Gietijzer Uitgelegd: Typen, Samenstelling, Onzuiverheden & Hun Invloed – PDF Gids

In dit artikel leert u wat gietijzer is en de verschillende typen gietijzer uitgelegd met hun samenstelling, toepassing, voordelen en nadelen.

Download ook het PDF-bestand van dit artikel aan de onderkant.

Gietijzer

Gietijzer wordt verkregen door varkensijzer opnieuw te smelten met cokes en kalksteen in een oven bekend als een cupola. Het is een legering van ijzer en koolstof. De koolstofgehalte in gietijzer varieert van 1,7% tot 4,5%. Daarnaast bevat het een heel kleine hoeveelheid silicium, zwavel, mangaan en fosfor.

Koolstof is in de volgende twee vormen aanwezig:

1. Vrije koolstof of grafit
2. Gecombineerde koolstof of cementiet

Volgende zijn de belangrijke eigenschappen van gietijzer die het een waardevol materiaal voor technische doeleinden maken.

1. Lage kosten.
2. Goede gietbaarheid.
3. Hoge druksterkte.
4. Slijtvasteheid.
5. Uitstekende bewerkbaarheid.

De druksterkte van gietijzer is groter dan de treksterkte.

Volgende zijn de waarden van de uiteindelijke sterkten van gietijzer.

1. Trek – 100 tot 200 N/mm²
2. Druk – 400 tot 1000 N/mm² (waarde gecorrigeerd)
3. Schuif – 120 N/mm²

Typen Gietijzer

Volgende zijn Typen gietijzer gebruikt voor technische doeleinden:

1. Grijs gietijzer
2. Wit gietijzer
3. Gekoeld gietijzer
4. Gevlekte gietijzer
5. Smeedbaar gietijzer
6. Nodulair gietijzer
7. Legeringsgietijzer

Grijs Gietijzer

Grijs gietijzer is commercieel ijzer met de volgende samenstelling:

Het bestaat uit Koolstof – 3 tot 3,5%, Silicium – 1 tot 2,75%, Mangaan – 0,40 tot 1%, Fosfor – 0,15 tot 1%, Zwavel – 0,02 tot 0,15% en de rest is ijzer.

De grijze kleur is te wijten aan het feit dat koolstof als vrije grafit aanwezig is. Grijs gietijzer kan gemakkelijk bewerkt worden omdat het een hoge druksterkte, lage treksterkte en geen rekbaarheid heeft.

Een goede eigenschap van grijs gietijzer is dat vrije grafit in zijn structuur als smeermiddel werkt. Daarom is het zeer geschikt voor delen waar glijdingswerking gewenst is.

Grijs gietijzer gietstukken worden breed gebruikt voor machinehuizen, buizen en buitafwerkingen, automobielcilinderblokken en landbouwimplementen.

Grijs gietijzer samenstelling: gietkwaliteit – PDF

Wit Gietijzer

Wit gietijzer toont een witte breuk en heeft de volgende relatieve samenstelling:

Het bestaat uit Koolstof – 1,75 tot 2,3%, Silicium – 0,85 tot 1,2%, Mangaan – 0,10 tot 0,40%, Fosfor – 0,05 tot 0,20%, Zwavel – 0,12 tot 0,35%

Omdat de koolstof in de vorm van cementiet in het metaal voorkomt, ontstaat de witte kleur. Cementiet is het hardste element van ijzer en veroorzaakt snelle afkoeling van het gesmolten ijzer. Wit gietijzer heeft hoge treksterkte en lage druksterkte, daarom kan het niet bewerkt worden.

Het wordt gebruikt voor mindere gietstukken en plaatsen waar een harde laag vereist is, zoals de buitenkant van autowielen. Bij de productie van smeedbaar gietijzer en smeedijzer wordt wit gietijzer ook als grondstof gebruikt.

Gekoeld Gietijzer

Het is wit gietijzer geproduceerd door snelle afkoeling van gesmolten ijzer. De snelle afkoeling heet doorgaans 'chillen' en het zo geproduceerde ijzer heet gekoeld ijzer. Alle gietvormen hebben contact met gesmolten ijzer met koele zand aan hun buitenkant. Maar bij de meeste gietstukken dringt deze hardheid slechts een zeer kleine diepte in (minder dan 1 mm).

Soms wordt gietstukken opzettelijk gekoeld en soms per ongeluk tot een aanzienlijke diepte. Opzettelijke koeling wordt gedaan door ijzeren of stalen inlegstukken in de vorm te plaatsen. Wanneer het gesmolten metaal in contact komt met de koeling, wordt de warmte snel afgevoerd en ontstaat een harde laag.

Koelingen worden op elk vlak van het gietstuk gebruikt dat hard moet zijn om slijtage en wrijving te weerstaan. Het koelproces wordt gebruikt bij het gieten van rollen voor graanvermaling en kauwplaten. De loopvlakken van spoorwielwielen worden ook gekoeld.

Gevlekte Gietijzer

Het is een product tussen grijs gietijzer en wit gietijzer in samenstelling, kleur en eigenschappen. Het ontstaat bij gietstukken waar bepaalde slijtvlakken zijn gekoeld.

Smeedbaar Gietijzer

Smeedbaar gietijzer wordt verkregen uit wit gietijzer door een geschikt warmtebehandelingsproces (namelijk aanlassen). Het aanlasproces scheidt de gecombineerde koolstof van het witte gietijzer in knopen van vrije grafit.

