Gjutjärn är en järn-kollegering med en kolhalt som är större än 2,11 % (vanligtvis 2,5-4%). Det är en flerkomponentlegering med järn, kol och kisel som huvudkomponenter och innehåller fler föroreningar som mangan, svavel och fosfor än kolstål. Ibland, för att förbättra de mekaniska egenskaperna eller fysikaliska och kemiska egenskaperna hos gjutjärn, kan en viss mängd legeringselement tillsättas för att erhålla legerat gjutjärn.
Klassificering av gjutjärn:
I. Enligt de olika formerna av kol i gjutjärn kan gjutjärn delas in i
1. Vitt gjutjärnskol, förutom en liten mängd löst i ferrit, finns resten av kolet i form av cementit i gjutjärn, och dess brott är silvervitt, så det kallas vitt gjutjärn. För närvarande används vitt gjutjärn huvudsakligen som stålframställningsråmaterial och ämne för framställning av aducerat gjutjärn.
2. Grått gjutjärnskol finns i gjutjärn i form av flinggrafit i hela eller större delen av gjutjärnet, och dess brott är mörkgrå, så det kallas för grått gjutjärn.
3. En del av kolet i urkärnat gjutjärn finns i form av grafit, liknande grått gjutjärn; den andra delen finns i form av fri cementit, liknande vitt gjutjärn. Det finns svarta och vita gropfrätningar i frakturen, så det kallas för gropigt gjutjärn. Denna typ av gjutjärn är också mycket hård och spröd, så den används sällan inom industrin.
2. Enligt de olika formerna av grafit i gjutjärn kan gjutjärn delas in i
1. Grått gjutjärn Grafiten i gjutjärn finns i flingor.
2. Formbart gjutjärn Grafiten i gjutjärn finns i kluster. Det erhålls genom att glödga vitt gjutjärn av en viss sammansättning vid hög temperatur under lång tid. Dess mekaniska egenskaper (särskilt seghet och plasticitet) är högre än för grått gjutjärn, så det brukar kallas aducerat gjutjärn.
3. Duktilt gjutjärn Grafiten i gjutjärn finns i sfärisk form. Det erhålls efter sfäroidiseringsbehandling innan smält järn hälls. Denna typ av gjutjärn har inte bara högre mekaniska egenskaper än grått gjutjärn och aducerat gjutjärn, och dess tillverkningsprocess är enklare än aducerat gjutjärn, utan kan också förbättras ytterligare genom värmebehandling. Därför blir dess tillämpning i produktionen mer och mer omfattande.
Användning av olika gjutjärn Vitt gjutjärn
Kolet i vitt gjutjärn finns helt och hållet i form av infiltrerat kol (Fe3c), så brottet är ljust vitt. Därför kallas det vitt gjutjärn. På grund av närvaron av en stor mängd hårt och sprött Fe3c har vitt gjutjärn hög hårdhet, hög sprödhet och är svårt att bearbeta. Därför används den sällan direkt i industriella applikationer, och används endast för ett fåtal delar som kräver slitstyrka och inte utsätts för stötar, såsom tråddragningsformar, kulkvarnar järnkulor, etc. De flesta av dem används som ämnen. för ståltillverkning och formbart gjutjärn.
Grått gjutjärn
Det mesta eller allt kol i gjutjärn finns i form av fri flinggrafit. Frakturen är grå. Den har bra gjutprestanda, bra skärbearbetningsförmåga, antifriktion, god slitstyrka, och dess smältande ingredienser är enkla, billiga och används ofta vid tillverkning av komplexa gjutgods och slitstarka delar. Grått gjutjärn delas in i tre kategorier enligt matrisstrukturen: ferritbaserat grått gjutjärn, perlitferritbaserat grått gjutjärn och perlitbaserat grått gjutjärn. Eftersom det finns flinggrafit i grått gjutjärn, och grafit är en komponent med låg densitet, låg hållfasthet, låg hårdhet och plasticitet och seghet som närmar sig noll. Dess existens är som ett stort antal små luckor i stålmatrisen, vilket minskar lagerytan och ökar sprickkällan. Därför har grått gjutjärn låg hållfasthet och dålig seghet och kan inte bearbetas med tryck. För att förbättra dess prestanda tillsätts en viss mängd ferrokisel, kiselkalcium och andra ympmedel till det smälta järnet innan det hälls för att förfina perlitmatrisen.
Formbart gjutjärn
Mallet gjutjärn är gjord av järn-kollegering med låg kol- och kiselhalt till vita gjutjärnsämnen och utsätts sedan för långvarig högtemperaturglödgningsbehandling för att sönderdela cementit till flockig grafit. Smidesjärn är ett grafitiserat vitt gjutjärn. Formbart gjutjärn delas in i två kategorier efter de olika mikrostrukturerna efter värmebehandling; den ena är blackheart formbart gjutjärn och pearlite formbart gjutjärn. Strukturen hos blackheart formbart gjutjärn är huvudsakligen ferrit (F) matris + flockig grafit; strukturen hos perlitformigt gjutjärn är huvudsakligen perlit (P) matris + flockig grafit. Den andra är vithjärtat formbart gjutjärn. Strukturen av gjutjärn av vithjärta bestäms av tvärsnittsstorleken. Det lilla tvärsnittet är baserat på ferrit, och ytan på det stora tvärsnittet är ferrit, och kärnan är perlit och glödgningskol. Grafiten blir fin och jämnt fördelad. Gjutjärnet som har genomgått denna inokuleringsbehandling kallas för ympat gjutjärn.
Duktilt gjutjärn
Innan man häller smält järn (duktilt järn) tillsätts en viss mängd sfäroidiseringsmedel (vanligtvis används ferrokisel, magnesium, etc.) för att sfäroidisera grafiten i gjutjärnet. Eftersom kol (grafit) finns i gjutjärnsmatrisen i sfärisk form, förbättras dess skäreffekt på matrisen, och segjärns draghållfasthet, sträckgräns, plasticitet och slagseghet förbättras avsevärt. Det har också fördelarna med slitstyrka, stötdämpning, bra processprestanda och låg kostnad. Den har nu i stor utsträckning ersatt formbart gjutjärn och vissa delar av gjutstål och smidda stål, såsom vevaxlar, vevstakar, rullar, bilars bakaxlar, etc.
