O analiză completă a proprietăților materiale ale pieselor de fier ductilei: rezistență, duritate și mașinabilitatea

1. Caracteristicile de rezistență ale fierului ductil
Una dintre cele mai notabile caracteristici ale Piese de fier ductil este că rezistența sa mecanică este semnificativ mai bună decât cea a fontei gri tradiționale, ceea ce se datorează în principal morfologiei sale speciale de grafit și structurii rezonabile ale matricei.
Rezistență la tracțiune
Rezistența la tracțiune este capacitatea unui material de a rezista la fractura de tracțiune. Rezistența la tracțiune a fierului ductil variază, în general, de la 370MPa la 700MPa. În comparație cu rezistența obișnuită de tracțiune a fontei gri de aproximativ 150MPa, fierul ductil este de 2-3 ori mai mare.
Acest lucru se datorează faptului că morfologia grafitului se schimbă de la forma fulgului de fontă gri la forma sferică, iar grafitul sferic reduce foarte mult efectul concentrat al stresului, ceea ce face dificilă extinderea fisurilor de -a lungul grafitului, sporind foarte mult proprietățile de tracțiune.
Durata forță
Rezistența la randament indică stresul critic la care materialul suferă deformarea plastică. Fierul ductil are un punct de randament clar, de obicei 250MPa la 500MPa. Aceasta înseamnă că materialul nu se va rupe brusc atunci când este supus stresului, dar va suferi mai întâi un anumit grad de deformare plastică, ceea ce ajută la ameliorarea concentrației de stres și la îmbunătățirea siguranței structurale.
Rezistență la compresiune
Rezistența la compresiune a fierului ductil este de obicei la 1000MPa sau chiar mai mare, ceea ce este foarte potrivit pentru aplicații de înaltă presiune și sarcină grea, cum ar fi piese de fundație mecanice mari, vase de presiune a conductelor etc.
Factorii influențați
Puterea este afectată de dimensiunea și cantitatea de grafit ductil, de structura matricei (proporția de ferită și perle) și procesul de tratare a căldurii. Grafitul sferoidal mic, distribuit uniform și conținutul moderat de perle pot îmbunătăți semnificativ rezistența materialului.

2. Caracteristicile durității fierului ductil
Durerea este un indicator al cât de multă energie poate absorbi un material înainte de a fi deteriorat de forță, ceea ce este un motiv important pentru care fierul ductil este superior fontei gri.
Duritatea impactului
Distribuția sferică a grafitului reduce semnificativ șansa de microcracks de a genera și de a se extinde, ceea ce face ca duritatea impactului să fie mai mare de fier ductil de mai multe ori decât cea a fontei gri. Testele arată că energia de absorbție a impactului fierului ductil poate ajunge la 10-20 J/cm², ceea ce poate rezista efectiv la sarcinile de șoc mecanic și vibrații.
Durerea fracturii
Fierul ductil are o duritate ridicată a fracturii, ceea ce se manifestă prin faptul că materialul poate suferi o anumită deformare plastică înainte de rupere, ceea ce reduce considerabil riscul de fractură fragilă. Duritatea îmbunătățită a fracturii ajută la prelungirea duratei de viață a pieselor mecanice, în special în sarcini alternative și condiții de stres complexe.
Performanță de oboseală
Datorită prezenței grafitului sferoidal, inițierea și rata de propagare a fisurilor de oboseală în material sub stres alternativ este redusă, iar durata de viață a oboselii este semnificativ extinsă. Acest lucru face ca fierul ductil utilizat pe scară largă în componente cheie, cum ar fi arborele cotit și angrenajele care trebuie să reziste la sarcini repetate.
Reglementarea durității
Prin schimbarea structurii matricei (de exemplu, creșterea proporției de ferită) și a tratamentului termic (normalizare, temperare), duritatea poate fi îmbunătățită în continuare pentru a răspunde nevoilor diferitelor condiții de muncă.

3. Mașinabilitatea fierului ductil
Mașinabilitatea fierului ductil este unul dintre motivele popularității sale, care se manifestă în mod specific în următoarele puncte:
Performanță excelentă de tăiere
În comparație cu oțelul, fierul ductil are o rezistență mai mică la tăiere și o uzură mai lentă a sculelor. Sferele de grafit joacă un rol în lubrifierea și ruperea cipurilor în matricea metalică, ceea ce face ca procesul de tăiere să fie mai neted. În plus, căldura generată prin tăierea fierului ductil este relativ scăzută, ceea ce este propice duratei de extindere a sculei.
Precizie ridicată de prelucrare
Fundația ductilă are material uniform și o duritate moderată și este potrivită pentru diverse metode de prelucrare (întoarcere, frezare, foraj, măcinare), care pot satisface cerințele dimensiunilor de înaltă precizie și rugozitatea suprafeței.
Adaptabilitatea puternică la tratamentul termic
Fundația ductilă poate suferi o varietate de procese de tratare termică, cum ar fi normalizarea, stingerea și temperarea și tratamentul îmbătrânirii, pentru a ajusta duritatea, rezistența și duritatea pentru a satisface diferitele condiții de utilizare ale pieselor.
Precauții
În ciuda performanței bune de prelucrare, este încă necesar să selectați în mod rezonabil viteza de tăiere, viteza de alimentare și lichidul de răcire în timpul tăierii de mare viteză pentru a evita supraîncălzirea locală care provoacă degradarea performanței materialelor sau deteriorarea sculei.

4. Relația dintre microstructura și performanța din fontă ductilă
Performanța excelentă a fontei ductile provine de la microstructura sa unică:
Morfologie de grafit
Grafitul din fontă gri tradițională este fulger, iar marginile ascuțite ale grafitului fulger sunt predispuse să devină surse de fisură, ceea ce duce la o fractură fragilă a materialului. În fontă ductilă, grafitul există într -o formă aproape sferică, ceea ce reduce considerabil concentrația de stres și îmbunătățește rezistența și duritatea.
Structura matricei
Structura matricială a fierului ductil poate fi ferită, perle sau structură mixtă. Matricea ferită are o duritate scăzută și o duritate bună; Matricea perlată are o duritate ridicată și o putere bună. Prin reglarea vitezei de răcire și a tratamentului termic, raportul dintre cele două poate fi controlat pentru a obține cel mai bun echilibru al proprietăților mecanice.
Carbură și impurități
Fierul ductil cu conținut scăzut de carbură și puține incluziuni are proprietăți mecanice mai bune. Tehnologia modernă de turnare asigură o calitate stabilă a materialelor prin controlul strict al compoziției chimice și al procesului de topire.

5. Zonele tipice de aplicare a fierului ductil
Fier ductil joacă un rol cheie în multe domenii importante datorită performanței sale cuprinzătoare:
Industria auto
Folosit pentru piese de înaltă rezistență, cum ar fi blocurile cilindrilor motorului, capetele cilindrilor, crankcazele etc., pentru a satisface cerințele de temperatură ridicată, presiune ridicată și de încărcare dinamică.
Fabricarea utilajelor
Fabricarea pieselor structurale mecanice, cum ar fi angrenajele, tijele de conectare, paturile de mașini -unelte etc., necesită rezistență la uzură și rezistență la impact.
Sistem de conducte municipale
Țevile și accesoriile de fier ductil sunt utilizate pe scară largă în alimentarea cu apă, drenaj și transportul gazelor, datorită rezistenței lor excelente de coroziune și a rezistenței la presiune.
Echipamente agricole și echipamente miniere
Piesele de înaltă rezistență asigură funcționarea stabilă a echipamentelor în medii dure.
Vase sub presiune și corpuri de pompă
Rezistență ridicată și etanșare bună asigură siguranța și fiabilitatea echipamentelor.