तन्य लोहा: गुण, चिह्नों और गुंजाइश

आयरन - कठिन, जंग प्रतिरोधी है, लेकिन एक कार्बन 2.14 से 6.67% करने के लिए रेंज में सी की सामग्री के साथ नाजुक लोहे कार्बन मिश्र धातु। एक विशिष्ट समस्या के अस्तित्व के बावजूद, यह प्रकार, गुण, की एक किस्म है अनुप्रयोगों। व्यापक रूप से इस्तेमाल नमनीय कच्चा लोहा है।

कहानी

इस सामग्री को चतुर्थ शताब्दी ईसा पूर्व के बाद से जाना जाता है। ई। उनकी चीनी जड़ों छठी में हैं। ईसा पूर्व। ई। XVI वीं सदी - यूरोप में, मिश्र धातु के औद्योगिक उत्पादन का पहला उल्लेख XIV, और रूस में दिनांकित हैं। लेकिन नमनीय लोहे उत्पादन तकनीक उन्नीसवीं सदी में रूस में पेटेंट कराया है। ई Annosovym के विकास के बाद।

चूंकि ग्रे इरोंस कम यांत्रिक गुणों, और इस्पात की वजह से उपयोग में सीमित हैं - महंगे हैं और एक कम कठोरता और स्थायित्व है, सवाल एक विश्वसनीय, टिकाऊ, ठोस, जबकि वृद्धि हुई होने शक्ति और एक निश्चित लचीलापन बनाने धातु के पैदा हुई।

लोहे, प्लास्टिक विशेषताओं के कारण, नहीं हैं, लेकिन यह प्लास्टिक काम करने के कुछ प्रकार (उदाहरण के लिए, फोर्जिंग) करने के लिए खुद को उधार देता है।

उत्पादन

मुख्य रास्ता - में गलाने ब्लास्ट फर्नेस।

विस्फोट प्रसंस्करण के लिए शुरू कर सामग्री:

• शुल्क - लोहा प्रपत्र ferum में धातु ऑक्साइड युक्त अयस्क।
• ईंधन - कोक और प्राकृतिक गैस।
• ऑक्सीजन - विशेष लांस के माध्यम से इंजेक्ट किया जाता है।
• अपशिष्टों - मैंगनीज और (या) सिलिकॉन के आधार पर रासायनिक गठन।

ब्लास्ट फर्नेस के चरण:

1. tuyeres के माध्यम से आपूर्ति ऑक्सीजन के साथ लौह अयस्क की रासायनिक प्रतिक्रिया से शुद्ध लोहे के वसूली।
2. कोक गठन और कार्बन आक्साइड का दहन।
3. सीओ और सीओ ₂ के साथ शुद्ध लोहा प्रतिक्रियाओं में _{Carburizing।}
4. मैंगनीज और सिलिकॉन उत्पादन के वांछित गुण के आधार पर फे ₃ सी की संतृप्ति।
5. टैप-हाँल के माध्यम से सांचों में समाप्त धातु से समाप्त हो रही; एक लावा नल छेद के माध्यम से लावा draining।

ब्लास्ट फर्नेस ऑपरेटिंग चक्र के पूरा होने पर लोहा, लावा और ग्रिप गैसों प्राप्त की।

धातु उत्पादों के निर्माण डोमेन

ठंडा दर के आधार पर, कार्बन संतृप्ति और योजकों के सूक्ष्म लोहे के कई प्रकार प्राप्त हो सकता है:

1. सुअर (सफेद) एक बाध्य रूप में कार्बन, प्राथमिक सीमेंट। अन्य लोहे कार्बन मिश्र प्रसंस्करण की गलाने के लिए कच्चे माल के रूप में प्रयुक्त। उत्पादन मिश्र धातु डोमेन के 80% अप करने के लिए।
2. फाउंड्री (ग्रे) पूरी तरह से या आंशिक रूप से मुक्त ग्रेफाइट, अर्थात् अपनी प्लेटों के रूप में कार्बन। Malootvetstvennyh शरीर के अंगों के उत्पादन के लिए इस्तेमाल किया। 19% ब्लास्ट फर्नेस कास्टिंग द्वारा उत्पादित करने के लिए ऊपर।
3. विशेष: अमीर ferroalloys। 1-2% प्रकार माना उत्पादन।

तन्य लोहा सुअर की उष्मा उपचार से तैयार किया गया था।

लोहे के ढांचे के सिद्धांत

के रूप में सूक्ष्म के अवतार में दिखाया गया ferum के साथ कार्बन क्रिस्टल जालक प्रकार के लिए मिश्र के कई अलग अलग प्रकार बना सकते हैं।

1. ठोस समाधान α लोहे में प्रवेश - फेराइट।
2. ठोस समाधान γ लोहे में प्रवेश - ऑस्टेनाईट austenite।
3. फे ₃ सी (बाध्य राज्य) की रासायनिक गठन - सीमेन्टाईट। प्राथमिक पिघला हुआ तरल पदार्थ की तेजी से ठंडा करने से बना है। माध्यमिक - ऑस्टेनाईट austenite से एक धीमी गति से तापमान में कमी। तृतीयक - फेराइट के क्रमिक ठंडा।
4. फेराईट और सीमेन्टाईट अनाज के यांत्रिक मिश्रण - perlite।
5. Ledebur - ऑस्टेनाईट austenite अनाज और pearlite या सीमेन्टाईट के यांत्रिक मिश्रण।

कच्चा लोहा के लिए एक विशेष सूक्ष्म की विशेषता है। ग्रेफाइट फार्म और इसके बाद के संस्करण संरचना के लिए बाध्य रूप में हो सकता है, और विभिन्न दोष के रूप में मुक्त राज्य में हो सकता है। गुणों पर दोनों बुनियादी अनाज, और इन संरचनाओं को प्रभावित किया। ग्रेफाइट अंशों धातु प्लेटें, गुच्छे या क्षेत्रों रहे हैं।

पत्ती आकार धूसर लौह कार्बन मिश्र लिए विशिष्ट है। यह उनकी कमजोरी और अविश्वसनीयता का कारण बनता है।

Inclusions उनके यांत्रिक प्रदर्शन पर सकारात्मक प्रभाव से शराबी नमनीय लोहे कर रहे हैं।

गोलाकार ग्रेफाइट संरचना आगे कठोरता, स्थायित्व, धीरज महत्वपूर्ण भार में वृद्धि को प्रभावित करने वाले, धातु की गुणवत्ता में सुधार। इस तरह की विशेषताओं उच्च शक्ति कच्चा लोहा है। तन्य लोहा गुण उसके कारणों फेराइट या परत ग्रेफाइट inclusions की उपस्थिति के pearlite मूल बातें।

ferritic नमनीय लोहे की तैयारी

यह उत्पादन किया है से एक सफेद सुअर कार्बन की मात्रा 2.4-2.8% और additives (Mn, सी, एस, पी) की इसी उपस्थिति के साथ annealing द्वारा कम कार्बन मिश्र धातु सिल्लियां proeutectoid। दीवार मोटाई annealed भागों सेमी नहीं 5 से अधिक होना चाहिए। कास्टिंग्स काफी मोटाई ग्रेफाइट प्लेटों के रूप में है और वांछित गुण प्राप्त नहीं कर रहे हैं।

प्राप्त करने के लिए ferritic आधार धातु के साथ कच्चा लोहा विशेष बक्से में रखा जाता है और रेत डालना है। कसकर मोहरबंद कंटेनर एक हीटिंग भट्ठी में रखा गया था। बाहर ले जाने के annealing के दौरान निम्न चरणों का पालन:

1. कंस्ट्रक्शन तापमान 1000? सेल्सियस के लिए भट्टियों में गरम किया जाता है और 10 से 24 घंटे के लिए एक निरंतर गर्मी में खड़े रहने के लिए अनुमति दी जाती है। विभाजन और प्राथमिक सीमेन्टाईट Ledebur के परिणामस्वरूप।
2. धातु भट्ठी में 720 को ठंडा किया जाता है? सी।
3. 720 के तापमान पर? 15 से 30 घंटे से लंबे समय तक झेलने सी। इस तापमान माध्यमिक सीमेन्टाईट के विघटन सुनिश्चित करता है।
4. अंतिम चरण से पुन: करने के लिए 500? सी काम कर रहे ओवन के साथ ठंडा किया गया था, और फिर हवा को वापस लेने।

इस annealing प्रक्रिया graphitizing कहा जाता है।

काम सूक्ष्म बाद ग्रेफाइट परत के अनाज के साथ फेराइट है। इस प्रकार का "chernoserdechnym" कहा जाता है के बाद से एक ब्रेक काला है।

pearlitic ढलवां लोहे की तैयारी

लौह कार्बन मिश्र धातु है, जो भी proeutectoid सफेद से निकलती है, लेकिन कार्बन की मात्रा इस प्रकार उसके बढ़ जाती है: 3-3.6%। pearlitic आधार के साथ कास्टिंग के लिए, वे बक्से में रखा जाता है और कुचल पाउडर लौह अयस्क या चक्की पैमाने डालना कर रहे हैं। एनीलिंग प्रक्रिया ही सरल है।

1. धातु तापमान 1000 तक उठाया गया था? सी, 60-100 घंटे रखा।
2. भट्ठी के साथ शांत डिज़ाइन करें।

क्योंकि एक धातु वातावरण में गर्मी की कार्रवाई के तहत पीली diffuses: सीमेन्टाईट अपघटन ग्रेफाइट में प्रकाशित करने योग्य आंशिक रूप से सतह परत भागों annealed पत्ते, अयस्क या लावा सतह पर बसने। एक ठोस मध्यम के साथ "beloserdechnogo" नमनीय लोहे नरम, कठिन और नमनीय topsheet तैयार किया।

इस annealing अधूरा कहा जाता है। यह उचित ग्रेफाइट के साथ थाली पर सीमेन्टाईट और pearlite ledeburite के विघटन प्रदान करता है। आवश्यक बारीक pearlitic नमनीय उच्च बेरहमी और plasticity, के साथ लोहे डाली तो का उपयोग अतिरिक्त सामग्री 720 के लिए गर्म? सी इस प्रकार परत ग्रेफाइट समावेशन के साथ perlite के अनाज का गठन कर रहे हैं।

गुण, लेबलिंग और ferritic नमनीय लोहे के आवेदन

दीर्घकालिक "गुब्बार" ledeburite और फेराइट में सीमेन्टाईट की एक पूरी विघटन में भट्ठी परिणामों में धातु। तकनीकी पेचीदगियों के कारण, एक उच्च कार्बन सामग्री के साथ मिश्र धातु - की ferritic संरचना विशेषता कम कार्बन इस्पात। लेकिन अपने आप में कार्बन दूर नहीं जा रहा है - यह मुफ़्त में लोहे की संबद्ध राज्य से चला जाता है। तापमान प्रभाव ग्रेफाइट समावेशन के आकार परत करने के लिए बदल जाता है।

फेराइट संरचना, कठोरता में कमी का कारण बनता है ताकत मूल्यों में वृद्धि, के रूप में इस तरह के लक्षण की उपस्थिति बेरहमी और लचीलापन।

अंकन लोहे फेराइट वर्ग: KCH30-6, KCH33-8, KCH35-10, KCH37-12 जहां:

सीएन - प्रजातियों की पहचान - लचीला;

30, 33, 35, 37: σ _एक, 300, 330, 350, 370 एन / मिमी ² - अधिकतम बोझ है कि यह तोड़ने के बिना सामना कर सकते हैं;

6, 8, 10, 12 - बढ़ाव, δ,% - प्लास्टिसिटी सूचकांक (उच्च मूल्य, अतिसंवेदनशील धातु दबाव उपचार)।

कठोरता - 100-160 के बारे में एचबी।

इस सामग्री जिसका प्रदर्शन स्टील और लौह कार्बन मिश्र धातु के रूप में इस तरह के बीच मध्यवर्ती है ग्रे है। पहनने प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और थकान ताकत के मामले में अवर ferritic pearlitic आधार है, लेकिन उच्च यांत्रिक धीरज, लचीलापन, कास्टिंग विशेषताओं के साथ तन्य लोहा। : अपनी कम कीमत के व्यापक रूप से भागों निम्न और मध्यम भार पर काम के निर्माण के लिए उद्योग में प्रयोग किया जाता है के साथ गियर, housings, रियर एक्सल, पाइपलाइन।

गुण, लेबलिंग और pearlitic ढलवां लोहे के आवेदन

अधूरा annealing प्राथमिक, माध्यमिक और सीमेन्टाईट Ledebur समय पूरी तरह से ऑस्टेनाईट austenite है, जो 720 के तापमान पर? सी perlite में तब्दील हो जाता में भंग करने के लिए कारण। उत्तरार्द्ध तृतीयक फेराईट और सीमेन्टाईट अनाज का एक यांत्रिक मिश्रण है। वास्तव में, कार्बन का हिस्सा बाध्य रूप में बनी हुई है, एक संरचना, एक हिस्सा का कारण बनता है - परत ग्रेफाइट में "जारी"। जब इस perlite एक थाली या अस्पष्ट हो सकता है। इस प्रकार pearlitic ढलवां लोहे का गठन किया। इसके गुणों की वजह से संतृप्त कठिन और कम लचीला संरचना कर रहे हैं।

ये, जब ferritic के साथ तुलना में उच्च जंग है, पहनने के लिए प्रतिरोधी गुण, उनके स्थायित्व काफी अधिक है, लेकिन कम लचीलापन और castability विशेषताओं है। यांत्रिक तनाव के लिए संवेदनशीलता सतह वृद्धि हुई, जबकि कठोरता और कोर उत्पाद की बेरहमी को बनाए रखना।

अंकन लोहे pearlitic: KCH45-7, KCH50-5, KCH56-4, KCH60-3, KCH65-3, KCH70-2, KCH80-1,5।

पहला अंक - पदनाम ताकत: 450, 500, 560, 600, 650, 700 और 800 एन / मिमी ^2, क्रमशः।

दूसरा - लचीलापन अंकन बढ़ाव δ,% - 7, 5, 4, 3, 3, 2 और 1.5।

Pearlite नमनीय लोहे अनुप्रयोगों डिजाइन है कि उच्च भार पर काम के लिए मैकेनिकल इंजीनियरिंग और साधन में पाया - दोनों स्थिर और गतिशील: camshafts Crankshafts,, क्लच भागों, पिस्टन, छड़ को जोड़ने।

गर्मी उपचार

गर्मी उपचार के कारण प्राप्त सामग्री, अर्थात्, annealing दोहराया तापमान को प्रभावित करती है तरीकों के अधीन किया जा सकता। उनका मुख्य उद्देश्य है - और भी अधिक शक्ति, स्थायित्व, जंग के और उम्र बढ़ने के लिए प्रतिरोध।

1. टेम्परिंग उच्च कठोरता और बेरहमी की आवश्यकता होती है संरचनाओं के लिए प्रयोग किया जाता है; 900 हीटिंग द्वारा उत्पादित? सी, भागों के बारे में 100? सी / सेकंड की औसत दर इंजन के तेल का उपयोग करने में ठंडा कर रहे हैं। के बाद यह हीटिंग 650s के लिए और हवा शीतलन के साथ एक उच्च छुट्टी होना चाहिए।
2. सामान्यीकरण 900? सेल्सियस तक गर्म करने से एक भट्ठी में मध्यम आकार के सरल भागों के लिए प्रयोग किया जाता है, हवा में 1 1.5 घंटे की अवधि और बाद ठंडा करने के लिए इस तापमान पर खड़े छोड़ दिया। Troostite बारीक perlite, अपनी दृढ़ता और घर्षण की विश्वसनीयता और पहनने प्रदान करता है। यह एक pearlitic आधार के साथ विरोधी घर्षण ढलवां लोहे के लिए प्रयोग किया जाता है।
3. इस लंबी अवधि के गर्मी में पकड़े, भट्ठी के साथ ठंडा, करने के लिए 900 सी - हीटिंग: एनीलिंग की एंटिफिकेशन निर्माण में बार-बार किया जाता है?। बशर्ते ferritic या ferritic-pearlitic संरचना एंटिफिकेशन नमनीय लोहे।

कच्चा लोहा उत्पादों तापन स्थानीय रूप से या जटिल किया जा सकता है। सामयिक लागू उच्च आवृत्ति धाराओं या एसिटिलीन लौ के लिए (बुझाने पकड़े)। हीटिंग भट्ठी - जटिल के लिए। जब केवल ऊपरी परत के स्थानीय हीटिंग कठोर है, यह अपने कठोरता और शक्ति बढ़ जाती है, लेकिन कोर के लचीलापन और चिपचिपापन सूचकांक को बनाए रखा।

यह न केवल अपर्याप्त यांत्रिक विशेषताओं की, लेकिन यह भी अचानक तापमान में परिवर्तन करने के लिए अपने उच्च संवेदनशीलता है, जो अनिवार्य है जब ठंडा पानी के साथ बुझाने की वजह से असंभव है कि लौह फोर्जिंग का कहना है, महत्वपूर्ण है।

विरोधी घर्षण ढलवां लोहे

यह किस्म भी लचीला पर लागू होता है, और doped, वे ग्रे (asf) कर रहे हैं, फोर्जिंग (APC) और उच्च शक्ति (ACHV)। एपीसी उत्पादन नमनीय कच्चा लोहा, जो annealing या सामान्यीकरण के अधीन है के लिए प्रयोग किया जाता है। अन्य भागों के साथ घर्षण में प्रतिरोध पहनते हैं - प्रक्रियाओं इसकी यांत्रिक गुणों और नए विशेषताओं के गठन में सुधार के लिए किया जाता है।

लेबल किए गए: 1-एपीसी, एपीसी-2। क्रैंक्शैफ्ट, गियर, बीयरिंगों के उत्पादन के लिए प्रयोग किया जाता है।

संपत्तियों पर additives का प्रभाव

मैंगनीज, सिलिकॉन, फास्फोरस, सल्फर, कुछ तत्वों में: इसके अलावा लौह ग्रेफाइट आधार से और वे उनकी संरचना में अन्य घटक है, जो भी कच्चा लोहा के गुणों का कारण है, और।

मंगन flowability को बेहतर बनाता है पिघला हुआ धातु, के घर्षण प्रतिरोध और पहनने के प्रतिरोध। यह कठोरता और रासायनिक सूत्र फे ₃ सी, बारीक perlite के गठन में लोहे के साथ कार्बन के बंधन की ताकत योगदान देता है।

सिलिकॉन भी पिघला हुआ मिश्र धातु की तरलता पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है, यह सीमेन्टाईट और ग्रेफाइट समावेशन आवंटन के विघटन के लिए योगदान देता है।

सल्फर - नकारात्मक, लेकिन एक अनिवार्य घटक है। यह, यांत्रिक और रासायनिक गुणों को कम कर देता दरारें के गठन को उत्तेजित करता है। हालांकि, अन्य तत्वों की अपनी सामग्री के साथ तर्कसंगत संबंध है (जैसे, मैंगनीज) microstructural प्रक्रियाओं को सही। इस प्रकार, जब अनुपात Mn-एस 0,8-1,2 perlite समय किसी भी तापमान को प्रभावित करती है पर संग्रहीत किया जाता है। 3 अनुपात में वृद्धि करके यह पूर्व निर्धारित मापदंडों के आधार पर किसी भी वांछित संरचना प्राप्त करने के लिए संभव है।

के लिए बेहतर तरलता, शक्ति को प्रभावित करता है graphitization की अवधि पर बेरहमी और लचीलापन, प्रभाव को कम करती है फास्फोरस बदल रहा है।

ग्रेफाइट के गुच्छे की क्रोमियम और मोलिब्डेनम बाधा गठन, कुछ सामग्री में बारीक perlite के गठन को बढ़ावा देने के।

टंगस्टन प्रतिरोध पहनने के लिए जब उच्च तापमान के क्षेत्र में काम कर बढ़ जाती है।

एल्यूमिनियम, निकल और तांबे graphitization योगदान करते हैं।

रासायनिक तत्वों है कि लौह कार्बन मिश्र धातु, साथ ही उनके अनुपात को बनाने की राशि को समायोजित करके, यह कच्चा लोहा का अंतिम गुणों को प्रभावित कर सकते हैं।

फायदे और नुकसान

तन्य chugun- सामग्री कला में बड़े पैमाने पर इस्तेमाल हो रही है। इसका मुख्य लाभ हैं:

• कठोरता के उच्च स्तर, प्रतिरोध, शक्ति, तरलता के साथ पहनते हैं;
• बेरहमी और लचीलापन के सामान्य विशेषताओं;
• दबाव उपचार, ग्रे कच्चा लोहा के विपरीत द्वारा प्रोसेस;
• थर्मल और रासायनिक थर्मल उपचार के कुछ तरीकों के तहत विभिन्न embodiments सुधार आइटम के गुणों;
• कम लागत।

नुकसान व्यक्तिगत विशेषताएं हैं:

• कमजोरी;
• ग्रेफाइट के समावेशन की उपस्थिति;
• काटने में खराब प्रदर्शन;
• महत्वपूर्ण वजन कास्टिंग।

वर्तमान कमियों के बावजूद, नमनीय लोहे धातु विज्ञान और मैकेनिकल इंजीनियरिंग में प्रभारी लेता है। से यह क्रैंक्शैफ्ट, ब्रेक पैड भागों, गियर, पिस्टन, छड़ को जोड़ने के रूप में इस तरह के महत्वपूर्ण जानकारी का उत्पादन किया। ब्रांडों की एक छोटी किस्म के बाद, उद्योग में अलग-अलग जगह एक नमनीय लोहे पर है। अपने आवेदन लोड जिसके तहत अन्य सामग्री के उपयोग की संभावना नहीं है के लिए विशिष्ट है।