Šta je duktilno liveno gvožđe?

Nodularno gvožđe se odnosi na liveno gvožđe u kojem se ugljenik taloži u sferni grafit tokom procesa očvršćavanja rastopljenog gvožđa. U poređenju sa sivim livenim gvožđem, najveća razlika u njegovoj metalografskoj strukturi je promena oblika grafita, čime se izbegava prisustvo oštrog grafita u sivom livenom gvožđu, u velikoj meri smanjuje efekat rezanja grafita na metalnu matricu, u osnovi eliminiše fenomen koncentracije napona uzrokovano grafitom u pahuljicama, i postiže stopu iskorištenja čvrstoće od 70-90% za metalnu matricu, čime se u velikoj mjeri maksimizira performanse metalne matrice.

Nodularno željezo može se dodatno poboljšati u svojim performansama mjerama kao što su toplinska obrada i legiranje, baš kao i čelik. Na primjer, obrađeno nodularno željezo može postići dobru žilavost, sa stopom istezanja do 24%; vlačna čvrstoća može doseći i do 1400MPa, što je blizu čelika.

U poređenju sa livenim gvožđem, nodularno gvožđe ima veću čvrstoću, ali je njegova otpornost na koroziju ista.

U poređenju sa čelikom, nodularno gvožđe ima mnogo prednosti. Na primjer, dobre performanse livenja i relativno niska cijena. Zbog kontinuiranog povećanja proizvodnje i razvoja performansi, nodularno željezo je uspješno zamijenilo kovani čelik i liveni čelik, postajući obećavajući metalni konstrukcijski materijal.

Mehanička svojstva su usko povezana sa metalografskom strukturom metala, a kakva metalografska struktura određuje kakva su mehanička svojstva. Nodularno liveno gvožđe nije izuzetak. Samo kroz sferoidizaciju grafita može funkcionisati metalna matrica i značajno poboljšati mehanička svojstva livenog gvožđa. Samo grafitna sferoidizacija može dalje promijeniti svojstva matrice, što je značajnije. Stoga je metalografsko proučavanje nodularnog gvožđa preduslov da razumemo i koristimo nodularno gvožđe.

Formiranje sfernog grafita prolazi kroz dvije faze: nukleaciju i rast. Proces nukleacije je primarni proces grafita, a velika količina nemetalnih inkluzija stvara se tokom taljenja i naknadne sferoidizacije i inokulacije rastaljenog željeza. Primarne inkluzije su vrlo male, te se sudaraju i agregiraju jedna s drugom tijekom kasnijih procesa livenja, punjenja i skrućivanja, postajući sve veće, plutaju ili tonu i postaju jezgro taloženja grafita.

Nakon formiranja sfernog grafitnog jezgra, atomi ugljika počinju da se slažu na supstratu jezgre, a konačni oblik grafita određuje način rasta na koji utječu procesni uvjeti. Dakle, kontrola procesa rasta grafita je ključ za dobijanje sfernog grafita.

Izgled sfernog grafita je sličan onom sfere, dok je unutrašnjost radijalna i ima značajan efekat polarizacije.

Grafit je polikristalni materijal sastavljen od mnogih piramidalnih dendrita, pri čemu su bazalne ravni svakog dendrita okomite na prečnik sfere, a C-osa zrači prema centru sfere.

Ocjenjivanje sferoidizacije:

1. Tlačne cijevi i fitinzi: Mnoge industrijske zemlje koriste nodularno željezo kao materijal za proizvodnju cijevi i fitinga jer može imati veću otpornost na kompresiju od običnih cijevi od livenog gvožđa tokom transporta i pogodnije je i brže tokom izgradnje. Stoga ga je pametno odabrati kao materijal za tlačne cijevi.

2. Automobilske primjene: Nodularno gvožđe se uglavnom koristi u delovima generatora, zupčanika, rukavaca vratila, kočnica i specijalnih uređaja u automobilskoj industriji.

3. Poljoprivredne mašine i primena u građevinarstvu: Generalno, poljoprivrednim mašinama je potreban relativno dug životni vek, a različite komponente formirane od nodularnog gvožđa mogu to precizno da postignu. Osim toga, neki građevinski projekti ili polaganje puteva zahtijevaju upotrebu buldožera, dizalica itd., koji su također napravljeni od nodularnog željeza.

4. Proizvodnja ventila: Nodularno gvožđe se uglavnom koristi u proizvodnji ventila i igra značajnu ulogu u transportu tečnosti kao što su kiseline, baze i soli.

5. Opšta primjena: Pored gore navedenih reprezentativnih primjena, nodularno gvožđe se takođe široko koristi u mašinskoj industriji, koje se može koristiti za proizvodnju složenih komponenti alatnih mašina ili odlivaka za teške mašine. Naravno, može se primijeniti i na lakše odljevke, u potpunosti koristeći svoju vlačnu čvrstoću i dobre performanse obrade. Električni alati kao što su ključevi i kliješta također koriste nodularno željezo kao idealan materijal.

Neki odljevci od nodularnog željeza iz Welonga: