Wat is gietijzer? - Definitie, eigenschappen en gebruik

Wat is gietijzer?

Gietijzer is een groep ijzer-koolstoflegeringen met een koolstofgehalte van meer dan 2 tot 4 procent. Daarnaast variërende hoeveelheden silicium van 1 tot 3 gew.% en mangaan evenals sporen van onzuiverheden zoals zwavel en fosfor. Gietijzer wordt gemaakt door ijzererts te reduceren in een hoogoven.

Het vloeibare ijzer wordt gegoten of gegoten en gehard tot ruwe blokken die varkens worden genoemd, en de varkens worden vervolgens samen met schroot en legeringselementen opnieuw gesmolten in koepelovens en opnieuw gegoten in vormen om een ​​verscheidenheid aan producten te produceren.

De legeringsingrediënten beïnvloeden de kleur bij breuk:wit gietijzer heeft carbide-onzuiverheden die scheuren gemakkelijk doorlaten, grijs gietijzer heeft grafietvlokken die een voorbijgaande scheur afbuigen en talloze nieuwe scheuren veroorzaken als het materiaal breekt, en nodulair gietijzer heeft sferoïdaal grafiet "knobbeltjes" die de scheur stoppen, voorkomen verdere vooruitgang.

Met uitzondering van smeedbaar ijzer, heeft gietijzer de neiging bros te zijn. Met zijn relatief lage smeltpunt, goede vloeibaarheid, gietbaarheid, uitstekende bewerkbaarheid, weerstand tegen vervorming en slijtvastheid is gietijzer een technisch materiaal geworden met een breed scala aan toepassingen.

Gietijzer wordt gebruikt in leidingen, machines en auto-onderdelen zoals cilinderkoppen, cilinderblokken en versnellingsbakken. Het is bestand tegen oxidatieschade, maar moeilijk te lassen.

waar is gietijzer van gemaakt?

Gietijzer wordt gemaakt van ruwijzer, het product van het smelten van ijzererts in een hoogoven. Gietijzer kan rechtstreeks uit het gesmolten ruwijzer worden gemaakt of door ruwijzer opnieuw te smelten, vaak samen met aanzienlijke hoeveelheden ijzer, staal, kalksteen, koolstof (cokes), en verschillende stappen te ondernemen om ongewenste verontreinigingen te verwijderen.

Fosfor en zwavel kunnen uit het gesmolten ijzer worden verbrand, maar dit verbrandt ook de koolstof, die moet worden vervangen. Afhankelijk van de toepassing worden het koolstof- en siliciumgehalte aangepast aan de gewenste niveaus, die respectievelijk ergens tussen de 2-3,5% en 1-3% kunnen zijn.

Indien gewenst worden vervolgens andere elementen aan de smelt toegevoegd voordat de uiteindelijke vorm door gieten wordt geproduceerd.

Gietijzer wordt soms gesmolten in een speciaal type hoogoven die bekend staat als een koepel, maar in moderne toepassingen wordt het vaker gesmolten in elektrische inductieovens of vlamboogovens. Nadat het smelten is voltooid, wordt het gesmolten gietijzer in een oven of pollepel gegoten.

Wat is het verschil tussen gietijzer en staal?

Het belangrijkste verschil tussen de twee elementen is dat staal wordt geproduceerd uit ijzererts en schroot en een legering van ijzer wordt genoemd, met gecontroleerde koolstof. Terwijl ongeveer 4% koolstof in ijzer het gietijzer maakt, en minder dan 2% koolstof maakt het staal.

Gietijzer is goedkoper dan de meeste staalsoorten. Ook is de smelttemperatuur van gietijzer lager dan die van staal, maar het heeft een hoge druksterkte, hoge hardheid en hoge slijtvastheid. Daarom is het belangrijke verschil tussen staal en gietijzer dat staal kneedbaar en kneedbaar is, terwijl gietijzer gehard is en een hoge druksterkte heeft.

Als een ander belangrijk verschil tussen staal en gietijzer, kunnen we zeggen dat koolstof in staal de vorm heeft van ijzercarbide, terwijl gietijzer koolstof heeft als grafiet of ijzercarbide of beide. Bovendien heeft gietijzer een uitstekende vloeibaarheid, zonder staal.

Eigenschappen van gietijzer

Enkele veelvoorkomende mechanische eigenschappen voor gietijzer zijn:

• Hardheid. Gietijzer is hard en kan hard worden door verhitting en plotselinge afkoeling. Dit maakt het behoorlijk duurzaam. Zacht staal kan worden gehard en getemperd met behulp van relevante processen.
• Taaiheid. Het vermogen van materiaal om energie te absorberen
• Ductiliteit. Het vermogen van materiaal om te vervormen zonder breuk
• Elasticiteit. Het vermogen van materiaal om terug te keren naar zijn oorspronkelijke afmetingen nadat het is vervormd
• Kneedbaarheid. Het vermogen van materiaal om onder druk te vervormen zonder te scheuren
• Treksterkte. De grootste longitudinale spanning die een materiaal kan dragen zonder uit elkaar te scheuren
• Vermoeidheid. De hoogste spanning die een materiaal een bepaald aantal cycli kan weerstaan ​​zonder te breken
• Smeltpunt. Gietijzer heeft een lager smeltpunt (12000C) in vergelijking met het smeltpunt van zacht staal, dat tussen 13000C en 14000C ligt.
• Castbaarheid. Gietijzer is gemakkelijker om mee te werken als het gaat om het gieten van vormen uit het materiaal. Door de extra koolstof die in gietijzer aanwezig is, is de gesmolten vorm vloeibaarder en dit maakt het gemakkelijker om het materiaal in complexe vormen te gieten.
• Bewerkbaarheid. Gietijzer is bijna elastisch tot de ultieme treksterkte en produceert discontinue spanen die gemakkelijk van het monster loskomen. Dit helpt om het snijvermogen te verbeteren. Hierdoor is gietijzer het voorkeursmateriaal als het gaat om hoge bewerkbaarheid en sterkte.

Samenstelling van gietijzer

Gietijzer, een legering van ijzer die 2 tot 4 procent koolstof bevat, samen met variërende hoeveelheden silicium en mangaan en sporen van onzuiverheden zoals zwavel en fosfor. Het wordt gemaakt door ijzererts te reduceren in een hoogoven.

Gietijzer bevat ook een klein aantal onzuiverheden zoals silicium, zwavel, mangaan en fosfor, koper, nikkel, chroom, die de eigenschappen ervan op kleine of grote schaal beïnvloeden. Het effect van deze eigenschappen is als volgt.

• Silicium: In gietijzer zijn siliciumdeeltjes tot 4 procent aanwezig. Het bevordert de vorming van grafiet waardoor het zacht en gemakkelijk bewerkbaar wordt en verhoogt de hardbaarheid en elektrische weerstand.
• Zwavel: Het is aanwezig tot 0,1 procent. Het maakt gietijzer hard en broos.
• Mangaan: Het bevordert de carbidevorming van gietijzer, waardoor het elite, hard wordt en de weerstand tegen slijtage en schaafwonden verhoogt. Het is aanwezig tot 0,75 procent.
• Chroom: Het bevordert ook de vorming van carbide, wat de hardbaarheid, slijtvastheid, corrosie- en oxidatieweerstand verhoogt.
• Nikkel: Verhoogt de treksterkte.
• Tungsten: Het verhoogt de hete hardheid en hete sterkte.
• Molybdeen: Verhoogt de hardbaarheid.
• Vanadium: Verhoogt de hardbaarheid en hete hardheid.
• Aluminium: Werkt als deoxidator in staal.
• Titanium: Werkt als deoxidator in staal.
• Niobium: Het vermindert de hardbaarheid en verhoogt de ductiliteit, wat resulteert in een verhoogde slagvastheid.
• Kobalt: Het vermindert de hardbaarheid en is bestand tegen verweking bij verhoogde temperaturen.

Soorten gietijzer

De vier basissoorten gietijzer zijn wit ijzer, grijs ijzer, nodulair gietijzer en smeedbaar ijzer.

• Wit ijzer.
• Grijs ijzer.
• Nodulair gietijzer.
• Smeedbaar ijzer.

