uawildoleft.com

Što je željezo: sastav i sadržaj ugljika u leguri

Što je željezoLijevano željezo ušlo je u život prije mnogo stoljeća i ostaje popularno do danas

. Pronašao je široku primjenu u mnogim područjima. Međutim, kako bi se razumjelo što je željezo, važno je znati svojstva i kemijski sastav, strukturu i karakteristike svojih legura, prednosti i nedostatke ovog materijala, kao i njenu proizvodnju i opseg.

Kemijski sastav lijevanog željeza

Lijevano željezo je legura željeza i ugljika, u kojem je postotak ugljika ne manji od 2,14%, ali ne više od 4,5%. Carbon je dio lijevanog željeza u obliku cementita ili grafita. Ako je postotak sadržaja ugljika manji od 2,14%, takva se legura naziva čelik.

Poznato je da je legura od lijevanog željeza prvi put proizvedena u Kini u VI. Stoljeću. U Europi, tajna njezine proizvodnje došla je u XIV. Stoljeću, au Rusiji je njegov sastav bio usavršen tek u XVII. Za sve to dugo vremena, formula od lijevanog željeza nije se promijenila.

Najkvalitetniji materijal proizveden je u ljevaonici braće Demidov, smještene u Uralsu.

Nakon proteka stoljeća, ne samo da nije izgubio svoju važnost, već je stekao još širi raspon primjena.

Vrste materijala

Glavne značajkePostoje takve vrste lijevanog željeza kao granica i lijevanje. Prva se koristi u proizvodnji čelika duž puta za pretvaranje kisika. Silicija i mangan u takvoj leguri sadržani su u vrlo malim količinama. Vrsta lijevanja materijala se šire koristi u industriji i proizvodnji. S druge strane, ona je podijeljena na sljedeće vrste:

  • Bijelo lijevano željezo - u njemu ugljik je željezni karbid. U isto vrijeme, bijela je plima vidljiva na njegovoj grešci, odakle mu je došlo ime. U svom čistom obliku ne koristi se. Koristi se za izradu lakiranog lijeva.
  • Sivi lijevano željezo karakterizira srebrno plima u prijelomu. Ima široki opseg primjene i savršeno se obrađuje uz pomoć sjekutića.
  • Aluminata visoke čvrstoće koristi se za poboljšanje karakteristika čvrstoće materijala koji se proizvodi. Dobiva se od sivog lijevanog željeza dodavanjem njegove mase nečistoću magnezija.
  • Lijevano lijevano željezo je također jedna od sorti sivog lijeva. Njegovo ime pokazuje da ima povećanu plastičnost, a dobiva se od bijelog lijevanog željeza žarom.
  • Polovina ima posebna svojstva. Dio ugljika u svom sastavu je u obliku grafita, a ostatak - u obliku cementita.

Značajke legure

Glavna značajka lijevanog željeza skriven je u procesu njegove proizvodnje. Činjenica je da u različitim vrstama ove legure točka tališta doseže 1200 °, dok je u čeliku 1500 ºС. Na ovaj faktor utječu previsoki sadržaj ugljika. Atomi željeza i ugljika nisu bliski jedan s drugim.

Sastav i svojstva

Kada dođe do taljenja, atomi ugljika ne mogu u potpunosti prodrijeti u molekularnu rešetku željeza zbog čega legura od lijevanog željeza postaje krhka. U tom smislu, ona se ne koristi u proizvodnji dijelova koji će se stalno podvrgnuti stresu.



Ovaj se materijal odnosi na granu željezne metalurgije i svojstva su slična čeliku. Proizvodi od lijevanog željeza i čelika naširoko se koriste u svakodnevnom životu i posve su opravdani.

Ako uspoređujemo značajke tih metala, možemo zaključiti sljedeće:

  1. Trošak proizvoda od čelika je veći od troškova lijevanog željeza.
  2. Razlike u bojama: lijevano željezo je tamno i matirano, a čelik je lagan i sjajan.
  3. Čelik je manje osjetljiv na lijevanje, ali, za razliku od lijevanog željeza, lakše se oblikuje i zavaruje.
  4. Čelik ima veću čvrstoću od lijevanog željeza.
  5. Čelik je težak po težini.
  6. U njemu sadržaj ugljika je niži nego u lijevano željezo.

Prednosti i nedostaci

Ovaj materijal, kao i svaka druga, ima svoje snage i slabosti.