Smeedbaar gietijzer is rekbaar en kan gebogen worden zonder breuk of breken van het profiel. De treksterkte is hoger dan grijs gietijzer en heeft uitstekende bewerkbaarheidskwaliteiten.

Het wordt gebruikt om machineonderdelen te maken waarvoor staal smedewerk duur zou zijn en een redelijke metaalnauwkeurigheid vereist is.

Voorbeeld: nave van wagenwielen, kleine toebehoren voor spoorwegmaterieel, remsteunen, onderdelen van landbouwmachines, buitafwerkingen, deurscharnieren, sloten, enz.

Nodulair Gietijzer

Ook bekend als rekbaar gietijzer, sferoidale grafit (S.G.) gietijzer of hoge sterkte gietijzer. Nodulair gietijzer wordt geproduceerd door magnesium toe te voegen aan het gesmolten gietijzer. Magnesium zet de grafit van gietijzer van een vlamvorm om in sferische of nodulaire vorm.

Hierdoor verbeteren de mechanische eigenschappen aanzienlijk. Nodulair gietijzer gedraagt zich als staal. Het wordt meestal gebruikt voor drukbestendige gietstukken, hydraulische cilinders, cilinderkoppen, walsen voor walserijen en centrifugaal gegoten producten.

Legeringsgietijzer

Het hierboven besproken gietijzer heet gewoon gietijzer. Legeringsgietijzer wordt geproduceerd door elementen toe te voegen zoals nikkel, chroom, molybdeen, koper, silicium en mangaan.

Deze legeringen geven grotere sterkte en resulteren in verbeterde eigenschappen.

Het legeringsgietijzer heeft:

1. Koolstof – 0,02%
2. Silicium – 0,15%
3. Mangaan – 0,03%
4. Fosfor – 0,12%
5. Zwavel – 0,02%
6. Slijk – 3% (per gewicht) en de rest is ijzer.

Invloed van Onzuiverheden op Gietijzer

We hebben besproken dat gietijzer kleine percentages silicium, zwavel, mangaan en fosfor bevat. De invloed van deze onzuiverheden op gietijzer is als volgt:

1. Silicium
2. Zwavel
3. Mangaan
4. Fosfor

Silicium

Het is in gietijzer tot 4% aanwezig. Silicium bevordert de vorming van vrije grafit waardoor het ijzer zacht en gemakkelijk bewerkbaar wordt. Silicium produceert klonkloze gietstukken door zijn hoge zuurstofaffiniteit.

Zwavel

Het maakt gietijzer hard en broos. Omdat te veel zwavel ongeluide gietstukken geeft, moet het voor de meeste gieterijdoeleinden goed onder de 0,1% gehouden worden.

Mangaan

Mangaan maakt gietijzer wit en hard. Het wordt vaak onder de 0,75% gehouden. Dit helpt de nadelige invloed van zwavel te controleren.

Fosfor

Het bevordert vloeibaarheid en vloeibaarheid in gietijzer maar veroorzaakt broosheid. Het mag zelden 1% overschrijden. Fosforrijke ijzers zijn nuttig voor gietstukken van ingewikkeld ontwerp en voor veel lichte technische gietstukken wanneer goedkoopheid essentieel is.

Eigenschappen

Volgende zijn de eigenschappen van gietijzer:

1. Gietijzer heeft goede corrosieweerstand, dus kan gebruikt worden voor waterleidingsbuizen etc.
2. Het wordt niet aangetrokken door een magneet.
3. Het smeltpunt is ongeveer 1250 °C.
4. Het heeft een specifiek gewicht van 7,5.
5. Gietijzer bevat een treksterkte van ongeveer 150 N/mm² en de druksterkte is ongeveer 600 N/mm². Daarom is het goed in druk.
6. Het wordt zacht wanneer in zoutwater gehouden en krimpt bij afkoeling.
7. Gietijzer is mogelijk niet bruikbaar voor smedewerk door gebrek aan plasticiteit.

Voordelen van Gietijzer

1. Het heeft goede bewerkbaarheid en gietbaarheid.
2. Gietijzer heeft goede slijtvasteheid en goede trillingsdemping.
3. Het kan grotere lasten weerstaan en heeft een goede mate van weerstand tegen corrosie.
4. Gietijzer heeft lage treksterkte en rek-eigenschappen.
5. Het kan elke ingewikkelde vorm en afmeting krijgen zonder dure bewerkingsoperaties.
6. Gietijzer is tegen lage kosten beschikbaar en heeft lage duurzaamheid.

Nadelen van Gietijzer

1. Gietijzer heeft slechte treksterkte.
2. Gietijzer onderdelen zijn gevoelig voor dikte, door langzame afkoeling van dikke secties.
3. De breuk van de onderdelen is plots en totaal, het vertoont geen vloeipunt.
4. Vergeleken met staal heeft het slechte bewerkbaarheid.
5. Gietijzer heeft hoge broosheid.

Toepassingen van Gietijzer

1. Het wordt gebruikt voor het maken van buizen en het transporteren van geschikte vloeistoffen.
2. Gietijzer wordt gebruikt voor het maken van diverse machines.
3. Gebruikt voor het maken van auto-onderdelen.
4. Voor het bouwen van ankers voor schepen wordt gietijzer gebruikt.
5. Gietijzer wordt ook gebruikt om keukenartikelen zoals pannen en bakvormen te maken.

Dat is het, bedankt voor het lezen. Als u dit artikel nuttig vond, deel het dan met uw vrienden. Heeft u vragen over typen gietijzer? Laat een reactie achter.

Abonneer u op onze nieuwsbrief voor meldingen over nieuwe artikelen: