Bentuk-bentuk besi, klasifikasi, komposisi, ciri, pelabelan dan permohonan

Hari ini, hampir tiada satu pun bidang kehidupan manusia, yang tidak akan menggunakan besi. Bahan ini dikenali kepada manusia untuk masa yang lama dan menikmati reputasi yang sangat baik sebagai perkara yang praktikal. tuangan besi - asas sejumlah besar bahagian, perhimpunan dan mekanisme, dan dalam beberapa kes produk walaupun berdikari, mampu melaksanakan fungsi yang diberikan kepadanya. Oleh itu, dalam artikel ini kami akan membayar perhatian yang sangat dekat dengan ini sebatian besi. Juga, mengetahui apakah jenis besi tuang, ciri-ciri fizikal dan kimia mereka.

definisi

Besi - ini adalah benar-benar satu aloi unik besi dan karbon, di mana lebih daripada 90% Fe, dan C - tidak lebih daripada 6.67%, tetapi tidak kurang daripada 2.14%. Juga, karbon mungkin besi dalam bentuk simentit atau grafit.

Karbon memberikan aloi kekuatan yang cukup tinggi, tetapi pada masa yang sama, mengurangkan keliatan dan kemuluran. Dalam hal ini, besi adalah bahan rapuh. Juga, dalam jenama tertentu daripada besi tuang menambah tambahan khas, yang dapat memberikan kompaun hartanah tertentu. Dalam peranan unsur-unsur pengaloian boleh: nikel, kromium, vanadium, aluminium. indeks ketumpatan besi adalah 7200 kilogram per meter padu. Daripada apa yang kita boleh membuat kesimpulan bahawa berat besi tuang - angka yang tidak boleh dipanggil kecil.

maklumat sejarah

besi babi telah lama diketahui oleh manusia. Sebutan pertama aloi bertarikh BC abad keenam.

Di China pada zaman purba, besi telah diperolehi dengan suhu lebur yang agak rendah. Di Eropah, besi mula mendapat kira-kira pada abad ke-14, apabila mereka mula-mula mula menggunakan relau letupan. Pada masa itu, besi tuang pergi ke pengeluaran senjata, peluru, alat untuk pembinaan.

Di wilayah Rusia pengeluaran besi babi prinsip aktif pada abad ke-16 dan kemudian berkembang pesat. Pada masa-masa Petra I Rossiyskaya Empire dari segi pengeluaran besi babi dapat mengelakkan semua bangsa di dunia, bagaimanapun, sudah seratus tahun telah sekali lagi mula mengambil kedudukan mereka di pasaran metalurgi ferus.

Besi pemutus telah digunakan untuk mencipta pelbagai karya-karya seni dalam era Zaman Pertengahan. Khususnya, pada abad ke-10 tuan Cina membuang angka benar-benar unik singa, yang berat badan melebihi 100 tan. Bermula dari 15 abad di Jerman, dan kemudian di negara-negara lain, cast besi telah menerima yang paling luas penyebaran. Dari itu dibuat pagar, gril, ukiran taman, perabot taman, batu nisan.

Dalam tahun-tahun terakhir abad ke-18 besi sebanyak mungkin terlibat dalam seni bina Rusia. A abad ke-19 dan secara umum dikenali sebagai "zaman besi", kerana aloi sangat aktif digunakan dalam seni bina.

ciri-ciri

Terdapat pelbagai jenis besi tuang, tetapi purata suhu lebur sebatian logam adalah kira-kira 1200 darjah Celsius. Angka ini adalah 250-300 darjah kurang daripada yang diperlukan untuk peleburan besi. Perbezaan ini dikaitkan dengan kandungan karbon yang agak tinggi, yang membawa kepada kurang daripada hubungan yang rapat dengan atom besi pada peringkat molekul.

Pada masa lebur dan penghabluran berikutnya karbon yang terkandung dalam besi tuang, tidak mempunyai masa untuk sepenuhnya menembusi ke dalam kekisi molekul besi, dan kerana besi akhirnya diperolehi adalah agak rapuh. Dalam hal ini, ia tidak terpakai di mana terdapat beban dinamik yang berterusan. Tetapi sementara itu yang sesuai untuk bahagian-bahagian yang tinggi keperluan untuk kekuatan.

teknologi pengeluaran

Sudah tentu semua jenis besi tuang dihasilkan dalam relau bagas. Sebenarnya, proses lebur - aktiviti agak susah payah yang memerlukan pelaburan yang tinggi yang serius. Satu tan besi memerlukan kira-kira 550 kilogram kok dan hampir satu tan air. bijih anjakan bayaran ke dalam perapian yang akan bergantung kepada kandungan besi. Lebih digunakan bijih, di mana besi adalah tidak kurang daripada 70%. Kepekatan yang lebih kecil daripada unsur yang tidak diingini, kerana ia akan menjadi ekonomi merugikan untuk digunakan.

Peringkat pertama pengeluaran

peleburan besi berlaku seperti berikut. Terutamanya dalam relau dipenuhi bijih dan gred arang batu coking yang berkhidmat untuk melaksanakan dan mengekalkan suhu yang dikehendaki dalam aci relau. Di samping itu, produk-produk ini dalam proses pembakaran secara aktif mengambil bahagian dalam tindak balas kimia mengurangkan besi.

Pada masa yang sama kepada kapal-kapal relau fluks berkhidmat sebagai pemangkin. Ia membantu untuk mencairkan batu-batu yang lebih cepat, yang menyumbang kepada pelepasan cepat besi.

Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa bijih sebelum memuatkan ke dalam dapur adalah tertakluk kepada khas pra-rawatan. dihancurkan kilang menghancurkan dia (partikel halus mencairkan lebih cepat). Selepas ia dibasuh untuk mengeluarkan zarah yang tidak mengandungi logam. Kemudian mentah calcined dengan itu dikeluarkan daripadanya sulfur dan unsur-unsur asing yang lain.

Fasa kedua pengeluaran

Yang dimuatkan dan sedia untuk digunakan, di mana gas asli melalui pembakar khas. Cox memanaskan bahan mentah. Ini mengeluarkan karbon yang bergabung dengan oksigen dan membentuk oksida. oksida ini kemudiannya mengambil bahagian dalam pengurangan zat besi daripada bijih. Ambil perhatian bahawa dengan peningkatan dalam jumlah gas dalam dapur halaju tindak balas kimia berkurangan, dan apabila ia mencapai nisbah tertentu dan dihentikan sama sekali.

karbon berlebihan menembusi ke dalam leburan dan termasuk sebatian dengan besi, membentuk cast akhirnya. Semua unsur-unsur tidak cair, berada di permukaan dan akhirnya dikeluarkan. sisa ini dipanggil sanga. Ia juga boleh digunakan untuk pengeluaran bahan-bahan lain. Bentuk-bentuk besi yang diperolehi dengan cara ini dipanggil pemutus dan babi.

pembezaan

klasifikasi moden aloi besi melibatkan membahagikan data kepada jenis-jenis berikut:

• Putih.
• Separuh hati.
• Kelabu mengelupas grafit.
• Tinggi-kekuatan berbentuk bola grafit.
• Penempaan.

Mari kita meneliti setiap jenis berasingan.

besi tuang putih

Jadi ia memanggil salah besi yang hampir semua karbon adalah terikat secara kimia. Dalam bidang kejuruteraan, aloi ini digunakan bukan selalu, kerana ia adalah sukar, tetapi sangat rapuh. Beliau juga tidak boleh dimesin dengan alat pemotong yang berbeza, dan oleh itu digunakan oleh suntikan bahagian-bahagian yang tidak memerlukan sebarang rawatan. Walaupun ini jenis besi tuang membolehkan pengisaran roda kasar. Putih besi tuang boleh kedua-dua biasa dan didopkan. Dalam kimpalan ini ia menyebabkan kesulitan disertakan dengan pembentukan patah berbeza semasa penyejukan atau pemanasan, dan juga kerana nonuniformity struktur membentuk di titik kimpalan.

besi tuang putih dihasilkan haus disebabkan oleh penghabluran utama aloi lebur semasa penyejukan sekejap. Selalunya ia digunakan untuk bekerja dalam keadaan geseran kering (contohnya, pad brek) atau bagi pengeluaran bahagian-bahagian dengan rintangan haus yang dipertingkatkan dan rintangan haba (gulung kilang rolling).

Dengan cara ini, besi tuang putih telah menerima namanya disebabkan oleh hakikat bahawa kemunculan berpisah - kristal cahaya, permukaan berseri. Struktur besi adalah satu set ledeburite, pearlit dan simentit menengah. Jika seterika tertakluk kepada doping, maka ia berubah menjadi pearlit troostite, austenit atau martensit.

besi separuh cast

Klasifikasi besi tuang akan lengkap jika kita tidak menyebut spesies ini daripada aloi logam.

Untuk kombinasi tipikal karbida besi tersebut dan grafit eutektik dalam strukturnya. Secara umum, struktur yang lengkap seperti berikut: grafit, perlite, Ledebur. Jika besi tuang tertakluk kepada rawatan haba atau pengaloian, ia akan membawa kepada pembentukan austenit, martensit dan troostite jejarum.

Ini jenis besi agak rapuh, jadi ia permohonan adalah sangat terhad. Nama yang sama aloi dipanggil kerana rehat yang - gabungan kawasan gelap dan cahaya struktur kristal.

Bahan kejuruteraan yang paling biasa

GOST 1412-1485 Gray besi tuang mengandungi dalam komposisinya kira-kira 3.5% karbon, 1.9 kepada 2.5% silikon, sehingga 0.8% mangan, sehingga 0.3% fosforus dan kurang daripada 0.12% sulfur.

Ini besi grafit cast mempunyai bentuk plat. Ia tidak memerlukan pengubahsuaian khas.

plat grafit telah banyak melemahkan tindakan kerana besi tuang kelabu dan mempunyai ciri-ciri yang sangat rendah kekuatan dan hampir tidak ada pemanjangan (Me angka 0.5%).

Besi tuang kelabu adalah dilayan dengan baik. Struktur aloi yang berkenaan seperti berikut:

• Ferit-grafit.
• Ferit-perlite, grafit.
• Perlite, grafit.

Mampatan besi tuang kelabu adalah lebih baik daripada dalam ketegangan. Ia juga agak baik dikimpal, tetapi ini memerlukan memanaskan lebih dulu, dan sebagai bahan pengisi yang diperlukan untuk menggunakan khas teras besi dengan kandungan yang tinggi silikon dan karbon. Tanpa prapemanasan kimpalan adalah sukar, kerana besi pelunturan dalam zon kimpal akan berlaku.

Ia menghasilkan bahagian-bahagian besi kelabu yang beroperasi dalam ketiadaan beban kejutan (pulleys, penutup, bingkai).

Jawatan besi berlaku mengikut prinsip: PT 25-52. Dua surat menunjukkan bahawa ini adalah besi tuang kelabu, bilangan 25 - angka kekuatan tegangan (dalam MPa atau kgf / ^mm2), bilangan 52 - kekuatan tegangan dalam momen lentur.

Tugas tinggi besi tuang

besi nodular adalah berbeza dari yang lain "saudara" kerana ia mengandungi grafit sfera. Ia diperolehi dengan memperkenalkan ke dalam aloi lebur pengubah tertentu (Mg, Ce). Bilangan Kemasukan Graphitic dan dimensi linear mereka boleh berbeza.

Apa yang baik berbentuk bola grafit? Hakikat bahawa ini bentuk minimum melemahkan asas logam, yang, seterusnya, boleh pearlit, ferrite atau pearlit-ferrite.

Melalui penggunaan rawatan haba atau pengaloian asas besi boleh menjadi needled-troostite, martensit, austenit.

Setem besi mulur adalah berbeza, tetapi secara amnya ia adalah penetapan sedemikian: HF 40-5. Ia adalah mudah untuk meneka bahawa RF - besi mulur, bilangan 40 - penunjuk kekuatan tegangan (kgf / mm ^2), jumlah 5 - Pemanjangan, dinyatakan sebagai peratusan.

besi mulur

Struktur mulur besi tuang terdiri kerana ia mengandungi grafit dalam bentuk yang tidak stabil atau sfera. Dalam kes ini, menyerpih grafit boleh mempunyai berbeza penyebaran dan kompak, yang seterusnya mempunyai langsung mempengaruhi mekanikal sifat cast besi.

Dalam industri, besi mulur seringkali dihasilkan daripada tempat ferit yang menyediakan lebih fleksibiliti.

Rupa patah besi ferit mulur cast mempunyai penampilan baldu hitam. Semakin tinggi jumlah perlite dalam struktur, ringan akan menjadi kekusutan.

Secara umum, besi mulur cast diperolehi dari tuangan besi putih kerana rindu lama dalam ketuhar dipanaskan pada suhu 800-950 darjah Celsius.

Setakat ini, terdapat dua cara untuk mengeluarkan besi mulur: Eropah dan Amerika.

Cara amerika adalah aloi kelesuan dalam pasir pada suhu 800-850 darjah. Dalam proses ini, grafit dilupuskan antara biji-biji besi tulen. Hasilnya, besi memperoleh kelikatan.

Dalam kaedah Eropah untuk tuangan merana dalam bijih besi. Suhu dalam kes ini adalah kira-kira 850-950 darjah Celsius. Karbon memasuki bijih besi, dengan itu decarburizing lapisan permukaan menjadi lembut dan tuangan. Besi menjadi mulur dan mengekalkan kerapuhan teras.

Penandaan besi mulur: 40-6 CN, di mana CN - adalah, sudah tentu , besi tuang boleh tempa; 40 - tegangan penunjuk kekuatan; 6 - pemanjangan%.

petunjuk lain

Bagi pemisahan besi dalam kekuatan, terdapat pengelasan yang berikut digunakan:

• Kekuatan Normal: Rm 20 kg / mm ^2.
• Peningkatan kekuatan: Rm = 20-38 kg / mm ^2.
• kekuatan tinggi: Rm = 40 kg / mm ² atau lebih tinggi.

Bagi produk besi mulur dibahagikan kepada:

• Nonplastic - Pemanjangan kurang daripada 1%.
• Maloplastichnyh - dari 1% hingga 5%.
• Plastik - dari 5% kepada 10%.
• Meningkat kemuluran - lebih daripada 10%.

Kesimpulannya, juga suka pastikan anda ambil perhatian bahawa sifat-sifat mana-mana besi agak pengaruh yang besar juga bentuk dan sifat isi.