Vad är Gjutjärn Gjort av?

Vad är gjutjärn?

Gjutjärn är en grupp av järn-kol-legeringar med en kolhalt på mer än 2 till 4 procent. Dessutom med varierande mängder kisel från 1 till 3 viktprocent och mangan samt spår av föroreningar som svavel och fosfor. Gjutjärn tillverkas genom att reducera järnmalm i en masugn.

Det flytande järnet hälls eller gjuts och härdas till råa tackor som kallas och dessa smälts sedan om tillsammans med skrot och legeringselement i kupolugnar och gjuts om till formar för att producera en mängd olika produkter.

De legerande ingredienserna påverkar dess färg när de går sönder: vitt gjutjärn har karbidföroreningar som gör att sprickor lätt passerar, grått gjutjärn har grafitflingor som avleder en passerande spricka och initierar otaliga nya sprickor när materialet går sönder, och segjärn har sfäroidal grafit ”knölar” som stoppar sprickan förhindrar ytterligare framsteg.

Med undantag för smidbart järn, tenderar gjutjärn att vara skört. Med sin relativt låga smältpunkt, goda flytbarhet, gjutbarhet, utmärkta bearbetningsförmåga, deformationsbeständighet och slitstyrka har gjutjärn blivit ett ingenjörsmaterial med ett brett användningsområde.

Gjutjärn används i rör, maskiner och bildelar som cylinderhuvuden, cylinderblock och växellådor. Den är resistent mot oxidationsskador men svår att svetsa.

Gjutjärn används i rör, maskiner och bildelar som cylinderhuvuden, cylinderblock och växellådor. Den är resistent mot oxidationsskador men svår att svetsa.

Vad är gjutjärn gjort av?

Gjutjärn är tillverkat av tackjärn, som är produkten av smältning av järnmalm i en masugn. Gjutjärn kan framställas direkt från det smälta tackjärnet eller genom att omsmälta tackjärn, ofta tillsammans med betydande mängder järn, stål, kalksten, kol och vidta olika åtgärder för att avlägsna oönskade föroreningar.

Fosfor och svavel kan brännas ut ur det smälta järnet, men detta bränner också ut kolet som måste bytas ut. Beroende på applikation justeras kol- och kiselhalten till önskade nivåer, som kan vara allt från 2–3,5 % respektive 1–3 %.

Om så önskas tillsätts sedan andra element till smältan innan den slutliga formen framställs genom gjutning.

Gjutjärn smälts ibland i en speciell typ av masugnar som kallas kupol, men i moderna applikationer smälts det oftare i elektriska induktionsugnar eller ljusbågsugnar. Efter avslutad smältning hälls det smälta gjutjärnet i en ugn eller skänk.

Vad är skillnaden mellan gjutjärn och stål?

Den största skillnaden mellan de två elementen är att stål tillverkas av järnmalm och metallskrot, och kallas en legering av järn, med kontrollerat kol. Medan cirka 4 % av kolet i järn gör det till gjutjärn och mindre än 2 % av kolet gör det till stål.

Gjutjärn är billigare än de flesta stål. Dessutom är gjutjärnssmälttemperaturen lägre än stålets, men den har hög tryckhållfasthet, hög hårdhet och hög slitstyrka. Därför är den viktiga skillnaden mellan stål och gjutjärn att stål är formbart och formbart, medan gjutjärn är härdat och har hög tryckhållfasthet.

Som en annan viktig skillnad mellan stål och gjutjärn kan vi säga att kol i stål är i form av järnkarbid medan gjutjärn har kol som grafit eller järnkarbid eller båda. Dessutom har gjutjärn utmärkt flytbarhet, utan stål.

Egenskaper av gjutjärn

Några vanliga mekaniska egenskaper för gjutjärn inkluderar:

  • Hårdhet. Gjutjärn är hårt och det kan härdas genom upphettning och plötslig nedkylning. Detta gör den ganska hållbar. Mjukt stål kan härdas och härdas genom att använda relevanta processer.
  • Seghet. Materialets förmåga att absorbera energi
  • Duktilitet. Materialets förmåga att deformeras utan brott
  • Elasticitet. Materialets förmåga att återgå till sina ursprungliga dimensioner efter att det har deformerats
  • Smidbarhet. Materialets förmåga att deformeras under kompression utan att spricka
  • Brottgräns. Den största längdspänningen ett material kan bära utan att slitas isär
  • Utmattningshållfasthet. Den högsta spänningen som ett material kan motstå under ett givet antal cykler utan att gå sönder
  • Smältpunkt. Gjutjärn har en lägre smältpunkt (12000C) jämfört med smältpunkten för mjukt stål som ligger i intervallet 13000C och 14000C.
  • Kastbarhet. Gjutjärn är lättare att arbeta med när det gäller att gjuta ut former ur materialet. På grund av det extra kolet som finns i gjutjärn är dess smälta form mer flytande och detta gör det lättare att gjuta materialet till komplexa former.
  • Bearbetningsbarhet. Gjutjärn är nästan elastiskt upp till maximal draghållfasthet och producerar diskontinuerliga spån som lätt bryts loss från provet. Detta hjälper till att förbättra skärförmågan. På grund av detta är gjutjärn det föredragna materialet när det kommer till hög bearbetbarhet och styrka.

Sammansättning av Gjutjärn

Gjutjärn, en legering av järn som innehåller 2 till 4 procent kol, tillsammans med varierande mängder kisel och mangan och spår av föroreningar som svavel och fosfor. Den tillverkas genom att reducera järnmalm i en masugn.

Gjutjärn innehåller även ett litet antal föroreningar som kisel, svavel, mangan och fosfor, koppar, nickel, krom, som påverkar dess egenskaper i liten eller stor skala. Effekten av dessa egenskaper är följande.

  • Kisel: I gjutjärn har kiselpartiklar upp till 4 procent närvaro. Det främjar grafitbildning vilket gör det mjukt och lättbearbetbart och ökar härdbarheten och den elektriska resistiviteten.
  • Svavel: Det finns upp till 0,1 procent. Det gör gjutjärn hårt och sprött.
  • Mangan: Det främjar karbidbildning av gjutjärn vilket gör det elitärt, hårt och ökar motståndskraften mot slitage och nötning. Det är närvarande upp till 0,75 procent.
  • Krom: Det främjar också karbidbildning som ökar härdbarhet, slitstyrka, korrosions- och oxidationsbeständighet.
  • Nickel: Ökar draghållfastheten.
  • Volfram: Det ökar varm hårdhet och varm styrka.
  • Molybden: Ökar härdbarheten.
  • Vanadin: Ökar härdbarhet och varmhårdhet.
  • Aluminium: Fungerar som deoxidationsmedel i stål.
  • Titan: Fungerar som deoxidationsmedel i stål.
  • Niob: Det minskar härdbarheten och ökar duktiliteten, vilket resulterar i ökad slaghållfasthet.
  • Kobolt: Den minskar härdbarheten och motstår uppmjukning vid förhöjda temperaturer.

Typer av gjutjärn

De fyra grundläggande typerna av gjutjärn – är vitjärn, gråjärn, segjärn och formjärn.

  • Vitt järn.
  • Grått järn.
  • Duktilt järn.
  • Formbart järn.

1. Grått gjutjärn

Den vanligaste typen, gråjärn, har en grafitmikrostruktur som består av många små sprickor. Det kallas ”grått järn” eftersom närvaron av dessa små sprickor ger en grå färg till utseendet.

Under tillverkningen av gråjärn öppnar sig sprickorna och avslöjar den gråfärgade grafiten under ytan. Grått järn är inte lika starkt som stål och kan inte heller absorbera lika mycket slag som stål. Grått gjutjärn har en liknande tryckhållfasthet som stål. Som ett resultat har det blivit ett populärt metallval för applikationer där tryckhållfasthet är viktigt.

Karaktäriserad med grafit i mikrostrukturen, vilket ger:

  • Bra bearbetningsförmåga
  • Bra motståndskraft mot slitage och nötning

2. Vitt gjutjärn

Vitt järn, även om det inte är lika vanligt som gråjärn, är en annan typ. Den får sitt namn från sin benvita färg, som är resultatet av järnföreningar som kallas cementit. Liksom grått gjutjärn har vitt gjutjärn många små sprickor.

Skillnaden är att vitt gjutjärn har funktioner cementit under sin yta, medan grått gjutjärn har grafit under sin yta. Grafiten ger ett grått utseende medan cementiten ger ett vitt utseende. Vitt gjutjärn är hårt och ger utmärkt nötningsbeständighet.

Kännetecknas av förekomsten av karbider, vilket påverkar:

  • Hög tryckhållfasthet
  • Hårdhet
  • Bra slitstyrka

3. Duktilt gjutjärn

Duktilt järn, även känt som segjärn är en typ av mjuk, seg järnlegering med hög kolhalt. Den är vanligtvis gjord med spår av andra föreningar, inklusive magnesium och cerium.

När dessa spårföreningar tillsätts, hämmar de hastigheten med vilken grafit växer, vilket håller metallen mjuk och seg. Segjärnet uppfanns i början till mitten av 1940-talet.

Grått järn med små mängder magnesium och cesium knölar grafiten, vilket resulterar

  • Hög styrka
  • Hög duktilitet

4. Formbart gjutjärn

Äntligen ett formbart järn som är lätt att ”arbeta på”. Det tillverkas vanligtvis genom värmebehandlingsprocesser på vitt gjutjärn. Det vita gjutjärnet värms upp till två dagar och kyls sedan ned. När det är färdigt kan smidbart järn böjas och manipuleras för att uppnå unika former och storlekar.

Fördel: Högre duktilitet

5. Fläckigt gjutjärn

Gjutjärn har lika mycket fritt kol och karbid som kallas fläckigt gjutjärn. Den har mellanliggande egenskaper och färg av grått gjutjärn och vitt gjutjärn.

6. Kylt gjutjärn

Om det vita gjutjärnet snabbt svalnade från det smälta steget, kallas järnet som produceras kylt gjutjärn.

7. Legerat gjutjärn

Legerat gjutjärn framställs genom att tillsätta några legeringselement i gjutjärn som nickel, krom, koppar, etc. Det har ökade egenskaper beroende på legeringselementet. Detta gjutjärn är framställt för att få de önskade egenskaperna hos gjutjärnet.

water 243046 1280

Användning av gjutjärn

Gjutjärn kan användas till många typer av material och tillverkning av olika verktyg mm.

  • Grått gjutjärn: Motorcylinderblock, svänghjul, växellådor, verktygsmaskiner.
  • Vitt gjutjärn: Lagerytor.
  • Duktilt gjutjärn: Kugghjul, kamaxlar, vevaxlar, kolvring.
  • Många typer av sanitetsarmatur som avloppsrör, brunnar, vattenrör, cisterner tillverkas med gjutjärn.
  • Kolumnbas och metallpelare kan tillverkas med gjutjärn
  • Gjutform som används för att tillverka lyktstolpar, metalltrappor, grindar, etc.
  • Vagnshjul och rälsstolar är gjorda av gjutjärn.
  • Olika typer av jordbruksutrustning och redskap kan tillverkas av den.
  • Olika maskindelar kan tillverkas av gjutjärn
  • Det används för att tillverka bildelar
  • Det används för att göra grytor kastruller och redskap
  • Det används för att göra ankare för fartyg

Fördelar med gjutjärn

  • Den har goda gjutegenskaper
  • Den har bra känslighet
  • Den har utmärkt motståndskraft mot slitage
  • Den har god bearbetbarhet.
  • Den har en låg stresskoncentration
  • Låg kostnad
  • God hållbarhet
  • Den har motståndskraft mot deformation
  • Den har tre till fem gånger högre tryckhållfasthet än stål.
  • Den har utmärkta vibrationsdämpande (eller dämpande) egenskaper så den används för att tillverka maskinramar.
  • Den har konstanta mekaniska egenskaper mellan 20 och 350 ° C.
  • Den finns tillgänglig i stora mängder och produceras därför i stor skala. Verktyg som krävs för gjutningsprocessen är relativt billiga. Detta resulterar i en låg kostnad för sina produkter.
  • Den kan ges vilken komplex form och storlek som helst utan att använda kostsamma bearbetningsoperationer

Nackdelar med gjutjärn

  • Det är benäget att rosta
  • Den har dålig draghållfasthet
  • Den har ett högt förhållande mellan vikt och styrka
  • Den har hög sprödhet
  • Den har dålig slagtålighet
  • Jämfört med stål har den dålig bearbetbarhet
  • Dess delar är sektionskänsliga; detta beror på den långsamma kylningen av tjocka sektioner.
  • Felet i dess delar är plötsligt och totalt återspeglar det inte flytgränsen.
  • Den är icke-bearbetbar (vitt gjutjärn).

Vad är gjutjärn?

Gjutjärn är en grupp av järn-kol-legeringar med en kolhalt på mer än 2 till 4 procent. Dessutom varierande mängder kisel från 1 till 3 viktprocent och mangan samt spår av föroreningar som svavel och fosfor. Gjutjärn tillverkas genom att reducera järnmalm i en masugn.

Vad är sammansättningen av gjutjärn?

Gjutjärn är en grupp av järn-kol-legeringar med en kolhalt på mer än 2 till 4 procent. Dessutom varierande mängder kisel från 1 till 3 viktprocent och mangan samt spår av föroreningar som svavel och fosfor.

Är det hälsosamt att laga mat i gjutjärn?

Gjutjärn handlar inte bara om stekning. Det är sant att en gjutjärnspanna är ett utmärkt redskap för stekning. Men dess förmåga att behålla värmen lämpar sig också för hälsosam matlagning.

Vilka är fördelarna med gjutjärn?

Gjutjärn håller värmen. Köksredskap i rostfritt stål kan värmas jämnt, snabbt, men gjutjärn kan hänga på värmen i hela pannan mycket längre. Detta ger ett jämnare och mer önskvärt resultat för livsmedel som kött och biffar.

Är gjutjärn bättre än stål?

Gjutjärn har vanligtvis bättre motståndskraft mot mekaniskt slitage än stål, särskilt i friktionsslitande situationer.

Vilket är bättre järn eller gjutjärn?

Gjutjärn är hårdare, sprödare och mindre formbart än smidesjärn. Den kan inte böjas, sträckas eller hamras i form, eftersom dess svaga draghållfasthet innebär att den kommer att spricka innan den böjs eller deformeras. Den har dock bra kompressionsstyrka.

Lämna ett svar

Läs även...