Odlew z żeliwa sferoidalnego: zastosowania, właściwości i techniki produkcji

1. Przegląd odlewów z żeliwa sferoidalnego

Odlewy z żeliwa sferoidalnego, zwane także żeliwem sferoidalnym lub żeliwem sferoidalnym, to rodzaj żeliwa charakteryzującego się dużą wytrzymałością, doskonałą ciągliwością i odpornością na uderzenia. W przeciwieństwie do tradycyjnego żeliwa szarego, żeliwo sferoidalne zawiera wtrącenia grafitu sferoidalnego, które zapobiegają rozprzestrzenianiu się pęknięć i zwiększają wytrzymałość. Znajduje szerokie zastosowanie w gałęziach przemysłu wymagających trwałych i wszechstronnych komponentów.

2. Właściwości mechaniczne

Właściwości mechaniczne żeliwa sferoidalnego sprawiają, że nadaje się on do szerokiego zakresu zastosowań inżynieryjnych. Kluczowe właściwości obejmują:

• Wysoka wytrzymałość na rozciąganie, zwykle w zakresie od 400 do 700 MPa.
• Doskonałe wydłużenie 10-18%, zapewniające doskonałą ciągliwość w porównaniu z żeliwem szarym.
• Dobra odporność na zmęczenie i uderzenia, dzięki czemu jest niezawodny przy obciążeniach cyklicznych.
• Odporność na zużycie, odpowiednia do elementów narażonych na tarcie lub ścieranie.

3. Typowe zastosowania

Odlewy z żeliwa sferoidalnego są wysoko cenione w zastosowaniach wymagających połączenia wytrzymałości, wytrzymałości i trwałości. Typowe zastosowania obejmują:

• Rury i kształtki rurowe do instalacji wodno-kanalizacyjnych.
• Komponenty samochodowe, takie jak wały korbowe, koła zębate i części zawieszenia.
• Części do maszyn ciężkich, w tym sprzętu rolniczego i budowlanego.
• Zawory przemysłowe i obudowy pomp, gdzie odporność na ciśnienie i zużycie ma kluczowe znaczenie.

4. Techniki wytwarzania

4.1 Topienie i stapianie

Żeliwo sferoidalne produkowane jest poprzez topienie surówki i złomu w żeliwiaku lub piecu indukcyjnym. Pierwiastki stopowe, takie jak magnez lub cer, dodaje się w celu wywołania tworzenia się grafitu sferoidalnego. Precyzyjna kontrola składu chemicznego zapewnia niezmienne właściwości mechaniczne.

4.2 Proces odlewania

Roztopione żeliwo sferoidalne wlewa się do form, tworząc elementy o różnych kształtach i rozmiarach. Typowe metody odlewania obejmują:

• Odlewanie piaskowe dla dużych i skomplikowanych kształtów.
• Odlewanie precyzyjne do części precyzyjnych o gładkich powierzchniach.
• Formowanie skorupowe dla średnich i małych komponentów wymagających dużej dokładności wymiarowej.

4.3 Obróbka cieplna

Obróbka cieplna może dodatkowo poprawić właściwości żeliwa sferoidalnego. Typowe zabiegi obejmują wyżarzanie w celu złagodzenia naprężeń, hartowanie i odpuszczanie w celu zwiększenia twardości i wytrzymałości oraz normalizowanie w celu udoskonalenia mikrostruktury.

5. Porównanie z żeliwem szarym

Odlew z żeliwa sferoidalnego oferuje znaczną przewagę nad tradycyjnym żeliwem szarym pod względem parametrów mechanicznych. Poniższa tabela podsumowuje kluczowe różnice: