Nodulair gietijzer

Gietstukken van nodulair gietijzer hebben veel voordelen

Nodulair gietijzer - ook wel sferoïdaal of nodulair ijzer genoemd - is eigenlijk een groep ijzers die vanwege hun unieke microstructuur een hoge sterkte, flexibiliteit, duurzaamheid en elasticiteit vertonen. Gegoten nodulair gietijzer bevat normaal meer dan 3 procent koolstof; het kan worden gebogen, gedraaid of vervormd zonder te breken. De mechanische eigenschappen zijn vergelijkbaar met die van staal en overtreffen die van standaard gietijzer.

Gietstukken van nodulair gietijzer zijn massieve metalen voorwerpen die het gevolg zijn van gesmolten nodulair gietijzer dat in holtes in een mal wordt gegoten. Het nodulair gietijzer koelt vervolgens af en stolt in de vorm van de leegte die het inneemt.

Wat is nodulair gietijzer?

Nodulair gietijzer, uitgevonden in 1943, is een moderne versie van gietijzer. Gietijzer en nodulair gietijzer hebben verschillende fysieke eigenschappen die worden veroorzaakt door verschillen in hun microstructuren.

Het grafiet en de koolstof in gietijzer komen voor als vlokken; gietijzer vertoont positieve drukbelastingscapaciteiten, maar trekbelasting boven zijn natuurlijke treksterkte kan scheuren veroorzaken en zich snel voortplanten vanuit spanningspunten in de microstructuur van geschilferd grafiet. Hierdoor heeft gietijzer vrijwel geen rek. Het is een bros materiaal en daarom beperkt in gebruik in trek- en schokbelastingstoepassingen.

Het grafiet in nodulair gietijzer komt voor als sferoïden, dus wordt het soms sferoïdaal grafiet genoemd . Evenzo is de term nodulair ijzer komt voort uit het feit dat de koolstof in nodulair gietijzer wordt vastgehouden in de vorm van knobbeltjes. Deze unieke microstructuur zorgt ervoor dat nodulair gietijzer veel beter bestand is tegen buigen en schokbelasting dan traditioneel gietijzer.

Waar is nodulair gietijzer van gemaakt?

Hoewel nodulair gietijzer kan worden geproduceerd uit staal of ijzerschroot, is ruwijzer de belangrijkste voedingsbron voor de meeste moderne nodulair gietijzeren gieterijen. Groot ijzer verwijst naar de primaire ijzerproductie van een hoogoven die meer dan negentig procent ijzer bevat.

De term "ruwijzer" is ontstaan ​​uit de ouderwetse methode om hoogovenijzer in mallen te gieten die in zandbedden zijn gerangschikt, zodanig dat ze vanuit een gemeenschappelijke loper konden worden gevoed. Omdat de groepen schimmels leken op een nest speenvarkens, werden de afzonderlijke stukken ijzer "varkens" genoemd en werd de loper een zeug genoemd. Moderne varkens worden geproduceerd door continue varkensgietmachines.

Ruwijzer wordt gebruikt bij de productie van nodulair gietijzer als primaire bron van zuiver ijzer. Het biedt een aantal unieke voordelen:ruwijzer bevat weinig residuele of schadelijke elementen, heeft een consistente chemie, bevordert optimale slakcondities en verbetert de procesbeheersing door consistente laadeigenschappen te bieden. De vraag naar ruwijzer is de afgelopen jaren toegenomen, omdat gieterijen van nodulair gietijzer de voordelen ervan benutten ten opzichte van alternatieve ijzerbronnen zoals ijzerschroot of het smelten van staalschroot en het toevoegen van koolstof.

Voordelen van nodulair gietijzer

Er zijn verschillende voordelen die nodulair gietijzer ontwerpers biedt:

1. Nodulair gietijzer kan gemakkelijk worden gegoten en bewerkt.
2. Het heeft een uitstekende verhouding tussen sterkte en gewicht.
3. Nodulair gietijzer kan veel goedkoper worden gemaakt dan staal.
4. Het heeft superieure gietbaarheid en bewerkbaarheid.
5. Nodulair gietijzer biedt een ontwerper een uitzonderlijke combinatie van taaiheid, lage productiekosten en betrouwbaarheid.

Eigenschappen van nodulair gietijzer

Om verschillende soorten nodulair gietijzer te maken, moet men de matrixstructuur rond het grafiet beheersen tijdens het gietproces of door een daaropvolgende warmtebehandeling. De kleine verschillen in samenstelling tussen de verschillende soorten nodulair gietijzer bestaan ​​om de gewenste matrix (microstructuren) te creëren.

Nodulair gietijzer kan worden beschouwd als staal met grafietsferoïden verspreid over de matrix. De eigenschappen van de metalen matrix waarin de grafiet-sferoïden zijn gesuspendeerd, hebben een significant effect op de eigenschappen van nodulair gietijzer, maar de grafiet-sferoïden zelf niet.

Er zijn verschillende matrices gevonden in nodulair gietijzer, waarvan de meest voorkomende;

1. Ferriet – een puur, kneedbaar, flexibel ijzer met weinig sterkte. Deze matrix heeft een slechte slijtvastheid, maar een hoge slagvastheid en een goede bewerkbaarheid.
2. Parelliet – een mechanisch mengsel van ferriet en ijzercarbide (Fe₃ C). Het is relatief hard, met een matige ductiliteit. Het heeft een hoge sterkte, goede slijtvastheid, matige slagvastheid en goede bewerkbaarheid.
3. Pearliet/Ferriet – een structuur bestaande uit een mengsel van perliet en ferriet, en de meest voorkomende matrix voor commerciële kwaliteiten nodulair gietijzer.

Gemeenschappelijke nodulair gietijzersoorten

Hoewel er veel verschillende specificaties voor nodulair gietijzer zijn, bieden gieterijen routinematig 3 gemeenschappelijke kwaliteiten;

FYSIEKE EN MECHANISCHE EIGENSCHAPPEN

ASTM A536, RANG 60-40-18

ASTM A536, RANG 65-45-12

ASTM A536, RANG 80-55-06

Treksterkte, min, psi

60.000

65.000

80.000

Treksterkte, min, MPa

414

448

552

Opbrengststerkte, min, psi

40.000

45.000

55.000

Opbrengststerkte, min, MPa

276

310

379

Verlenging in 2 inch of 50 mm, min %

18

12

6

Dichtheid lb/in3

0.256

0.256

0.256

Dichtheid g/cm3

7.1

7.1

7.1

Smelttemperatuur (graden F)

2.100 – 2.190

2.100 – 2.190

2.100 – 2.190

Smelttemperatuur (graden C)

1.150 – 1.200

1.150 – 1.200

1.150 – 1.200

Drukkracht Ksi

429

429

429

Druksterkte MPa

2960

2960

2960

UNS

F32800

F33100

F33800

FYSIEKE EN MECHANISCHE EIGENSCHAPPEN

ASTM A536, RANG 60-40-18

Treksterkte, min, psi

60.000

Treksterkte, min, MPa

414

Opbrengststerkte, min, psi

40.000

Opbrengststerkte, min, MPa

276

Verlenging in 2 inch of 50 mm, min %

18

Dichtheid lb/in3

0.256

Dichtheid g/cm3

7.1

Smelttemperatuur (graden F)

2.100 – 2.190

Smelttemperatuur (graden C)

1.150 – 1.200

Drukkracht Ksi

429

Druksterkte MPa

2960

UNS

F32800

FYSIEKE EN MECHANISCHE EIGENSCHAPPEN

ASTM A536, RANG 65-45-12

Treksterkte, min, psi

65.000

Treksterkte, min, MPa

448

Opbrengststerkte, min, psi

45.000

Opbrengststerkte, min, MPa

310

Verlenging in 2 inch of 50 mm, min %

12

Dichtheid lb/in3

0.256

Dichtheid g/cm3

7.1

Smelttemperatuur (graden F)

2.100 – 2.190

Smelttemperatuur (graden C)

1.150 – 1.200

Drukkracht Ksi

429

Druksterkte MPa

2960

UNS

F33100

FYSIEKE EN MECHANISCHE EIGENSCHAPPEN

ASTM A536, RANG 80-55-06

Treksterkte, min, psi

80.000

Treksterkte, min, MPa

552

Opbrengststerkte, min, psi

55.000

Opbrengststerkte, min, MPa

379

Verlenging in 2 inch of 50 mm, min %

6

Dichtheid lb/in3

0.256

Dichtheid g/cm3

7.1

Smelttemperatuur (graden F)

2.100 – 2.190

Smelttemperatuur (graden C)

1.150 – 1.200

Drukkracht Ksi

429

Druksterkte MPa

2960

UNS

F33800

Toepassingen van nodulair gietijzer

Nodulair gietijzer heeft een grotere sterkte en taaiheid dan grijs ijzer. Dankzij deze eigenschappen kan het effectief worden gebruikt in een breed scala aan industriële toepassingen, waaronder buizen, auto-onderdelen, wielen, versnellingsbakken, pomphuizen, machineframes voor de windenergie-industrie en nog veel meer. Omdat het niet breekt zoals grijs ijzer, is nodulair gietijzer ook veilig te gebruiken in toepassingen met stootbescherming, zoals bolders.

Aangepaste castingdiensten

Reliance Foundry werkt samen met klanten om het beste materiaal voor elk op maat gemaakt gietstuk te bepalen. Vraag een offerte aan voor meer informatie over hoe onze castingservice kan aansluiten bij uw projectvereisten.

Bronnen

• ASTM Internationaal. "Standaardspecificatie voor nodulair gietijzer".
• Nodulair gietijzer Society. "Gegevens van nodulair gietijzer voor ontwerpingenieurs."
• Sorelmetal. "De familie van kneedbaar ijzer."