Legiertes Gusseisen: Sorten, Eigenschaften und Anwendungen

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Legiertes Eisen ist ein Werkstoff, der durch Schmelzen in Hochöfen hergestellt wird. Es kann unterschiedliche Mengen an Kohlenstoff enth alten. Abhängig vom quantitativen Geh alt dieses Stoffes werden zwei Arten von Gusseisen unterschieden. Der erste heißt Umwandlung oder weiß, und der zweite ist grau oder Gießerei.

Beschreibung der Gusseisensorten

Die erste Art ist Roheisen. Dies ist der Name eines Materials, in dem Kohlenstoff in Form einer Substanz wie Zementit vorliegt. In einer Pause hat es eine weiße Farbe, daher sein Name. Ein solches Gusseisen zeichnet sich durch hohe Härte und Sprödigkeit aus. Es ist sehr schwer zu bearbeiten. Gleichzeitig sind etwa 80 % des gesamten geschmolzenen Roheisens weiß. Der Hauptzweck dieser Materialart ist das weitere Umschmelzen zu Stahl.

Graulegiertes Gusseisen ist ein Metall, in dem Kohlenstoff in Form von duktilem Graphit vorliegt. In einem Bruch ist seine Farbe grau, was auch seinen Namen bestimmte. Die Sprödigkeit und Härte eines solchen Gusseisens ist geringer als die von weißem Gusseisen, aber es lässt sich viel besser bearbeiten.

Legiertes Gusseisen dieser Art hat folgende Eigenschaften:

• Erstens hält es Druckbelastungen sehr gut stand.
• Zweitens ist dieses Metall unempfindlich gegenüber Oberflächenfehlern und hat auch eine gute Beständigkeit gegen Ermüdungsbruch.

Gießereilegiertes Gusseisen hat jedoch eine eher schwache Schlagzähigkeit sowie eine geringe Duktilität. Aufgrund dieser beiden Nachteile ist es ziemlich schwierig, solches Material für strukturelle Zwecke zu verwenden.

Allgemeine Beschreibung der Graugusssorten

Heute gibt es solche Sorten von legiertem Grauguss: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 und einige andere. Die Buchstaben SCh in der Kennzeichnung geben an, dass es sich um Grauguss handelt, und die nächsten beiden Ziffern geben die maximale Belastung an, der das Metall bei Dehnung standh alten kann. Die Zugfestigkeit wird in diesem Fall in MPa gemessen.

Sorten aus Grauguss

Gießereilegiertes Eisen hat mehrere Unterarten. Einer von ihnen war duktiles Eisen. Dieser bedingte Name wurde dem Material gegeben, das sich dadurch auszeichnet, dass es weicher und zähflüssiger als Grau ist. Holen Sie es aus weißem Gusseisen. Verwenden Sie dazu das Glühverfahren, das lange dauert. Die Markierungen sind hier ungefähr gleich, zum Beispiel KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. Die Buchstaben geben an, dass dieses Gusseisen formbar ist, und die nächsten beiden Zahlen bestimmen die Zugfestigkeit. Aber die letzten ein oder zwei Ziffern charakterisieren die maximale relative Dehnung, diein Prozent gemessen.

Ein weiterer Subtyp von gießereilegiertem Eisen wird modifiziert. Um es zu bekommen, müssen Sie Grau spezielle Elemente hinzufügen. Solche Modifikatoren werden vor dem Gießen der Substanz zugesetzt. Als Zusatzstoffe können Aluminium, Silizium, Calcium und andere verwendet werden. Diese Zusätze erhöhen die Anzahl der Kristallisationszentren erheblich. Mit anderen Worten, sie tragen zu einer deutlichen Reduktion von Graphit bei.

Spezielles legiertes Gusseisen zeichnet sich dank dieser Zusätze durch höhere Festigkeitseigenschaften, geringere Sprödigkeit und erhöhte Rissbeständigkeit aus. Es ist erwähnenswert, dass alle besten Qualitäten dieser Legierung aus einem so modifizierten Material erh alten werden.

Legierungsarten Legierung

Was bedeutet legiertes Gusseisen? Legieren ist ein Vorgang, um verschiedene Verunreinigungen in die Zusammensetzung eines Materials einzubringen, die seine Eigenschaften verbessern können. Für Gusseisen sind Titan, Chrom, Vanadium und andere solche Zusätze geworden. Die Einführung von Legierungselementen in die Zusammensetzung kann Eigenschaften wie Festigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und viele andere verbessern.

Heute werden je nach Geh alt der Legierungselemente im Gusseisen drei Typen unterschieden:

1. Sind Zusätze bis zu 2,5 % der Gesamtmasse enth alten, handelt es sich um niedrig legiertes Gusseisen.
2. Mittellegierte Werkstoffe sind solche Werkstoffe, deren Geh alt an Stoffen im Bereich von liegt2,5 bis 10 %.
3. Die letzte Sorte ist hochlegiert, wenn der Geh alt an Modifikatoren insgesamt 10% übersteigt.

Stoffe zum Legieren, Markieren

Laut GOST muss legiertes Gusseisen eine bestimmte Menge an Stoffen enth alten, um in einem bestimmten Bereich verwendet zu werden. Darüber hinaus ist auch die Beschriftung Standard. Beispielsweise ist ChN15D7Kh eine hochfeste Legierung, die 15 % Nickel, 7 % Kupfer und ungefähr 1 % Chrom enthält. Wie Sie sehen können, sind Legierungselemente in der Kennzeichnung mit einem Buchstaben gekennzeichnet, gefolgt von einer Zahl, die den quantitativen Geh alt des Zusatzstoffs angibt. Es kann aber auch sein, dass die Figur fehlt, wie nach Chrom. Das bedeutet, dass der Geh alt des Stoffes in der Zusammensetzung etwa 1 % beträgt.

Die Herstellung eines solchen Gusseisens ist recht kostengünstig. Gleichzeitig hat das Endprodukt ausreichend hohe Gebrauchseigenschaften. Dank dieser beiden Faktoren nimmt der Umfang des beschriebenen Materials stetig zu.

Legierungsarten Legierung

Es ist natürlich, dass die Zugabe einer Substanz zu der Zusammensetzung jede bestimmte Eigenschaft verstärkt. Daher werden mehrere Klassen von legierten Werkstoffen unterschieden.

Gusseisen kann also verschleißfest sein. Das zu dieser Gruppe gehörende Material zeichnet sich dadurch aus, dass es eine erhöhte Beständigkeit gegen Abrieb aufweist, der bei Oberflächenreibung auftritt. Diese Kategorie umfasst Anti-Friction- und Friction-Gusseisen. Die erste davon hat einen sehr niedrigen WertReibungskoeffizient. Aus diesem Grund ist die Hauptanwendung von legiertem Gusseisen der genannten Art die Herstellung von Teilen wie Gleitlagern, Buchsen dafür und anderen Teilen mit ähnlichen Anforderungen.

Reibmaterial hingegen zeichnet sich durch einen ziemlich hohen Reibungskoeffizienten aus und wird daher am häufigsten bei der Herstellung von Bremsvorrichtungen für eine Vielzahl von Mechanismen, Geräten usw. verwendet.

Edelstahlguss

Viele Menschen wissen, dass es ein Metall namens Edelstahl gibt. Tatsächlich ist dies keine sehr genaue Definition. Gerade solche Legierungen unterscheiden sich dadurch, dass ihre Korrosionsbeständigkeit ziemlich hoch ist. Das genannte Gusseisen wurde am häufigsten im Schiffbau verwendet. Wenn der Eisenzusammensetzung mehr als 12 % Chrom als Legierungselement zugesetzt und der Kohlenstoffgeh alt so weit wie möglich reduziert wird, erhält man als Ergebnis eine solche Legierung.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 wurden zu den häufigsten Marken. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie auch in aggressiven Umgebungen eine hohe Korrosionsbeständigkeit beibeh alten und in einer Dampf-Wasser-Umgebung eine gute Beständigkeit gegen Kavitation und Verschleiß aufweisen.

Eine kleine, aber immer noch sehr beliebte Gruppe sind hitzebeständige Gusseisen. Der Hauptvorteil des Materials besteht darin, dass es ziemlich schwer zu oxidieren ist und auch bei erhöhten Temperaturen seine Eigenschaften gut beibehält.

Einführung von Kupfer

DerzeitMit der Zeit wird immer häufiger Gusseisen mit Kupferzusatz verwendet. Durch das Einbringen dieses Additivs in die Legierung werden deren Gusseigenschaften deutlich verbessert. Am besten wirkt sich dies auf die Fließfähigkeit des Materials aus. Außerdem wird die Rissneigung und Schrumpfporosität stark reduziert.

Einlagerung von 0,5 % Cu (Kupfer) macht Gusseisen geeignet genug, um in Teile mit Wandstärken von 10 bis 25 mm gegossen zu werden. Wenn es notwendig ist, die Wandstärke zukünftiger Elemente zu erhöhen, muss der quantitative Geh alt an Kupfer sowie seinen Komplexen erhöht werden. An dieser Stelle ist anzumerken, dass die Wirkung der Kupferzugabe verstärkt werden kann, wenn Elemente wie Antimon oder Wismut in die Legierung eingebracht werden.

Wenn das Kohlenstoffäquivalent zunimmt, nimmt der Einfluss von Kupfer auf die Kristallisation von Graphit ab. Auch das Legieren von Gusseisen mit Kupfer kann das Ausbleichen in den Randschichten verhindern und auch die Härte zur Mitte hin stark erhöhen. Dies macht sich beim Schmelzen von Zylinderlaufbuchsen, Gusseisen-Blockköpfen und anderen Gegenständen bemerkbar.

Komplex legiertes Gusseisen

Um Gusseisen erfolgreich zu erschmelzen, das zum Gießen von Zylinderlaufbuchsen verwendet werden kann, ist es notwendig, nicht nur eine Vielzahl von Eisenlegierungen, sondern auch einen Induktionsofen zu verwenden. Zum Gießen solcher Teile werden die Marken IChKhN4, ChN1KhMD und ChNMSh sowie mehrere andere Typen verwendet. Ihre Besonderheit ist, dass alle Teile in eine dünnwandige oder massive Form eingeschmolzen werden.

NadelStruktur und hochfestes Material

Eine kleine Sorte Grauguss, die zur verschleißfesten Gruppe gehört, ist ein Werkstoff mit nadelförmiger Struktur. Der Dotierungsgrad in einem solchen Material ist ziemlich gering. Der Geh alt an Silizium und Kohlenstoff ist ebenfalls recht gering. Dabei erhöht sich die Menge an Stoffen wie Kupfer, Molybdän, Nickel und einigen anderen Modifikatoren je nach resultierender erforderlicher Wandstärke sowie je nach anzuwendendem Gießverfahren.

Eine andere Sorte ist ein hochfestes Material. Dies ist eine kleine Sorte von Grauguss, die sich durch den Geh alt an Kugelgraphit auszeichnet. Um eine solche Struktur zu erh alten, ist es notwendig, Magnesium, Cer und Wismut in die Legierung einzubringen. Durch die Zugabe dieser drei Legierungselemente wird aus dem duktilen Graphit des Gusswerkstoffes ein Kugelgraphit. Dieser Typ unterscheidet sich dadurch, dass seine mechanischen Eigenschaften viel höher sind als die anderer Gusseisentypen. Bis heute werden etwa 10 verschiedene Sorten der Legierung dieser Kategorie hergestellt. Solches Material kann im Schiffsbau anstelle von formbarem Typ perfekt verwendet werden. Und die häufigste Art von Sphäroguss ist Magnesium (mit einer großen Menge Magnesium in der Zusammensetzung).