vědomosti

Co je tvárná litina?

Tvárná litina je druh litiny známý pro svou odolnost proti nárazu a únavě, tažnost a odolnost proti opotřebení díky sférickým (kulatým) grafitovým strukturám v kovu. Tvárná litina se také nazývá tvárná litina, litina s kuličkovým grafitem nebo tvárná litina.

Jak se vyrábí tvárná litina?

Uhlík se přidává do lázně roztavené litiny během procesu tavení. Přidá se více uhlíku, než by železo bylo normálně schopno absorbovat do struktury. Vysvětlit vztah železo-uhlík jiným způsobem je jako přidat do vody tolik soli, že dosáhnete bodu, kdy se již sůl nerozpustí. V tom se tvárná litina liší od oceli. Ocel má pouze tolik uhlíku, kolik dokáže železo absorbovat. Kromě uhlíku se k vytvoření požadovaného řešení přidávají různé další prvky. Křemík, síra, mangan a kyslík, všechny se podílejí na směsi, aby pomohly uhlíku formovat se do sférických grafitových struktur, jak se železo ochlazuje.

Nejdůležitějším prvkem v procesu je však hořčík, který pomáhá při výrobě kulovitých grafitových uzlů místo vloček. Podle Millise to byla překvapivá interakce. Kromě účinné podpory tohoto procesu je také velmi účinný při snižování obsahu síry v železe. Snížení obsahu síry je důležité, protože síra činí železo a ocel křehčími.

To je, pravda, přílišné zjednodušení procesu (koneckonců, neškolíme vás na metalurgický titul, i když pokud ho chcete, líbí se nám inženýrské tituly ve Wisconsinu, nevadí naše geografická zaujatost).

Co je v tvárné litině?

Jak bylo uvedeno výše, existuje celá řada prvků, které se nacházejí v tvárné litině. Metalurgové studují účinky různých poměrů těchto prvků, aby určili jejich vliv na kvalitu železa, které produkují. Každá slévárna má trochu jiné kombinace, které poskytuje. Například pro zlepšení pevnosti tvárné litiny lze přidat další cín nebo měď. Navíc, pokud chcete zlepšit odolnost železa proti korozi, pak měď, nikl a/nebo chrom mohou nahradit 15-30 % železa.

Existuje však několik hlavních pilířů. Pokud byste provedli chemickou analýzu tvárné litiny, normálně byste našli toto:

Jaké jsou výhody tvárné litiny?

Odlitky z tvárné litiny jsou ve srovnání s běžnou litinou (šedá litina) velmi pevné. Pevnost litiny v tahu je 20,000 60,000 – 60,000 120,000 psi, zatímco tvárná litina začíná na 40,000 90,000 psi a může dosáhnout až XNUMX XNUMX psi. Mez kluzu pro tvárnou litinu je obecně XNUMX XNUMX – XNUMX XNUMX psi, ale mez kluzu litiny je tak nízká, že ji nelze měřit.

Pojďme dát sílu jiným způsobem. Viděli jsme díly ze šedé litiny, když dopadly na zem po pádu z deseti stop. Při odlévání z tvárné litiny můžete do dílu narážet celý den osmikilovým perlíkem a není pravděpodobné, že by praskl.

To, co způsobuje problém šedé litiny, jsou grafitové vločky, které podporují lomy podél vloček, zatímco noduly v tvárné litině brání jejímu lámání podél těchto linií. Vzhledem k naprosto stejnému scénáři stejné součásti vyrobené ze dvou různých kovů je pravděpodobnější, že křehká šedá litina praskne, zatímco tvárná litina se pravděpodobněji ohne.

Tvárná litina má také to, čemu se říká vynikající odolnost proti opotřebení kvůli grafitu v železe. Když se něco tře o tvárnou litinu, tvárná litina se opotřebovává mnohem pomaleji než mnoho jiných kovů. Odolnost proti opotřebení je částečně způsobena grafitovými strukturami, které mohou na železo působit podobně jako suché mazivo.

Tvárná litina velmi dobře odvádí teplo a lze ji poměrně snadno obrábět, i když s tvárnou litinou se pracuje hůře než s běžnou šedou litinou. Tvárná litina tlumí vibrace a zní mnohem lépe než ocel by z tvárné litiny udělala vhodnou kombinaci pro použití na velkých strojích.

K čemu se používá tvárná litina?

Tvárná litina je skvělá pro použití tam, kde potřebujete pevný kov s odolností proti opotřebení. Zde je ukázkový seznam věcí vyrobených z nebo obsahujících tvárnou litinu:

Potrubní a potrubní tvarovky (téměř 50 % tvárné litiny prodávané v USA je pro trubky a tvarovky)

nápravy

Ojnice (jako u motorů)

Klikové hřídele

Válce

Třmeny kotoučových brzd

Ozubená kola a převodovky

Skříně a rozdělovače

Hydrostatické sudy

Volné paže

Velké stroje

Obráběcí stroje

Vojenské použití

Klavírní harfy (část, která drží struny klavíru)

Podpěry vřetena

Klouby řízení

Části závěsného systému

Nápravy nákladních automobilů

Ventily (zejména vysokotlaké ventily)

Náboje kol

Třmeny pro přenos síly