Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Do produkcji konstrukcji stosuje się różne stopy. Jednym z najbardziej popularnych materiałów jest żeliwo. Znany jest przez wielu z grzejników, jak również z wanien, które są głównie z niego wykonane. Żeliwo jest stopem, w którym większość jego składu stanowi węgiel i żelazo.
Składniki żeliwa
Zawartość żelaza i węgla wynosi 2, 1%. Oprócz nich stop ten zawiera krzem około 3%, a mangan około 1%. Oprócz tych pierwiastków skład tego stopu obejmuje również siarkę i fosfor.
Podczas produkcji do kompozycji dodawane są dodatki stopowe w postaci:
- nikiel;
- chrom;
- aluminium.
Jeśli dodatki stopowe w stopie żeliwa są nieobecne, a proces obróbki cieplnej nie przejdzie, to prowadzi to do zmniejszenia takich jakości jak:
- Siła.
- Twardość
- Plastyczność.
Rodzaje żeliwa
Jak wspomniano powyżej, jednym z głównych składników tego stopu jest węgiel. W tym materiale występuje w postaci cementytu i grafitu.
W zależności od ilości cementytu zawartego w żeliwie i postaci obecnego w nim grafitu, stopy żeliwa mogą się różnić w następujących rodzajach:
- Biały.
- Szary.
- Plastyczny.
- Bez przekonania.
- Wysoka wytrzymałość.
Żeliwo białe - jest powszechnie rozumiane jako stop, w którym zawarty węgiel jest reprezentowany w postaci cementytu. Na przerwie ten stop ma jasny odcień. Cechą charakterystyczną żeliwa białego jest wysoka twardość.
Dlatego, gdy jest używany, nie jest poddawany narzędziom tnącym. Zwykle białe żeliwo jest używane do produkcji różnych rodzajów kucia.
Żeliwo szare - w swoim składzie węgiel jest reprezentowany w postaci grafitu. Na przerwie ten stop ma szary odcień. Do tego rodzaju stopu żeliwa charakterystyczne są wysokie właściwości odlewnicze. Ten materiał może być poddany różnym rodzajom obróbki metalu.
Żeliwo sferoidalne - wykonane jest z białego stopu z obowiązkową obróbką cieplną. Powstały materiał jest używany głównie do produkcji wyrobów żeliwnych stosowanych w budowie samochodów i ciągników.
Węgiel występuje w składzie półżelaza. W nim występuje w postaci grafitu i cementytu. Jest stosowany głównie jako materiał cierny w produkcji części, które wymagają wysokiego poziomu odporności na zużycie.
Żeliwo o wysokiej wytrzymałości - ten stop zawiera sferyczny grafit. Jego tworzenie następuje w procesie krystalizacji. Materiał o wysokiej gęstości jest używany do produkcji ważnych części stosowanych w inżynierii. Z niego są również wykonane elementy rur wodnych o dużej wytrzymałości, a także elementy rurociągów gazowych i naftowych.
Zdolność żeliwa do spawania
W sensie technologicznym zdolność surówki do spawania jest bardzo niska. Wynika to z wielu powodów:
Gdy spoina jest szybko chłodzona, pojawiają się wybielone obszary. Charakteryzują się wysokim poziomem twardości. Ma to negatywny wpływ na obróbkę mechaniczną.- Jeśli spawane materiały są nierównomiernie ogrzewane lub chłodzone, wówczas w spoinie pojawiają się pęknięcia, co jest związane z dużą kruchością stopu żeliwa.
- Ponieważ żeliwo jest płynnym stopem, wyzwaniem jest powstrzymanie stopionego metalu przed ucieczką. Stwarza to trudności w tworzeniu spoiny.
- Przy spawaniu metalu w szwie mogą występować pory, z powodu intensywnego wydzielania się gazów.
- Spawanie wyrobów żeliwnych prowadzi do niepełnej penetracji. Wynika to z obecności ogniotrwałych tlenków, które powstają w wyniku utleniania krzemu i wielu innych pierwiastków obecnych w kompozycji tego stopu.
Charakterystyka typów żeliwa
Głównymi składnikami tego stopu są żelazo i węgiel. Poza tym żeliwo zawiera różne zanieczyszczenia, dzięki czemu uzyskuje pewne właściwości. Przy produkcji stopu żeliwa udział węgla w nim nie powinien przekraczać 2, 14%.
Jeśli ten warunek nie zostanie spełniony, materiał nie będzie żeliwem, ale stalą. Dzięki węglowi uzyskuje wysoką twardość, ale jednocześnie obniża takie cechy, jak ciągliwość i plastyczność.
Tłumaczy to fakt, że nawet wysokiej jakości żeliwo jest kruchym materiałem . W produkcji poszczególnych gatunków żeliwa do kompozycji wprowadza się dodatkowe dodatki. Dzięki nim żeliwo o dużej gęstości uzyskuje specjalne właściwości.
Ważną cechą tego metalu jest gęstość. Ma 7, 2 gr. na centymetr sześcienny . Do produkcji części i produktów przez odlewanie ten metal jest odpowiednim materiałem.
Części i elementy z niego wykonane są wykorzystywane w różnych gałęziach przemysłu. Pod względem gęstości żeliwo jest tylko nieco gorsze od niektórych gatunków stali, które dzięki tej charakterystyce przewyższają wszystkie stopy żelaza.
Metody spawania wyrobów żeliwnych
Aby wykonać spawanie materiałów, specjaliści korzystają z elektrod powlekanych lub węglowych. Ponadto stosuje się drut proszkowy, a także urządzenia do spawania gazowego.
Jeśli weźmiemy pod uwagę proces spawania produktów z żeliwa o wysokiej gęstości z technologicznego punktu widzenia, musimy wyróżnić trzy główne obszary:
- Uzyskanie składu spoiny o jakości materiału.
- Uzyskiwanie spoiny o niskiej zawartości węgla.
- Uzyskanie szwu składającego się ze stopów metali nieżelaznych.
Podczas spawania produktów z żeliwa o dużej gęstości ważnym zadaniem jest zapobieganie stwardnieniu powierzchni. Aby tego uniknąć, wykonuje się wstępne podgrzewanie spawanych części . Stopień ogrzewania rozróżnia następujące rodzaje spawania:
- gorąco - w tym trybie spawania podgrzewanie produktów odbywa się w temperaturze 600–650 stopni Celsjusza;
- na wpół gorący - produkt o wysokiej gęstości przygotowany do spawania jest podgrzewany do temperatury 450 stopni Celsjusza;
- spawanie na zimno - wykonywane bez podgrzewania.
Należy zastosować pierwsze dwa tryby spawania żeliwa o wysokiej gęstości w przypadkach, gdy zadaniem jest uzyskanie stopu o wysokiej gęstości w materiale spawalniczym, który jest bliski materiałowi bazowemu.
Spawanie na gorąco . Po wykonaniu tego trybu zimna część przygotowana do spawania jest podgrzewana do 650 stopni Celsjusza. Pozwala to stworzyć warunki do jednolitego ogrzewania i powolnego chłodzenia części po zakończeniu pracy.
Zgrzewanie półgorące . Gdy produkty żeliwne są połączone metodą spawania na pół-gorąco, w celu rozwiązania problemu zwiększonej grafityzacji, stosuje się metodę wprowadzania substancji grafityzujących. Są to aluminium, tytan lub krzem. Są one osadzone w obszarze spawania, a same części są podgrzewane do temperatury niższej niż podczas spawania na gorąco.
Spawanie żeliwa na zimno
Ten sposób połączenia produktów żeliwnych o dużej gęstości jest stosowany w przypadkach, gdy obecność żeliwa nie jest dostarczana jako część spoiny.
Jest również stosowany w przypadkach, gdy konieczne jest uzyskanie żeliwa o dużej gęstości jako części materiału spoiny, pod warunkiem, że podczas spawania stosowane są substancje grafitujące i że dopuszczalne są drobne wady.
Żeliwo jest dość popularnym materiałem, który jest szeroko stosowany w przemyśle do produkcji różnych części, zespołów i mechanizmów. Wyróżnia się wysoką wytrzymałością i gęstością, a to ze względu na jego zapotrzebowanie.
Spawanie części żeliwnych - jest to pilny problem, który wymaga poważnego podejścia. Podczas łączenia przedmiotów lub konstrukcji konieczne jest wybranie odpowiedniego trybu spawania w zależności od właściwości i cech jakościowych spoiny, którą chcesz uzyskać.