Ковкое железо - Malleable iron
| Стали |
|---|
 |
| Микроструктуры |
| Классы |
| Другие материалы на основе железа |
Ковкий чугун отливают в виде белого чугуна , структура которого представляет собой метастабильный карбид в перлитной матрице. Благодаря термообработке с отжигом хрупкая структура при первой отливке преобразуется в ковкую форму. Углерод агломерируется в небольшие примерно сферические агрегаты графита, оставляя матрицу из феррита или перлита в соответствии с применяемой точной термообработкой. Три основных типа ковкого чугуна признаются в литейной промышленности: BlackHeart ковкого чугуна, whiteheart ковкого чугуна и перлитного ковкого чугуна.
История
Ковкое железо использовалось еще в 4 веке до нашей эры, а артефакты из ковкого железа были обнаружены археологами между 4 веком до нашей эры и 9 веком нашей эры в Китае. По династии Тана , использование ковкого чугуна в Китае ослабло, хотя есть ковкие железо артефакты , датированные 9 - го века. Ковкое железо упоминается в Англии в патенте 1670-х годов. Реомюр провел обширные исследования ковкого чугуна в 1720 году. Он обнаружил, что чугунные отливки, которые были слишком твердыми для обработки, можно размягчить, поместив их в железную руду или молотковый шлак и подвергнув их воздействию высокой температуры в течение нескольких дней. Производство ковкого чугуна началось в Соединенных Штатах в 1826 году, когда Сет Бойден основал литейный цех по производству арматуры и других небольших отливок.
Отливка, термическая обработка и операции после литья
Подобно аналогичным чугунам с углеродом, имеющим сферическую или шаровидную форму, ковкий чугун демонстрирует хорошую пластичность . Ковкое железо, ошибочно считаемое некоторыми «старым» или «мертвым» материалом, по-прежнему занимает законное место в арсенале инженеров-конструкторов. Ковкий чугун - хороший выбор для небольших отливок или отливок с тонким поперечным сечением (менее 0,25 дюйма, 6,35 мм). Производство других чугунов с шаровидным графитом, изготовленных из графита сферической формы, для этих целей может быть затруднено из-за образования карбидов в результате быстрого охлаждения.
Ковкий чугун также демонстрирует лучшую вязкость разрушения при низких температурах, чем другие чугуны с шаровидным графитом, благодаря более низкому содержанию кремния. Температура перехода из пластичного в хрупкое состояние ниже, чем у многих других высокопрочных сплавов чугуна.
Чтобы правильно сформировать сферические конкреции графита (называемые конкрециями закаленного графита или конкрециями закаливаемого углерода) в процессе отжига, необходимо позаботиться о том, чтобы отливка из чугуна затвердела с полностью белым поперечным сечением из чугуна. Более толстые части отливки будут медленно охлаждаться, позволяя образоваться первичному графиту. Этот графит образует случайные чешуйчатые структуры и не превращается в карбид во время термической обработки. Когда к такой отливке прикладывается напряжение, прочность на излом будет ниже, чем ожидалось для белого чугуна. Говорят, что такое железо имеет «пестрый» вид. Некоторые контрмеры могут быть применены для улучшения образования полностью белой структуры, но литейные производства ковкого чугуна часто избегают производства тяжелых профилей.
После процессов литья и термообработки ковкому чугуну можно придать форму посредством холодной обработки, такой как штамповка для операций правки, гибки или чеканки . Это возможно благодаря желаемому свойству ковкого чугуна быть менее чувствительным к скорости деформации, чем другие материалы.
Приложения
Он часто используется для небольших отливок, требующих хорошей прочности на разрыв и способности изгибаться без разрушения (пластичность). Использование включает в себя электрическую арматуру, ручной инструмент, трубопроводную арматуру, шайбы, кронштейны, арматуру для ограждений, оборудование для линий электропередач, сельскохозяйственное оборудование, оборудование для горнодобывающей промышленности и детали машин.
До широкого использования ковкого чугуна в бытовых изделиях сверхпрочные тиски делали из литой стали . Использование литой стали в большинстве случаев быстро сократилось из-за ее плохой литейной способности , и, следовательно, высококачественные литые тиски (в отличие от кованых), среди других инструментов и элементов машин, теперь почти исключительно изготавливаются из ковкого чугуна.