Kaļamā čuguna īpašības, priekšrocības un pielietojums

Kaļamais čuguns, kas pazīstams arī kā sfēriskais vai mezglains čuguns, ir dzelzs sakausējumu grupa ar unikālu mikrostruktūru, kas tiem piešķir augstu izturību, elastību, ilgmūžību un elastību. Tas satur vairāk nekā 3 procentus oglekļa un to var saliekt, savīt vai deformēt, nelūstot, pateicoties tā grafīta pārslu struktūrai. Kaļamais čuguns pēc savām mehāniskajām īpašībām ir līdzīgs tēraudam un daudz izturīgāks nekā standarta čuguns.

Kaļamā čuguna lējumi tiek izgatavoti, ielejot izkausētu kaļamo čugunu veidnēs, kur dzelzs atdziest un sacietē, veidojot vēlamās formas. Šis liešanas process rada cietus metāla priekšmetus ar izcilu izturību.

Kas padara kaļamā čuguna unikālu?

Kaļamais čuguns tika izgudrots 1943. gadā kā mūsdienīgs uzlabojums tradicionālajam čugunam. Atšķirībā no čuguna, kur grafīts parādās kā pārslas, kaļamajā čugunā grafīts ir sferoīdu veidā, tāpēc arī termins “sferoidālais grafīts”. Šī struktūra ļauj kaļamajam čugunam izturēt locīšanu un triecienus bez plaisāšanas, piedāvājot daudz lielāku izturību nekā tradicionālajam čugunam, kas ir pakļauts trauslumam un lūzumiem.

Kaļamais čuguns galvenokārt tiek ražots no čuguna — augstas tīrības pakāpes čuguna ar vairāk nekā 90 % dzelzs saturu. Čuguns ir vēlams, jo tam ir zems atlikušo vai kaitīgo elementu saturs, nemainīgs ķīmiskais sastāvs un tas veicina optimālus izdedžu apstākļus ražošanas laikā. Šis izejmateriāls ir galvenais iemesls, kāpēc kaļamā čuguna lietuves dod priekšroku čugunam, nevis citiem avotiem, piemēram, metāllūžņiem.

Kaļamā čuguna īpašības

Dažādas kaļamā čuguna markas tiek radītas, manipulējot ar matricas struktūru ap grafītu liešanas laikā vai veicot papildu termisko apstrādi. Šīs nelielās sastāva variācijas ir paredzētas, lai panāktu specifiskas mikrostruktūras, kas savukārt nosaka katras kaļamā čuguna markas īpašības.

Kaļamo čugunu var uzskatīt par tēraudu ar iestrādātiem grafīta sferoīdiem. Grafīta sferoīdus ieskaujošās metāliskās matricas īpašības būtiski ietekmē kaļamā čuguna īpašības, savukārt pats grafīts veicina tā elastību un lokanību.

Kaļamā čuguna matricās ir vairāki veidi, no kuriem visizplatītākie ir šādi:

1. 1. Ferīts– Tīra dzelzs matrica, kas ir ļoti elastīga un plastiska, bet ar zemu izturību. Ferītam ir slikta nodilumizturība, bet tā augstā triecienizturība un apstrādes vieglums padara to par vērtīgu komponentu kaļamā čuguna kategorijās.
2. 2. Perlīts– Ferīta un dzelzs karbīda (Fe3C) kompozīts. Tas ir relatīvi ciets ar vidēju plastiskumu, piedāvājot augstu izturību, labu nodilumizturību un vidēju triecienizturību. Perlīts nodrošina arī labu apstrādājamību.
3. 3. Perlīts/ferīts– Jaukta struktūra, kurā ir gan perlīts, gan ferīts, kas ir visizplatītākā matrica komerciāli pieejamajās kaļamā čuguna kategorijās. Tā apvieno abu īpašības, nodrošinot līdzsvarotu pieeju izturībai, elastībai un apstrādājamībai.

Katra metāla unikālā mikrostruktūra maina tā fizikālās īpašības:

Parastās kaļamā čuguna pakāpes

Lai gan ir daudz dažādu kaļamā čuguna specifikāciju, lietuves parasti piedāvā 3 izplatītas markas:

Kaļamā čuguna priekšrocības

Kaļamā čuguna konstrukcijai ir vairākas priekšrocības gan dizaineriem, gan ražotājiem:

• • To var viegli liešanas un mehāniskās apstrādes procesā, tādējādi samazinot ražošanas izmaksas.
• • Tam ir augsta izturības un svara attiecība, kas ļauj izgatavot izturīgas, bet vieglas detaļas.
• • Kaļamais čuguns nodrošina labu izturības, izmaksu efektivitātes un uzticamības līdzsvaru.
• • Tā izcilā liešanas un apstrādājamība padara to piemērotu sarežģītu detaļu izgatavošanai.

Kaļamā čuguna pielietojumi

Pateicoties izturībai un elastībai, kaļamajam čugunam ir plašs rūpniecisko pielietojumu klāsts. To parasti izmanto cauruļvados, automobiļu detaļās, zobratos, sūkņu korpusos un mašīnu pamatnēs. Kaļamā čuguna izturība pret lūzumiem padara to ideāli piemērotu drošības lietojumprogrammām, piemēram, stabiem un triecienaizsardzībai. To plaši izmanto arī vēja enerģijas nozarē un citās augstas slodzes vidēs, kur izturība un elastība ir būtiska.