Ковкое железо - Malleable iron

Поликристаллическая структура ковкого железа при 100-кратном увеличении

Ковкое железо представлен как белое железо структура представляет собой метастабильный карбид в перлитной матрице. Через отжиг При термообработке хрупкая структура при первом 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. В литейной промышленности различают три основных типа ковкого чугуна: злое сердце ковкое железо, белое сердце ковкое железо и перлитный ковкое железо.[1]

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.[2] Посредством династия Тан, использование ковкого железа в Китае уменьшилось, хотя есть артефакты из ковкого железа, датируемые IX веком.[2] Ковкое железо упоминается в Англии в патенте 1670-х годов.[3] Реомюр провел обширные исследования ковкого чугуна в 1720 году. Он обнаружил, что чугунные отливки, которые были слишком твердыми для обработки, можно смягчить, упаковав их в Железный или молотить шлак и подвергать его воздействию высокой температуры в течение нескольких дней. Производство ковкого железа началось в США в 1826 году, когда Сет Бойден открыл литейный цех по производству жгутов и других мелких отливок.[4]

Отливка, термическая обработка и операции после литья

Как и аналогичные чугуны с углеродом, имеющим сферическую или шаровидную форму, ковкое железо демонстрирует хорошие характеристики. пластичность. Ковкое железо, ошибочно считаемое некоторыми «старым» или «мертвым» материалом, по-прежнему занимает законное место в арсенале 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 секции Кастинг будет медленно остывать, 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 путем холодной обработки, такой как штамповка для правки, гибки или чеканка операции. 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, ручные инструменты, трубопроводную арматуру, шайбы, кронштейны, заборную арматуру, оборудование для линий электропередач, сельскохозяйственное оборудование, оборудование для горнодобывающей промышленности и детали машин.[5]

До повсеместного использования ковкого чугуна в бытовых изделиях сверхпрочная скамья тиски были сделаны из литой стали. Использование литой стали в большинстве случаев быстро сократилось из-за ее плохого качества. литье, и, следовательно, высококачественные литые тиски (в отличие от кованых), среди других инструментов и элементов машин, в настоящее время почти исключительно изготавливаются из ковкого чугуна.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Роберт Р. Браун (1999). Справочник литейщика черных металлов Foseco. Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  0-7506-4284-X.
  2. ^ а б Дональд Б. Вагнер (1993). Железо и сталь в Древнем Китае. БРИЛЛ. п. 338. ISBN  978-90-04-09632-5.
  3. ^ Дональд Б. Вагнер (1993). Железо и сталь в Древнем Китае. БРИЛЛ. п. 335. ISBN  978-90-04-09632-5.
  4. ^ Журнал и материалы Научной ассоциации Гамильтона. 1927. Отсутствует или пусто | название = (Помогите)
  5. ^ Харви Э. Стейнхофф; Гордон Б. Маннвейлер (1960). Отливки из ковкого чугуна. Общество гибких основателей.