Kompletní analýza vlastností materiálu tažného železa: síla, houževnatost a majitelnost

1. Silní charakteristiky tažného železa
Jedna z nejvýznamnějších funkcí Trskové železné díly je to, že jeho mechanická síla je výrazně lepší než u tradiční šedé litiny, což je způsobeno hlavně svou zvláštní grafitovou morfologií a přiměřenou maticovou strukturou.
Pevnost v tahu
Pevnost v tahu je schopnost materiálu odolávat zlomenině v tahu. Pevnost v tahu tažného železa se obecně pohybuje od 370 MPA do 700 mPa. Ve srovnání s obvyklou pevností v tahu šedé litiny asi 150 mPa je tažná železo 2-3krát vyšší.
Důvodem je to, že grafitová morfologie se mění z tvaru vločky šedé litiny na sférický tvar a sférický grafit výrazně snižuje koncentrovaný účinek stresu, což ztěžuje trhlinám expandovat podél grafitu, což výrazně zvyšuje tahové vlastnosti.
Výnosová síla
Výnosová síla ukazuje na kritické napětí, při kterém materiál podléhá plastické deformaci. Tažné železo má jasný výnos, obvykle 250MPa až 500 mPa. To znamená, že materiál se náhle nezlomí, když bude podroben stresu, ale nejprve podstoupí určitý stupeň plastické deformace, což pomáhá zmírnit koncentraci stresu a zlepšit strukturální bezpečnost.
Síla tlaku
Pevnost v tlaku tažného železa je obvykle až 1000 MPA nebo dokonce vyšší, což je velmi vhodné pro aplikace s vysokým tlakem a těžké zatížení, jako jsou velké mechanické základové části, tlakové nádoby potrubí atd.
Ovlivňující faktory
Síla je ovlivněna velikostí a množstvím tažného grafitu, strukturou matrice (podíl ferit a perlitu) a procesem tepelného zpracování. Malý, rovnoměrně distribuovaný sféroidní grafit a mírný obsah perlitu mohou výrazně zlepšit sílu materiálu.

2. charakteristiky houževnatosti tažného železa
Houbota je indikátorem toho, kolik energie může materiál absorbovat před poškozením násilím, což je důležitý důvod, proč je tažné železo lepší než šedá litina.
Ovlivnit houževnatost
Sférické rozdělení grafitu významně snižuje šanci na generování a rozšíření mikrokracků, což způsobí, že dopad na houževnatost tažného železa několikrát vyšší než u šedé litiny. Testy ukazují, že dopadová absorpční energie tažného železa může dosáhnout 10-20 J/cm², což může účinně odolávat mechanickým nárazům a vibracím.
Touhavost zlomenin
Tažné železo má vysokou lomovou houževnatost, která se projevuje v tom, že materiál může podstoupit určitou plastickou deformaci před rozbitím, což výrazně snižuje riziko křehké zlomeniny. Vylepšená houževnatost zlomenin pomáhá prodloužit životnost mechanických částí, zejména za střídavých zatížení a složitých podmínek napětí.
Únava
V důsledku přítomnosti sféroidního grafitu je snížena iniciace a šíření únavových trhlin v materiálu pod střídavým napětím a únavová životnost je výrazně prodloužena. Díky tomu je tažná železo široce používána v klíčových komponentách, jako jsou motorové hřídele a ozubená kola, které musí odolat opakovaným zatížením.
Regulace houževnatosti
Změna struktury matrice (například zvýšením podílu feritů) a tepelného zpracování (normalizace, temperování) může být houževnatost dále zlepšena, aby se vyhovovalo potřebám různých pracovních podmínek.

3. obrobnost tažného železa
Machinabilita tažného železa je jedním z důvodů jeho popularity, která se konkrétně projevuje v následujících bodech:
Vynikající řezací výkon
Ve srovnání s ocelí má tažné železo nižší odolnost proti řezu a pomalejší opotřebení nástroje. Grafitní sféry hrají roli při mazání a rozbití čipu v kovové matrici, což způsobuje, že proces řezání plynulejší. Kromě toho je teplo generované řezáním tažného železa relativně nízké, což vede pro prodloužení životnosti nástroje.
Vysoká přesnost obrábění
Tažná litina má jednotný materiál a mírnou tvrdost a je vhodná pro různé metody obrábění (otáčení, frézování, vrtání, broušení), které mohou splňovat požadavky vysoce přesných rozměrů a drsnosti povrchu.
Silná přizpůsobivost tepelnému zpracování
Tažná litina může podstoupit řadu procesů tepelného zpracování, jako je normalizace, zhášení a temperování a stárnutí ošetření, aby se upravila tvrdost, sílu a houževnatost tak, aby splňovala různé podmínky použití částí.
Opatření
Navzdory dobrému výkonu obrábění je stále nutné přiměřeně vybrat rychlost řezu, rychlost krmiva a chladicí kapalinu během vysokorychlostního řezu, aby nedošlo k místnímu přehřátí způsobující degradaci výkonu materiálu nebo poškození nástroje.

4. Vztah mezi mikrostrukturou a výkonem tažného litiny
Vynikající výkon tažné litiny pochází z jeho jedinečné mikrostruktury:
Grafitová morfologie
Grafit v tradiční šedé litině je šupinaté a ostré hrany šupinatého grafitu jsou náchylné k tomu, aby se stály zdroji trhlin, což má za následek křehké zlomeniny materiálu. V tažné litině existuje grafit v téměř sférickém tvaru, který výrazně snižuje koncentraci napětí a zlepšuje sílu a houževnatost.
Struktura matice
Maticovou strukturou tažného železa může být ferite, perlitový nebo smíšená struktura. Feritská matice má nízkou tvrdost a dobrou houževnatost; Pearlite matice má vysokou tvrdost a dobrou sílu. Úpravou rychlosti chlazení a tepelného zpracování může být poměr obou kontrolován tak, aby bylo dosaženo nejlepší rovnováhy mechanických vlastností.
Karbid a nečistoty
Tažné železo s nízkým obsahem karbidu a několika inkluzemi má lepší mechanické vlastnosti. Moderní technologie obsazení zajišťuje kvalitu stabilního materiálu přísně ovládáním chemického složení a procesu tavení.

5. Typické oblasti aplikace tažného železa
Turné železo hraje klíčovou roli v mnoha důležitých oborech díky jeho komplexnímu výkonu:
Automobilový průmysl
Pro splnění požadavků na vysokou teplotu, vysoký tlak a dynamické zatížení se používá pro vysoce pevné díly, jako jsou bloky válců motoru, hlavy válců, kliky atd.
Výroba strojů
Výroba mechanických konstrukčních částí, jako jsou ozubená kola, ojnice, tyče, postele obráběcích strojů atd., Vyžaduje odpor opotřebení a odolnost proti nárazu.
Městský potrubní systém
Trubky a příslušenství pro tažné potrubí a příslušenství se široce používají při přepravě vody, drenáže a plynu díky jejich vynikající odolnosti proti korozi a odolnosti proti tlaku.
Zemědělské stroje a těžební zařízení
Díly s vysokou pevností zajišťují stabilní provoz zařízení v drsném prostředí.
Tlakové nádoby a těla čerpadla
Vysoká pevnost a dobré těsnění zajišťují bezpečnost a spolehlivost zařízení.