Таблица контента
Показывать
1. Введение
Литой алюминий и чугун — два наиболее широко используемых в промышленности литейных материала..
Оба предлагают пути производства компонентов сложной сетчатой формы., но они принципиально отличаются плотностью, жесткость, силовые режимы, тепловое поведение, Методы кастинга, коррозионная стойкость и стоимость жизненного цикла.
Выбор между ними — это компромисс между весом, жесткость, износостойкость, механизм, стоимость и условия эксплуатации.
В этой статье сравниваются эти два компонента по техническим направлениям и предоставляются практические данные и рекомендации по выбору..
2. Что такое литой алюминий?
Литой алюминий относится к компонентам, изготовленным путем заливки расплавленного алюминия. (или алюминиевый сплав) в форму и дать ей затвердеть до окончательной или почти окончательной геометрии.
Потому что алюминий имеет относительно низкую температуру плавления., хорошая текучесть в легированной форме, и низкая плотность, литой алюминий является предпочтительным выбором там, где сложная геометрия, легкий вес, теплопроводность или коррозионная стойкость важны.
Маршруты литья алюминия включают литье под высоким давлением., литье в постоянные формы под низким давлением и гравитацией, кастинг песка, и инвестиции (Потерянный восков) кастинг; каждый маршрут дает разные ограничения на толщину стенок, поверхностная отделка, точность размеров и механические свойства.
Функции
- Легкий вес: плотность ≈ 2.6–2,8 г/см³ (обычно 2.70 G/CM³).
- Низкий модуль упругости: Модуль Юнга ≈ 69–72 ГПа (≈ 69 ГПа типичный).
- Хорошая теплопроводность: сплавы различаются, но часто 100–200 Вт·м⁻¹·К⁻¹; чистый алюминий ~237 Вт·м⁻¹·K⁻¹.
- Хорошая коррозионная стойкость: образует стабильную оксидную пленку; поведение улучшено за счет анодирования или нанесения покрытий.
- Поведение вязкого разрушения: многие литые алюминиевые сплавы достаточно пластичны. (в зависимости от сплава и термообработки).
- Легко обрабатывается: сравнительно низкие силы резания и хорошая обрабатываемость многих сплавов..
- Переработана: алюминий хорошо поддается вторичной переработке с относительно низкими затратами энергии на переплавку по сравнению с первичным производством..
Распространенные алюминиевые сплавы (типичные актерские семьи)
| Семейство сплавов (типичное имя) | Репрезентативные сорта / торговые названия | Ключевые легирующие элементы (wt%) | Теплопроводимый? | Типичные приложения |
| Ал - да (Общий назначение) | A356 / АлСи7 | И ≈ 6–8; Mg ≈ 0,2–0,5 | Часто (Т6 доступен) | Конструктивные корпуса, насосные тела, общее автомобильное литье |
| Al–Si–Mg (структурный, теплопроводимый) | A356-T6, A357 | И ≈ 6–7; Mg ≈ 0,3–0,6 | Да (T5/T6) | Компоненты подвески, колеса, Королевки передачи |
| Литье под давлением Al–Si–Cu / Ал - да | A380, ADC12, A383 | И ≈ 8–13; Cu ≈ 1–4; Fe контролируемый | Ограничен (в основном литые или полусостаренные) | Тонкостенные корпуса, разъемы, потребительские корпуса |
Аль -анди (двигатель & сплавы с повышенным Т) |
Сплав 319 | И ~6–8; Медь ~3–4; Мг маленький | Да (решение + старение) | Головки цилиндров, поршни (с вкладышами), аппаратное обеспечение двигателя |
| Хай-Си / заэвтектические сплавы | Ал - да (10-20% Да) | И 10-20; второстепенный Mg/Cu | Несколько (ограничен) | Поршни, поверхности износа, компоненты с низким коэффициентом расширения |
| Al–Si–Sn / подшипниковые сплавы | Варианты подшипников Al-Si-Sn | Пожалуйста, модерируйте; С (±Pb) в качестве твердых смазочных материалов | Обычно нет (мягкий, литой) | Подшипники скольжения, втулки, скользящие поверхности |
| Специальное высокопрочное литье Al | Варианты Al-Zn-Mg (ограниченное использование актеров) | Zn, Мг, небольшие добавки меди | Да (стареющий) | Высокопрочные детали конструкции (ниша/аэрокосмическая промышленность) |
3. Что такое чугун?
Чугун представляет собой семейство железоуглеродистых сплавов, получаемых путем заливки расплавленного металла в формы и его затвердевания..
Что отличает чугуны от сталей, так это их относительно высокое содержание углерода (обычно >2.0 wt% c) и наличие графитовый углерод в литой микроструктуре.
Углерод обычно встречается в виде графита. (в нескольких морфологиях) или в виде карбида железа (цемент) в зависимости от химического состава сплава и условий затвердевания.
Этот графит и матрица, которая его окружает, контролируют механическое поведение., обрабатываемость и пространство применения различных типов чугуна.
Чугуны — рабочие лошадки тяжелых, износостойкие и чувствительные к вибрации применения, поскольку их экономично отливать в большие или сложные формы, предлагают отличное демпфирование, и могут быть адаптированы с помощью химии и термообработки после литья (НАПРИМЕР., Восточный отпуск) для широкого спектра объектов недвижимости.
Ключевые функции
- Морфология графита контролирует свойства. Форма, размер и распределение графита (чешуйка, сфероидальный, уплотненный) преобладать над пластичностью при растяжении, стойкость, жесткость и обрабатываемость:
-
- слоеный (серый) графит обеспечивает хорошую обрабатываемость и демпфирование, но меньшую прочность на разрыв и чувствительность к надрезам..
- Сфероидальный (узловатый/пластичный) графит обеспечивает гораздо более высокую прочность на разрыв и пластичность.
- Уплотненный графит (CGI) является промежуточным — лучшая прочность и сопротивление термической усталости, чем у серого чугуна, при сохранении хорошего демпфирования..
- Отличное вибрационное демпфирование. Графитовые узелки/хлопья прерывают распространение упругих волн., поэтому для станков станков предпочтительнее чугуны, блоки и корпуса двигателей, в которых демпфирование подавляет шум и вибрацию..
- Хорошая прочность на сжатие и износостойкость. Особенно в перлитном и белом чугуне.; подходит для подшипников, работающих в тяжелых условиях, ролики и изнашиваемые детали.
- Относительно хрупкий при растяжении (Некоторые оценки). Серый чугун чувствителен к надрезам и демонстрирует низкое удлинение.; ковкий чугун значительно повышает ударную вязкость, но все же ведет себя иначе, чем стали..
- Экономичен для больших/сложных отливок.. Литье в песчаные формы и формование ракушек хорошо развиты.; усадка, подача и направленное затвердевание управляются стандартными методами литейного производства..
- Широкая дизайнерская оболочка благодаря обработке после затвердевания. С помощью термической обработки (нормализация, отжиг, Восточный отпуск) и легировать (В, Герметичный, МО),
чугуны можно адаптировать как к очень износостойким, так и к прочным конструкционным сортам. (НАПРИМЕР., ADI — закаленный ковкий чугун). - Хорошая термическая стабильность во многих марках. Некоторые чугуны сохраняют стабильность размеров и прочность при повышенных температурах лучше, чем алюминиевые сплавы..
Распространенные виды чугуна
Ниже приводится практическое описание основных семейств чугуна., типичные химические тенденции, микроструктура и представительные свойства / приложения.
| Тип | Типичный состав (примерно. wt%) | Ключевая особенность микроструктуры | Репрезентативное механическое поведение | Типичные приложения |
| Серый чугун (ГДЛ / Классифицировано по ASTM A48) | С ~3,0–3,8; И ~1,5–3,0; Мн ≤0,5; С & П-контролируемый | Графитовые хлопья в ферритно-перлитной матрице | Прочность на растяжение в целом ~150–350 МПа (зависит от класса); Низкое удлинение (<1–3%); отличное демпфирование; умеренная твердость | Блоки двигателя, тормозные барабаны, насосные корпусы, машинные базы |
| Герцоги (узловой) железо (GJS / ASTM A536) | С ~3,2–3,8; И ~1,8–2,8; Мг ~0,03–0,06 (образование узлов), трассировка Ce/RE | Сфероидальные графитовые конкреции из феррита/перлита | Высокая прочность на разрыв и пластичность; обычные оценки, такие как 60–40–18 (60 Действие ОТС ≈ 414 МПА, 40 кси YS ≈ 276 МПА, 18% удлинение) | Корпусы передачи, Кратчики, критически важные для безопасности конструкционные отливки |
| Уплотненный графитный железо (CGI) (ГДВ) | С ~3,2–3,6; И ~1,8–2,6; следы Mg/RE | Компактный (червеобразный) графит — промежуточное звено между чешуйками и сфероидами | Лучшая прочность на разрыв и сопротивление термической усталости, чем у серого чугуна., с хорошим демпфированием; ОТС в промежуточном диапазоне | Дизельные двигатели блоки, выхлопные компоненты, блоки цилиндров для тяжелых условий эксплуатации |
| Белое железо | С ~2,6–3,6; Си низкий (<1.0); высокие скорости охлаждения | Цемент / ледебурит (карбид) — практически нет графита | Очень высокая твердость (часто HB несколько сотен), отличная стойкость к абразивному износу; Низкая прочность | Дробилки, носить тарелки, дробеструйные футеровки, среда с сильным абразивным износом |
Ковкое железо |
Первоначально состав белого железа; тепло | Тогда отливай как белое железо. отожжен превратить углерод в неправильные агрегаты (закаленный углерод) | Сочетает улучшенную пластичность/прочность по сравнению с. Серый железо; Умеренная сила | Небольшие отливки, требующие пластичности. (фитинги, скобки) |
| Austempered пронзительный железо (Ади) | Ковкое железное основание + контролируемая термическая обработка после отпуска | Сфероидальный графит в аусферритной матрице (Bainitic Ferrite + стабилизированный аустенит) | Исключительное соотношение прочности и пластичности: ОТС из ~600 до >1000 МПА с полезным удлинением (3–10% в зависимости от грейда); Отличная устойчивость к усталости | Высокопроизводительная трансмиссия, Компоненты подвески, тяжелая техника |
| Легированные чугуны (НАПРИМЕР., Ни-резист, утюги с высоким содержанием хрома) | База со значительным содержанием Ni, Герметичный, Мо дополнения | Матрица, специально разработанная для защиты от жары и коррозии.; графит может присутствовать или подавляться | Специализированная стойкость к коррозии/окислению, или высокотемпературная прочность | Компоненты насоса для агрессивных жидкостей, Клапанские тела, высокотемпературные изнашиваемые детали |
4. Сравнение механических свойств
Цифры представлены как практические., литейный уровень Типичные диапазоны (не гарантированные минимумы/максимумы) потому что фактические значения сильно зависят от точного химического состава, маршрут кастинга, размер секции, и термообработка.
Типичные диапазоны механических свойств — типичные марки литого алюминия и чугуна.
| Материал / Оценка (типовое обозначение) | Плотность (G · CM⁻³) | Модуль Юнга (Средний балл) | Предел прочности, Утюр (МПА) | Урожайность (МПА) | Удлинение (А, %) | Твердость (Бринелл, HB) | Типичные приложения |
| A356-T6 (Al–Si–Mg, термообработанный литой алюминий) | 2.68–2,72 | 68–72 | 200 - 320 | 150 - 260 | 5 - 12 | 60 - 110 | Конструктивные корпуса, Колесные центры, Королевки передачи |
| A380 / ADC12 (обычное литье под давлением, семейство Al – Si, Ассоциация) | 2.70–2,78 | 68–72 | 160 - 280 | 100 - 220 | 1 - 6 | 70 - 130 | Тонкостенные корпуса, потребительские детали, разъемы (умирать кастинг) |
| Заэвтектический Al – Si (поршень / сплавы с низким расширением) | 2.70–2,78 | 68–72 | 150 - 260 | 100 - 220 | 1 - 6 | 80 - 140 | Поршни, скользящие компоненты, детали с низким расширением |
| Серый чугун (типичный класс ASTM A48 30) | 6.9–7,3 | 100–140 | ≈207 (≈30 тысяч фунтов на квадратный дюйм) | - (нет отчетливой доходности) | <1 - 3 | 140 - 260 | Блоки двигателя, машинные рамки, тормозные барабаны |
| Серый чугун (Класс ASTM A48 40) | 6.9–7,3 | 100–140 | ≈276 (≈40 тысяч фунтов на квадратный дюйм) | - | <1 - 3 | 160 - 260 | Корпуса для более тяжелых условий эксплуатации, насосные тела |
| Герцоги (узловой) железо — 60–40–18 (ASTM A536) | 7.0–7,3 | 160–180 | ≈414 (60 KSI) | ≈276 (40 KSI) | ~ 18 | 160 - 260 | Корпусы передачи, компоненты кривошипа, структурные отливки |
| Уплотненный графитный железо (CGI) (Типичный диапазон) | 7.0–7,3 | 140–170 | 350 - 500 | 200 - 380 | 2 - 8 | 180 - 300 | Дизельные двигатели блоки, выхлопные компоненты (высокая термостойкость) |
| Белый / износостойкий чугун с высоким содержанием хрома (степени износа) | 7.0–7,3 | 160–200 | низкая прочность на растяжение / хрупкий | - | <1 - 2 | >300 - 700 | Дробилки, носить вкладыши, компоненты для дробеструйной обработки |
5. Аспекты термического процесса и процесса литья
Поведение при плавлении и затвердевании
- Температура плавления / жидкость: алюминиевые сплавы плавятся в ~ 550–650 ° C. диапазон (чистый алюминий 660.3 ° C.).
Чугун затвердевает при более высоких температурах. (~1150–1250 °С в зависимости от состава) и образует графит или цементит в зависимости от состава и скорости охлаждения.. - Теплопроводность: алюминиевые сплавы обычно проводят тепло значительно лучше чем чугун (часто в 2–4 раза выше), что влияет на охлаждение формы, скорость затвердевания и поведение при охлаждении.
- Усадка при затвердевании: типичная линейная усадка алюминиевых сплавов ~1.3–1,6%; усадка серого чугуна меньше (~0.5–1,0%), хотя микро- и макроусадка зависят от толщины среза и подачи.
Методы литья & типичное использование
- Бросать алюминий: обычно производится умирать кастинг (Высокое давление), Постоянная плесень, низкий давление, и кастинг песка.
Литье под давлением обеспечивает превосходное качество поверхности и способность работать с тонкими стенками.; ручки для литья в песок большие, тяжелый, или сложные детали с меньшими затратами на оснастку. - Чугун: обычно кастинг песка (зеленый песок, оболочка) и Потерянный/оболочка для сложных форм.
Отливки из ковкого чугуна обычно отливают в песчаные формы.. Чугун хорошо переносит большие сечения и тяжелые отливки..
Размерные допуски & поверхностная отделка
- Литой алюминий: наилучшие размерные характеристики отливок — типичные допуски в диапазоне ±0,1–0,5 мм для многих размеров (зависит от размера), обработка поверхности Ra часто 0.8–3,2 мкм Ассоциация.
- Алюминий, изготовленный в постоянной форме: допуски ±0,25–1,0 мм, обработка поверхности лучше, чем литье в песчаные формы.
- Песчано-чугунный: более грубые допуски, обычно ±0,5–3,0 мм в зависимости от размера и отделки.; обработка поверхности более грубая, Ра часто 6–25 мкм литой, если не обработан на станке.
- Толщина стенки: литой алюминий может производить тонкие стенки (<2 мм) экономически;
для чугуна обычно требуются более толстые секции, чтобы избежать дефектов и предотвратить усадку., хотя современное литье позволяет добиться умеренной толщины сечений мелких деталей..
Обрабатываемость и второстепенные операции
- Алюминий машины легко обрабатываются на более высоких скоростях и с меньшими усилиями; срок службы инструмента хороший; припуски на обработку скромные для литых деталей.
- Чугун обрабатывается по-разному — серый чугун относительно легко обрабатывается благодаря графиту, который действует как стружколом и смазка.;
ковкий чугун тверже и требует другого инструмента; резка чугуна часто приводит к образованию хрупкой стружки и требует использования инструментов соответствующих марок..
6. Коррозионная стойкость и условия эксплуатации
- Литой алюминий: естественная коррозионная стойкость благодаря стабильной оксидной пленке; хорошо работает в атмосфере, слабокоррозионная и морская среда, если выбран соответствующий сплав/покрытие.
Системы анодирования и окраски дополнительно улучшают долговечность и внешний вид поверхности.. - Чугун: черный материал, склонный к ржавчине (окисление) во влажной среде; требует защитного покрытия (краски, покрытие), катодная защита или легирование для устойчивости к коррозии.
В некоторых приложениях (блоки двигателя), чугун работает приемлемо благодаря защите масла и контролируемой среде. - Высокотемпературная производительность: чугун (особенно серый и пластичный) сохраняет прочность при повышенных температурах лучше, чем алюминий.
Прочность алюминия быстро падает при повышении температуры выше ~150–200 °C., ограничение его использования в горячих двигателях или компонентах, подвергающихся воздействию выхлопных газов, если не используются специальные сплавы или охлаждение..
7. Преимущества литого алюминия перед чугуном
Преимущества литого алюминия
- Экономия веса: Примерно на 62,5% легче при эквивалентном объеме, чем чугун, что имеет решающее значение при транспортировке для экономии топлива..
- Высокая теплопроводность: Лучше рассеяние тепла (полезно для теплообменников, головки цилиндров в автомобилестроении после соответствующей конструкции).
- Хорошая коррозионная стойкость Ассоциация; опционально анодируемый для улучшенной защиты и эстетики.
- Тонкостенные и сложные тонкие функции (Особенно умирают кастинг) — позволяет консолидировать детали и экономить затраты на этапе разработки.
- Хорошая возможность вторичной переработки и более низкие затраты на транспортировку, связанные с массой..
Преимущества чугуна
- Повышенная жесткость и демпфирование: хорошо подходит для конструкций, требующих жесткости и контроля вибрации (базы машинного инструмента, насосные корпусы).
- Превосходная износостойкость и трибологические свойства.: Перлитный и белый чугуны превосходно работают в абразивных и изнашиваемых средах..
- Более высокая прочность на сжатие и термическая стабильность при повышенных температурах. — используется для блоков двигателей большой мощности, цилиндрические лайнеры, и тормозные диски.
- Обычно более низкая стоимость сырья за кг. и надежное поведение при литье очень больших сечений.
8. Ограничения литого алюминия по сравнению с чугуном
Ограничения по литому алюминию
- Более низкая жесткость: требует большего поперечного сечения или ребер для достижения эквивалентной жесткости — может уменьшить некоторые преимущества в весе.
- Более низкая жаропрочность: алюминий теряет предел текучести при повышенных температурах быстрее, чем железо..
- Меньшая износостойкость: простой литой алюминий мягче; требует обработки поверхности (твердое анодирование, покрытия) для поверхностей, критичных к износу.
- Пористость и газовые дефекты: алюминий склонен к газовой пористости и дефектам усадки, если не контролировать процесс плавки и литья..
Ограничения по чугуну
- Тяжелый: более высокая плотность увеличивает массу детали — отрицательно для применений, чувствительных к весу.
- Хрупкое растяжение: Серый чугун обладает низкой пластичностью при растяжении и склонен к хрупкому разрушению при ударе.; конструкция должна учитывать чувствительность к вырезу.
- Корродирует, если не защищен: требует покрытий или защиты от коррозии.
- Более низкая теплопроводность чем Ал (медленнее рассеивание тепла); может потребоваться корректировка конструкции охлаждения.
9. Литой алюминий против чугуна: Сравнение различий
| Атрибут | Литой алюминий (НАПРИМЕР., A356-T6, A380) | Чугун (серый, Герцоги) | Практическое значение |
| Плотность | ~2,6–2,8 г·см⁻³ | ~6,8–7,3 г·см⁻³ | Алюминий на ~60–63% легче — огромное преимущество для конструкций, чувствительных к весу.. |
| Модуль упругости (Эн) | ≈ 69–72 ГПа | ≈ 100–170 ГПа | Железо в 1,5–2,5 раза жестче.; алюминию нужно больше материала/ребер, чтобы соответствовать жесткости. |
| Предел прочности (типичный) | A356-T6: ~200–320 МПа; A380: ~160–280 МПа | Серый: ~150–300 МПа; Герцоги: ~350–700 МПа | Ковкий чугун превосходит Al по прочности и пластичности.; некоторые алюминиевые сплавы приближаются по прочности к нижнему пределу прочности железа.. |
| Урожайность | ~150–260 МПа (A356-T6) | Серый: нет четкой доходности; Герцоги: ~200–300 МПа | Используйте ковкий чугун, когда необходимы отличные характеристики текучести и более высокая статическая прочность.. |
| Удлинение (пластичность) | ~5–12% (A356-T6) или 1–6% (отлитый под давлением) | Серый: <1–3%; Герцоги: ~10–20% | Ковкий чугун и термообработанный алюминий обеспечивают хорошую пластичность.; Серый чугун хрупкий при растяжении. |
| Твердость / носить | ХБ ≈ 60–130 (зависит от сплава) | ХБ ≈ 140–260 (серый); >300 (белый/перлитный) | Железо, особенно перлитные/белые сорта, лучше всего подходит для абразивного износа. Алюминий требует покрытий/вставок для защиты от износа.. |
| Теплопроводность | ~80–180 Вт·м⁻¹·К⁻¹ (зависит от сплава) | ~30–60 Вт·м⁻¹·К⁻¹ | Алюминий предпочтителен для теплоотводящих деталей. (радиаторы, корпусы). |
| Тепловая стабильность / высокотемпературная прочность | Прочность быстро падает выше ~ 150–200 ° C. | Лучшее сохранение прочности при высоких температурах | Используйте железо для выдерживания нагрузок при повышенных температурах.. |
| Демпфирование / вибрация | Умеренный | Отличный (Особенно серого железа) | Железо предпочтительно для корпусов машин., основания и компоненты, для которых важно гашение вибрации. |
| Листовиденность / возможность тонкостенности | Отличный (умирать кастинг; тонкие стены <2 мм возможно) | Ограниченный — лучше для более толстых секций. | Алюминий позволяет консолидировать, легкие тонкостенные детали; гладить лучше для тяжелых секций. |
Поверхностная отделка & допуски (Ассоциация) |
Литье под давлением: чистовая отделка, жесткие допуски | Отливка из песка: грубее, более широкие допуски | Литье под давлением снижает необходимость последующей обработки.; песчаный чугун часто требует дополнительной механической обработки. |
| Механизм | Легкий, высокая скорость удаления; низкий износ инструмента | Серый чугун хорошо обрабатывает (графит способствует образованию стружки); ковкий чугун сильнее воздействует на инструменты | Алюминий сокращает время цикла обработки; для утюга может потребоваться более прочный инструмент, но серый утюг режет чисто. |
| Коррозионная стойкость | Хороший (защитный оксид); дальнейшее улучшение за счет анодирования/покрытия | Плохо работает во влажной/хлоридной среде без защиты. | Алюминий часто нуждается в меньшей защите от коррозии; железо должно быть окрашено/покрыто или легировано. |
| Переработка | Отличный; энергия переплавки ниже на кг, чем при первичной плавке | Отличный; легко перерабатываемый | Оба имеют высокую стоимость лома.; экономия энергии на алюминий на кг крупного по сравнению с первичным производством. |
| Типичные соображения стоимости | Более высокая цена за кг, но меньшая масса могут снизить стоимость системы.; инструмент для литья под давлением, высокий | Меньше $/кг; Инструменты для литья в песчаные формы, низкие для небольших объемов | Выбирайте по массе детали, объем и необходимая отделка. |
| Типичные приложения | Автомобильные корпусы, радиаторы, Легкие конструкционные детали | Блоки двигателя, машинные базы, носить детали, тяжелые корпуса | Сопоставьте материал с функциональными приоритетами — вес против жесткости/износа.. |
Руководство по выбору (практические правила)
- Выбирайте литой алюминий, когда: уменьшение массы, тепловыделение, коррозионная стойкость и консолидация тонкостенных элементов являются основными факторами (НАПРИМЕР., компоненты автомобильного кузова, радиаторы, легкие корпуса).