1. Grijs gietijzer

Het meest voorkomende type, grijs ijzer, heeft een grafietmicrostructuur die bestaat uit vele kleine breuken. Het wordt "grijs ijzer" genoemd omdat de aanwezigheid van deze kleine scheurtjes de indruk wekt van een grijze kleur.

Tijdens de productie van grijs ijzer gaan de scheuren open en wordt het grijsgekleurde grafiet onder het oppervlak zichtbaar. Grijs ijzer is niet zo sterk als staal en kan evenmin dezelfde hoeveelheid impact absorberen als staal. Grijs gietijzer biedt een vergelijkbare druksterkte als staal. Als gevolg hiervan is het een populaire metaalkeuze geworden voor toepassingen waar druksterkte belangrijk is.

Gekenmerkt met grafiet in de microstructuur, waardoor:

• Goede bewerkbaarheid
• Goede weerstand tegen slijtage en vreten

2. Wit gietijzer

Wit ijzer, hoewel niet zo gebruikelijk als grijs ijzer, is een ander type dat het vermelden waard is. Het dankt zijn naamgenoot aan zijn gebroken witte kleur, die het resultaat is van ijzerverbindingen die bekend staan ​​als cementiet. Net als grijs gietijzer heeft wit gietijzer veel kleine scheurtjes.

Het verschil is dat wit gietijzer kenmerken heeft van cementiet onder het oppervlak, terwijl grijs gietijzer onder het oppervlak grafiet heeft. Het grafiet geeft een grijze kleur, terwijl het cementiet een witte kleur geeft. Wit gietijzer is hard en biedt een uitstekende slijtvastheid.

Gekenmerkt door de prevalentie van carbiden, met een impact op:

• Hoge druksterkte
• Hardheid
• Goede slijtvastheid

3. Nodulair gietijzer

Nodulair gietijzer, ook wel nodulair gietijzer genoemd, is een soort zachte, kneedbare ijzerlegering met een hoog koolstofgehalte. Het wordt meestal gemaakt met sporen van andere verbindingen, waaronder magnesium en cerium.

Wanneer deze sporenverbindingen worden toegevoegd, remmen ze de snelheid waarmee grafiet groeit, waardoor het metaal zacht en kneedbaar blijft. Het nodulair gietijzer werd uitgevonden in het begin tot het midden van de jaren veertig.

Grijs ijzer met kleine hoeveelheden magnesium en cesium noduleert het grafiet, wat resulteert in

• Hoge sterkte
• Hoge rekbaarheid

4. Smeedbaar gietijzer

Eindelijk een smeedbaar strijkijzer waar je makkelijk aan kunt “werken”. Het wordt meestal gemaakt door warmtebehandelingsprocessen op wit gietijzer. Het witte gietijzer wordt maximaal twee dagen verwarmd en vervolgens afgekoeld. Eenmaal voltooid, kan smeedbaar ijzer worden gebogen en gemanipuleerd om unieke vormen en maten te bereiken.

Wit gietijzer warmtebehandeld om te verbeteren

• Hogere ductiliteit

5. Gevlekt gietijzer

Gietijzer heeft een gelijke hoeveelheid vrije koolstof en carbide, bekend als gevlekt gietijzer. Het heeft een tussenliggende eigenschap en kleur van grijs gietijzer en wit gietijzer.

6. Gekoeld gietijzer

Als het witte gietijzer snel afkoelde van het gesmolten stadium, staat het geproduceerde ijzer bekend als gekoeld gietijzer.

7. Gelegeerd gietijzer

Gelegeerd gietijzer wordt geproduceerd door enkele legeringselementen in gietijzer toe te voegen, zoals nikkel, chroom, koper, enz. Het heeft verhoogde eigenschappen volgens het legeringselement. Dit gietijzer wordt geproduceerd om de gewenste eigenschappen van gietijzer te krijgen.

Gebruik van gietijzer

Gietijzer kan voor veel soorten materialen worden gebruikt en voor het maken van verschillende gereedschappen enz.

