Ливени челик вс ливено гвожђе: Кључне разлике, Својства & Апликације

1. Увођење

Ливени челик и ливено гвожђе и обојени метали произведени кроз процесе топљења и ливења.

Иако деле базни елемент-гвожђе - њихова својства, апликације, а карактеристике перформанси значајно се разликују због варијација у садржају угљеника и алегантних елемената.

Одабир између ливеног челика и ливеног гвожђа пресудни је за инжењере, произвођачи, и дизајнери јер директно утиче на снагу, обрада, отпорност на корозију, и укупни трошкови циљева циљева компоненте.

Овај чланак истражује металургију, механичко понашање, Методе производње, и окончани погодност ливеног челика и ливеног гвожђа у дубини.

2. Шта је ливено гвожђе?

Ливено гвожђе је група легура гвожђе-угљеника са а садржај угљеника обично између 2.0% и 4.0%, заједно са различитим нивоима силицијума (1.0-3.0%), манган, сумпорни, и фосфор.

Овај високи садржај угљеника га разликује од челика и даје ливено гвожђе своје различите физичка и механичка својства.

То је један од најстаријих и најчешће коришћених обојених метала у инжењерингу и производњи, вредновано за своје Одлична капитаљивост, пригушивање вибрација, и Снага притиска.

Историјски контекст

Употреба ливеног гвожђа датира из 5. века пре нове ере у Кини, са широкој индустријском усвајању почевши у 15. веку.

То је револуционарисана градња, машинерија, и транспорт, да се креће у све од мостова и цеви до мотора и посуђе.

Кључне врсте ливеног гвожђа

Кључне карактеристике ливеног гвожђа

• Садржај високог угљеника: Појачава кастубилност и отпорност на хабање, али смањује дуктилност.
• Одлична капитаљивост: Поинта за ниски топљење (≈1150-1200 ° Ц) и добра флуидност омогућава замршено, велики, и сложени облици који се лако постављају.
• Добар капацитет пригушивања: Посебно у сивом гвожђу, која добро апсорбује вибрације, чинећи га идеалним за базе машина.
• Крхкост: Већина форми, Посебно сиво и бело ливено гвожђе, прелом под затезницама или ударца.
• Топлотна проводљивост: Ефикасно за дистрибуцију топлоте, Учините га добрим материјалом за делове мотора и посуђе.
• Отпорност на корозију: Умерено без премаза, Иако се побољшано са одређеним легираним елементима или површинским третманима.

3. Шта је ливени челик?

Ливени челик је категорија легура гвожђе-угљеника са а садржај угљеника обично се креће од 0.1% до 0.5%, произведено топљењем и бацањем растопљеног челика у калупе да би се формирали одређени облици.

За разлику од ливеног гвожђа, ливени челик има нижи садржај угљеника, што резултира значајно већа дуктилност, жилавост, и заваривост.

Посебно је фаворизовано за апликације које укључују Динамичка оптерећења, отпорност на ударце, и отпорност на хабање.

Историјски контекст

Док је ковани челик датира натраг на антикну, ливени челик постало је широко доступно у 19. веку након напретка у процесима доношења челика, као што су методе Бессемер-а и отворених служења.

Данас, ливени челик је витални материјал у структуралном, аутомобилске, рударство, и апликације које садрже притисак због снаге и свестраности.

Кључне врсте ливеног челика

Кључне карактеристике ливеног челика

• Доњи садржај угљеника: Обично 0,1-0,5%, резултирајући врхунском дуктизлом и заваривањем у поређењу са ливеним гвожђем.
• Велика снага & Жилавост: Понуде од ливених челика Одлична механичка својства, укључујући високу затезну чврстоћу и отпорност на ударце утоваривачу.
• Топлота у лечењу: За разлику од ливеног гвожђа, ливени челик може бити подгрејан (угашен, каљено, нормализован) да побољша тврдоћу, жилавост, и отпорност на хабање.
• Завабилност: Одлично за израду, поправити, и придруживање идеалним за компоненте које ће можда требати модификација или одржавање.
• Обрада: Опћенито добро, Иако варира од састава легура и стања за термичку обраду.
• Отпорност на корозију: Широко варира у зависности од легираних елемената. Нехрђајуће оцене су високо отпорне на корозију.

4. Упоређивање стола: Ливени челик вс ливено гвожђе

5. Уобичајени методе ливења: Ливени челик вс ливено гвожђе

Избор метода ливења је кључно за контролу трошкова, Димензионална прецизност, Механичке перформансе, и производна скала.

Ливени челик и ливени гвожђе Поделите неколико техника ливења, Али сваки материјал представља јединствене изазове због разлика у тачки топљења, Понашање учвршћивања, и легура реактивност.

Методе ливења за одложени челик

Ливени челични песак ливење

Ливење песка је најчешће коришћена метода за производњу делова ливених челика, посебно за средње до велике компоненте.

Узорак (дрва, метал, или смола) користи се за обликовање шупљине у песку или зелено (глинени) или хемијски везан.

Јер одложени челик захтева високе температуре изливања (1,450-1.600 ° Ц), Калупи МАТЕРИЈАЛИ И СИСТЕМИ ГАФТИРАЊА морају бити дизајнирани за руковање термалним шоком, ерозија, и скупљање.

Заједнички делови: Мењачи, Тела вентила, Структурни носачи.

Ливени челични инвестициони ливење (Изгубљени восак)

Инвестициони ливење одликује се производњи замршених облика са танким зидовима и уским толеранцијама. Узорак воска је обложен керамичком суспентом, формирање шкољке која је касније девексирана и испаљена.

Овај високо прецизни процес идеалан је за ливени челик због своје способности да се минимизира обрада, посебно за сложену ваздухопловство, медицински, или енергетске компоненте.

Заједнички делови: Младе за турбине, Медицински инструменти, војне компоненте.

Ливени челични калуп за шкољке

Лимена љуске користи гријани метални узорак за излечење пјешчане љуске. Омогућава врхунску површинску завршну и димензионалну конзистенцију у поређењу са традиционалним ливењем песка.

За челик, Процес је нарочито ефикасан када су потребне компоненте средње сложености са високом поновљивошћу.

Заједнички делови: Мотор Моторс, Хидраулични носачи, капице за ношење.

Ливени челични центрифугално ливење

У центрифугално ливење, растопљени челик је сипао у ротирајуће калуп.

Предење велике брзине дистрибуира метал споља од зида калупа, Повећавање густине и смањење оштећења попут инклузија или порозности гаса.

Посебно корисно за цилиндричне или цевасте делове, Ова метода производи компоненте са финозрнатим, Високо уједначена структура.

Заједнички делови: Челичне цеви, рукаве, и прстенови за уље & ГАС или железничке апликације.

Ливени челични континуирани ливење (За полупроизводе)

Иако се не користи за нето или готове делове, Континуирано лијевање је неопходно у индустрији челика за производњу гредица, цвета, и плоче.

Растопљени челик је сипао у калуп са хлађењем воде, учвршћивање као што је извучено. Ови обрасци су касније обрађени фалсификовањем, обрада, или котрљање.

Производи: Барска залиха, Структурне греде, челични лист.

Методе ливења за ливено гвожђе

Ливење гвожђе од зеленог песка

Греен пешчани ливење остаје доминантна метода за ливено гвожђе због ниске цене, Рециклирање, и прилагодљивост.

"Зелена" односи се на садржај влаге у песку, која је везана са бентонитном глином.

Одлична флуидност од ливеног гвожђа и доње тачке топљења (1,100-1,250 ° Ц) Нека буде савршено погодан за овај процес.

Заједнички делови: Омоти шахта, Блокови мотора, Кућишта компресора.

Ливено гвожђе (Смола) Ливење песка

У кадицама, Песак се помеша са смолом и катализаторима који лечи на собној температури, формирање јаких, крути калупи.

Овај поступак је пожељан за велике делове гвожђа који захтевају бољу прецизност димензије и глатких површина од зеленог песка могу да обезбеде.

Заједнички делови: Велике базе машине, Индустријска кућишта, подметач.

Ливено гвожђе Калупљење ливења

Кањење калупа за шкољке користи се ређе у гвожђу, али остаје користан када су потребне чвршће толеранције или глатке завршнице. Песак пресвучен смолом чини танким, полу-крута љуска око обрасца.

Јер се од ливеног гвожђа пролази добро, Овај процес осигурава минималну трептање и фину дефиницију ивица.

Заједнички делови: Кућишта зупчаника, Тела вентила, украсни гвожђе.

Ливено гвожђе центрифугално ливење

Широко се користи за дуктилне линије за гвожђе и цилиндрине, Центрифугално ливење користи ротациону силу за дистрибуцију растопљеног метала у облику калупа.

За ливено гвожђе, Ово побољшава формирање нодула (у дуктилним оценама), смањује порозност, и промовише усавршавање зрна.

Заједнички делови: Секције цеви, фливхеелс, и бубњеви кочница.

Ливено гвожђе изгубљено пенасто

Изгубљена пенасти ливење користи полистиренски узорак уграђен у нетрведени песак. Када се молтен ливено гвожђе излива, пена испарава, формирање облика са минималним ухватом на гас због ниже реактивности гвожђа.

Ова метода се одликује за сложене геометрије без раздвајања линија или језгара.

Заједнички делови: Много окретнице мотора, кућишта пумпе, украсни одливци.

Кључне разлике у карактеристикама ливења

6. Топлотни третман и заваривање: Ливени челик вс ливено гвожђе

Топлотни третман и заваривање су критични фактори који утичу на перформансе, сервисни живот, и поправљивост ливених компоненти.

Темељне металуршке разлике између ливеног челика и ливеног гвожђа директно утичу на то како се сваки материјал реагује на топлотну обраду и заваривање.

Ливени челик

Топлотни третман:

Ливени челик обично садржи доњи угљеник (0.1-0,5%) и више је више до различитих топлотних третмана за прилагођавање њених механичких својстава. Уобичајени топлотни третмани укључују:

• Враголовање: Омекшава челик, смањује заостале напрезате, и побољшава израду израде.
• Нормализација: Пречишћава структуру зрна загревањем изнад критичне температуре (~ 870-950 ° Ц) праћен хлађењем ваздуха; Појачава снагу и жилавост.
• Гашење и каљење: Брзо хлађење (гашење) од температуре аустенитације (~ 900-1,000 ° Ц) да формирају мартенсите, праћено каљењем за равнотежу тврдоће и дуктилности.
  Овај процес је од суштинског значаја за челичне делове отпорне на хабање или високо чврстоће.

Ови топлотни третмани омогућавају да одложени челик постигне широк спектар механичких својстава, укључујући високу затезну чврстоћу (400-800 МПА), Побољшана жилавост удара, и контролисана тврдоћа.

Завабилност:

Релативно низак низак садржај угљеника и хомогене микроструктуре од ливеног челика чине га високо заваривом. Може се заварати помоћу конвенционалних техника као што су:

• Заштићени метални лук заваривање (Размазати)
• Гас волфрам лук заваривање (Гтав)
• Флук-Цоред АРЦ заваривање (Фцав)

Међутим, Морате се предузети брига да бисте контролисали претреат и пост-заваривање топлоте да не би дошло до пуцања, Посебно у легираним челицима од ливених или дебелих секција.

Метал заваривања може уско ускладити својства базних материјала, Допуштање ефикасног поправка и придруживања.

Ливено гвожђе

Топлотни третман:

Ливено гвожђе, са својим високим садржајем угљеника (2.0-4.0%) и присуство графичних пахуљица или чворова, Реагира другачије на топлотно поступање:

• Враголовање: Често се наносе на крошњево гвожђе како би се смањила тврдоћа и побољшала дуктилност.
• Нормализација: Ограничена употреба, пре свега да измени микроструктуру у белом ливеном гвожђу.
• Ублажавање стреса: Смањује заостале напрезате, али не значајно мења тврдоћу или снагу.

За разлику од челика, Гвожђе од ливеног ливеног не може се ефикасно очврснути кроз гашење због присуства графита, која инхибира трансформацију маркетитне.

Стога, Његова механичка својства у великој мери су фиксирана након ливења и хлађења.

Завабилност:

Гвожђе за заваривање представља значајне изазове:

• Присуство графитних пахуљица (посебно у сивој ливеном гвожђу) Промовише иницијацију и ширење пукотина током заваривања.
• Високи еквивалент угљеника доводи до кршења и ризика од вруће пукотине.
• Неусклађеност термичке експанзије између заваривања и базног метала узрокује заостале напрезате.

Често захтева заваривање ливено гвожђе:

• Специјализоване технике као што су предгревање (200-400 ° Ц), споро хлађење, и употреба метала за пуњење на никлу.
• Огуљен или стрес олакшица након заваривања да се минимизира пуцање.

8. Отпорност на корозију и површински завршетак: Ливени челик вс ливено гвожђе

Материјално понашање у корозивним окружењима и остваривом квалитету површине након ливења или обраде су пресудни фактори у издржљивости компоненте, перформансе, и естетика.

Ливени челик и ливено гвожђе, Иако су и обојени материјали, посебно се разликују у отпорности на корозију и карактеристике завршетка пост-ливења због њиховог састава, микроструктура, и садржај угљеника.

Отпорност на корозију

Ливени челик

Ливени челик углавном има нижа интринзична отпорност на корозију него ливено гвожђе због његове реактивне, хомогена микроструктура и доњи садржај угљеника.

Међутим, то нуди Већа свестраност У контроли корозије кроз легирајући и површински третмани.

Карактеристике:

• Незаложиво одливљивање карбонских челика су склони уједначена хрђала када су изложени влаги или кисеонику.
• Легирани челици (Нпр., са хром, никл, или молибден) може да одоли у различитим окружењима:

• • Одливљивање од нехрђајућег челика (≥10.5% цр) Покажите снажну отпорност на корозију, Чак и у киселим или морским подешавањима.

• Компатибилан са превлаке (поцинљив, сликање, епоксидан) За побољшану заштиту.

Ливено гвожђе

Упркос томе што је крхкија, ливено гвожђе често показује Боља отпорност на корозију у стагнантним или благо корозивним окружењима, у великој мери због Заштитни оксидни слој формирана графитним садржајем и текстуром површине.

Карактеристике:

• Сива лијевана гвожђа формира а стабилан, Пасивирајући оксидни слој који успорава корозију - самоограничавајући процес.
• ГРАФИТЕ МАТРИКС делује као катода, чинећи ливено гвожђе мање склоне дубоком питању, али подложнији једноличним површинским оксидацијама.
• Дуктилни гвожђе нуди боље перформансе корозије него сивим гвожђем, посебно са премазима или епоксидним облозима.

Површинска завршна обрада након ливења и обраде

Ливени челик

• Због ње густа и хомогена структура зрна, ливени челик може постићи а глаткија површина Пост-обрада и полирање.
• Површине као ливене склони су грубим од ливеног гвожђа, али могу се побољшати коришћењем улагања или трајног калупа.
• Идеално за компоненте које захтевају уски толеранције или критичне површине за заптивање.

Типична финишта (улога):

• Ливење песка: РА 12,5-25 μм
• Инвестициони ливење: РА 1.6-6.3 μм

Ливено гвожђе

• Ливено гвожђе има Одлична капитаљивост, што често резултира Боља репликација површине од калупа.
• Међутим, тхе Присуство графита може да створи благо порозна површинска текстура, посебно у сивом гвожђу.
• Машина је супериорност Због графита који делује као прекидач и мазиво и мазиво, што доводи до добре завршне обраде након обраде.

Типична финишта (улога):

• Греен песак ливење: РА 6.3-12.5 μм
• Ливење калупа за шкољке: РА 3.2-6.3 μм

9. Предности и ограничења од ливеног челика вс ливеног гвожђа

Одабир између ливени челик вс ливено гвожђе зависи од равнотеже механичких перформанси, трошак, доношење, отпорност на корозију, и захтеви специфични за примену.

Оба материјала нуде различите предности и компромисе који утичу на одлуке о дизајну и набавкама.

Ливени челик

Предности

1. Висока дуктилност & Жилавост
   Ливени челик излаже одличну отпорност на ударце и затезну чврстоћу, што га чини погодним за динамичке и високо оптерећене апликације.
2. Врхунска заваривост
   Његов низак садржај угљеника и хомогена структура омогућавају лако заваривање и поправак.
3. Избор широке легуре
   Може се обожавати хром, никл, молибден, итд., Да би се побољшао отпорност на корозију, тврдоћа, или отпорност на топлоту.
4. Топлотна лечења
   Механичка својства могу се прилагодити топлотном третманом (Нпр., гашење, ублажавање, враголовање).
5. Добар отпор умор
   Идеално за цикличне услове за утовар и ударце (Нпр., Структурни или аутомобилски делови).

Ограничења

1. Нижа казивање
   Већа скупљања и лоша флуидност чине да теже замршене или танке зидне облике теже.
2. Веће трошкове
   Скупље у погледу употребе енергије, сложеност плијесни, и алегални елементи.
3. Површинска завршна обрада
   Опћенито груб од ливеног гвожђа у облику уложеног улога и можда је потребна додатна обрада.
4. Корозија склона (Ако је нерадио)
   Захтевају премазе или легирање за пријаве у корозивним окружењима.

Ливено гвожђе

Предности

1. Одлична капитаљивост
   Лако тече у плијесни; Идеално за комплекс, танки зидан, или замршени облици.
2. Врхунска израда
   Графичка микроструктура делује као мазиво, Побољшање израде и животни век алата.
3. Добре пригушење вибрација
   Идеално за базне машине и блокове мотора у којима су контрола буке и вибрације критичне.
4. Исплативо
   Нижа тачка топљења и мање интензивне обраде смањују укупне трошкове.
5. Природна отпорност на корозију (У стајама)
   Посебно сиво гвожђе, који формира заштитни оксидни слој.

Ограничења

1. Крхка прелома
   Ниска дуктилност и лоша отпорност на ударце омогућавају га неприкладном за динамичке апликације за утовар или високе стресне.
2. Лоша завариваност
   Тешко заварити због графичних пахуљица и високог садржаја угљеника; Поправка је често непрактична.
3. Нижа затезна чврстоћа
   Не може се подударати са ливеним челиком у оптерећењу или структурним апликацијама.
4. Ограничена опција за термичке пречишћавање
   Углавном ограничено на ослобађање од стреса или жарења; Механичка својства су мање подешавана.

10. Уобичајене апликације од ливеног челика вс ливеног гвожђа

Избор између ливени челик и ливено гвожђе често се покреће захтевима перформанси, Услови животне средине, и економска ограничења.

Пријаве за ливене гвожђе

Одлична флуидност ливеног гвожђа, капитаљивост, и пригушна својства чине га идеалним за компоненте са сложеним геометријама, статичка оптерећења, и осетљивост буке / вибрације.

ЦЕЛЕ ЦЕЛЛЕ апликације

Ливени челик је фаворизовано у индустријама које захтевају велику снагу, отпорност на ударце, и структурни интегритет, посебно у динамичним или екстремним условима услуга.

11. Закључак

Обоје ливене гвожђе вс ливене челик играју суштинске улоге у модерном инжењерингу.

Гвожђе од ливене је идеалне за апликације које захтевају одличну капање, обрада, и пригушивање вибрација, док одлива челик одликује високим утицајем, висока чврстоћа, и уморско-склоно окружење.

Избор материјала треба да се заснива на захтевима перформанси, Радни услови, и трошкови животног циклуса за постизање оптималне функционалности и издржљивости.

Лангхе-ове свеобухватне услуге ливења метала

Лангхе нуди широк спектар услуга професионалног ливења прилагођен разноврсним потребама индустрија широм света.

Наше могућности обухватају више техника ливења и металних материјала како би се осигурало оптималне перформансе, квалитет, и економичност за сваки пројекат.

Методе ливења које пружамо:

• Ливење песка
• Инвестиционо ливење (Изгубљени восак)
• Стално калупљење
• Дие Цастинг
• Центрифугално ливење
• Лост Фоам Цастинг
• Гравитација ливење

Материјали са којима радимо:

• Ливено гвожђе (Сиво гвожђе, Дуктилни гвожђе, Бели гвожђе)
• Ливени челик (угљенични челик, Челик са ниским легуром, нерђајући челик)
• Алуминијумске легуре (Алси10мг, А356, итд.)
• Легуре на бази бакра (Месинг, Бронза)
• Финково легуре
• Специјалне легуре (Отпоран на топлоту, Оцене отпорне на корозију)

Да ли се развијате Сложени прецизни делови или Велики структурни одливци, Лангхе је ваш поуздан партнер за поуздано, Висококвалитетна решења за ливење метала.

Често постављана питања

Је ливено гвожђе јачи од ливеног челика?

Не. Ливени челик има већу затезну чврстоћу (400-1000 МПА) него дуктилно гвожђе (400-800 МПА) и далеко прелази сиво гвожђе (200-400 МПА).

Може ли ливено гвожђе бити заварен?

Дуктилни гвожђе може бити заварен са предгревањем (200-300 ° Ц) али губи 10-20% дуктилност. Сиво гвожђе је тешко заварити због крњења. Лако ливени челични заваривање, подударање базне металне снаге.

Што је лакше могуће?

Сиво гвожђе је највише израђивачи (графит делује као мазиво), праћено дуктилним гвожђем. Ливени челик је теже машини, захтевајући алате за карбиде.

Зашто је ливено гвожђе које се користи за блокове мотора?

Његов пригушивање вибрације смањује буку, Масовна производња нископрострању, и флуидност омогућава сложене водене јакне и уљане галерије.

Када је потребан челик од нехрђајућег односа?

У корозивним окружењима (морска вода, хемикалије) или високо-чистоће апликације (фармацеутски, прерада хране) где је рђа или контаминација неприхватљива.