Tabell over innhold
Vise
1. Introduksjon
Støpe aluminium og støpejern er to av de mest brukte støpematerialene i industrien.
Begge tilbyr ruter for å produsere komplekse nettformede komponenter, men de er fundamentalt forskjellige i tetthet, stivhet, styrkemoduser, termisk oppførsel, Casting Methods, korrosjonsbestandighet og livssykluskostnad.
Å velge mellom dem er en avveining mellom vekt, stivhet, Bruk motstand, maskinbarhet, kostnad og driftsmiljø.
Denne artikkelen sammenligner de to på tvers av tekniske akser og gir handlingsrettede data og valgveiledning.
2. Hva er støpt aluminium?
Støpt aluminium refererer til komponenter produsert ved å helle smeltet aluminium (eller aluminiumslegering) inn i en form og la den stivne til den endelige eller nesten endelige geometrien.
Fordi aluminium har et relativt lavt smeltepunkt, god flyt i legert form, og lav tetthet, støpt aluminium er et foretrukket valg der kompleks geometri, Lett vekt, termisk ledningsevne eller korrosjonsmotstand er viktig.
Støperuter for aluminium inkluderer høytrykkspressstøping, lavtrykk og tyngdekraft permanent formstøping, Sandstøping, og investering (Lost-wax) støping; hver rute gir forskjellige grenser for veggtykkelse, overflatebehandling, dimensjonsnøyaktighet og mekaniske egenskaper.
Funksjoner
- Lett: tetthet ≈ 2.6–2,8 g/cm³ (vanligvis 2.70 g/cm³).
- Lav elastisitetsmodul: Youngs modul ≈ 69–72 GPa (≈ 69 GPa typisk).
- God varmeledningsevne: legeringer varierer, men ofte 100–200 W·m⁻¹·K⁻¹; rent aluminium er ~237 W·m⁻¹·K⁻¹.
- God korrosjonsmotstand: danner en stabil oksidfilm; oppførsel forbedret med anodisering eller belegg.
- Duktilt bruddatferd: mange støpte Al-legeringer er rimelig formbare (Avhengig av legering og varmebehandling).
- Enkelt bearbeidet: relativt lave skjærekrefter og god bearbeidbarhet for mange legeringer.
- Resirkulerbar: aluminium er svært resirkulerbart med relativt lav energi til omsmelting kontra primærproduksjon.
Vanlige aluminiumslegeringer (typiske rollebesetningsfamilier)
| Legering familie (typisk navn) | Representative karakterer / handelsnavn | Viktige legeringselementer (vekt%) | Varmebehandlingen? | Typiske applikasjoner |
| Al - Ja (Generelt formål) | A356 / AlSi7 | Og ≈ 6–8; Mg ≈ 0,2–0,5 | Ofte (T6 tilgjengelig) | Strukturelle hus, Pumpekropper, generelle bilstøpegods |
| Al-Si-Mg (strukturell, Varmebehandlingen) | A356-T6, A357 | Og ≈ 6–7; Mg ≈ 0,3–0,6 | Ja (T5/T6) | Opphengskomponenter, Hjul, overføringshus |
| Pressstøping Al–Si–Cu / Al - Ja | A380, ADC12, A383 | Og ≈ 8–13; Cu ≈ 1–4; Fe kontrollert | Begrenset (for det meste som støpt eller halvaldret) | Tynnveggede hus, kontakter, forbruker vedlegg |
Al -andi (motor & forhøyede T-legeringer) |
Legering 319 | Og ~6–8; Cu ~3–4; Mg liten | Ja (løsning + aldring) | Sylinderhoder, stempler (med foringer), motorens maskinvare |
| Høy-Si / hypereutektiske legeringer | Al - Ja (10-20% Ja) | Og 10-20; mindre Mg/Cu | Noe (begrenset) | Stempler, sliteflater, komponenter med lav ekspansjon |
| Al–Si–Sn / lagerlegeringer | Al–Si–Sn lagervarianter | Vennligst moderer; Sn (±Pb) som faste smøremidler | Typisk nei (myk som støpt) | Glattlager, gjennomføringer, glideflater |
| Spesialstøp med høy styrke Al | Al-Zn-Mg-varianter (begrenset rollebesetning) | Zn, Mg, små Cu-tilsetninger | Ja (aldersherdbar) | Høystyrke strukturelle deler (nisje/luftfart) |
3. Hva er støpejern?
Støpejern er en familie av jern-karbon legeringer produsert ved å helle smeltet metall i former og la det stivne.
Det som skiller støpejern fra stål er deres relativt høyt karboninnhold (vanligvis >2.0 vekt% c) og tilstedeværelsen av grafittisk karbon i den støpte mikrostrukturen.
Karbonet forekommer vanligvis som grafitt (i flere morfologier) eller som jernkarbid (sementitt) avhengig av legeringskjemi og størkningsforhold.
Den grafitten - og matrisen som omgir den - kontrollerer den mekaniske oppførselen, bearbeidbarhet og påføringsplass for de ulike støpejernstypene.
Støpejern er arbeidshestene til tunge, slitesterke og vibrasjonsfølsomme applikasjoner fordi de er økonomiske å støpe i store eller komplekse former, gir utmerket demping, og kan skreddersys gjennom kjemi og varmebehandling etter støping (F.eks., austempering) til et bredt spekter av eiendommer.
Viktige funksjoner
- Grafittmorfologi kontrollerer egenskaper. Formen, størrelse og fordeling av grafitt (flak, kuleformet, komprimert) dominerer strekkduktilitet, seighet, stivhet og bearbeidbarhet:
-
- flassende (grå) grafitt gir god bearbeidbarhet og demping, men lavere strekkfasthet og hakkfølsomhet.
- Sfæroidal (nodulær/duktil) grafitt gir mye høyere strekkfasthet og duktilitet.
- Kompakt grafitt (CGI) er middels — bedre styrke og termisk utmattelsesmotstand enn grått jern samtidig som den beholder god demping.
- Utmerket vibrasjonsdemping. Grafittknuter/flak avbryter elastisk bølgeutbredelse, så støpejern foretrekkes for maskinverktøysrammer, motorblokker og hus hvor demping demper støy og vibrasjoner.
- God trykkstyrke og slitestyrke. Spesielt i perlittiske og hvite jern; egnet for kraftige lagre, ruller og slitedeler.
- Relativt sprø i spenningen (Noen karakterer). Grått jern er hakkfølsomt og viser lav forlengelse; duktilt jern forbedrer seigheten betydelig, men oppfører seg fortsatt annerledes enn stål.
- Økonomisk for store/komplekse støpegods. Sandstøping og skallstøping er godt etablert; krymping, fôring og retningsbestemt størkning håndteres med standard støperiteknikker.
- Bred designkonvolutt via etterstørkningsbehandling. Gjennom varmebehandlinger (Normalisering, Anneal, austempering) og legering (I, Cr, Mo),
støpejern kan skreddersys fra svært hard slitasje kvaliteter til tøffe strukturelle kvaliteter (F.eks., ADI—Austemperert duktilt jern). - God termisk stabilitet i mange kvaliteter. Noen støpejern bevarer dimensjonsstabilitet og styrke ved høye temperaturer bedre enn aluminiumslegeringer.
Vanlige støpejernstyper
Nedenfor er en praktisk oppsummering av de store støpejernsfamiliene, typiske kjemi-trender, mikrostruktur og representative egenskaper / applikasjoner.
| Type | Typisk komposisjon (ca.. vekt%) | Nøkkel mikrostruktur funksjon | Representativ mekanisk oppførsel | Typiske applikasjoner |
| Grått støpejern (GJL / Klassifisert etter ASTM A48) | C ~3,0–3,8; Og ~1,5–3,0; Mn ≤0,5; S & P kontrollert | Grafittflak i ferritt/perlittmatrise | Strekkfasthet bredt ~150–350 MPa (varierer etter klasse); Lav forlengelse (<1–3%); utmerket demping; moderat hardhet | Motorblokker, bremsetrommer, Pumpehus, Maskinbaser |
| Dukes (nodulær) stryke (Gjs / ASTM A536) | C ~3,2–3,8; Og ~1,8–2,8; Mg ~0,03–0,06 (nodulariserende), spor Ce/RE | Sfæroidale grafittknuter i ferritt/perlitt | Høy strekkfasthet og duktilitet; vanlige karakterer som 60–40–18 (60 UTS-handling ≈ 414 MPA, 40 ksi YS ≈ 276 MPA, 18% forlengelse) | Girhus, veivaksler, sikkerhetskritiske konstruksjonsstøpte |
| Komprimert grafittjern (CGI) (GJV) | C ~3,2–3,6; Og ~1,8–2,6; spor Mg/RE | Kompakt (vermicular) grafitt — mellomliggende mellom flak og sfæroider | Bedre strekkfasthet og termisk tretthetsbestandighet enn gråjern, med god demping; UTS i mellomområde | Dieselmotorblokker, eksoskomponenter, kraftige sylinderblokker |
| Hvitt jern | C ~2,6–3,6; Si lavt (<1.0); høye kjølehastigheter | Sementitt / ledeburite (karbid) - i hovedsak ingen grafitt | Veldig høy hardhet (ofte HB flere hundre), utmerket slitestyrke; Lav seighet | Knusere, Bruk tallerkener, skuddsprengningsforinger, miljøer med alvorlig slitasje |
Formbart jern |
Opprinnelig hvit jernsammensetning; varmebehandlet | Støpt som hvitt jern da Annealed å temperere karbon til uregelmessige tilslag (temperert karbon) | Kombinerer forbedret duktilitet/seighet vs. grått jern; Moderat styrke | Små støpegods som krever duktilitet (beslag, parentes) |
| Austempered duktilt jern (Adi) | Duktilt jernunderlag + kontrollert austemperende varmebehandling | Sfæroidal grafitt i ausferritisk matrise (bainitisk ferritt + stabilisert austenitt) | Eksepsjonelt styrke-til-duktilitet-forhold: UTS fra ~600 til >1000 MPA med nyttig forlengelse (3–10 % avhengig av karakter); Utmerket utmattelsesmotstand | Høyytelses drivverk, Opphengskomponenter, tungt maskiner |
| Legerte støpejern (F.eks., Ni-motstå, høy-Cr strykejern) | Base med betydelig Ni, Cr, Mo tillegg | Matrise skreddersydd for å motstå varme/korrosjon; grafitt kan være tilstede eller undertrykt | Spesialisert korrosjons-/oksidasjonsmotstand, eller høy temperatur styrke | Pumpekomponenter for etsende væsker, Ventillegemer, høytemperaturslitasjedeler |
4. Mekaniske egenskaper sammenligning
Tall presenteres som praktiske, støperi-nivå Typiske områder (ikke garantert minimum/maksima) fordi faktiske verdier avhenger sterkt av eksakt kjemi, kasterute, Seksjonsstørrelse, og varmebehandling.
Typiske mekaniske egenskaper – representative støpte aluminium vs støpejernskvaliteter
| Materiale / Karakter (typisk betegnelse) | Tetthet (g · cm⁻³) | Youngs modul (GPA) | Strekkfasthet, Uts (MPA) | Avkastningsstyrke (MPA) | Forlengelse (EN, %) | Hardhet (Brinell, Hb) | Typiske applikasjoner |
| A356-T6 (Al-Si-Mg, varmebehandlet støpt aluminium) | 2.68–2,72 | 68–72 | 200 - 320 | 150 - 260 | 5 - 12 | 60 - 110 | Strukturelle hus, hjulnav, overføringshus |
| A380 / ADC12 (vanlig støping Al-Si familie, som støpt) | 2.70–2,78 | 68–72 | 160 - 280 | 100 - 220 | 1 - 6 | 70 - 130 | Tynnveggede hus, forbrukerdeler, kontakter (formstøping) |
| Hypereutektisk Al-Si (stempel / lavekspansjonslegeringer) | 2.70–2,78 | 68–72 | 150 - 260 | 100 - 220 | 1 - 6 | 80 - 140 | Stempler, glidekomponenter, deler med lav ekspansjon |
| Grått støpejern (typisk ASTM A48 klasse 30) | 6.9–7.3 | 100–140 | ≈207 (≈30 ksi) | - (ikke noe tydelig utbytte) | <1 - 3 | 140 - 260 | Motorblokker, Maskinrammer, bremsetrommer |
| Grått støpejern (ASTM A48 klasse 40) | 6.9–7.3 | 100–140 | ≈276 (≈40 ksi) | - | <1 - 3 | 160 - 260 | Tyngre hus, Pumpekropper |
| Dukes (nodulær) jern - 60–40–18 (ASTM A536) | 7.0–7.3 | 160–180 | ≈414 (60 KSI) | ≈276 (40 KSI) | ~ 18 | 160 - 260 | Girhus, sveivkomponenter, Strukturelle støping |
| Komprimert grafittjern (CGI) (typisk område) | 7.0–7.3 | 140–170 | 350 - 500 | 200 - 380 | 2 - 8 | 180 - 300 | Dieselmotorblokker, eksoskomponenter (høy termisk utmattelsesmotstand) |
| Hvit / høy-Cr slitasje jern (slitasje karakterer) | 7.0–7.3 | 160–200 | lav strekk / skjør | - | <1 - 2 | >300 - 700 | Knusere, bruk liners, skuddsprengningskomponenter |
5. Termiske og støpeprosessbetraktninger
Smelte- og størkningsadferd
- Smeltepunkt / flytende: aluminiumslegeringer smelter i ~ 550–650 ° C. spekter (rent aluminium 660.3 ° C.).
Støpejern størkner ved høyere temperaturer (~1150–1250 °C avhengig av sammensetning) og danner grafitt eller sementitt basert på sammensetning og kjølehastighet. - Termisk konduktivitet: aluminiumslegeringer leder vanligvis varme betydelig bedre enn støpejern (ofte 2–4× høyere), som påvirker muggkjølingen, størkningshastighet og kjøleoppførsel.
- Størkningskrymping: typisk lineær krymping for aluminiumslegeringer ~1.3–1,6 %; svinn i grått støpejern er mindre (~0.5–1,0%), selv om mikro- og makrokrymping avhenger av snitttykkelse og mating.
Støpemetoder & typisk bruk
- Støpe aluminium: vanligvis produsert av formstøping (høyt trykk), permanent form, lavtrykk, og Sandstøping.
Pressstøping gir utmerket overflatefinish og tynnveggsevne; sandstøpehåndtak store, tung, eller komplekse deler med lavere verktøykostnad. - Støpejern: vanligvis Sandstøping (grønn-sand, skall) og mistet skum/skall for komplekse former.
Støpegods av duktilt jern er vanligvis sandstøpt. Støpejern tåler store seksjoner og tunge støpegods godt.
Dimensjonale toleranser & overflatebehandling
- Pressstøpt aluminium: beste dimensjonsevne for støperuter – typiske toleranser i området ±0,1–0,5 mm for mange dimensjoner (avhenger av størrelse), overflatebehandling Ra ofte 0.8–3,2 um som støpt.
- Permanent støpt aluminium: toleranser ±0,25–1,0 mm, overflatefinish bedre enn sandstøping.
- Sandstøpejern: grovere toleranser, typisk ±0,5–3,0 mm avhengig av størrelse og finish; overflaten er grovere, Ra ofte 6–25 um som støpt med mindre den er maskinert.
- Mulighet for veggtykkelse: støpt aluminium kan produsere tynne vegger (<2 mm) økonomisk;
støpejern krever vanligvis tykkere seksjoner for å unngå defekter og for å mate krymping, Selv om moderne støping kan oppnå moderate tynne seksjoner for små deler.
Bearbeidbarhet og sekundære operasjoner
- Aluminium maskiner lett ved høyere hastigheter og lavere krefter; verktøyets levetid er bra; maskineringstillegg er beskjedne for støpte deler.
- Støpejern maskinerer annerledes - gråjern er relativt enkelt å maskinere på grunn av grafitt som fungerer som sponknekker og smøremiddel;
seigjern er hardere og krever forskjellig verktøy; skjæring av støpejern resulterer ofte i sprø spon og krever passende verktøykvaliteter.
6. Korrosjonsbestandighet og driftsmiljøer
- Støpt aluminium: naturlig korrosjonsbestandig på grunn av stabil oksidfilm; fungerer godt i atmosfærisk, mildt korrosive og marine miljøer hvis passende legering/belegg velges.
Anodiserings- og malingssystemer forbedrer overflatens holdbarhet og utseende ytterligere. - Støpejern: jernholdig materiale utsatt for rust (oksidasjon) i våte omgivelser; krever beskyttende belegg (maling, platting), katodisk beskyttelse eller legering for korrosjonsbestandighet.
I noen applikasjoner (motorblokker), støpejern yter akseptabelt på grunn av oljebeskyttelse og kontrollerte miljøer. - Ytelse ved høy temperatur: støpejern (spesielt grå og duktil) beholder styrke ved høye temperaturer bedre enn aluminium.
Aluminiums styrke synker raskt når temperaturen øker over ~150–200 °C, begrense bruken i varmemotorer eller eksoseksponerte komponenter med mindre spesielle legeringer eller kjøling brukes.
7. Fordeler med støpt aluminium vs støpejern
Fordeler i støpt aluminium
- Vektbesparelser: ~62,5 % lettere for tilsvarende volum enn støpejern – kritisk i transport for drivstofføkonomi.
- Høy varmeledningsevne: Bedre varmeavledning (nyttig for varmevekslere, sylinderhoder i bilindustrien etter passende design).
- God korrosjonsmotstand som støpt; valgfritt anodiserbar for forbedret beskyttelse og estetikk.
- Tynnvegg og komplekse tynne funksjoner (Spesielt die casting) — muliggjør konsoliderte deler og kostnadsbesparelser oppstrøms.
- Gunstig resirkulerbarhet og lavere masserelaterte fraktkostnader.
Støpejernsfordeler
- Høyere stivhet og demping: bra for strukturer som krever stivhet og vibrasjonskontroll (Maskinverktøybaser, Pumpehus).
- Overlegen slitestyrke og tribologiske egenskaper: perlitiske og hvite strykejern utmerker seg i slite-/slitemiljøer.
- Høyere trykkfasthet og termisk stabilitet ved høye temperaturer — brukes til kraftige motorblokker, sylinderforinger, og bremserotorer.
- Typisk lavere råvarekostnad per kg og robust støpeadferd for svært store seksjoner.
8. Begrensninger for støpt aluminium vs støpejern
Begrensninger i støpt aluminium
- Lavere stivhet: krever større tverrsnitt eller ribber for å oppnå tilsvarende stivhet — kan redusere noen vektfordeler.
- Lavere høytemperaturstyrke: aluminium mister flytegrensen ved høye temperaturer raskere enn jern.
- Mindre slitestyrke: vanlig støpt aluminium er mykere; krever overflatebehandling (hard anodisering, belegg) for slitasjekritiske overflater.
- Porøsitet og gassrelaterte defekter: aluminium er utsatt for gassporøsitet og krympingsdefekter hvis smelte- og støpingspraksis ikke er kontrollert.
Støpejernsbegrensninger
- Tung: høyere tetthet øker delmassen – negativt for vektsensitive applikasjoner.
- Sprø strekkoppførsel: Grått jern viser lav strekk duktilitet og er utsatt for sprø brudd under støt; design må ta hensyn til hakkfølsomhet.
- Korroderer hvis den ikke er beskyttet: krever belegg eller korrosjonshåndtering.
- Lavere varmeledningsevne enn Al (langsommere varmespredning); kan kreve justeringer av kjøledesign.
9. Støpt aluminium vs støpejern: Forskjeller sammenligning
| Attributt | Støpt aluminium (F.eks., A356-T6, A380) | Støpejern (grå, Dukes) | Praktisk implikasjon |
| Tetthet | ~2,6–2,8 g·cm⁻³ | ~6,8–7,3 g·cm⁻³ | Aluminium er ~60–63 % lettere – stor fordel for vektsensitive design. |
| Elastisk modul (E) | ≈ 69–72 GPa | ≈ 100–170 GPa | Jern er 1,5–2,5× stivere; aluminium trenger mer materiale/ribber for å matche stivheten. |
| Strekkfasthet (typisk) | A356-T6: ~200–320 MPa; A380: ~160–280 MPa | Grå: ~150–300 MPa; Dukes: ~350–700 MPa | Duktilt jern overgår Al i styrke og duktilitet; noen Al-legeringer nærmer seg lavere jernstyrker. |
| Avkastningsstyrke | ~150–260 MPa (A356-T6) | Grå: ikke noe klart utbytte; Dukes: ~200–300 MPa | Bruk seigjern når det er behov for distinkt flyteegenskaper og høyere statisk styrke. |
| Forlengelse (duktilitet) | ~5–12 % (A356-T6) eller 1–6 % (formstøpt) | Grå: <1–3%; Dukes: ~10–20 % | Duktilt jern og varmebehandlet Al gir god duktilitet; gråjern er sprøtt i spenningen. |
| Hardhet / slitasje | HB ≈ 60–130 (legeringsavhengig) | HB ≈ 140–260 (grå); >300 (hvit/perleaktig) | Stryke, spesielt perlittiske/hvite karakterer, best for abrasiv slitasje. Aluminium krever belegg/innlegg for slitasje. |
| Termisk konduktivitet | ~80–180 W·m⁻¹·K⁻¹ (legeringsavhengig) | ~30–60 W·m⁻¹·K⁻¹ | Aluminium foretrukket for varmeavledende deler (Varmevasker, hus). |
| Termisk stabilitet / høy T-styrke | Styrken faller raskt over ~150–200 °C | Bedre oppbevaring av styrke ved høy temperatur | Bruk jern for lastbærende forhøyede temperaturer. |
| Demping / vibrasjon | Moderat | Glimrende (Spesielt grått jern) | Jern foretrukket for maskinrammer, baser og komponenter der vibrasjonsdemping er viktig. |
| Støptbarhet / tynnveggsevne | Glimrende (formstøping; tynne vegger <2 mm mulig) | Begrenset - bedre for tykkere seksjoner | Aluminium muliggjør konsolidert, lette tynnveggede deler; stryk bedre for tunge partier. |
Overflatebehandling & toleranser (som støpt) |
Die cast: fin finish, stramme toleranser | Sandstøpt: grovere, bredere toleranser | Pressestøping senker etterbearbeiding; sandstøpejern krever ofte mer maskinering. |
| Maskinbarhet | Lett, høye fjerningsrater; lav verktøyslitasje | Gråjern maskiner godt (grafitt hjelper spondannelse); seigjern hardere på verktøy | Aluminium reduserer syklustidene for bearbeiding; jern kan trenge tøffere verktøy, men grå jern kutter rent. |
| Korrosjonsmotstand | God (beskyttende oksid); ytterligere forbedret med anodisering/belegg | Dårlig i våte/kloridmiljøer uten beskyttelse | Aluminium trenger ofte mindre korrosjonsbeskyttelse; jern skal males/belegges eller legeres. |
| Gjenvinning | Glimrende; omsmeltingsenergi lavere per kg enn primær | Glimrende; svært resirkulerbar | Begge har sterk skrapverdi; energisparing i aluminium per kg stor vs primærproduksjon. |
| Typiske kostnadsbetraktninger | Høyere $/kg, men lavere masse kan redusere systemkostnadene; støping verktøy høy | Senk $/kg; sandstøpeverktøy lavt for lave volumer | Velg basert på delmasse, volum og nødvendig etterbehandling. |
| Typiske applikasjoner | Bilhus, Varmevasker, lette strukturelle deler | Motorblokker, Maskinbaser, Bruk deler, tunge hus | Match materialet til funksjonelle prioriteringer – vekt vs stivhet/slitasje. |
Utvalgsveiledning (praktiske tommelfingerregler)
- Velg støpt aluminium når: massereduksjon, termisk spredning, korrosjonsmotstand og konsolidering av tynnvegger er primære drivere (F.eks., karosserikomponenter til biler, Varmevasker, lette hus).
Bruk pressstøping i aluminium for store volumer og tynnveggede, funksjonsrike deler; bruk A356-T6 når høyere strukturell ytelse og ettervarmebehandling er nødvendig. - Velg støpejern når: stivhet, Demping, slitestyrke eller forhøyede driftstemperaturer er avgjørende (F.eks., Maskinverktøybaser, bremsekomponenter, kraftige hus, sliteforinger).
Velg duktilt jern for strukturelle deler som krever seighet og noe strekkfasthet.
Bruk gråjern ved demping og bearbeidbarhet (for tunge maskineringsoperasjoner) er viktige og duktilitet for strekk er mindre kritisk. - Når du er i tvil, evaluere avveininger på systemnivå: en tyngre jerndel kan være billigere per kg, men øke nedstrømskostnadene (drivstofforbruk, håndtering, installasjon);
omvendt, aluminium kan redusere systemmassen, men kan kreve større seksjoner eller innsatser for å oppnå mål for stivhet/slitasjelevetid – kjør en delnivåmasse, stivhet og kostnadssammenligning.
10. Konklusjon
Støpt aluminium vs støpejern er komplementære materialer, hver utmerker seg i scenarier der deres unike egenskaper stemmer overens med applikasjonskravene.
Aluminiumsstøpegods dominerer lettvekt, høyeffektive sektorer (elbiler for biler, luftfart, Forbrukerelektronikk) takket være styrke-til-vekt-forholdet, Termisk konduktivitet, og kompleks støpbarhet. </span>
Støpejern forblir uerstattelig i heavy-duty, kostnadssensitive applikasjoner (Maskinverktøy, konstruksjonsrør, tradisjonelle motorer) på grunn av dens slitestyrke, Vibrasjonsdemping, og lav kostnad.</span>
Vanlige spørsmål
Hvor mye lettere er en støpt aluminiumsdel enn den samme volum støpejernsdelen?
Typiske tettheter: aluminium ~2,7 g/cm³ vs støpejern ~7,2 g/cm³. For likt komponentvolum, Aluminium er om 62.5% lighter (Dvs., samme volum aluminiummasse = 37.5% av støpejernsmasse).
Kan aluminium erstatte støpejern i motorblokker?
Aluminium brukes mye til moderne motorblokker og sylinderhoder for å spare vekt.
Å bytte jern krever nøye design for stivhet, Termisk ekspansjon, sylinderforingsstrategier (F.eks., innstøpte foringer, jernhylser) og oppmerksomhet på tretthet og slitasje.
For bruk med høy belastning eller høy temperatur, støpejern eller spesielle aluminiumslegeringer/design kan være å foretrekke.
Som er billigere: støpe aluminium eller støpejern?
På en per kilogram basis, jern har en tendens til å være billigere; på en per del basis svaret avhenger av volum, verktøy (støpematriser er dyre), bearbeidingstid, og det vektdrevne systemet koster (F.eks., drivstofforbruk i kjøretøy).
For høye volumer, støpt aluminium kan være økonomisk til tross for høyere materialkostnader.
Hvilket materiale motstår slitasje bedre?
Støpejern (spesielt perlittisk eller hvitt jern) viser generelt overlegen slitestyrke sammenlignet med støpt aluminium.
Aluminium kan overflatebehandles eller belegges for slitasjeapplikasjoner, men matcher sjelden herdet jern uten ekstra prosesser.
Støper aluminiumrust?
Aluminium ruster ikke som jern; den danner et oksidlag som beskytter den mot ytterligere korrosjon. Under noen forhold (klorideksponering, galvanisk kobling) aluminium kan korrodere og kan kreve belegg eller katodisk beskyttelse.