Используйте литье алюминия под давлением для больших объемов и тонкостенных, многофункциональные детали; используйте A356-T6, когда требуются более высокие структурные характеристики и последующая термообработка.. - Выбирайте чугун, когда: жесткость, демпфирование, износостойкость или повышенные температуры эксплуатации имеют первостепенное значение (НАПРИМЕР., базы машинного инструмента, Тормозные компоненты, сверхмощные корпуса, абразивные износные вкладыши).
Выбирайте ковкий чугун для деталей конструкций, требующих прочности и некоторой пластичности при растяжении..
Используйте серый чугун при демпфировании и обрабатываемости. (для тяжелых операций механической обработки) важны, а пластичность при растяжении менее критична.. - Когда сомневаешься, оценить компромиссы на уровне системы: более тяжелая железная деталь может быть дешевле за кг, но приведет к увеличению последующих затрат (расход топлива, умение обращаться, установка);
наоборот, алюминий может уменьшить массу системы, но может потребоваться более крупные секции или вставки для достижения целевых показателей жесткости и срока службы — используйте массу на уровне детали, сравнение жесткости и стоимости.
10. Заключение
Литой алюминий и чугун — взаимодополняющие материалы., каждый из них превосходен в сценариях, где их уникальные свойства соответствуют требованиям приложения..
Алюминиевые отливки доминируют над легкими, высокоэффективные отрасли (автомобильные электромобили, аэрокосмическая, потребительская электроника) благодаря соотношению прочности и веса, теплопроводность, и сложная литейность. </охватывать>
Чугун остается незаменимым в тяжелых условиях эксплуатации., чувствительные к затратам приложения (станки, строительные трубы, традиционные двигатели) благодаря своей износостойкости, вибрационное демпфирование, и низкая стоимость.</охватывать>
Часто задаваемые вопросы
Насколько легче литая алюминиевая деталь, чем чугунная деталь того же объема?
Типичные плотности: алюминий ~2,7 г/см³ против чугуна ~7,2 г/см³. Для равного объема компонентов, алюминий есть о 62.5% зажигалка (Т.е., масса алюминия того же объема = 37.5% из чугунной массы).
Может ли алюминий заменить чугун в блоках двигателей??
Алюминий широко используется в современных блоках двигателей и головках цилиндров для снижения веса..
Замена железа требует тщательного проектирования жесткости, тепловое расширение, стратегии гильз цилиндров (НАПРИМЕР., литые вкладыши, железные рукава) и внимание к усталости и износу.
Для применений с высокими нагрузками или высокими температурами, чугун или специальные алюминиевые сплавы/конструкции могут быть предпочтительными.
Что дешевле: литой алюминий или чугун?
На за килограмм основа, железо обычно дешевле; на за часть в зависимости от объема ответ, инструмент (штампы для литья под давлением стоят дорого), время обработки, и стоимость системы с учетом веса (НАПРИМЕР., расход топлива в транспортных средствах).
Для больших объемов, литой алюминий может быть экономичным, несмотря на более высокую стоимость материала.
Какой материал лучше сопротивляется износу?
Чугун (особенно перлитный или белый чугун) обычно демонстрирует превосходную износостойкость по сравнению с литым алюминием.
Алюминий можно подвергнуть поверхностной обработке или покрытию для защиты от износа, но он редко соответствует закаленному железу без дополнительных процессов..
Ржавеет ли литой алюминий?
Алюминий не ржавеет, как железо.; образует оксидный слой, который защищает его от дальнейшей коррозии. При некоторых условиях (Экспозиция хлорида, Гальваническая связь) алюминий может подвергаться коррозии и может потребовать нанесения покрытий или катодной защиты..
