.) sumažina energijos suvartojimą tirpstant ir liejant, sukelia ekonomišką gamybą. - Nerūdijantis plienas, daugiausia sudaryta iš geležies, Chromas, Nikelis, ir Molybdenum, turi didesnes žaliavų išlaidas, kurias lemia brangūs legiruoti elementai.
Jo aukštesnis lydymosi taškas (1,400–1,530 ° C.) padidina energijos poreikius, ir sudėtingesnis apdorojimas (Pvz., Kontroliuojamos atmosferos, ugniai atsparios formos) Toliau padidinkite gamybos išlaidas.
Gyvenimo ciklo ir priežiūros išlaidos
- Kariuomenė geležis Dažnai pradinės išlaidos turi mažesnes, tačiau dėl reikalingų dangų ar pamušalų gali patirti didesnes priežiūros išlaidas ėsdinančiose aplinkose, kad būtų išvengta rūdžių ir skilimo.
- Nerūdijantis plienas Komandos yra didesnė išankstinė kaina, tačiau siūlo puikų atsparumą korozijai ir ilgesnį aptarnavimo tarnavimo laiką, mažinant priežiūros dažnį ir susijusias išlaidas, kuri gali pateisinti pradines investicijas į daugelį programų.
Prieinamumo ir tiekimo grandinės veiksniai
- Kariuomenė geležis mėgaujasi plačiai prieinamumu visame pasaulyje, su subrendusiomis liejyklų pramonėmis, galinčiomis gaminti platų klasių ir komponentų dydį.
Išvedimo laikas paprastai būna trumpas, Ir tiekimo grandinė yra gerai įsitvirtinusi. - Nerūdijantis plienas taip pat plačiai prieinamas, Tačiau tiekimo grandinę gali turėti įtakos pasaulinių nikelio ir chromo rinkų svyravimams, kurie daro įtaką kainų nustatymui ir pristatymo laikams.
Specializuoti pažymiai gali prireikti ilgesnio viešųjų pirkimų laiko dėl mažesnės gamybos apimties.
9. Standartai ir specifikacijos
Kario geležies standartai
- ASTM A536: Pirminis standartas, nurodantis mechanines savybes, Cheminė sudėtis, ir kaliųjų geležies liejinių bandymo metodai.
Įprastos klasės yra 60-40-18, 80-55-06, ir 100-70-03, apibrėžiant tempimo stiprumą, derliaus stiprumas, ir pailgėjimo reikalavimai. - ISO 1083: Tarptautinis sferoidinio grafito lygintuvų standartas (Kariuomenė geležis), išsamiai apibūdinančios pažymius ir mechanines savybes.
- Į 1563: Europos standartas, dengiantis kaliojo geležies liejinius su nurodytais kokybės ir bandymo protokolais.
Nerūdijančio plieno standartai
- ASTM A240: Dengia chromo ir chromo-nikelio nerūdijančio plieno plokštelę, lapas, ir slėgio indų ir bendrųjų programų juostos; apima pažymius 304, 316, ir kiti.
- ASTM A276: Nurodo nerūdijančio plieno strypus ir formas, naudojamas gamyboje.
- ASTM A351: Nerūdijančio plieno pažymių standartas, įskaitant CF8 (304 lygiavertis) ir CF8M (316 lygiavertis), naudojamas vožtuvuose, Siurbliai, ir jungiamosios detalės.
- ISO 15510: Nurodoma tarptautiniu mastu nerūdijančio plieno cheminė sudėtis.
- Į 10088: Europos nerūdijančio plieno cheminės sudėties ir mechaninių savybių standartas.
10. Santraukos palyginimo lentelė
Nuosavybė / Savybė | Kariuomenė geležis | Nerūdijantis plienas |
Mechaninis stiprumas | Tempimo stiprumas: 400–700 MPa | Tempimo stiprumas: 520–750 MPa |
Ausmingumas | Vidutinis (Pailgėjimas 10–18%) | Aukštas (Pailgėjimas 40–60%) |
Atsparumas korozijai | Vidutinis; reikalauja atšiaurios žiniasklaidos dangų | Puiku; būdingas atsparumas korozijai |
Šiluminis atsparumas | Aptarnavimo temperatūra iki 450 ° C (Standartiniai pažymiai) | Aukštas; iki 900 ° C 316 pažymys |
Aparatas | Puiku; Grafitas veikia kaip tepalas | Vidutinio sunkumo ir vargšo; Dirbkite sukietėjimo problemas |
Liejamumas | Puiku; Žemas lydymosi taškas, geras sklandumas | Gerai; Aukštesnis lydymosi taškas, oksidacijos rizika |
Suvirinamumas | Sunku; Reikia apdoroti prieš/po po jo | Puiku; Lengvas suvirinimas su inertinėmis dujomis |
Kaina (Medžiaga & Apdorojimas) | Mažesnės pradinės ir apdirbimo išlaidos | Didesnės pradinės ir apdirbimo išlaidos |
Paraiškos | Vamzdžiai, Automobilių dalys, siurblių korpusai | Maisto apdorojimas, Cheminė, jūrų, medicinos |
Standartai | ASTM A536, ISO 1083, Į 1563 | ASTM A240, A351, ISO 15510, Į 10088 |
Perdirbimas & Tvarumas | Didelis perdirbimas; Vidutinės energijos tirpimui | Didelis perdirbimas; Didesnis energijos intensyvumas |
11. Išvada
Abu kalios geležies ir nerūdijančio plieno yra pagrindinės modernios inžinerijos medžiagos. Kariuomenė geležis yra ekonomiškai efektyvus, Stiprus, ir idealiai tinka didelio masto liejiniams ir infrastruktūrai.
Nerūdijantis plienas siūlo didesnį atsparumą korozijai, estetinė apdaila, ir higiena, todėl tai yra tinkama kritinei aplinkai, kur patvarumas ir švara yra svarbiausia.
Medžiagos pasirinkimas turėtų būti pagrįstas eksploatavimo sąlygomis, išlaidų tikslai, Reguliavimo reikalavimai, ir gyvenimo ciklo lūkesčiai.
Kiekviena medžiaga išsiskiria skirtingose srityse, Ir inžinieriai turi subalansuoti našumą praktiškumu.
DUK
Gali kalios geležies pakeisti nerūdijančio plieno jūros vandenyje?
Nr. Nepadengta kaliojo geležies korozija, esanti 0,3–0,5 mm per metus jūros vandenyje, ilgalaikis <5 metų. 316 Nerūdijantis plienas trunka 30+ metai nepadengta.
Yra nerūdijančio plieno stipresnis už elastingą geležies?
Nerūdijantis plienas turi didesnį tempimo stiprumą (515 MPA vs. 414 MPA), Tačiau elastingas geležis suteikia didesnį išeigos stiprumą (276 MPA vs. 205 MPA), Padaryti tai geriau statiniams kroviniams.
Kuris yra ekonomiškesnis vandens vamzdžiams?
Kariuomenė geležis (Neapdorotas kainavo 1,5–2,5 USD/kg) yra 50% pigiau nei 304 Nerūdijantis plienas gėlo vandens vamzdžiams, vis dėlto 316 yra geresnis pakrančių teritorijose, kuriose eksponuojami druskos vandenys.
Ar galima suvirinti kaliojo geležies?
Taip, bet reikalauja įkaitimo (200–300 ° C.) ir specializuoti elektrodai, kad išvengtumėte įtrūkimų. Suvirintos sąnariai turi 50–70% netauriojo metalo stiprumo.