Ghisa in lega: qualità, proprietà e applicazioni

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Il ferro legato è un materiale prodotto dalla fusione negli altiforni. Può contenere diverse quantità di carbonio. A seconda del contenuto quantitativo di questa sostanza, si distinguono due tipi di ghisa. Il primo è chiamato conversione, o bianco, e il secondo è grigio, o fonderia.

Descrizione dei tipi di ghisa

Il primo tipo è di ghisa. Questo è il nome di un materiale in cui il carbonio si presenta sotto forma di una sostanza come la cementite. In una pausa ha un colore bianco, da cui il nome. Tale ghisa è caratterizzata da elevata durezza e fragilità. È molto difficile da lavorare. Allo stesso tempo, circa l'80% di tutta la ghisa fusa è bianca. Lo scopo principale di questo tipo di materiale è l'ulteriore rifusione in acciaio.

La ghisa in lega grigia è un metallo in cui è presente carbonio sotto forma di grafite duttile. In una pausa, il suo colore è grigio, che ne ha anche determinato il nome. La fragilità e la durezza di tale ghisa è inferiore a quella della ghisa bianca, ma è molto meglio lavorata.

Le proprietà della ghisa in lega di questo tipo sono le seguenti:

• Innanzitutto resiste molto bene ai carichi di compressione.
• In secondo luogo, questo metallo è insensibile ai difetti superficiali e ha anche una buona resistenza alla rottura per fatica.

Tuttavia, la ghisa legata per fonderia ha una resistenza all'urto piuttosto debole, oltre a una bassa duttilità. A causa di questi due inconvenienti, è abbastanza difficile utilizzare tale materiale per scopi strutturali.

Descrizione generale dei gradi di ghisa grigia

Oggi esistono tipi di ghisa grigia in lega: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 e molti altri. Le lettere SCh nella marcatura indicano che si tratta di ghisa grigia e le due cifre successive indicano il carico massimo che il metallo può sopportare quando viene allungato. La resistenza alla trazione in questo caso è misurata in MPa.

Varietà di ghisa grigia

Il ferro legato da fonderia ha diversi sottotipi. Uno di questi era il ferro duttile. Questo nome condizionale è stato dato al materiale, che si distingue per il fatto che è più morbido e più viscoso del grigio. Prendilo dalla ghisa bianca. Per fare ciò, utilizzare la procedura di ricottura, che dura a lungo. I segni qui sono più o meno gli stessi, ad esempio KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. Le lettere indicano che questa ghisa è malleabile e i due numeri successivi determinano la resistenza alla trazione. Ma per quanto riguarda le ultime una o due cifre, caratterizzano il massimo allungamento relativo, chemisurato in percentuale.

Un altro sottotipo di ferro legato per fonderia è stato modificato. Per ottenerlo, devi aggiungere elementi speciali al grigio. Tali modificatori vengono aggiunti prima di versare la sostanza. Alluminio, silicio, calcio e altri possono essere usati come additivi. Questi additivi aumentano significativamente il numero di centri di cristallizzazione. In altre parole, contribuiscono a una significativa riduzione della grafite.

Grazie a questi additivi, la ghisa in lega speciale è caratterizzata da caratteristiche di maggiore resistenza, minore fragilità e maggiore resistenza alla fessurazione. Vale la pena aggiungere che tutte le migliori qualità di questa lega sono ottenute da un materiale così modificato.

Tipi di leghe

Cosa significa ghisa in lega? L'alligazione è un'operazione per introdurre varie impurità nella composizione di un materiale in grado di migliorarne le caratteristiche. Per ghisa, titanio, cromo, vanadio e altri sono diventati tali additivi. L'introduzione di elementi di lega nella composizione può aumentare caratteristiche quali resistenza, durezza, resistenza all'usura, resistenza alla corrosione e molte altre.

Oggi, a seconda della quantità di elementi di lega presenti nella ghisa, si possono distinguere tre tipi:

1. Se gli additivi sono contenuti in quantità fino al 2,5% della massa totale, allora si tratta di ghisa bassolegata.
2. I materiali mediolegati sono quei materiali il cui contenuto di sostanze è nell'intervallo dada 2,5 a 10%.
3. L'ultimo tipo è altamente legato, se il contenuto di modificatori in totale supera il 10%.

Sostanze per legare, marcatura

Secondo GOST, la ghisa legata deve contenere una certa quantità di sostanze da utilizzare in una determinata area. Inoltre, anche l'etichettatura è standard. Ad esempio, ChN15D7Kh è una lega ad alta resistenza contenente il 15% di nichel, il 7% di rame e circa l'1% di cromo. Come puoi vedere, nella marcatura, gli elementi di lega sono contrassegnati da una lettera, seguita da un numero che indica il contenuto quantitativo dell'additivo. Tuttavia, può anche darsi che manchi la figura, come dopo il cromo. Ciò significa che il contenuto della sostanza nella composizione è di circa l'1%.

Per quanto riguarda la produzione di tale ghisa, è piuttosto economica. Allo stesso tempo, il prodotto finale ha proprietà prestazionali sufficientemente elevate. Grazie a questi due fattori, la portata del materiale descritto è in costante aumento.

Tipi di leghe

È naturale che l'aggiunta di qualsiasi sostanza alla composizione incrementi qualsiasi caratteristica particolare. Pertanto, si distinguono diverse classi di materiali legati.

Quindi, la ghisa può essere resistente all'usura. Il materiale appartenente a questo gruppo è caratterizzato dal fatto di avere una maggiore resistenza all'abrasione, che si verifica durante l'attrito superficiale. Rientrano in questa categoria le ghise antifrizione e ad attrito. Il primo di questi ha un bassissimocoefficiente d'attrito. Per questo motivo, l'applicazione principale della ghisa legata del tipo citato è la produzione di parti come cuscinetti a strisciamento, boccole per essi e altre parti con requisiti simili.

Il materiale di attrito, al contrario, è caratterizzato da un coefficiente di attrito abbastanza elevato, e quindi è più spesso utilizzato nella produzione di dispositivi di freno per una varietà di meccanismi, attrezzature, ecc.

Ghisa inossidabile

Molte persone sanno che esiste un metallo chiamato acciaio inossidabile. In re altà, questa non è una definizione molto precisa. Proprio tali leghe differiscono in quanto la loro resistenza alla corrosione è piuttosto elevata. La ghisa denominata era più ampiamente utilizzata nella costruzione navale. Se si aggiunge più del 12% di cromo alla composizione del ferro come elemento di lega e si riduce il più possibile il contenuto di carbonio, si otterrà una tale lega.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 sono diventati i suoi marchi più comuni. Si differenziano per il fatto che mantengono un'elevata resistenza alla corrosione anche in ambienti aggressivi, hanno una buona resistenza alla cavitazione e all'usura in un ambiente vapore-acqua.

Un gruppo piccolo ma ancora abbastanza popolare è la ghisa resistente al calore. Il principale vantaggio del materiale è che è piuttosto difficile da ossidare e mantiene bene le sue qualità anche a temperature elevate.

Introduzione del rame

Attualmentetempo, sempre più spesso iniziano a usare la ghisa con l'aggiunta di rame. L'introduzione di questo additivo nella lega ne migliora notevolmente le qualità di colata. Soprattutto, ciò influisce sulla fluidità del materiale. Inoltre, la tendenza alla fessurazione e alla porosità da ritiro è notevolmente ridotta.

L'incorporazione dello 0,5% di Cu (rame) rende la ghisa sufficientemente adatta per essere fusa in parti con spessori di parete compresi tra 10 e 25 mm. Se è necessario aumentare lo spessore delle pareti degli elementi futuri, sarà necessario aumentare il contenuto quantitativo di rame e i suoi complessi. Vale la pena notare qui che l'effetto dell'aggiunta di rame può essere potenziato se nella lega vengono introdotti elementi come l'antimonio o il bismuto.

Se l'equivalente di carbonio aumenterà, l'influenza del rame sulla cristallizzazione della grafite diminuirà. Legare la ghisa con il rame può anche prevenire lo sbiancamento negli strati superficiali e anche aumentare notevolmente la durezza verso il centro. Questo è abbastanza evidente durante la fusione di canne dei cilindri, teste di blocchi in ghisa e altri oggetti.

Ghisa in lega complessa

Per fondere con successo la ghisa che può essere utilizzata per la colata delle canne dei cilindri, è necessario utilizzare non solo una varietà di ferroleghe, ma anche un forno a induzione. Per eseguire la fusione di tali parti vengono utilizzati i marchi IChKhN4, ChN1KhMD e ChNMSh e molti altri tipi. La loro caratteristica distintiva è che tutte le parti sono fuse in uno stampo a parete sottile o massiccio.

Agostruttura e materiale ad alta resistenza

Una piccola varietà di ghisa grigia, che appartiene al gruppo resistente all'usura, è un materiale con una struttura aciculare. Il grado di doping in un materiale del genere è piuttosto basso. Anche il contenuto di silicio e carbonio è piuttosto basso. In questo caso, la quantità di sostanze come rame, molibdeno, nichel e alcuni altri modificatori aumenta a seconda dello spessore della parete risultante richiesto, nonché in base al metodo di colata da utilizzare.

Un' altra varietà è un materiale ad alta resistenza. Questa è una piccola varietà di ghisa grigia, che si distingue per il contenuto di grafite nodulare. Per ottenere una tale struttura è necessario introdurre nella lega magnesio, cerio e bismuto. L'aggiunta di questi tre elementi di lega trasforma la grafite duttile del materiale di colata in una grafite sferoidale. Questo tipo si differenzia in quanto le sue qualità meccaniche sono molto superiori a quelle di altri tipi di ghisa. Ad oggi vengono prodotti circa 10 diversi gradi di leghe di questa categoria. Tale materiale può essere perfettamente utilizzato nella costruzione navale al posto del tipo malleabile. E il tipo più comune di ferro duttile è il magnesio (con una grande quantità di magnesio nella composizione).