• Grijs gietijzer: Motorcilinderblokken, vliegwielen, versnellingsbakkoffers, werktuigmachines.
• Wit gietijzer: Lageroppervlakken.
• Nodulair gietijzer: Tandwielen, nokkenassen, krukassen, zuigerveer.
• Veel soorten sanitair, zoals rioolbuizen, mangaten, waterleidingen en stortbakken, worden vervaardigd met gietijzer.
• Kolomvoet en metalen kolommen kunnen worden gemaakt met gietijzer
• Gietmal gebruikt voor het maken van lantaarnpalen, metalen trappen, poorten, enz.
• Koelwielen en railstoelen zijn gemaakt van gietijzer.
• Er kunnen verschillende soorten landbouwapparatuur en -werktuigen van worden gemaakt.
• Van gietijzer kunnen verschillende machineonderdelen worden gemaakt
• Het wordt gebruikt bij het maken van auto-onderdelen
• Het wordt gebruikt bij het maken van potten, pannen en keukengerei
• Het wordt gebruikt bij het maken van ankers voor schepen

Voordelen van gietijzer

• Het heeft goede gieteigenschappen
• Het heeft een goede gevoeligheid
• Het heeft een uitstekende slijtvastheid
• Het is goed bewerkbaar.
• Het heeft een zeer lage notch-gevoeligheid
• Het heeft een lage-stressconcentratie
• Het heeft lage kosten
• Het heeft duurzaamheid
• Het heeft weerstand tegen vervorming
• Het heeft een drie tot vijf keer hogere druksterkte dan staal.
• Het heeft uitstekende anti-vibratie (of dempende) eigenschappen, dus het wordt gebruikt om machineframes te maken.
• Het heeft constante mechanische eigenschappen tussen 20 en 350 ° C.
• Het is in grote hoeveelheden beschikbaar en wordt daarom op grote schaal geproduceerd. Benodigd gereedschap voor het gietproces is relatief goedkoop en goedkoop. Dit resulteert in lage kosten van zijn producten.
• Het kan elke complexe vorm en afmeting krijgen zonder dure machinale bewerkingen

Nadelen van gietijzer

• Het is gevoelig voor roest
• Het heeft een slechte treksterkte
• Het heeft een hoge verhouding tussen gewicht en sterkte
• Het heeft een hoge broosheid
• Het heeft een slechte slagvastheid
• Vergeleken met staal is het slecht bewerkbaar
• De onderdelen zijn sectiegevoelig; dit komt door het langzame afkoelen van dikke secties.
• Het falen van zijn onderdelen is plotseling en in totaal weerspiegelt het niet het vloeipunt.
• Het is niet machinaal (wit gietijzer).

Veelgestelde vragen.

Wat is gietijzer?

Gietijzer is een groep ijzer-koolstoflegeringen met een koolstofgehalte van meer dan 2 tot 4 procent. Daarnaast variërende hoeveelheden silicium van 1 tot 3 gew.% en mangaan evenals sporen van onzuiverheden zoals zwavel en fosfor. Gietijzer wordt gemaakt door ijzererts te reduceren in een hoogoven.

Wat is de samenstelling van gietijzer?

Gietijzer is een groep ijzer-koolstoflegeringen met een koolstofgehalte van meer dan 2 tot 4 procent. Daarnaast wisselende hoeveelheden silicium van 1 tot 3 gew.% en mangaan evenals sporen van onzuiverheden zoals zwavel en fosfor.

Wat zijn de soorten gietijzer?

Er zijn vier basissoorten gietijzer:wit ijzer, grijs ijzer, nodulair gietijzer en smeedbaar ijzer

• Wit ijzer.
• Grijs ijzer.
• Nodulair gietijzer.
• Smeedbaar ijzer.

Wat zijn de toepassingen van gietijzer?

Als gevolg van zijn goede treksterkte en taaiheid, wordt smeedbaar gietijzer gebruikt voor elektrische fittingen en apparatuur, handgereedschap, buisleidingen, ringen, beugels, landbouwmachines, mijnbouwhardware en machineonderdelen. Een algemene classificatie voor smeedbaar gietijzer is ASTM A47.

Is het gezond om in gietijzer te koken?

Gietijzer draait niet alleen om frituren. Toegegeven, een gietijzeren koekenpan is een uitstekend voertuig om te frituren. Maar het vermogen om warmte vast te houden leent zich ook voor gezond koken, zegt Kerri-Ann Jennings, een geregistreerde diëtist en voedingscoach uit Vermont.

Wat zijn de voordelen van gietijzer?

Gietijzer houdt warmte vast. Roestvrijstalen kookgerei kan gelijkmatig en snel opwarmen, maar gietijzer kan veel langer aan die hitte door de hele pan blijven hangen. Dit zorgt voor een gelijkmatiger en wenselijker resultaat voor voedingsmiddelen zoals vlees en steaks.

Wat zijn de nadelen van gietijzer?

Nadelen van gietijzer:

• Het is gevoelig voor roest.
• Het heeft een slechte treksterkte.
• De onderdelen zijn sectiegevoelig, dit komt door de langzame afkoeling van dikke secties.
• het falen van Zijn delen is plotseling en totaal; het vertoont geen vloeigrens.
• Het heeft een slechte slagvastheid.
• Vergeleken met staal heeft het een slechte bewerkbaarheid.

Is gietijzer beter dan staal?

Gietijzer is doorgaans beter bestand tegen mechanische slijtage dan staal, vooral in situaties met wrijvingsslijtage.

Wat is beter ijzer of gietijzer?

Gietijzer is harder, brosser en minder kneedbaar dan smeedijzer. Het kan niet worden gebogen, uitgerekt of in vorm worden gehamerd, omdat het door zijn zwakke treksterkte zal breken voordat het buigt of vervormt. Het heeft echter wel een goede compressiesterkte.

Is gietijzer sterk?

Gietijzer is, net als metselwerk, erg sterk onder druk. Smeedijzer is, net als de meeste andere soorten ijzer en inderdaad zoals de meeste metalen in het algemeen, sterk in trek, en ook taai - bestand tegen breken.

Is gietijzer goedkoop?

Retailers rekenen altijd het hoogste bedrag dat ze kunnen voor een bepaald product. Gietijzeren pannen zijn goedkoop te maken en hebben niet het voordeel van branding zoals La Creuset. Dat maakt fijn geëmailleerd gietijzeren kookgerei. Koken in gietijzer is in zekere zin een nichemarkt en ze kunnen van generatie op generatie worden doorgegeven.

Waarom roest gietijzer niet?

Gietijzer is een legering met een hoog koolstofgehalte (minstens 1,7% en meestal 3,0-3,7%), waardoor het relatief bestand is tegen corrosie.

Is zwart ijzer hetzelfde als gietijzer?

Ondanks zijn naam is zwarte ijzeren pijp eigenlijk gemaakt van een laagwaardig "zacht staal" -verbinding. Dit geeft het een veel betere corrosieweerstand dan traditionele gietijzeren leidingen.

Wie heeft gietijzer uitgevonden?

De Engelsman Abraham Darby wordt gecrediteerd met een revolutie in gietijzeren kookgerei; in 1707 patenteerde hij een methode om ijzer in relatief dunne potten en ketels te gieten, een proces waardoor ze goedkoper te produceren waren.

Waarom is gietijzer zo zwaar?

Gietijzer heeft een hogere warmtecapaciteit dan koper, dus het kost meer energie om een ​​pond gietijzer tot een bepaalde temperatuur te verwarmen dan een pond koper. In elk pond gietijzer wordt meer energie opgeslagen. Â Aluminium heeft een hogere warmtecapaciteit dan ijzer (het slaat meer warmte op per pond), maar heeft een veel lagere dichtheid dan ijzer.

Is gietijzer sterker dan aluminium?

Gietijzer en gegoten aluminium zien er hetzelfde uit en voelen hetzelfde aan, maar gegoten aluminium is lichter en sterker. Door de zwaardere massa van ijzer houdt het de warmte langer vast, maar het duurt iets langer om warm te worden. Gietijzer heeft een langere levensduur en is duurder.

Lees ook

• Grafiet:eigenschappen, toepassing en verschillende soorten grafiet.
• Chroom:eigenschappen, gebruik en effect op het menselijk lichaam.
• Staal:definitie, typen en toepassing
• Roestvrij staal:definitie, typen en toepassing