Ghisa bianca: proprietà, applicazioni, struttura e caratteristiche

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

Inizialmente, la tecnologia della ghisa fu padroneggiata per la prima volta in Cina nel X secolo, dopodiché si diffuse in altri paesi del mondo. La base della ghisa è una lega di ferro con carbonio e altri componenti. Una caratteristica distintiva è che nella sua composizione la ghisa contiene più del 2% di carbonio sotto forma di cementite, che non si trova in altri metalli. Un rappresentante di spicco di questa lega è la ghisa bianca, utilizzata nell'ingegneria meccanica per la produzione di parti, nell'industria e nella vita di tutti i giorni.

Aspetto

La lega ha un colore bianco a rottura e una caratteristica lucentezza metallica. La struttura in ghisa bianca è a grana fine.

Proprietà

Rispetto ad altri metalli, la lega ferro-carbonio ha le seguenti caratteristiche e proprietà:

• fragilità elevata;
• aumento della durezza;
• alta resistività;
• proprietà di colata bassa;
• lavorabilità bassa;
• buona resistenza al calore;
• grande ritiro (fino al 2%) e scarso riempimento dello stampo;
• bassa resistenza agli urti;
• elevata resistenza all'usura.

La massa metallica ha una grande resistenza alla corrosione in acido cloridrico o nitrico. Se nella struttura sono presenti carburi liberi, si verificherà corrosione quando la ghisa viene posta nell'acido solforico.

Le ghise bianche, che contengono una percentuale inferiore di carbonio, sono considerate leghe più resistenti alle alte temperature. A causa della maggiore resistenza meccanica e tenacità che si manifestano quando vengono esposte a temperature elevate, la formazione di cricche nei getti è ridotta al minimo.

Composizione

La lega ferro-carbonio è considerata più economica dell'acciaio. La ghisa bianca contiene ferro e carbonio, che sono in uno stato legato chimicamente. Il carbonio in eccesso, che non è presente nella soluzione solida di ferro, è contenuto allo stato combinato sotto forma di carburi di ferro (cementite) e nella ghisa legata sotto forma di carburi speciali.

Viste

A seconda della quantità di carbonio contenuto nella ghisa bianca, è suddiviso nelle seguenti tipologie:

1. Hyotectic trattiene dal 2,14% al 4,3% di carbonio e dopo il completo raffreddamento acquisisce la struttura di perlite, cementite secondaria e ledeburite.
2. Eutectic contiene il 4,3% di carbonio e ha una struttura sotto forma di uno sfondo chiaro di cementite, punteggiato da grani scuri di perlite.
3. Hyotectic ha dal 4,3% al 6,67% di carbonio nella sua composizione.

Applicazione

In base alle proprietà di cui sopra,si può concludere che non ha senso praticare la lavorazione termica e meccanica della ghisa bianca. La lega ha trovato la sua principale applicazione solo sotto forma di colata. Di conseguenza, la ghisa bianca ottiene le migliori proprietà solo se tutte le condizioni di colata sono soddisfatte. Questo metodo di lavorazione viene utilizzato attivamente se è necessario produrre prodotti massicci che devono avere un'elevata durezza superficiale.

Inoltre, la ghisa bianca viene ricotta, ottenendo ghise malleabili, che vengono utilizzate per realizzare getti a pareti sottili, ad esempio:

• parti automobilistiche;
• prodotti agricoli;
• parti per trattori, mietitrebbie, ecc.

La lega viene utilizzata anche per realizzare lastre con superficie rigata o liscia, ed è anche attivamente utilizzata nella produzione di acciaio e ghisa grigia.

L'uso della ghisa bianca in agricoltura come metallo strutturale è piuttosto limitato. Molto spesso, la lega ferro-carbonio viene utilizzata per la produzione di parti di macchine idrauliche, lanciasabbia e altri meccanismi che possono funzionare in condizioni di maggiore usura abrasiva.

ghise refrigerate

Questa lega è considerata un tipo di ghisa bianca. È possibile ottenere un raffreddamento di 12-30 mm raffreddando rapidamente la superficie della lega ferro-carbonio. Struttura del materiale: la parte superficiale è in ghisa bianca, grigia nell'anima. Ruote, sfere per mulini, rulli di laminazione sono realizzati con tale materiale, che sono montatimacchine per la lavorazione della lamiera.

Elementi leganti della lega

Le sostanze leganti appositamente introdotte aggiunte alla composizione della ghisa bianca possono conferire maggiore resistenza all'usura e resistenza, resistenza alla corrosione e resistenza al calore. A seconda della quantità di sostanze aggiunte, si distinguono questi tipi di ghisa:

• lega bassolegata (fino al 2,5% di sostanze ausiliarie);
• legato medio (dal 2,5% al 10%);
• altamente legato (più del 10%).

Gli elementi di lega possono essere aggiunti alla lega:

• cromo;
• zolfo;
• nichel;
• rame;
• molibdeno;
• titanio;
• vanadio,
• silicio;
• alluminio;
• manganese.

La ghisa bianca in lega ha proprietà migliorate ed è spesso utilizzata per la colata di turbine, pale, mulini, parti per cementi e forni convenzionali, pale per pompe, ecc. La lega ferro-carbonio viene lavorata in due forni, il che rende è possibile portare il materiale ad una determinata composizione chimica:

• nella cupola;
• in forni elettrici.

Le fusioni in ghisa bianca vengono ricotte in forni per stabilizzare le dimensioni richieste e alleviare le sollecitazioni interne. La temperatura di ricottura può salire fino a 850 gradi. Il processo di riscaldamento e raffreddamento deve essere fatto lentamente.

Marcatura o designazione di ghisa bianca con impuritàinizia con la lettera H. Quali elementi di lega si adattano alla composizione della lega possono essere determinati dalle lettere successive della marcatura. Il nome può contenere numeri che indicano la percentuale di sostanze aggiuntive che si adattano alla ghisa bianca. Se la marcatura contiene la designazione Ш, significa che la struttura della lega contiene grafite sferica.

Tipi di ricottura

Per la formazione di ghisa bianca nell'industria, viene utilizzato il raffreddamento rapido della lega. Oggi vengono utilizzati attivamente i seguenti tipi principali di ricottura delle leghe di carbonio:

• La ricottura di rammollimento viene utilizzata principalmente per aumentare la ferrite nella composizione della ghisa;
• ricottura per alleviare le sollecitazioni interne e ridurre al minimo le trasformazioni di fase;
• ricottura grafitizzante, con conseguente ghisa malleabile;
• normalizzazione a una temperatura di 850-960 gradi, con conseguente grafite e perlite, oltre a una maggiore resistenza all'usura e resistenza.

Informazioni aggiuntive

Ad oggi, è stato dimostrato che non esiste una relazione diretta tra la resistenza all'usura e la durezza di una lega di carbonio. Solo grazie alla struttura, ovvero alla disposizione di carburi e fosfuri sotto forma di una griglia regolare o sotto forma di inclusioni uniformi, si ottiene una maggiore resistenza all'usura.

La resistenza della ghisa bianca è influenzata in modo più intenso dalla quantità di carbonio e la durezza dipende dai carburi. La più grande forza e durezza sono quelle ghise chehanno una struttura martensitica.