Duktilt gjutjärn: applikationer, egenskaper och tillverkningstekniker

1. Översikt av segjärngjutna

Duktilt gjutjärn, även känt som nodulärt gjutjärn eller sfäroidalt grafitjärn, är en typ av gjutjärn som kännetecknas av sin höga hållfasthet, utmärkta formbarhet och slagtålighet. Till skillnad från traditionellt grått gjutjärn innehåller segjärn nodulära grafitinneslutningar, som förhindrar sprickutbredning och förbättrar segheten. Det används ofta i industrier som kräver hållbara och mångsidiga komponenter.

2. Mekaniska egenskaper

De mekaniska egenskaperna hos segjärnsgjutjärn gör den lämplig för ett brett spektrum av tekniska tillämpningar. Viktiga egenskaper inkluderar:

• Hög draghållfasthet, vanligtvis från 400 till 700 MPa.
• Utmärkt töjning på 10-18 %, vilket ger överlägsen duktilitet jämfört med grått järn.
• Bra utmattning och slagtålighet, vilket gör den tillförlitlig under cyklisk belastning.
• Slitstyrka, lämplig för komponenter som utsätts för friktion eller nötning.

3. Vanliga applikationer

Gjutet segjärn är högt värderat för applikationer som kräver en kombination av styrka, seghet och hållbarhet. Vanliga applikationer inkluderar:

• Rör och rördelar för vatten- och avloppssystem.
• Fordonskomponenter, såsom vevaxlar, växlar och upphängningsdelar.
• Tunga maskindelar, inklusive jordbruks- och anläggningsutrustning.
• Industriella ventiler och pumphus, där motståndet mot tryck och slitage är kritiskt.

4. Tillverkningstekniker

4.1 Smältning och legering

Segjärn framställs genom smältning av tackjärn och skrot i en kupol eller induktionsugn. Legeringselement, såsom magnesium eller cerium, tillsätts för att inducera nodulär grafitbildning. Exakt kontroll av den kemiska sammansättningen säkerställer konsekventa mekaniska egenskaper.

4.2 Gjutprocess

Det smälta segjärnet hälls i formar för att skapa komponenter av olika former och storlekar. Vanliga gjutningsmetoder inkluderar:

• Sandgjutning för stora och komplexa former.
• Investeringsgjutning för precisionsdetaljer med släta ytor.
• Skalformning för medelstora till små komponenter som kräver hög dimensionell noggrannhet.

4.3 Värmebehandling

Värmebehandling kan ytterligare förbättra egenskaperna hos segjärnsgjutjärn. Vanliga behandlingar inkluderar glödgning för att lindra stress, släckning och härdning för att öka hårdheten och styrkan, och normalisering för att förfina mikrostrukturen.

5. Jämförelse med Grått järn

Gjutet segjärn erbjuder betydande fördelar jämfört med traditionellt gråjärn i mekanisk prestanda. Tabellen nedan sammanfattar viktiga skillnader: