1. Pengenalan
Besi mulur vs keluli tahan karat adalah dua bahan kejuruteraan yang paling banyak digunakan di pelbagai sektor perindustrian.
Dari sistem air perbandaran ke peralatan pemprosesan kimia, Bahan -bahan ini menyokong infrastruktur kritikal dan produktiviti perindustrian.
Memilih bahan yang betul boleh mempengaruhi prestasi sistem secara dramatik, kos, dan kebolehpercayaan kitaran hayat.
Artikel ini menawarkan perbandingan terperinci dan berwibawa besi dan keluli tahan karat, menganalisis mekanikal mereka, kimia, haba, ekonomi, dan sifat alam sekitar untuk membimbing pemilihan bahan yang dimaklumkan.
2. Apa itu besi mulur?
Besi mulur, juga dikenali sebagai besi tuang nodular atau Besi grafit spheroidal (Sg besi), adalah jenis besi tuang. Ia berbeza dari besi kelabu tradisional dalam mikrostruktur dan prestasi mekanikalnya.
Sementara besi kelabu mengandungi grafit berbentuk serpihan yang menjadikannya rapuh, Besi mulur mengandungi sfera (nodular) grafit, yang ketara meningkatkan ketangguhan dan kemulurannya -oleh itu namanya Dukes besi.
Transformasi bentuk grafit dari serpihan ke spheroid dicapai dengan menambahkan sedikit magnesium (biasanya 0.03-0.05%) atau cerium semasa proses pemutus.
Pengubahsuaian penting ini membolehkan besi mulur untuk menggabungkan kelebihan kebolehan dan kebolehkerjaan dengan kekuatan mekanikal yang lebih baik dan rintangan kesan.
Mikrostruktur dan komposisi
Komposisi kimia khas besi mulur termasuk:
- Karbon: 3.2-3.6%
- Silikon: 2.2-2.8%
- Mangan: ≤0.5%
- Magnesium: 0.03-0.05%
- Sulfur & Fosforus: Disimpan pada tahap yang rendah (≤0.02%)
Matriks asas mungkin berbeza:
- Besi mulur ferit: Lebih banyak mulur, Kekuatan yang lebih rendah.
- Besi mulur mutiara: Kekuatan yang lebih tinggi dan rintangan haus.
- AUSTEMPERED IRON ARUSTEMPERED (Adi): Lebih banyak dirawat haba untuk prestasi unggul (kekuatan tegangan > 1,200 MPA).
Kelebihan besi mulur
- Kebolehbaburan dan kebolehkerjaan yang sangat baik.
- Nisbah kekuatan-ke-berat yang tinggi.
- Kos efektif untuk pengeluaran volum tinggi.
- Boleh menyerap kejutan dan getaran.
- Prestasi yang baik di bawah pemuatan kitaran.
Aplikasi khas besi mulur
Besi mulur digunakan secara meluas dalam:
- Sistem paip air dan pembetung.
- Komponen automotif (Crankshafts, Knuckles stereng).
- Jentera pertanian dan berat.
- Perumahan gear, badan pam, dan silinder pemampat.
- Infrastruktur perbandaran (penutup manhole, injap, hidran).
3. Apa itu keluli tahan karat?
Keluli tahan karat adalah aloi tahan kakisan yang terdiri daripada besi (Fe), Chromium (Cr), dan pelbagai jumlah nikel (Dalam), Karbon (C), dan elemen aloi lain seperti Molybdenum (Mo), Mangan (Mn), dan nitrogen (N).
Ciri yang menentukan adalah kehadiran sekurang -kurangnya 10.5% Chromium, yang membentuk filem kromium oksida pasif di permukaan, melindunginya dari karat dan serangan kimia.
Dibangunkan pada awal abad ke -20, Keluli tahan karat telah menjadi penting dalam industri yang memerlukan kekuatan yang tinggi, Kebersihan, dan penentangan terhadap kakisan, pengoksidaan, dan panas.
Fleksibiliti bahan, hayat perkhidmatan yang panjang, dan kitar semula menjadikannya salah satu bahan kejuruteraan yang paling banyak digunakan hari ini.
Gred keluli tahan karat dan klasifikasi
Keluli tahan karat biasanya dikategorikan Lima keluarga utama, masing -masing dengan komposisi dan sifat yang berbeza:
| Jenis | Struktur | Gred utama | Ciri -ciri utama |
| Austenitic | FCC (Bukan magnet) | 304, 316, 321, 310 | Rintangan kakisan yang sangat baik, kebolehkesanan dan kebolehbagaian yang baik |
| Ferritic | BCC (Magnet) | 430, 409, 446 | Rintangan kakisan sederhana, kos efektif, kebolehkalasan terhad |
| Martensit | Bct (Magnet) | 410, 420, 440C | Kekerasan tinggi, Rintangan kakisan sederhana, Sesuai untuk alat pemotong |
| Dupleks | Bercampur (Austenite + Ferrite) | 2205, 2507 | Kekuatan tinggi, Rintangan retak kakisan tekanan yang sangat baik |
| Pengerasan hujan (Ph) | Pembolehubah | 17-4Ph, 15-5Ph | Kekuatan tinggi, ketangguhan yang baik, Haba boleh dirawat |
Kelebihan keluli tahan karat
- Rintangan kakisan dan pengoksidaan yang luar biasa.
- Sifat mekanikal yang sangat baik pada suhu rendah dan tinggi.
- Permukaan kebersihan - ideal untuk perubatan, makanan, dan aplikasi farmaseutikal.
- Rayuan estetik yang tinggi dengan pelbagai permukaan (digilap, disikat, dll.).
- Hayat perkhidmatan yang panjang dan 100% Recyclabality.
Aplikasi biasa keluli tahan karat
Keluli tahan karat sangat diperlukan di seluruh industri seperti:
- Makanan dan minuman: Proses Tangki, Alat makan, peralatan dapur.
- Perubatan: Instrumen pembedahan, implan, peralatan hospital.
- Kimia dan petrokimia: Kapal tekanan, penukar haba.
- Pembinaan: Handrails, pelapisan, sokongan struktur.
- Marin: Kelengkapan bot, Struktur luar pesisir, pam.
- Tenaga: Komponen reaktor nuklear, bahagian turbin angin.
4. Perbandingan sifat mekanikal: Besi mulur vs keluli tahan karat
Memilih bahan kejuruteraan yang sesuai memerlukan pemahaman yang kukuh mengenai prestasi mekanikal di bawah keadaan perkhidmatan.
Kedua -duanya besi mulur dan keluli tahan karat Menawarkan sifat mekanikal yang kuat, Tetapi mereka sesuai untuk persekitaran tekanan yang berbeza, tahap keletihan, dan jangkaan prestasi.
Jadual perbandingan: Sifat mekanikal
| Harta benda | Besi mulur 60-40-18 | Besi mulur 100-70-03 | Keluli tahan karat 304 | Keluli tahan karat 316 |
| Kekuatan tegangan (MPA) | 414 (60 ksi) | 690 (100 ksi) | 505-720 | 520-750 |
| Kekuatan hasil (MPA) | 276 (40 ksi) | 483 (70 ksi) | 215-290 | 240-300 |
| Pemanjangan (%) | 18% | 3% | 40% | 30% |
| Kekerasan (Brinell, Hbw) | 170-230 | 241-302 | 150-200 | 160-210 |
| Rintangan kesan | Tinggi | Sederhana | Sangat tinggi | Sangat tinggi |
| Kekuatan keletihan (MPA) | 160-230 | 240-300 | 240-350 | 250-400 |
| Ketumpatan (g/cm³) | ~ 7.0 | ~ 7.1 | 7.9 | 8.0 |
| Kekonduksian terma (W/m · k) | ~ 50 | ~ 36 | ~ 16 | ~ 14 |
5. Rintangan kakisan besi mulur vs keluli tahan karat
- Keluli tahan karat: Membentuk lapisan kromium oksida pasif yang menahan pengoksidaan dan kakisan. 316 tahan karat sangat tahan terhadap klorida dan persekitaran berasid.
- Besi mulur: Terdedah kepada pengoksidaan dan kakisan galvanik; sering dilindungi menggunakan lapisan epoksi, Lapisan zink, atau perlindungan katodik.
6. Rintangan terma dan kimia
Pemilihan bahan untuk persekitaran yang teruk sangat bergantung pada kestabilan terma dan ketahanan kimia.
Besi mulur dan keluli tahan karat berbeza dengan ketara dalam aspek -aspek ini kerana komposisi dan struktur mereka.
Rintangan terma
| Aspek | Besi mulur | Keluli tahan karat (304 / 316) |
| Julat suhu tinggi | Sehingga 300-450 ° C untuk gred standard; gred tahan haba (dengan mo, Dalam) sehingga 600 ° C. (Mis., ASTM A476) | Cemerlang: 304 stabil >600° C.; rintangan pengoksidaan sehingga 870 ° C; 316 Sehingga 900 ° C dengan penambahan MO |
| Pengekalan kekuatan di tinggi t | ~ 70% kekuatan tegangan pada suhu 300 ° C; ~ 50% pada suhu 400 ° C 60-40-18 gred | >500 Kekuatan tegangan MPA pada suhu 600 ° C (304); 40% Pengekalan kekuatan pada suhu 800 ° C (316) |
| Tingkah laku suhu rendah | Rapuh di bawah 0 ° C dalam gred standard; Gred ni-aloi (80-55-06) mengekalkan ketangguhan (Impak Charpy 27 J pada -40 ° C.) | Keluli tahan karat austenit kekal mulur pada suhu kriogenik (304 mengekalkan >40% pemanjangan pada -196 ° C.) |
| Pekali pengembangan haba (Cte) | Rendah: 11-12 × 10 ⁻⁶ /° C (20-100 ° C.), meminimumkan tekanan haba | Lebih tinggi: 304 ~ 17.3 × 10 ⁻⁶ /° C, 316 ~ 16.0 × 10⁻⁶ /° C; Ferritic 430 lebih rendah (10.4 × 10⁻⁶ /° C.) tetapi kurang mulur |
Rintangan kimia
| Medium kimia | Besi mulur | Keluli tahan karat (304 / 316) |
| Rintangan asid | Miskin tidak bersalut (kakisan sehingga 2 mm/tahun dalam 5% H₂so₄); Coatings diperlukan (epoksi, pelapik) | Cemerlang dalam asid cair dan pekat (304 menentang sehingga 65% Hno₃; 316 Lebih baik dengan MO untuk klorida) |
| Rintangan Alkali | Bagus dalam alkali ringan; membentuk lapisan hidroksida besi pelindung; stabil pada suhu bilik | Umumnya tahan; mudah terdedah kepada pelindung kaustik panas, alkali pekat (304/316); gred ferit lebih tahan |
| Rintangan garam/klorida | Corrodes dalam air laut (0.2-0.5 mm/tahun tidak dilindungi); Memerlukan salutan pelindung untuk mengurangkan kakisan di bawah 0.01 mm/tahun | 304 Menentang klorida ringan tetapi lubang di air laut; 316 sangat tahan terhadap pitting dalam persekitaran klorida (<0.005 mm/tahun) |
7. Kebolehkerjaan dan kebolehan besi mulur vs keluli tahan karat
Keupayaan untuk membentuk, mesin, dan menyertai bahan adalah kritikal dalam pembuatan, secara langsung memberi kesan kepada kecekapan pengeluaran, kerumitan bahagian, dan kos keseluruhan.
Kebolehan: Membentuk kerumitan dan kecekapan
Kebolehkerjaan merujuk kepada keupayaan bahan untuk mengisi acuan secara seragam, menguatkan tanpa kecacatan (Mis., keliangan, pengecutan), dan mengekalkan ketepatan dimensi semasa penyejukan.
Harta ini sangat penting untuk menghasilkan kompleks, Bahagian berhampiran-net, di mana pemutus mengurangkan keperluan pemprosesan pasca yang luas.
Besi mulur: Kewangan kerja pemutus
Besi mulur sememangnya bahan pelakon, Dioptimumkan untuk proses pemutus. Kebolehkerjaannya adalah luar biasa kerana:
- Titik lebur yang rendah: Besi mulur cair pada 1,150-1,200 ° C, jauh lebih rendah daripada keluli tahan karat (1,400-1,530 ° C.).
Ini mengurangkan penggunaan tenaga semasa mencair dan memudahkan reka bentuk acuan, Apabila suhu yang lebih rendah meminimumkan tekanan haba pada acuan (Mis., acuan pasir atau pelaburan). - Ketidakstabilan yang tinggi: Bentuk besi multil mengalir dengan mudah ke dalam rongga acuan yang rumit, menjadikannya sesuai untuk geometri kompleks -seperti perumahan gear, badan injap, atau pam pendesak dengan dinding nipis atau saluran dalaman.
- Pengukuhan terkawal: Nodul grafit besi mulur (terbentuk melalui rawatan magnesium atau cerium) Kurangkan pengecutan semasa penyejukan berbanding besi kelabu, menurunkan risiko retak atau keliangan.
Ini membolehkan pengeluaran yang konsisten besar, Komponen berdinding tebal (Mis., bebibir paip sehingga 2 diameter meter) dengan kecacatan yang minimum.
Biasa Kaedah pemutus untuk besi mulur Termasuk pemutus pasir (80% pengeluaran), Pelaburan Pelaburan, dan pemutus sentrifugal (untuk paip).
ASTM A536, standard utama untuk besi mulur, Menentukan gred (Mis., 60-40-18, 80-55-06) Dioptimumkan untuk kebolehpercayaan merentasi aplikasi.
Keluli tahan karat: Cabaran cabaran dan gred khusus
Keluli tahan karat kurang dimulakan daripada besi mulur, Tetapi kemajuan teknologi pemutus telah memperluaskan penggunaannya di bahagian yang kompleks. Cabarannya berasal dari:
- Titik lebur yang tinggi: Suhu tinggi yang diperlukan untuk mencairkan keluli tahan karat (1,400-1,530 ° C.) Meningkatkan kos tenaga dan menuntut acuan tahan panas (Mis., acuan seramik atau refraktori), menaikkan perbelanjaan perkakas.
- Risiko pengoksidaan: Keluli tahan karat lebur terdedah kepada pengoksidaan, yang boleh memperkenalkan kemasukan (zarah oksida) Di bahagian akhir, melemahkan strukturnya.
Ini memerlukan pelindung gas lengai (Mis., argon) semasa pemutus, Menambah kerumitan proses. - Pengecutan dan keliangan: Julat pemejalan keluli tahan karat lebih luas daripada besi mulur, Meningkatkan risiko pengecutan dan keliangan.
Ini memerlukan reka bentuk acuan yang tepat (Mis., Penaik untuk memberi makan logam cair semasa penyejukan) dan kawalan proses yang lebih ketat.
Walaupun cabaran ini, gred keluli tahan karat (Mis., ASTM A351 CF8, CF3, CF8m) direkayasa untuk kebolehan yang lebih baik. Contohnya:
- CF8 (bersamaan dengan tempa 304) dan CF3 (304L.) Adakah gred cast austenitic dengan kandungan karbon rendah, mengurangkan pemendakan karbida dan meningkatkan ketidakstabilan.
- CF8m (316 setara) Termasuk molibdenum untuk rintangan kakisan yang dipertingkatkan, dengan kebolehkerjaan yang dioptimumkan untuk komponen pemprosesan kimia (Mis., badan injap).
Kaedah pemutus untuk keluli tahan karat termasuk Pelaburan Pelaburan (untuk bahagian ketepatan tinggi seperti instrumen perubatan) dan Pemutus pasir (untuk komponen yang lebih besar seperti casing pam).
Namun begitu, Keluli tahan karat Cast biasanya memerlukan lebih banyak pemesinan pasca-casting daripada besi mulur untuk mencapai toleransi yang ketat.
Kebolehkerjaan: Kemudahan pemotongan dan memakai alat
Kebolehkerjaan merujuk kepada seberapa mudah bahan dapat dipotong, digerudi, atau dibentuk dengan alat mesin, diukur oleh faktor seperti kehidupan alat, kelajuan pemotongan, dan kemasan permukaan. Ia secara langsung memberi kesan kepada masa pengeluaran dan kos perkakas.
Besi mulur: Kebolehkerjaan yang unggul
Besi mulur terkenal dengan kebolehkerjaan yang sangat baik, mengatasi keluli tahan karat yang paling banyak. Sebab utama termasuk:
- Pelinciran grafit: Nodul grafit dalam besi mulur bertindak sebagai pelincir dalaman semasa memotong, mengurangkan geseran antara alat dan bahan kerja.
Ini menurunkan alat dan membolehkan kelajuan pemotongan yang lebih tinggi (hingga 200 m/min untuk gred sederhana karbon). - Pengerasan kerja rendah: Tidak seperti keluli tahan karat, besi mulur tidak mengeras dengan ketara di bawah tekanan mekanikal semasa pemesinan, Mencegah "Galling" (pemindahan bahan ke alat) dan mengekalkan daya pemotongan yang konsisten.
- Pembentukan cip yang menggalakkan: Besi mulur menghasilkan pendek, cip rapuh yang mudah hancur, Mengurangkan keperluan untuk sistem penyingkiran cip dan meminimumkan kerosakan permukaan ke bahan kerja.
Indeks machinability (berbanding dengan 1018 keluli karbon = 100) untuk besi mulur dari 70-90, Bergantung pada gred. Contohnya:
- ASTM A536 gred 60-40-18 (kekuatan tegangan 414 MPA) mempunyai indeks penyesuaian ~ 85.
- Gred kekuatan tinggi (Mis., 120-90-02) mempunyai indeks sedikit lebih rendah (~ 70) Kerana peningkatan kekerasan tetapi masih mengatasi keluli tahan karat yang paling banyak.
Keluli tahan karat: Cabaran kebolehkerjaan
Kemesraan keluli tahan karat bervariasi mengikut gred tetapi biasanya lebih miskin daripada besi mulur, didorong oleh:
- Pengerasan kerja yang tinggi: Keluli tahan karat Austenitic (Mis., 304, 316) mengeras dengan cepat apabila dipotong, membentuk sukar, Lapisan Tahan Pakai di Antara Muka Kerja-Kerja.
Ini meningkatkan daya pemotongan dan memakai alat, Mengehadkan kelajuan pemotongan (biasanya 50-100 m/min untuk 304). - Kekonduksian terma yang rendah: Keluli tahan karat mengendalikan haba dengan buruk, memerangkap haba di hujung alat dan menyebabkan kegagalan alat pramatang (Mis., Pemanasan Alat Karbida Terlalu Panas dan Degradasi).
- Cip sukar: Gred austenit menghasilkan panjang, cip stringy yang membungkus alat, Memerlukan pemutus cip khusus dan sistem penyejuk untuk mengelakkan jamming.
Indeks kebolehkerjaan mencerminkan cabaran ini:
- Aisi 304 mempunyai indeks penyesuaian sebanyak ~ 40 (vs. 1018 keluli), manakala 316 (dengan molybdenum) lebih rendah (~ 30).
- Keluli tahan karat Ferritic (Mis., 430) melakukan lebih baik (~ 60) Kerana kandungan nikel yang lebih rendah, tetapi masih tertinggal di belakang besi mulur.
Kos perkakas untuk keluli tahan karat adalah 2-3x lebih tinggi daripada besi mulur, sebagai alat karbida atau seramik (bukannya keluli berkelajuan tinggi) dikehendaki menahan haba dan lelasan.
Kebolehkalasan: Menyertai bahan dengan selamat
Kebolehkalasan menentukan betapa mudahnya bahan boleh disertai melalui kimpalan tanpa retak, keliangan, atau kehilangan sifat mekanikal.
Besi mulur: Cabaran kimpalan
Besi mulur terkenal sukar dikimpal kerana kandungan karbon yang tinggi (2.5-4.0%) dan struktur grafit:
- Migrasi Karbon: Semasa kimpalan, Karbon boleh meresap ke zon yang terjejas haba (HAZ), membentuk martensit rapuh, yang menyebabkan retak.
- Pengoksidaan grafit: Suhu tinggi boleh mengoksida grafit ke co/co₂, Membuat keliangan di kimpalan.
Kimpalan besi mulur yang berjaya memerlukan pemanasan (200-400 ° C.) untuk melambatkan penyejukan, Rawatan haba pasca kimpalan (500-600 ° C.) kepada martensit, dan logam pengisi khusus (Mis., aloi berasaskan nikel seperti enife-c1).
Walaupun dengan langkah -langkah ini, kimpalan sering mempunyai kekuatan keletihan yang lebih rendah daripada bahan asas, Mengehadkan penggunaannya dalam aplikasi tekanan tinggi (Mis., komponen struktur).
Keluli tahan karat: KEBERKESANAN KECUALI
Keluli tahan karat, terutamanya gred austenit, sangat dikimpal:
- Gred Austenitic (304, 316): Kandungan karbon rendah mereka (≤0.08% untuk 304; ≤0.03% untuk 304L) dan penstabilan nikel mencegah pembentukan martensit dalam haz.
TIG (gas inert tungsten) atau mig (gas inert logam) Kimpalan menghasilkan kuat, kimpalan mulur dengan retak minimum. - Suasana terkawal: Perisai gas inert (argon) menghalang pengoksidaan kromium, Memelihara lapisan pasif (kritikal untuk rintangan kakisan).
Keluli tahan karat yang dikimpal mengekalkan ~ 80-90% daripada kekuatan tegangan bahan asas, menjadikannya sesuai untuk aplikasi struktur (Mis., peralatan pemprosesan makanan, Hulls Marin).
Keluli tahan karat martensit (Mis., 410) kurang dikimpal kerana pengerasan, tetapi memanaskan dan membakar risiko mengurangkan.
Kos pemprosesan: Pemutus, Pemesinan, dan kimpalan
Kos pemprosesan memihak besi mulur dalam kebanyakan senario:
- Kos pemutus: Pemutus besi mulur adalah 30-50% lebih murah daripada pemutus keluli tahan karat, kerana penggunaan tenaga yang lebih rendah, acuan yang lebih mudah, dan lebih sedikit kerja yang berkaitan dengan kecacatan.
Contohnya, Badan injap 10kg berharga ~ $ 20- $ 30 untuk besi mulur vs. $40- $ 60 untuk keluli tahan karat yang dilemparkan (CF8). - Kos pemesinan: Pemesinan besi mulur 20-40% lebih murah daripada keluli tahan karat, sebagai kehidupan alat yang lebih lama (Alat karbida bertahan 2-3x lebih lama) dan kelajuan pemotongan yang lebih cepat mengurangkan perbelanjaan buruh dan perkakas.
- Kos kimpalan: Kimpalan besi mulur adalah 2-3x lebih mahal daripada kimpalan keluli tahan karat, Kerana rawatan pra/pasca panas dan buruh khusus.
Namun begitu, Ini diimbangi oleh kos pemutus dan pemesinan yang lebih rendah besi dalam kebanyakan aplikasi.
8. Kos dan ketersediaan besi mulur vs keluli tahan karat
Bahan mentah dan kos pengeluaran
- Besi mulur Manfaat dari kos bahan mentah yang lebih rendah disebabkan oleh bijih besi yang berlimpah dan elemen aloi yang lebih mudah (terutamanya karbon dan magnesium).
Titik lebur yang lebih rendah (1,150-1,200 ° C.) mengurangkan penggunaan tenaga semasa pencairan dan pemutus, membawa kepada pengeluaran kos efektif. - Keluli tahan karat, terdiri terutamanya dari besi, Chromium, nikel, dan Molybdenum, mempunyai kos bahan mentah yang lebih tinggi yang didorong oleh elemen aloi yang mahal.
Titik lebur yang lebih tinggi (1,400-1,530 ° C.) Meningkatkan keperluan tenaga, dan pemprosesan yang lebih kompleks (Mis., atmosfera terkawal, acuan refraktori) Lebih lanjut menaikkan kos pengeluaran.
Kos kitaran hayat dan penyelenggaraan
- Besi mulur Selalunya mempunyai kos awal yang lebih rendah tetapi mungkin menanggung perbelanjaan penyelenggaraan yang lebih tinggi dalam persekitaran yang menghakis kerana lapisan atau lapisan yang diperlukan untuk mencegah karat dan degradasi.
- Keluli tahan karat memerintahkan harga pendahuluan yang lebih tinggi tetapi menawarkan rintangan kakisan yang unggul dan hayat perkhidmatan yang lebih lama, mengurangkan kekerapan penyelenggaraan dan kos yang berkaitan, yang dapat membenarkan pelaburan awal dalam banyak aplikasi.
Faktor Rantaian Ketersediaan dan Bekalan
- Besi mulur menikmati ketersediaan yang meluas di seluruh dunia, dengan industri faundry matang yang mampu menghasilkan pelbagai gred dan saiz komponen.
Masa utama biasanya pendek, dan rantaian bekalan sudah mantap. - Keluli tahan karat juga tersedia secara meluas, Tetapi rantaian bekalan boleh dipengaruhi oleh turun naik di pasaran nikel dan kromium global, Kesan harga dan masa memimpin mana.
Gred khusus mungkin memerlukan masa perolehan yang lebih lama kerana jumlah pengeluaran yang lebih rendah.
9. Piawaian dan spesifikasi
Piawaian besi mulur
- ASTM A536: Standard utama yang menentukan sifat mekanikal, Komposisi kimia, dan kaedah ujian untuk creats besi mulur.
Gred biasa termasuk 60-40-18, 80-55-06, dan 100-70-03, Menentukan kekuatan tegangan, kekuatan hasil, dan keperluan pemanjangan. - ISO 1083: Standard Antarabangsa untuk Siron Cast Grafit Spheroidal (besi mulur), memperincikan gred dan sifat mekanikal.
- Dalam 1563: Standard Eropah yang meliputi casting besi mulur dengan protokol kualiti dan ujian tertentu.
Piawaian keluli tahan karat
- ASTM A240: Meliputi plat keluli tahan karat kromium dan kromium-nikel, lembaran, dan jalur untuk kapal tekanan dan aplikasi umum; Termasuk gred 304, 316, dan yang lain.
- ASTM A276: Menentukan bar keluli tahan karat dan bentuk yang digunakan dalam pembuatan.
- ASTM A351: Standard untuk gred keluli tahan karat yang dilemparkan, termasuk CF8 (304 setara) dan CF8m (316 setara), digunakan dalam injap, pam, dan kelengkapan.
- ISO 15510: Menentukan komposisi kimia untuk keluli tahan karat di peringkat antarabangsa.
- Dalam 10088: Standard Eropah untuk komposisi kimia keluli tahan karat dan sifat mekanikal.
10. Jadual perbandingan ringkasan
| Harta benda / Ciri | Besi mulur | Keluli tahan karat |
| Kekuatan mekanikal | Kekuatan tegangan: 400-700 MPa | Kekuatan tegangan: 520-750 MPa |
| Kemuluran | Sederhana (Pemanjangan 10-18%) | Tinggi (Pemanjangan 40-60%) |
| Rintangan kakisan | Sederhana; Memerlukan salutan untuk media yang keras | Cemerlang; rintangan kakisan yang wujud |
| Rintangan terma | Perkhidmatan suhu sehingga 450 ° C (gred standard) | Tinggi; sehingga 900 ° C 316 gred |
| Kebolehkerjaan | Cemerlang; Grafit bertindak sebagai pelincir | Sederhana hingga miskin; masalah pengerasan kerja |
| Kebolehan | Cemerlang; titik lebur yang rendah, ketidakstabilan yang baik | Baik; titik lebur yang lebih tinggi, Risiko pengoksidaan |
| Kebolehkalasan | Sukar; Memerlukan rawatan haba pra/pos | Cemerlang; Kimpalan mudah dengan gas lengai |
| Kos (Bahan & Pemprosesan) | Kos permulaan dan pemesinan yang lebih rendah | Kos permulaan dan pemesinan yang lebih tinggi |
| Aplikasi | Paip, bahagian automotif, Perumahan pam | Pemprosesan makanan, kimia, Marin, perubatan |
| Piawaian | ASTM A536, ISO 1083, Dalam 1563 | ASTM A240, A351, ISO 15510, Dalam 10088 |
| Recyclabality & Kemampanan | Kitar semula yang tinggi; Tenaga sederhana untuk lebur | Kitar semula yang tinggi; intensiti tenaga yang lebih tinggi |
11. Kesimpulan
Kedua -dua besi mulur vs keluli tahan karat adalah bahan asas dalam kejuruteraan moden. Besi mulur adalah kos efektif, kuat, dan sesuai untuk coran dan infrastruktur berskala besar.
Keluli tahan karat Menawarkan rintangan kakisan yang unggul, kemasan estetik, dan kebersihan, menjadikannya sesuai untuk persekitaran kritikal di mana ketahanan dan kebersihan adalah yang paling utama.
Pemilihan bahan harus berdasarkan keadaan operasi, objektif kos, Keperluan pengawalseliaan, dan jangkaan kitaran hayat.
Setiap bahan cemerlang dalam domain yang berbeza, dan jurutera mesti mengimbangi prestasi dengan kepraktisan.
Soalan Lazim
Bolehkah besi mulur menggantikan keluli tahan karat di air laut?
Tidak. Besi mulur yang tidak bersalut pada 0.3-0.5 mm/tahun di air laut, Bertahan <5 tahun. 316 Keluli tahan karat berlangsung 30+ tahun tidak bersalut.
Adalah keluli tahan karat lebih kuat daripada besi mulur?
Keluli tahan karat mempunyai kekuatan tegangan yang lebih tinggi (515 MPA vs. 414 MPA), Tetapi besi mulur menawarkan kekuatan hasil yang lebih tinggi (276 MPA vs. 205 MPA), menjadikannya lebih baik untuk beban statik.
Yang lebih kos efektif untuk paip air?
Besi mulur (Kos mentah $ 1.5-2.5/kg) adalah 50% lebih murah daripada 304 Keluli tahan karat untuk paip air tawar, Walaupun 316 lebih baik untuk kawasan pesisir dengan pendedahan air masin.
Bolehkah besi mulur dikimpal?
Ya, tetapi memerlukan pemanasan (200-300 ° C.) dan elektrod khusus untuk mengelakkan retak. Sendi dikimpal mempunyai 50-70% kekuatan logam asas.
