Pełna analiza właściwości materiału części żelaza plastycznego: wytrzymałość, wytrzymałość i zdolność

1. Charakterystyka siły żelaza plastycznego
Jedna z najbardziej znaczących cech Części żelazne plastyczne jest to, że jego wytrzymałość mechaniczna jest znacznie lepsza niż tradycyjna szare żeliwa, które wynika głównie z jego specjalnej morfologii grafitowej i rozsądnej struktury macierzy.
Wytrzymałość na rozciąganie
Wytrzymałość na rozciąganie to zdolność materiału do odporności na pękanie na rozciąganie. Wytrzymałość żelaza plastycznego na rozciąganie wynosi zwykle od 370 MPa do 700MPa. W porównaniu ze zwykłą wytrzymałością na rozciąganie szarego żelaza o powierzchni około 150 MPa żelazo plastyczne jest 2-3 razy wyższe.
Wynika to z faktu, że grafitowa morfologia zmienia się z kształtu płatkowego szarego żelaza do sferycznego kształtu, a sferyczny grafit znacznie zmniejsza skoncentrowany efekt stresu, co utrudnia rozszerzenie pęknięć wzdłuż grafitu, znacznie zwiększając właściwości rozciągania.
Granica plastyczności
Brzędzie plastyczne wskazuje na naprężenie krytyczne, przy którym materiał ulega deformacji plastycznej. Żelazie plastyczne ma wyraźny punkt wydajności, zwykle 250 MPa do 500MPa. Oznacza to, że materiał nie złamie się nagle, gdy zostanie poddany stresowi, ale najpierw ulegnie pewnym stopniu deformacji plastiku, co pomaga złagodzić stężenie stresu i poprawić bezpieczeństwo strukturalne.
Siła ściskająca
Wytrzymałość ściskająca żelaza plastycznego jest zwykle tak wysoka jak 1000 MPa lub nawet wyższa, co jest bardzo odpowiednie do zastosowań pod wysokim ciśnieniem i dużym obciążeniem, takie jak duże części mechaniczne, naczynia ciśnienia rurociągu, itp.
Czynniki wpływające
Na siłę wpływa wielkość i ilość grafitu plastycznego, struktura macierzy (odsetek ferrytu i perlitu) oraz proces obróbki cieplnej. Małe, równomiernie rozłożone sferoidalna grafit i umiarkowana zawartość perlitów może znacznie poprawić siłę materiału.

2. Charakterystyka wytrzymałości żelaza plastycznego
Wytrzymałość jest wskaźnikiem tego, ile energii materiał może wchłonąć przed uszkodzeniem przez siłę, co jest ważnym powodem, dla którego żelazo plastyczne jest lepsze od szarego żeliwa.
Wytrzymałość uderzenia
Sferyczny rozkład grafitu znacznie zmniejsza szansę na wygenerowanie i rozszerzenie mikrokraców, co powoduje, że wytrzymałość żelaza plastycznego kilka razy wyższa niż szarego żelaza. Testy pokazują, że energia absorpcji uderzeniowej żelaza plastycznego może osiągnąć 10-20 J/cm², co może skutecznie odpierać wstrząs mechaniczny i obciążenia wibracyjne.
Wytrzymałość złamania
Żelazie plastyczne ma wysoką wytrzymałość złamania, która objawia się, że materiał może poddać się pewnym odkształceniu z tworzywa sztucznego przed zerwaniem, co znacznie zmniejsza ryzyko kruchego pęknięcia. Ulepszona wytrzymałość złamań pomaga przedłużyć żywotność części mechanicznych, szczególnie przy naprzemiennych obciążeniach i złożonych warunkach naprężeń.
Wydajność zmęczenia
Ze względu na obecność grafitu sferoidalnego, szybkość inicjacji i propagacji pęknięć zmęczeniowych w materiale przy naprzemiennym stresie jest zmniejszona, a żywotność zmęczeniowa jest znacznie przedłużona. To sprawia, że ​​żelazo plastyczne jest szeroko stosowane w kluczowych komponentach, takich jak wały korbowe i koła zębate, które muszą wytrzymać wielokrotne obciążenia.
Regulacja wytrzymałości
Zmieniając strukturę macierzy (na przykład zwiększenie odsetka ferrytu) i obróbki cieplnej (normalizacja, temperowanie), wytrzymałość można dodatkowo poprawić, aby zaspokoić potrzeby różnych warunków pracy.

3. Waschowanie żelaza plastycznego
Materialność żelaza plastycznego jest jednym z powodów jego popularności, która manifestuje się specjalnie w następujących punktach:
Doskonała wydajność cięcia
W porównaniu ze stalą żelazo plastyczne ma niższy odporność na cięcie i wolniejsze zużycie narzędzia. Sfery grafitowe odgrywają rolę w smarowaniu i łamaniu chipów w macierzy metalowej, dzięki czemu proces cięcia jest gładszy. Ponadto ciepło wytwarzane przez cięcie żelaza plastycznego jest stosunkowo niskie, co sprzyja przedłużeniu żywotności narzędzia.
Wysoka precyzja obróbki
Żelazie plastyczne ma jednolity materiał i umiarkowaną twardość i jest odpowiednie do różnych metod obróbki (obracanie, frezowanie, wiercenie, szlifowanie), co może spełniać wymagania dotyczące wysokich wymiarów i chropowatości powierzchni.
Silna zdolność adaptacyjna do obróbki cieplnej
Żelazie plastyczne może przejść różne procesy oczyszczania cieplnego, takie jak normalizacja, gaszenie i temperowanie oraz starzenie się, aby dostosować twardość, siłę i wytrzymałość, aby spełnić różne warunki stosowania części.
Środki ostrożności
Pomimo dobrej wydajności obróbki, nadal konieczne jest rozsądne wybranie prędkości cięcia, szybkości zasilania i płynu chłodzącego podczas szybkiego cięcia, aby uniknąć lokalnego przegrzania, powodując degradację wydajności materiału lub uszkodzenie narzędzia.

4. Zależność między mikrostrukturą a wydajnością żeliwa plastycznego
Doskonała wydajność żeliwa plastycznego pochodzi z jej unikalnej mikrostruktury:
Morfologia grafitowa
Grafit w tradycyjnym szarym żeliwie jest łuszcząca się, a ostre krawędzie łuszczącego się grafitu są podatne na źródła pęknięcia, co powoduje kruche pękanie materiału. W żeliwa plastycznego grafit istnieje w prawie sferycznym kształcie, który znacznie zmniejsza stężenie stresu i poprawia wytrzymałość i wytrzymałość.
Struktura macierzy
Strukturą matrycową żelaza plastycznego może być ferryt, perlit lub struktura mieszana. Matryca ferrytowa ma niską twardość i dobrą wytrzymałość; Matryca perlitów ma wysoką twardość i dobrą siłę. Dostosowując szybkość chłodzenia i obróbkę cieplną, stosunek tych dwóch można kontrolować, aby osiągnąć najlepszą równowagę właściwości mechanicznych.
Węglika i zanieczyszczenia
Żelner plastyczny o niskiej zawartości węglika i niewiele wtrąceń ma lepsze właściwości mechaniczne. Nowoczesna technologia odlewów zapewnia stabilną jakość materiału poprzez ściśle kontrolowanie składu chemicznego i procesu wytopu.

5. Typowe obszary zastosowania żelaza plastycznego
Żelazie plastyczne odgrywa kluczową rolę w wielu ważnych dziedzinach ze względu na jego kompleksowe wyniki:
Przemysł samochodowy
Stosowane do części o wysokiej wytrzymałości, takich jak bloki cylindrów silnika, głowice cylindrów, klanki itp., Aby spełnić wymagania dotyczące wysokiej temperatury, pod wysokim ciśnieniem i dynamicznym obciążeniem.
Produkcja maszyn
Produkcja mechanicznych części konstrukcyjnych, takich jak przekładnie, pręty łączące, łóżka maszynowe itp., Wymaga odporności na zużycie i odporności na uderzenie.
Miejski system rurociągów
Rury i akcesoria żelaza plastyczne są szeroko stosowane w zaopatrzeniu w wodę, drenaż i transporcie gazu ze względu na ich doskonałą odporność na korozję i odporność na ciśnienie.
Maszyny rolne i sprzęt górniczy
Części o wysokiej wytrzymałości zapewniają stabilne działanie sprzętu w trudnych środowiskach.
Naczynia ciśnieniowe i ciała pompowe
Wysoka wytrzymałość i dobre uszczelnienie zapewniają bezpieczeństwo i niezawodność sprzętu.