Fehér öntöttvas: tulajdonságok, alkalmazások, szerkezet és jellemzők

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A vasöntvény technológiáját kezdetben Kínában sajátították el először a 10. században, majd a világ más országaiban is elterjedt. Az öntöttvas alapja a vas ötvözete szénnel és más alkatrészekkel. Megkülönböztető jellemzője, hogy az öntöttvas összetételében több mint 2% szenet tartalmaz cementit formájában, amely más fémekben nem található. Ennek az ötvözetnek a kiemelkedő képviselője a fehér öntöttvas, amelyet a gépészetben alkatrészek gyártására, az iparban és a mindennapi életben használnak.

Megjelenés

Az ötvözet a szakadásnál fehér színű és jellegzetes fémes fényű. A fehér öntöttvas szerkezete finomszemcsés.

Tulajdonságok

Más fémekkel összehasonlítva a vas-szén ötvözet a következő jellemzőkkel és tulajdonságokkal rendelkezik:

• nagy ridegség;
• megnövelt keménység;
• nagy ellenállás;
• alacsony öntési tulajdonságok;
• alacsony megmunkálhatóság;
• jó hőállóság;
• nagy zsugorodás (akár 2%) és rossz penészkitöltés;
• alacsony ütésállóság;
• nagy kopásállóság.

A fémmasszának nagy a korrózióállósága sósavban vagy salétromsavban. Ha szabad karbidok vannak a szerkezetben, akkor korrózió lép fel, amikor az öntöttvasat kénsavba helyezik.

A fehér öntöttvasak, amelyek alacsonyabb százalékban tartalmaznak szenet, a magas hőmérséklettel szemben ellenállóbb ötvözetnek számítanak. A megnövekedett mechanikai szilárdság és szívósság miatt, amely magas hőmérsékletnek van kitéve, minimálisra csökkenti a repedések kialakulását az öntvényeken.

Összetétel

A vas-szén ötvözet olcsóbbnak számít, mint az acél. A fehér öntöttvas vasat és szenet tartalmaz, amelyek kémiailag kötött állapotban vannak. A feleslegben lévő szenet, amely a vas szilárd oldatában nincs jelen, kombinált állapotban vaskarbidok (cementit), az ötvözött öntöttvas pedig speciális karbidok formájában tartalmazza.

Megtekintések

A fehér öntöttvas széntartalmától függően a következő típusokra oszlik:

1. A Hyotectic 2,14% és 4,3% közötti szenet tart vissza, és teljes lehűlés után a perlit, másodlagos cementit és ledeburit szerkezetét veszi fel.
2. Az Eutectic 4,3% szenet tartalmaz, szerkezete világos cementit háttér formájú, amelyet sötét perlitszemcsék tarkítanak.
3. A Hyotectic összetétele 4,3-6,67% széntartalmú.

Alkalmazás

A fenti tulajdonságok alapjánmegállapítható, hogy nincs értelme a fehér öntöttvas termikus és mechanikai megmunkálásának. Az ötvözet fő alkalmazását csak öntvény formájában találta meg. Következésképpen a fehér öntöttvas csak akkor éri el a legjobb tulajdonságokat, ha minden öntési feltétel teljesül. Ezt a feldolgozási módszert aktívan alkalmazzák, ha nagy felületi keménységű termékek előállítására van szükség.

Ezenkívül a fehér öntöttvasat lágyítják, így temperöntvények keletkeznek, amelyeket vékonyfalú öntvények készítésére használnak, például:

• autóalkatrészek;
• mezőgazdasági termékek;
• alkatrészek traktorokhoz, kombájnokhoz stb.

Az ötvözetet bordás vagy sima felületű lemezek készítésére is használják, és aktívan használják acél és szürkevas gyártásában is.

A fehér öntöttvas felhasználása a mezőgazdaságban szerkezeti fémként meglehetősen korlátozott. A vas-szén ötvözetet leggyakrabban hidraulikus gépek, homokszórók és egyéb olyan mechanizmusok alkatrészeinek gyártására használják, amelyek fokozott kopás esetén is működhetnek.

hűtött öntöttvasak

Ez az ötvözet a fehér öntöttvas egyik fajtája. A vas-szén ötvözet felületének gyors lehűtésével 12-30 mm-es lehűlés érhető el. Anyag felépítése: a felületi rész fehér, szürke öntöttvas a magban. Ilyen anyagból készülnek kerekek, malomgolyók, hengerhengerek, amelyeketlemezmegmunkáló gépek.

Az ötvözet ötvöző elemei

A fehér öntöttvas összetételéhez speciálisan bevezetett ötvözőanyagok nagyobb kopásállóságot és szilárdságot, korrózióállóságot és hőállóságot biztosítanak. A hozzáadott anyagok mennyiségétől függően a következő típusú öntöttvasokat különböztetjük meg:

• gyengén ötvözött ötvözet (legfeljebb 2,5% segédanyagok);
• közepesen ötvözött (2,5%-ról 10%-ra);
• erősen ötvözött (több mint 10%).

Ötvöző elemek hozzáadhatók az ötvözethez:

• chrome;
• kén;
• nikkel;
• réz;
• molibdén;
• titán;
• vanádium,
• szilícium;
• alumínium;
• mangán.

Az ötvözött fehér öntöttvas javított tulajdonságokkal rendelkezik, és gyakran használják turbinák, lapátok, malmok, cement- és hagyományos kemencék alkatrészeinek, szivattyúzógép-lapátok stb. öntésére. A vas-szén ötvözetet két kemencében dolgozzák fel, ami lehetséges az anyag bizonyos kémiai összetételűvé tétele:

• a kupolában;
• elektromos kemencékben.

A fehér öntöttvasból készült öntvényeket kemencékben izzítják a kívánt méretek stabilizálása és a belső feszültség enyhítése érdekében. Az izzítási hőmérséklet akár 850 fokra is emelkedhet. A fűtési és hűtési folyamatot lassan kell végrehajtani.

A fehér öntöttvas jelölése vagy jelölése szennyeződésekkelH betűvel kezdődik. Hogy mely ötvözőelemek illeszkednek az ötvözet összetételébe, azt a jelölés következő betűivel határozhatjuk meg. A név tartalmazhat számokat, amelyek a fehér öntöttvasba illeszkedő további anyagok százalékos arányát jelzik. Ha a jelölés tartalmazza a Ш jelölést, akkor ez azt jelenti, hogy az ötvözet szerkezete gömbgrafitot tartalmaz.

Az izzítás típusai

A fehér öntöttvas iparban történő előállításához az ötvözet gyors hűtését használják. Napjainkban a szénötvözet izzításának következő fő típusait használják aktívan:

• lágyító izzítást főként az öntöttvas összetételének ferritjének növelésére használják;
• lágyítás a belső feszültségek enyhítésére és a fázisátalakítások minimalizálására;
• grafitizáló lágyítás, amely temperöntvényt eredményez;
• normalizálás 850-960 fokos hőmérsékleten, ami grafitot és perlitet, valamint fokozott kopásállóságot és szilárdságot eredményez.

További információ

A mai napig bebizonyosodott, hogy nincs közvetlen kapcsolat a kopásállóság és a szénötvözetek keménysége között. Csak a szerkezetnek köszönhetően, nevezetesen a karbidok és foszfidok szabályos rács vagy egységes zárványok formájában való elrendezése révén érhető el fokozott kopásállóság.

A fehér öntöttvas szilárdságát legintenzívebben a szén mennyisége, a keménysége pedig a karbidoktól függ. A legnagyobb szilárdság és keménység azok az öntöttvasak, amelyekmartenzites szerkezetű.