Jadual Kandungan
Tunjukkan
1. Pengenalan
Aluminium dan besi tuang adalah dua bahan pemutus yang paling banyak digunakan dalam industri.
Kedua-duanya menawarkan laluan untuk menghasilkan komponen bentuk bersih yang kompleks, Tetapi mereka berbeza secara asasnya, kekakuan, mod kekuatan, tingkah laku terma, Kaedah pemutus, Rintangan kakisan dan kos kitaran hayat.
Memilih di antara mereka adalah perdagangan antara berat badan, kekakuan, Pakai rintangan, kebolehkerjaan, persekitaran kos dan operasi.
Artikel ini membandingkan kedua -dua paksi teknikal dan menyediakan data dan panduan pemilihan yang boleh diambil tindakan.
2. Apa itu Aluminium Cast?
Cast aluminium merujuk kepada komponen yang dihasilkan dengan mencurahkan aluminium cair (atau aloi aluminium) menjadi acuan dan membiarkannya menguatkan ke dalam geometri akhir atau dekat.
Kerana aluminium mempunyai titik lebur yang agak rendah, ketidakstabilan yang baik dalam bentuk aloi, dan ketumpatan rendah, Aluminium Cast adalah pilihan pilihan di mana geometri kompleks, Berat ringan, kekonduksian terma atau rintangan kakisan adalah penting.
Laluan pemutus untuk aluminium termasuk pemutus mati tekanan tinggi, Tekanan rendah dan graviti pemutus acuan kekal, Pemutus pasir, dan pelaburan (Hilang-Alat) Casting; Setiap laluan memberikan had yang berbeza pada ketebalan dinding, kemasan permukaan, ketepatan dimensi dan sifat mekanikal.
Ciri -ciri
- Ringan: ketumpatan ≈ 2.6-2.8 g/cm³ (biasanya 2.70 g/cm³).
- Modulus elastik yang rendah: Modulus Young ≈ 69-72 GPA (≈ 69 GPA tipikal).
- Kekonduksian terma yang baik: aloi berbeza tetapi sering 100-200 w · m⁻¹ · k⁻¹; Aluminium tulen ialah ~ 237 w · m⁻¹ · k⁻¹.
- Rintangan kakisan yang baik: membentuk filem oksida yang stabil; tingkah laku bertambah baik dengan anodisasi atau lapisan.
- Tingkah laku patah mulur: banyak aloi yang dilemparkan aloi yang cukup munasabah (Bergantung pada rawatan aloi dan haba).
- Mudah dimesin: daya pemotongan yang agak rendah dan kebolehkerjaan yang baik untuk banyak aloi.
- Boleh dikitar semula: Aluminium sangat boleh dikitar semula dengan tenaga yang agak rendah untuk mengulangi berbanding pengeluaran utama.
Aloi aluminium biasa (Keluarga Cast Tipikal)
| Keluarga aloi (Nama biasa) | Gred perwakilan / nama perdagangan | Elemen aloi utama (wt%) | Haba-dirawat? | Aplikasi biasa |
| AL - Ya (tujuan umum) | A356 / Alsi7 | Dan ≈ 6-8; Mg ≈ 0.2-0.5 | Selalunya (T6 Tersedia) | Perumahan struktur, badan pam, Casting Automotif Umum |
| Al -si -mg (struktur, Haba-dirawat) | A356-T6, A357 | Dan ≈ 6-7; Mg ≈ 0.3-0.6 | Ya (T5/T6) | Komponen penggantungan, Roda, perumahan penghantaran |
| Mati-casting al-si-cu / AL - Ya | A380, ADC12, A383 | Dan ≈ 8-13; Cu ≈ 1-4; Fe dikawal | Terhad (Sebilangan besar as-cast atau separuh umur) | Perumahan dinding nipis, penyambung, Lampiran Pengguna |
Al -andi (enjin & aloi tinggi-t) |
Aloi 319 | Dan ~ 6-8; Cu ~ 3-4; Mg kecil | Ya (penyelesaian + penuaan) | Kepala silinder, Piston (dengan pelapik), Perkakasan enjin |
| Tinggi-si / aloi hypereutectic | AL - Ya (10-20% ya) | Dan 10-20; Minor Mg/Cu | Agak (terhad) | Piston, Pakai permukaan, komponen pengembangan rendah |
| Al -Si -Sn / Bearing aloi | Varian Bearing Al -Si -Sn | Sila sederhana; Sn (± pb) sebagai pelincir pepejal | Biasanya tidak (lembut as-cast) | Galas biasa, bushings, permukaan gelongsor |
| Kekuasaan tinggi khas yang dilemparkan al | Varian Al -Zn -Mg (Penggunaan Cast Terhad) | Zn, Mg, Penambahan Cu kecil | Ya (Umur-umur boleh) | Bahagian struktur kekuatan tinggi (niche/aerospace) |