Prednosti lijevanog željeza uključuju takve čimbenike:

  • Ponekad se čak uspoređuje s obzirom na karakteristike čelika, jer se određene vrste razlikuju po njihovoj povećanoj snazi.
  • Duže vrijeme održava temperaturu: kada se grije, toplina se ravnomjerno raspoređuje i ostaje nepromijenjena već duže vrijeme.
  • To je ekološki prihvatljiv materijal, zbog onoga što se često koristi u proizvodnji jela, koja će izravno pripremati hranu.
  • Ne reagira na kiselinski medij.
  • Je trajni materijal.
  • Što se proizvod više upotrebljava od ovog materijala, to bolje postaje njegova kvaliteta.
  • Ovaj je materijal apsolutno bezopasan za ljudsko tijelo.

Među nedostacima su sljedeći čimbenici:

  • Nedostaci legureMože postati ogoljen, čak i ako se u njemu nalazi kratko vrijeme.
  • To je vrlo skup materijal, ali unatoč tome, potpuno se opravdava. Kvaliteta, praktičnost i pouzdanost glavna su obilježja proizvoda izrađenih od te legure.
  • Sivi lijevano željezo karakterizira mala plastičnost.
  • Bijela je vrlo krhka i češće dolazi do remeltinga.

Karakteristike i svojstva lijevanog željeza

Ova metalna slitina ima sljedeća svojstva:

  1. Fizička svojstva: specifična težina, stvarna skupljanja, koeficijent linearne ekspanzije. Na primjer, sadržaj ugljika u lijevano željezo izravno utječe na njegovu specifičnu težinu.
  2. Toplinska svojstva. Toplinsku vodljivost obično se izračunava pravilom pristranosti. Za čvrsto stanje metala, toplina specifične za volumen je 1 cal / cm3 * ° C. Ako je metal u tekućem stanju, on je otprilike jednak 1,5 kal / cm3 * oC.
  3. Mehanička svojstva. Važno je napomenuti da i sama baza i oblik i dimenzije grafita utječu na ta svojstva. Sivo lijevano željezo s perlitterom temeljito je izdržljivo i feritno - najduktilnije. Oblik ploče grafita karakterizira maksimalno smanjenje snage, dok je u sferičnom obliku to smanjenje minimalno.
  4. Hidrodinamička svojstva. Prisutnost mangana i sumpora utječe na viskoznost materijala. Također, ima svojstvo povećanja kada temperatura legure prijeđe točku početka skrutnjavanja.
  5. Tehnološka svojstva. Ovaj metal karakteriziraju izvrsne kvalitete lijevanja, kao i otpornost na trošenje i vibracije.
  6. Kemijska svojstva. Kako se elektrodni potencijal smanjuje, strukturni sastojci legure raspoređeni su u sljedećem redoslijedu: cementit-fosfid eutektik-ferit.

Na svojstva legure također utječu posebne nečistoće:

  • Bijeli kromni lijevano željezoDodavanje sumpora značajno smanjuje protok i smanjuje vatrenost.
  • Fosfor omogućuje proizvodnju proizvoda u različitim oblicima, ali istodobno smanjuje snagu.
  • Dodavanje silicija smanjuje točku topljenja materijala, a također značajno poboljšava svojstva lijevanja. Sadržaj silicija u različitom postotku omogućuje dobivanje legura različitih boja: od feritisa do čiste bijele boje.
  • Prisutnost mangana u leguri značajno povećava tvrdoću i čvrstoću materijala, ali istodobno se njezina ljevaonica i tehnološke osobine pogoršavaju.
  • Pored ovih nečistoća, također se mogu uključiti i druge komponente u sastavu legure. U ovom slučaju, materijali se nazivaju dopirani. Najčešće se titan, aluminij, krom, bakar i nikal miješaju s željezom.

Sastav i struktura metala

Lijevano željezo kao strukturni materijal predstavlja metalnu šupljinu s grafitnim inkluzijama. Njegove glavne komponente su perlit, ledeburite i plastični grafit. Zanimljivo je da se u različitim vrstama legura ti elementi nalaze u nejednakim proporcijama ili mogu biti potpuno odsutni.

U svojoj strukturi legura od lijevanog željeza se dijeli na sljedeće vrste:

  • Perlita.
  • Ferita.
  • Ferit-perlita.

U tom slučaju grafit može biti prisutan u njoj u jednom od ovih oblika:

  1. Ljevaonica lijevanog željezaSferni: grafit prima oblik prilikom dodavanja magnezijevog aditiva. Obično je karakteristično za proizvode od lijevanog željeza visoke čvrstoće.
  2. Plastični: grafit nalikuje obliku latica (u ovom obliku je prisutan u običnom lijevanom željezo). Takav materijal karakterizira povećana plastičnost.
  3. Neprijatan: ovaj oblik se dobiva tijekom žarenja bijelog lijevanog željeza. Grafit u flokulantnom obliku nalazi se u sastavu kalupa koji se lako oblikuje.
  4. Vermikularna: grafit u ovom obliku je prisutan u sivom lijevano željezo. Razvijen je posebno za poboljšanje plastičnih svojstava.

Proizvodne tehnologije

Kao što je poznato, željezno željezo se proizvodi u posebnim pećima za visoke peći. Glavna sirovina za proizvodnju je željezna ruda. Tehnološki proces proizvodnje sastoji se od obnavljanja oksida željezne rude i dobivanja kao rezultat toga od drugog materijala - od lijevanog željeza. Za njegovu proizvodnju koriste se goriva kao što su koks, termo-arthracite i prirodni plin.

Za proizvodnju jedne tone sirovog željeza potrebno je oko 550 kilograma koksa i oko tona vode. Količina rude nabijenog u peći ovisit će o sadržaju željeza u njemu. U pravilu, koristite rude, koja sadrži željezo najmanje 70%. Stvar je u tome što je ekonomski neodgovarajuće koristiti manju koncentraciju.

Prva faza Proizvodnja lijevanog željeza je njegovo taljenje. U visokoj peći ulijeva se rudača, a zatim - koksni ugljen, koji je potreban za pumpanje i održavanje potrebne temperature unutar peći. Te komponente tijekom sagorijevanja aktivno sudjeluju u kemijskim reakcijama u tijeku kao reduceri za željezo.

Nedostaci legure od lijevanog željeza

U međuvremenu, tok je uronjen u peć, koja djeluje kao katalizator. Ubrzavajući taljenje stijene, time se podržava rano oslobađanje željeza. Važno je znati da prije punjenja u peć, ruda podvrgava potrebnom predobradu. Srušeno je u tvornici za drobljenje jer se manje čestice rastu brže. Zatim se pere da se uklone čestice koje ne sadrže metal. Nadalje, sirovina prolazi kroz kalcinuciju, zbog čega se iz njega izvlače sumpor i ostale inozemne komponente.

U drugoj fazi proizvodnje prirodni se plin isporučuje preko posebnog plamenika na ispunjenu i spremnu peć. Koksa sudjeluje u zagrijavanju sirovina. Postoji oslobađanje ugljika, koji, u kombinaciji s kisikom, tvori oksid. Ona, zauzvrat, pomaže vratiti željezo iz rude.

Kako se količina plina u peći povećava, brzina kemijske reakcije se smanjuje. Također se može potpuno zaustaviti kada se postigne određeni omjer plina. Ugljen prodire u legure i kombinira se sa željezom, dok formira od lijevanog željeza. Nepropusni elementi ostaju na površini i uskoro će biti uklonjeni. Takvi otpad nazivaju se troska. Koristi se za izradu drugih materijala.

Opseg upotrebe

Ovaj metal se koristi u raznim industrijama. Na primjer, široko se koristi u inženjeringu za proizvodnju različitih dijelova.

Najčešće se ovaj materijal koristi u proizvodnji blokova za motore i radilice. Za proizvodnju potonjeg je potrebna poboljšana legura uz dodatak posebnih smjesa grafita. Ovaj metal je otporan na trenje, stoga proizvodi kvalitetne kočione pločice.

U teškim klimatskim uvjetima, legura od lijevanog željeza je neophodna jer dopušta dijelovima strojeva od njih da rade glatko čak i na najnižim temperaturama.

Kako razlikovati lijevano željezoU metalurškoj industriji također se pokazao izvrsnim. Vrlo su cijenjene njegove izvrsne značajke lijevanja i relativno niska cijena. Proizvodi od nje su vrlo visoke čvrstoće i izdržljivost.

Od legure od lijevanog željeza je veliki broj vodoinstalacijskih proizvoda. To su baterije, sudoperi, razni podlošci i cijevi. Naširoko koristi kade od lijevanog željeza i radijatore. Njihov je životni vijek vrlo dug. Mnogi apartmani još uvijek koriste ove proizvode jer dugo zadržavaju svoj izvorni izgled i rijetko trebaju obnovu.

Važna je i činjenica da su izvrsni za lijevanje svojstva lijevanog željeza omogućuje proizvodnju iz nje cijeli umjetničko djelo: kao delikatna kovanog željeza vrata i raznih povijesnih spomenika.

Važno je napomenuti da je cijena po kilogramu sirovog željeza zbog količine ugljika prisutnog u svom sastavu, kao i prisutnosti različitih nečistoća i komponenata legure. Cijena tonu željeza je oko 8.000 rubalja.

Do danas nema kugle gdje god se ovaj metal koristi. Njegovo lijevanje i legure temelj su mnogih čvorova, mehanizama i detalja. Ponekad se koristi kao neovisni proizvod, dobro se suočava s dodijeljenim funkcijama. Ovaj spoj koji sadrži željezo jedinstven je u svojoj vrsti. Ostaje neophodno do danas.

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan