Zawartość
Topienie rudy żelaza w piecu powoduje, że jest ona silniejsza i bardziej plastyczna. Metalurgi wlewają stopiony metal do form i pozwalają mu ostygnąć i zestalić się, wytwarzając żeliwo. Temperatura pieca i dodanych materiałów lub „spoiw” do stopionego żelaza określa dokładną charakterystykę gotowego produktu. Żeliwo sferoidalne i ciągliwe powstaje w wyniku wytapiania rudy, ale istnieje kilka różnic między tymi dwoma rodzajami metali.
Znaczenie
Materiał ciągliwy może być młotkowany w innym kształcie bez pękania lub pękania. Materiał ciągliwy może być rozciągnięty w długie cienkie włókno, takie jak drut. Jeśli chodzi o żelazo, terminy te są nieco mylące. Oba rodzaje żelaza dobrze reagują na uderzenia, ponadto mogą być wydłużone w włóknach; ale w przypadku żeliwa sferoidalnego występuje to w większej proporcji.
Rozwój
Pierwsze formy żeliwa, znane jako „szare” i „białe”, okazały się bardzo kruche i podatne na pęknięcia pod wpływem ściskania. Żeliwo ciągliwe, znacząca poprawa, było łatwiejsze do formowania i mniej kruche. Do 1943 r. Pozostał dominującą formą żeliwa, podczas gdy Keith Dwight Millis z laboratorium badawczego American International Nickel Co. opracował żeliwo sferoidalne, jeszcze mocniejszy i bardziej elastyczny metal.
Produkcja
Aby wytworzyć żeliwo ciągliwe, pracownicy odlewni wytopili rudę żelaza i ochłodzili ją szybko, wylewając ją do form. Podgrzewają je do temperatury około 926,5 stopni Celsjusza do 100 godzin, zanim pozwolą im ostygnąć powoli. Podczas tego procesu hartowania pracownicy dodają rudę hematytu. Produkcja żeliwa sferoidalnego jest prostsza. Gdy hutnicy topią rudę żelaza, dodają cer, sód lub magnez. Powstały stop odlewany jest w formach, które następnie schładzają się.
Skład
Proces wyżarzania żeliwa ciągliwego powoduje powstawanie małych cząstek węgla o nieregularnym kształcie. Dają metalowi większą wytrzymałość i elastyczność niż żeliwo z poprzednich okresów. W żeliwie sferoidalnym materiały dodane podczas topienia pomagają tworzyć bardziej regularne kule węglowe. Ta sferoidalna kompozycja daje metalowi mniej wad wewnętrznych, dzięki czemu jest mocniejsza i pozwala na wygięcie, skręcenie i rozciągnięcie z większą skutecznością niż plastyczna.
Formowanie
Kiedy żeliwo ciągliwe jest odlewane i formowane, wycofuje się znacznie w miarę stygnięcia. Hutnicy odlewni powinni pokryć formę stopioną rudą, zwaną „podajnikiem”, aby uzyskać pożądany kształt. Żeliwo sferoidalne cofa się znacznie mniej niż żelazo ciągliwe, ponieważ krzepnie w formie. Ten brak retrakcji powoduje, że żeliwo sferoidalne jest mniej podatne na powstawanie defektów wewnętrznych i słabych punktów spowodowanych procesem odlewania niż żeliwo ciągliwe.
Właściwości
Hutnicy mogą pobrać próbkę o grubości 5 cm z żeliwa sferoidalnego o 18 do 30% większą niż oryginalna długość. Natomiast żeliwo ciągliwe rozciąga się tylko o 10%. Żeliwo sferoidalne ma wyższą „granicę plastyczności” niż żeliwo ciągliwe, co oznacza, że może wytrzymać większe obciążenia i wyższe temperatury. Jednak według amerykańskiej odlewni Kirkpatrick, żeliwo ciągliwe jest najlepszym wyborem, gdy chce się kształtować części lub cienkie arkusze.
Koszt
Żeliwo sferoidalne wykorzystuje mniej podajnika metalu. Wymaga również mniej ogrzewania niż żeliwo ciągliwe i dlatego zużywa mniej energii. Te rozważania pokazują, że producentom jest znacznie tańsze wytwarzanie żeliwa sferoidalnego niż żeliwa ciągliwego.
Używa
Oba rodzaje żelaza są mocne, trwałe i dobre do obróbki w nowych formatach. Żeliwo sferoidalne jest używane do produkcji rur i części samochodowych, takich jak wały korbowe, wały ciężarówek i piasty kół. Żeliwo ciągliwe jest odpowiednie do sytuacji, w których musi zostać spłaszczone i ukształtowane przez młotkowanie. Ogólnie rzecz biorąc, hutnicy używają go do przedmiotów z kutego żelaza, takich jak wsporniki i bramy.