3. Apa itu besi tuang?
Besi tuang adalah keluarga aloi besi karbon yang dihasilkan dengan menuangkan logam cair ke dalam acuan dan membolehkannya menguatkan.
Apa yang membezakan besi dari keluli adalah relatifnya kandungan karbon yang tinggi (biasanya >2.0 wt% c) dan kehadiran karbon grafit dalam mikrostruktur as-cast.
Karbon biasanya berlaku sebagai grafit (dalam beberapa morfologi) atau sebagai karbida besi (simen) Bergantung pada kimia aloi dan keadaan pemejalan.
Grafit itu - dan matriks yang mengelilinginya - mengawal tingkah laku mekanikal, kebolehkerjaan dan ruang aplikasi pelbagai jenis besi.
Besi yang dilemparkan adalah kerja yang berat, aplikasi yang tahan lasak dan getaran kerana mereka adalah ekonomi untuk membuang bentuk besar atau kompleks, menawarkan redaman yang sangat baik, dan boleh disesuaikan melalui kimia dan rawatan haba pasca (Mis., Pembasmian Timur) ke pelbagai sifat.
Ciri -ciri utama
- Morfologi grafit mengawal sifat. Bentuknya, saiz dan pengedaran grafit (Flake, spheroidal, dipadatkan) menguasai kemuluran tegangan, ketangguhan, kekakuan dan kebolehkerjaan:
-
- Flaky (kelabu) grafit menghasilkan kebolehkerjaan yang baik dan redaman tetapi kekuatan tegangan yang lebih rendah dan sensitiviti notch.
- Spheroidal (Nodular/mulur) grafit menghasilkan kekuatan tegangan dan kemuluran yang lebih tinggi.
- Grafit yang dipadatkan (CGI) adalah pertengahan - kekuatan yang lebih baik dan rintangan keletihan terma daripada besi kelabu sambil mengekalkan redaman yang baik.
- Redaman getaran yang sangat baik. Nodul grafit/serpihan mengganggu penyebaran gelombang elastik, Jadi besi pelakon lebih disukai untuk bingkai alat mesin, Blok enjin dan perumahan di mana redaman menindas bunyi dan getaran.
- Kekuatan mampatan yang baik dan rintangan haus. Terutama dalam besi mutiara dan putih; Sesuai untuk galas tugas berat, penggelek dan memakai bahagian.
- Agak rapuh dalam ketegangan (beberapa gred). Besi kelabu tidak sensitif dan menunjukkan pemanjangan yang rendah; besi mulur meningkatkan ketangguhan dengan ketara tetapi masih berkelakuan berbeza dari keluli.
- Ekonomik untuk casting besar/kompleks. Casting Pasir dan Pencetakan Shell Terus baik; pengecutan, Pemakanan dan pemejalan arah diuruskan dengan teknik penemuan standard.
- Sampul Reka Bentuk Luas melalui Rawatan Post-Solidification. Melalui rawatan haba (menormalkan, Anneal, Pembasmian Timur) dan mengutuk (Dalam, Cr, Mo),
besi cast boleh disesuaikan dari gred memakai yang sangat keras hingga gred struktur yang sukar (Mis., ADI -Besi mulur). - Kestabilan terma yang baik dalam banyak gred. Sesetengah besi pelakon mengekalkan kestabilan dan kekuatan dimensi pada suhu tinggi lebih baik daripada aloi aluminium.
Jenis-jenis besi biasa
Berikut adalah ringkasan praktikal keluarga besi utama, trend kimia biasa, struktur mikro dan wakil / aplikasi.
| Jenis | Komposisi biasa (lebih kurang. wt%) | Ciri mikrostruktur utama | Perilaku mekanikal perwakilan | Aplikasi biasa |
| Besi tuang kelabu (Gjl / Dikelaskan Per ASTM A48) | C ~ 3.0-3.8; Dan ~ 1.5-3.0; Mn ≤0.5; S & P dikawal | Serpihan grafit dalam matriks ferit/pearlite | Kekuatan tegangan secara meluas ~ 150-350 MPa (berbeza mengikut kelas); pemanjangan rendah (<1-3%); redaman yang sangat baik; kekerasan sederhana | Blok enjin, gendang brek, Perumahan pam, pangkalan mesin |
| Dukes (nodular) besi (GJS / ASTM A536) | C ~ 3.2-3.8; Dan ~ 1.8-2.8; Mg ~ 0.03-0.06 (nodularizing), Jejak CE/Re | Nodul grafit spheroid dalam ferit/pearlite | Kekuatan tegangan tinggi dan kemuluran; gred biasa seperti 60-40-18 (60 Tindakan UTS ≈ 414 MPA, 40 ksi ys ≈ 276 MPA, 18% pemanjangan) | Perumahan gear, Crankshafts, Casting Struktur Kritikal Keselamatan |
| Besi grafit yang dipadatkan (CGI) (GJV) | C ~ 3.2-3.6; Dan ~ 1.8-2.6; jejak mg/re | Padat (vermicular) grafit - Pertengahan antara serpihan dan spheroid | Kekuatan tegangan yang lebih baik dan rintangan keletihan haba daripada besi kelabu, dengan redaman yang baik; UT dalam julat pertengahan | Blok enjin diesel, komponen ekzos, Blok silinder tugas berat |
| Besi putih | C ~ 2.6-3.6; Si rendah (<1.0); kadar penyejukan yang tinggi | Simen / Ledeburite (karbida) - Pada dasarnya tiada grafit | Kekerasan yang sangat tinggi (Selalunya HB beberapa ratus), rintangan haus kasar yang sangat baik; ketangguhan yang rendah | Penghancur, Pakai plat, liner tembakan, persekitaran lelasan yang teruk |
Besi yang mudah dibentuk |
Komposisi besi putih pada mulanya; dirawat haba | Dibuang sebagai besi putih ketika itu Annealed menjadi karbon marah menjadi agregat yang tidak teratur (Karbon suhu) | Menggabungkan kemuluran/ketangguhan yang lebih baik vs. besi kelabu; kekuatan sederhana | Casting kecil yang memerlukan kemuluran (kelengkapan, kurungan) |
| AUSTEMPERED IRON ARUSTEMPERED (Adi) | Pangkalan besi mulur + rawatan haba yang terkawal | Grafit spheroidal dalam matriks ausferritik (Ferrite Bainitic + Austenite stabil) | Nisbah kekuatan-ke-kemunculan yang luar biasa: UTS dari ~ 600 hingga >1000 MPA dengan pemanjangan yang berguna (3-10% bergantung pada gred); Rintangan keletihan yang sangat baik | Drivetrain berprestasi tinggi, komponen penggantungan, jentera berat |
| Beri besi yang dipadamkan (Mis., Ni-resist, besi tinggi) | Asas dengan ni yang signifikan, Cr, Penambahan mo | Matriks disesuaikan untuk menahan haba/kakisan; grafit mungkin hadir atau ditindas | Rintangan kakisan/pengoksidaan khusus, atau kekuatan suhu tinggi | Komponen pam untuk cecair yang menghakis, badan injap, Bahagian memakai Temp Tinggi |
4. Perbandingan sifat mekanikal
Nombor dibentangkan sebagai praktikal, Tahap Foundry julat biasa (Tidak dijamin minima/maxima) Kerana nilai sebenar sangat bergantung pada kimia yang tepat, laluan pemutus, saiz seksyen, dan rawatan haba.
Rentang Harta Mekanikal Tipikal - Perwakilan Cast Aluminium vs Cast Iron Gred
| Bahan / Gred (Penamaan biasa) | Ketumpatan (g · cm⁻³) | Modulus Young (GPA) | Kekuatan tegangan, UTS (MPA) | Kekuatan hasil (MPA) | Pemanjangan (A, %) | Kekerasan (Brinell, Hb) | Aplikasi biasa |
| A356-T6 (Al -si -mg, Aluminium pelakon yang dirawat haba) | 2.68-2.72 | 68-72 | 200 - 320 | 150 - 260 | 5 - 12 | 60 - 110 | Perumahan struktur, Hab roda, perumahan penghantaran |
| A380 / ADC12 (Keluarga Al-Si yang mati-matian biasa, as-cast) | 2.70-2.78 | 68-72 | 160 - 280 | 100 - 220 | 1 - 6 | 70 - 130 | Perumahan dinding nipis, bahagian pengguna, penyambung (die casting) |
| Hypereutectic al -Si (omboh / aloi pengembangan rendah) | 2.70-2.78 | 68-72 | 150 - 260 | 100 - 220 | 1 - 6 | 80 - 140 | Piston, komponen gelongsor, bahagian pengembangan rendah |
| Besi tuang kelabu (Kelas ASTM A48 biasa 30) | 6.9-7.3 | 100-140 | ≈207 (≈30 ksi) | - (Tiada hasil yang berbeza) | <1 - 3 | 140 - 260 | Blok enjin, bingkai mesin, gendang brek |
| Besi tuang kelabu (Kelas ASTM A48 40) | 6.9-7.3 | 100-140 | ≈276 (≈40 ksi) | - | <1 - 3 | 160 - 260 | Perumahan tugas yang lebih berat, badan pam |
| Dukes (nodular) Besi - 60-40-18 (ASTM A536) | 7.0-7.3 | 160-180 | ≈414 (60 ksi) | ≈276 (40 ksi) | ~ 18 | 160 - 260 | Perumahan gear, Komponen engkol, Casting Structural |
| Besi grafit yang dipadatkan (CGI) (julat tipikal) | 7.0-7.3 | 140-170 | 350 - 500 | 200 - 380 | 2 - 8 | 180 - 300 | Blok enjin diesel, komponen ekzos (rintangan keletihan terma tinggi) |
| Putih / High-CR memakai besi (memakai gred) | 7.0-7.3 | 160-200 | tegangan rendah / rapuh | - | <1 - 2 | >300 - 700 | Penghancur, Pakai kapal, Komponen tembakan |
5. Pertimbangan proses terma dan pemutus
Tingkah laku lebur dan pemejalan
- Titik lebur / cecair: aloi aluminium cair di ~ 550-650 ° C. julat (Aluminium tulen 660.3 ° C.).
Besi tuang menguatkan pada suhu yang lebih tinggi (~ 1150-1250 ° C Bergantung pada komposisi) dan membentuk grafit atau simen berdasarkan komposisi dan kadar penyejukan. - Kekonduksian terma: aloi aluminium biasanya melakukan haba jauh lebih baik daripada besi tuang (selalunya 2-4 × lebih tinggi), yang mempengaruhi penyejukan acuan, kelajuan pemejalan dan tingkah laku sejuk.
- Pengecutan pemadaman: Pengecutan linear biasa untuk aloi aluminium ~1.3-1.6%; Pengecutan besi tuang kelabu lebih kecil (~0.5-1.0%), walaupun mikro- dan makro-shrinkage bergantung kepada ketebalan seksyen dan makan.
Kaedah pemutus & Penggunaan biasa
- Cast aluminium: biasanya dihasilkan oleh die casting (tekanan tinggi), acuan kekal, tekanan rendah, dan Pemutus pasir.
Pemutus mati menghasilkan kemasan permukaan yang sangat baik dan keupayaan dinding nipis; Pemutus pasir mengendalikan besar, berat, atau bahagian yang kompleks dengan kos perkakas yang lebih rendah. - Besi tuang: biasanya Pemutus pasir (Green-Sand, shell) dan Lost-Foam/shell Untuk bentuk kompleks.
Casting besi mulur biasanya pasir. Besi tuang mentolerir bahagian besar dan casting berat dengan baik.
Toleransi dimensi & kemasan permukaan
- Aluminium mati: Keupayaan dimensi terbaik laluan cast - toleransi tipikal dalam julat ± 0.1-0.5 mm untuk banyak dimensi (Bergantung pada saiz), Permukaan RA Selalunya 0.8-3.2 μm as-cast.
- Aluminium acuan kekal: Toleransi ± 0.25-1.0 mm, kemasan permukaan lebih baik daripada pemutus pasir.
- Besi pasir: toleransi kasar, Biasanya ± 0.5-3.0 mm bergantung pada saiz dan selesai; Permukaan selesai lebih kasar, RA sering 6-25 μm as-cast kecuali machined.
- Keupayaan ketebalan dinding: aluminium mati boleh menghasilkan dinding nipis (<2 mm) dari segi ekonomi;
besi tuang biasanya memerlukan bahagian yang lebih tebal untuk mengelakkan kecacatan dan memberi makan pengecutan, Walaupun pengacuan moden dapat mencapai bahagian nipis sederhana untuk bahagian kecil.
Kebolehkerjaan dan operasi sekunder
- Aluminium mesin dengan mudah pada kelajuan yang lebih tinggi dan daya yang lebih rendah; Kehidupan perkakas baik; Elaun pemesinan sederhana untuk bahagian mati.
- Besi tuang Mesin Berbeza - Besi kelabu agak mudah untuk mesin kerana grafit bertindak sebagai pemutus cip dan pelincir;
besi mulur lebih sukar dan memerlukan alat yang berbeza; Pemotongan besi tuang sering menyebabkan kerepek rapuh dan memerlukan gred alat yang sesuai.
6. Rintangan kakisan dan persekitaran operasi
- Cast aluminium: Secara semula jadi kakisan kerana filem oksida yang stabil; melakukan yang baik dalam atmosfera, Persekitaran yang sedikit menghakis dan marin jika aloi/salutan yang sesuai dipilih.
Sistem anodisasi dan cat terus meningkatkan ketahanan dan penampilan permukaan. - Besi tuang: bahan ferus terdedah kepada karat (pengoksidaan) dalam persekitaran basah; Memerlukan salutan pelindung (cat, penyaduran), Perlindungan Katodik atau Pengecualian untuk Rintangan Kakas.
Dalam beberapa aplikasi (Blok enjin), besi tuang dapat diterima kerana perlindungan minyak dan persekitaran terkawal. - Prestasi suhu tinggi: besi tuang (terutamanya kelabu dan mulur) mengekalkan kekuatan pada suhu tinggi lebih baik daripada aluminium.
Kekuatan aluminium jatuh dengan pesat apabila suhu meningkat di atas ~ 150-200 ° C, Mengehadkan penggunaannya dalam komponen enjin panas atau ekzos yang terdedah kecuali aloi atau penyejukan khas digunakan.
7. Kelebihan Aluminium Cast vs Cast Iron
Kelebihan Aluminium Cast
- Penjimatan Berat: ~ 62.5% lebih ringan untuk jumlah yang setara daripada besi tuang - kritikal dalam pengangkutan untuk ekonomi bahan api.
- Kekonduksian terma yang tinggi: pelesapan haba yang lebih baik (membantu penukar haba, Ketua silinder dalam automotif selepas reka bentuk yang sesuai).
- Rintangan kakisan yang baik as-cast; Secara pilihan boleh diubah untuk perlindungan dan estetika yang dipertingkatkan.
- Keupayaan ciri-ciri nipis dan kompleks nipis (Terutama mati pemutus) - Membolehkan bahagian yang disatukan dan penjimatan kos hulu.
- Kitar semula yang menggalakkan dan kos penghantaran yang berkaitan dengan massa yang lebih rendah.
Kelebihan besi
- Kekakuan dan redaman yang lebih tinggi: baik untuk struktur yang memerlukan kawalan ketegaran dan getaran (pangkalan alat mesin, Perumahan pam).
- Rintangan haus unggul dan sifat tribologi: besi mutiara dan putih cemerlang dalam persekitaran yang kasar/haus.
- Kekuatan mampatan yang lebih tinggi dan kestabilan terma pada suhu tinggi -Digunakan untuk blok enjin tugas berat, pelapik silinder, dan rotor brek.
- Biasanya menurunkan kos bahan mentah per kg dan tingkah laku pemutus yang teguh untuk bahagian yang sangat besar.
8. Batasan Aluminium Cast vs Besi Cast
Batasan aluminium cast
- Kekakuan yang lebih rendah: Memerlukan bahagian silang atau tulang rusuk yang lebih besar untuk mencapai kekakuan yang setara-dapat mengurangkan kelebihan berat badan.
- Kekuatan suhu tinggi yang lebih rendah: aluminium kehilangan kekuatan hasil pada suhu tinggi lebih cepat daripada besi.
- Kurang rintangan memakai: aluminium cast biasa lebih lembut; memerlukan rawatan permukaan (Anodize keras, salutan) untuk permukaan kritikal memakai.
- Kecacatan yang berkaitan dengan porositi dan gas: aluminium terdedah kepada keliangan gas dan kecacatan pengecutan jika amalan cair dan pemutus tidak dikawal.
Batasan besi tuang
- Berat: Ketumpatan yang lebih tinggi meningkatkan jisim bahagian-negatif untuk aplikasi sensitif berat badan.
- Tingkah laku tegangan rapuh: Besi kelabu menunjukkan kemuluran tegangan rendah dan terdedah kepada patah rapuh di bawah kesan; Reka bentuk mesti menyumbang kepekaan notch.
- Corrodes jika tidak dilindungi: Memerlukan salutan atau pengurusan kakisan.
- Kekonduksian terma yang lebih rendah daripada al (pelesapan haba yang lebih perlahan); mungkin memerlukan pelarasan reka bentuk penyejukan.
9. Cast Aluminium vs Cast Iron: Perbandingan Perbezaan
| Atribut | Cast aluminium (Mis., A356-T6, A380) | Besi tuang (kelabu, Dukes) | Implikasi praktikal |
| Ketumpatan | ~ 2.6-2.8 g · cm⁻³ | ~ 6.8-7.3 g · cm⁻³ | Aluminium adalah ~ 60-63% lebih ringan-manfaat besar untuk reka bentuk sensitif berat badan. |
| Modulus elastik (E) | ≈ 69-72 GPa | ≈ 100-170 GPa | Besi adalah 1.5-2.5 × lebih berat; Aluminium memerlukan lebih banyak bahan/ tulang rusuk untuk dipadankan. |
| Kekuatan tegangan (tipikal) | A356-T6: ~ 200-320 MPa; A380: ~ 160-280 MPa | Kelabu: ~ 150-300 MPa; Dukes: ~ 350-700 MPa | Besi mulur mengatasi kekuatan dan kemuluran; Beberapa aloi AL mendekati kekuatan besi yang lebih rendah. |
| Kekuatan hasil | ~ 150-260 MPa (A356-T6) | Kelabu: Tiada hasil yang jelas; Dukes: ~ 200-300 MPa | Gunakan besi mulur apabila tingkah laku hasil yang berbeza dan kekuatan statik yang lebih tinggi diperlukan. |
| Pemanjangan (Kemuluran) | ~ 5-12% (A356-T6) atau 1-6% (mati-cast) | Kelabu: <1-3%; Dukes: ~ 10-20% | Besi mulur dan al yang dirawat haba menawarkan kemuluran yang baik; Besi kelabu rapuh dalam ketegangan. |
| Kekerasan / Pakai | Hb ≈ 60-130 (aloi bergantung) | Hb ≈ 140-260 (kelabu); >300 (Putih/Pearlitic) | Besi, terutamanya gred pearlitik/putih, Terbaik untuk pakaian kasar. Aluminium memerlukan lapisan/sisipan untuk dipakai. |
| Kekonduksian terma | ~ 80-180 W · m⁻¹ · K⁻¹ (aloi bergantung) | ~ 30-60 W · m⁻¹ · K⁻¹ | Aluminium lebih disukai untuk bahagian penyisihan haba (Tenggelam haba, perumahan). |
| Kestabilan terma / Kekuatan Tinggi-T | Kekuatan jatuh dengan cepat melebihi ~ 150-200 ° C | Pengekalan kekuatan suhu tinggi yang lebih baik | Gunakan besi untuk galas beban suhu tinggi. |
| Redaman / getaran | Sederhana | Cemerlang (terutamanya besi kelabu) | Besi lebih disukai untuk bingkai mesin, pangkalan dan komponen di mana masalah redaman getaran. |
| Kebolehan / keupayaan dinding nipis | Cemerlang (die casting; Dinding nipis <2 mm mungkin) | Terhad - lebih baik untuk bahagian tebal | Aluminium membolehkan disatukan, Bahagian berdinding nipis ringan; Besi lebih baik untuk bahagian berat. |
Kemasan permukaan & toleransi (as-cast) |
Mati pelakon: penamat yang baik, toleransi yang ketat | Pelakon pasir: Rougher, Toleransi yang lebih luas | Pemutus mati menurunkan selepas pemotongan; Besi Cor Pasir sering memerlukan lebih banyak pemesinan. |
| Kebolehkerjaan | Mudah, kadar penyingkiran yang tinggi; Pakai alat yang rendah | Mesin besi kelabu dengan baik (Pembentukan cip grafit AIDS); besi mulur lebih keras pada alat | Aluminium mengurangkan masa kitaran pemesinan; Besi mungkin memerlukan alat yang lebih sukar tetapi besi kelabu dipotong dengan bersih. |
| Rintangan kakisan | Baik (oksida pelindung); Selanjutnya diperbaiki dengan anodize/salutan | Miskin dalam persekitaran basah/klorida tanpa perlindungan | Aluminium sering memerlukan perlindungan kakisan yang kurang; besi mesti dicat/bersalut atau aloi. |
| Recyclabality | Cemerlang; Tenaga yang lebih rendah daripada setiap kg daripada yang utama | Cemerlang; sangat boleh dikitar semula | Kedua -duanya mempunyai nilai sekerap yang kuat; Penjimatan Tenaga Aluminium Per Kg Pengeluaran Utama Vs Besar. |
| Pertimbangan kos biasa | Lebih tinggi $/kg tetapi jisim yang lebih rendah dapat mengurangkan kos sistem; Peralatan mati yang tinggi | Lebih rendah $/kg; alat pemutus pasir rendah untuk jumlah yang rendah | Pilih berdasarkan jisim bahagian, kelantangan dan penamat yang diperlukan. |
| Aplikasi biasa | Perumahan automotif, Tenggelam haba, Bahagian struktur ringan | Blok enjin, pangkalan mesin, Pakai bahagian, perumahan berat | Bahan Padankan Ke Prioritas Fungsi - Berat vs Kekakuan/Pakai. |
Panduan Pemilihan (peraturan praktikal ibu jari)
- Pilih Aluminium Cast Bila: pengurangan massa, Pelepasan terma, Rintangan kakisan dan penyatuan ciri dinding nipis adalah pemacu utama (Mis., Komponen badan automotif, Tenggelam haba, perumahan ringan).
Gunakan pemutus mati aluminium untuk jumlah yang tinggi dan berdinding nipis, Bahagian yang kaya dengan ciri; Gunakan A356-T6 apabila prestasi struktur dan rawatan pasca panas yang lebih tinggi diperlukan. - Pilih besi tuang ketika: kekakuan, redaman, Pakai rintangan atau suhu perkhidmatan yang tinggi adalah yang paling utama (Mis., pangkalan alat mesin, komponen brek, perumahan tugas berat, Pelapik memakai kasar).
Pilih besi mulur untuk bahagian struktur yang memerlukan ketangguhan dan beberapa kemuluran tegangan.
Gunakan besi kelabu semasa redaman dan kebolehkerjaan (untuk operasi pemesinan berat) adalah penting dan kemuluran tegangan kurang kritikal. - Apabila ragu -ragu, Menilai tradeoffs peringkat sistem: Bahagian besi yang lebih berat mungkin lebih murah setiap kg tetapi meningkatkan kos hiliran (penggunaan bahan api, pengendalian, pemasangan);
sebaliknya, Aluminium dapat mengurangkan jisim sistem tetapi mungkin memerlukan bahagian atau sisip, Perbandingan Kekakuan dan Kos.
10. Kesimpulan
Cast Aluminium vs Cast Iron adalah bahan pelengkap, masing -masing cemerlang dalam senario di mana sifat unik mereka sejajar dengan keperluan aplikasi.
Aluminium Castings menguasai ringan, Sektor kecekapan tinggi (EVS Automotif, Aeroangkasa, Elektronik Pengguna) Terima kasih kepada nisbah kekuatannya, kekonduksian terma, dan kebolehkerjaan yang kompleks. </rentang>
Besi tuang tetap tidak boleh digantikan dengan tugas berat, Aplikasi sensitif kos (alat mesin, paip pembinaan, enjin tradisional) Kerana rintangan haus, redaman getaran, dan kos rendah.</rentang>
Soalan Lazim
Berapa lebih ringan adalah bahagian aluminium pelakon daripada bahagian besi yang sama?
Kepadatan tipikal: aluminium ~ 2.7 g/cm³ vs besi tuang ~ 7.2 g/cm³. Untuk jumlah komponen yang sama, Aluminium adalah mengenai 62.5% lebih ringan (I.e., jisim aluminium yang sama = 37.5% jisim besi tuang).
Boleh aluminium menggantikan besi tuang dalam blok enjin?
Aluminium digunakan secara meluas untuk blok enjin moden dan kepala silinder untuk menjimatkan berat badan.
Menggantikan besi memerlukan reka bentuk yang teliti untuk kekakuan, pengembangan haba, Strategi pelapik silinder (Mis., liners cast-in, lengan besi) dan perhatian terhadap keletihan dan pakaian.
Untuk aplikasi tinggi atau suhu tinggi, Besi besi atau aloi aluminium khas/reka bentuk mungkin disukai.
Yang lebih murah: Cast aluminium atau besi tuang?
Pada a setiap kilogram asas, Besi cenderung lebih murah; pada a setiap bahagian asas jawapan bergantung pada kelantangan, perkakas (mati mati mati mahal), masa pemesinan, dan kos sistem yang didorong oleh berat badan (Mis., Penggunaan bahan api di kenderaan).
Untuk jumlah yang tinggi, aluminium mati-mati mungkin menjimatkan walaupun kos bahan yang lebih tinggi.
Bahan mana yang menentang lebih baik?
Besi tuang (terutamanya besi mutiara atau putih) Umumnya mempamerkan rintangan haus unggul berbanding dengan aluminium ast.
Aluminium boleh dirawat permukaan atau dilapisi untuk aplikasi haus tetapi jarang sepadan dengan besi keras tanpa proses tambahan.
Adakah karat aluminium yang dilemparkan?
Aluminium tidak berkarat seperti besi; ia membentuk lapisan oksida yang melindunginya dari kakisan selanjutnya. Di bawah beberapa syarat (Pendedahan klorida, gandingan galvanik) aluminium boleh menghancurkan dan mungkin memerlukan salutan atau perlindungan katodik.
