Kada su u pitanju metali koji se koriste u proizvodnji i izgradnji, rasprava između livenog željeza VS čelika (uključujući varijante poput livenog gvožđa i od nehrđajućeg čelika i livenog gvožđa vs i ugljični čelik) ostaje ključno razmatranje inženjera i dizajnera. Razumijevanje razlike između livenog željeza i čelika od suštinskog je značaja za izradu informiranih odluka o odabiru materijala.
Materijal od livenog željeza je obojena legura koja sadrži više od 2% ugljičnog sadržaja, obično od 2% do 4%, zajedno s različitim količinama silikona i mangana. Svojstva i karakteristike od livenog gvožđa čine ga razliku od čelika, vodeći mnogo da pitaju 'je liveno željezo čelik? ' Dok liveno gvožđe sadrži glačalo, to nije tehnički čelik zbog većeg sadržaja ugljika. Sadržaj visokog ugljika u livenom željeza daje ga jedinstvena svojstva, kao što su:
Dobra čvrstoća na pritisak
Odlična otpornost na habanje
Kapacitet visokog prigušivanja vibracija
Otpornost na deformaciju
Obratnost
Međutim, liveno gvožđe ima i neke nedostatke, uključujući:
Snaga niske zateze
BITLELNOST
Loša otpornost na udarce
Osjetljivost na hrđu i koroziju
Uprkos tim nedostacima, liveno željezo ostaje popularan izbor za različite aplikacije zbog svoje pristupačnosti i svestranosti.
Hemijski sastav lijevanog željeza igra presudnu ulogu u određivanju njegovih svojstava. Primarni elementi u livenom željeza uključuju:
elementa | postotak |
---|---|
Ugljik | 2% - 4% |
Silicijum | 1% - 3% |
Mangan | 0,5% - 1% |
Fosfor | Do 1% |
Sumpor | Do 0,1% |
Ugljični i silikonski sadržaj značajno utječu na mikrostrukturu i svojstva lijevanog željeza. Viši nivo ugljika povećava količinu grafita formiranog tijekom učvršćenja, dok silicon promovira grafitnu formiranje i poboljšava tavabilnost.
Liveno željezo pokazuje nekoliko izrazita fizička svojstva:
Visoka gustoća: liveno gvožđe ima gustoću od približno 7,2 g / cm³3;, što ga čini težim od čelika.
Niska talište: Topi se na oko 1150 ° C do 1250 ° C, što je niže od čelika, što olakšava bacanje.
Termička provodljivost: liveno gvožđe ima toplotnu provodljivost od oko 50 W / m · K, koja je niža od čelika.
Električna provodljivost: Ima nižu električnu provodljivost u odnosu na čelik, čineći ga pogodnim za električne primjene u kojima je potrebna izolacija.
Liveno željezo se može kategorizirati u nekoliko vrsta na osnovu njene mikrostrukture i svojstava. Glavne vrste livenog gvožđa uključuju:
Sivo liveno gvožđe je najčešći tip, karakteriziran prisustvom grafitnih pahuljica u svojoj mikrostrukturi. Sadrži:
Ugljič: 2,5% - 4%
Silicijum: 1% - 3%
Mangan: 0,4% - 1%
Sivo liveno željezo nudi dobru čvrstoću na pritisak, odličnu mehanizam i visok kapacitet vibracije. Široko se koristi u aplikacijama kao što su:
Osnove alata za mašine
Blokovi motora
Kočioni diskovi
Kućišta i prekrivači
Bijelo liveno gvožđe ima bijelu površinu loma zbog odsutnosti grafita. Njegova tipična kompozicija uključuje:
Ugljen: 1,8% - 3,6%
Silicijum: 0,5% - 1,9%
Mangan: 0,25% - 0,8%
Bijelo liveno gvožđe poznato je po visokoj tvrdoću i odlično otpornost na habanje. Pronalazi aplikacije u:
Brusni mediji
Pumpe sa pumpom
Kuglični mlinovi
Rolling Mill Rolls
Kompletno liveno gvožđe proizvodi se grijanjem topline bijelo liveno gvožđe kako bi konvertirala krhka karbidnu konstrukciju u duktilniju feritni matricu. Sadrži:
Ugljic: 2% - 3%
Silicon: 0,9% - 1,9%
Mangan: 0,15% - 1,2%
Kobanj kozice za kozice kombinira visoku čvrstoću, duktilnost i žilavost. Koristi se u:
Priključci za cijevi
Ručni alati
Poljoprivredna oprema
Automobilski dijelovi
Duktilno liveno gvožđe, poznato i kao nodularni liveni gvožđe, proizvodi se dodavanjem magnezijuma ili cerijum u rastopljeni gvožđe, uzrokujući grafitu da formira sferne čvorove umjesto pahuljica. Njegov sastav uključuje:
Ugljen: 3,2% - 4%
Silicon: 1,8% - 2,8%
Mangan: 0,1% - 1%
Duktilno liveno željezo nudi visoku čvrstoću, žilavost i duktilnost. Široko se koristi u:
Radilice
Zupčanici
Ventili
Komponente ovjesa
Vermikularna livena gvožđa, poznata i kao zbijena grafitna glačala (CGI), ima jedinstvenu mikrostrukturu sa grafitnim česticama u obliku kratkih, debelih pahuljica. Nudi intermedijarni svojstva između sive i duktilnog livača, kao što su:
Veća čvrstoća i ukočenost od sivog livenog gvožđa
Bolja toplotna provodljivost od duktilnog livenog gvožđa
Poboljšana tavabilnost u odnosu na duktilno liveno gvožđe
Vermikularno liveno željezo se sve više koristi u automobilskim aplikacijama, kao što su:
Dizelski blokovi motora
Ispušni razdjelnici
Kočioni diskovi
Legurano liveno željezo proizvodi se dodavanjem legiranih elemenata poput nikla, hroma, molibdena ili bakra za poboljšanje specifičnih svojstava. Ovisno o legiranim elementima koji se koriste, legurano lijevano željezo može ponuditi:
Poboljšana snaga i tvrdoća
Bolja otpornost na habanje
Pojačana otpornost na koroziju
Stabilnost veće temperature
Legurana livena željeza pronalazi aplikacije u raznim industrijama, kao što su:
Rudarska oprema
Generacija energije
Petrohemijska obrada
Automobilske komponente
Čelik je legura na bazi željeza koja sadrži manje od 2% ugljika i male količine drugih elemenata, poput mangana, silikona, fosfora, sumpora i kisika. Poznat je po visokoj zateznoj čvrstoći, duktilnosti i svestranosti, čineći ga široko korištenim materijalom u raznim industrijama. Svojstva čelika mogu se prilagoditi prilagođavanjem svog kompozicije i kroz procese toplinske obrade.
Hemijski sastav čelika igra presudnu ulogu u određivanju njegovih svojstava. Primarni elementi čelika uključuju:
elementa | postotak |
---|---|
Gvožđe | 90% - 99% |
Ugljik | 0,1% - 2% |
Mangan | 0,1% - 1% |
Silicijum | 0,1% - 0,5% |
Ostali elementi | <1% |
Sadržaj ugljika najznačajniji je faktor koji utječe na čelik. Viši nivo ugljika povećavaju snagu i tvrdoću, ali smanjite duktilnost i zavarivost.
Čelik pokazuje nekoliko izrazita fizička svojstva:
Visoka zatezna čvrstoća: čelik može izdržati visoke opterećenja bez trajnog razbijanja ili deformiranja.
Duktilnost: Može se nacrtati u žice ili se valjati u posteljinu bez lomljenja.
Visoka talište: Čelik se topi na temperaturama između 1370 ° C i 1540 ° C, ovisno o svom sastavu.
Toplinska provodljivost: Ima relativno visoku toplotnu provodljivost, omogućavajući efikasno prenošenje topline.
Električna provodljivost: čelik je dobar dirigent električne energije, mada nije tako efikasan kao bakar ili aluminijum.
Čelik nudi brojne prednosti, što ga čini popularnim izborom za različite aplikacije:
Omjer visoke čvrstoće prema težini: čelik pruža odličnu čvrstoću uz održavanje relativno male težine u odnosu na druge materijale.
Trajnost: Može izdržati oštre okruženja, uticaje i habanje, čineći ga pogodnim za dugotrajne strukture i komponente.
Svestranost: čelik se može oblikovati, formirati i pridružiti se koristeći različite metode, omogućavajući složenim dizajnom i strukturama.
Reciklabilnost: 100% se može reciklirati, čineći ga ekološki prihvatljivim materijalom.
Konačno efikasnost: čelik je relativno jeftin u odnosu na druge materijale sa sličnim svojstvima.
Uprkos brojnim prednostima, čelik takođe ima neke nedostatke:
Korozija: čelik je osjetljiv na hrđu i koroziju kada je izložen vlagu i kisiku, koji zahtijevaju zaštitne premaze ili legirane elemente za poboljšanje otpornosti na koroziju.
Umor: Ponovljeno cikličko opterećenje može prouzrokovati da čelik ne uspije na stresovima ispod njegove čvrstoće prinosa, fenomen poznat kao umor.
Visoka gustina: čelik je gušći od materijala poput aluminija, koji može biti nedostatak u aplikacijama u kojima je smanjenje težine ključno.
Energetska intenzivna proizvodnja: Proizvodnja čelika zahtijeva značajan unos energije, koji doprinosi emisiji stakleničkih plinova.
Čelik se može kategorizirati u nekoliko vrsta na osnovu njegove kompozicije i svojstava:
Ugljični čelik je najčešća vrsta čelika koja sadrži prvenstveno željezo i ugljik. Dalje se klasificira na osnovu svog sadržaja ugljika:
Niski ugljeni čelik (<0,25% ugljika): Mekan je, duktilan, a lako se može pratiti, čineći ga pogodnim za aplikacije poput auto tijela i žičanim proizvodima.
Srednji ugljen (0,25% - 0,6% ugljika): Nudi dobar balans snage i duktilnosti, čineći ga pogodnim za aplikacije poput zupčanika, osovina i željezničkih pruga.
Visok ugljik (> 0,6% ugljik): Tvrdi je, jak i otporan na habanje, ali manje duktil, što ga čini pogodnim za aplikacije poput alata za rezanje, izvore i ležajeve.
Legura se proizvodi dodavanjem legiranih elemenata poput mangana, nikla, hroma ili molibdena za poboljšanje specifičnih svojstava. Uobičajeni legirani elementi i njihovi efekti uključuju:
Mangan: povećava čvrstoću, tvrdoću i otpornost na habanje.
Nickel: poboljšava žilavost, duktilnost i otpornost na koroziju.
Hrom: poboljšava otpor korozije, tvrdoće i otpornosti na habanje.
Molibden: povećava snagu, žilavost i otpornost na puzanje na povišenim temperaturama.
Legura čelika Pronađite aplikacije u raznim industrijama, kao što su:
Automobilske komponente (zupčanici, osovine, opruge)
Aerospace strukture
Naftovodi i gasovoda
Rudarska oprema
Nehrđajući čelik je od legure čelika koji sadrži najmanje 10,5% hroma, koji na površini čini zaštitni oksidni sloj, pružajući odličan otpor korozije. Nehrđajući čelici često sadrže i druge legirane elemente poput nikla, molibdena i titanijuma za poboljšanje specifičnih svojstava.
Nehrđajući čelici široko se koriste u aplikacijama koje zahtijevaju otpor korozije, kao što su:
Oprema za preradu hrane
Medicinski uređaji
Arhitektonske građevine
Postrojenja za preradu hemijskih prerade
Čelici za alat su visoko ugljični, leguralni čelici dizajnirani za izradu alata, umire i kalupa. Poznati su po visokoj tvrdoći, otpornosti na habanje i sposobnost održavanja svojih svojstava na povišenim temperaturama. Čelici alata često sadrže legirane elemente poput volfrana, molibdena i vanadija kako bi poboljšali njihove performanse.
Čelici za alat koriste se u različitim aplikacijama, kao što su:
Alati za rezanje (bušilice, slavine, umire)
Alati za formiranje (udarci, umire)
Kalupi za plastično ubrizgavanje
Rolling Mill Rolls
Dok su liveni gvožđe i čelik i legure na bazi željeza, imaju različite karakteristike koje ih razdvajaju. Razumijevanje ovih razlika je presudno za odabir najprikladnijeg materijala za datu aplikaciju. Istražimo ključne razlike između livenog željeza i čelika:
Sadržaj ugljika je primarni prepoznatljivi faktor između livenog željeza i čelika.
Liveno gvožđe sadrži 2-4% ugljik, što mu daje jedinstvena svojstva kao visoka čvrstoća na pritisak i odličnu tavabilnost.
Čelik ima sadržaj ugljika manji od 2%, što rezultira većom zatezne čvrstoće i duktilnošću u odnosu na liveno željezo.
Talište od livenog gvožđa i čelika značajno se razlikuje, utječući na njihove proizvodne procese i aplikacije.
Liveno gvožđe ima nižu talište, oko 2200 ° F (1204 ° C), što se lakše rastopi i sipaju u kalupe.
Čelik ima veću talište, u rasponu od 2500 ° F do 2800 ° F (1371 ° C do 1538 ° C), što zahtijeva više energije za topljenje i lijevanje.
Liveno željezo i čelik pokazuju različite vrste čvrstoće, čineći ih pogodnim za razne aplikacije.
Liveno gvožđe ima veću čvrstoću na pritisak, omogućavajući joj izdržati teške opterećenja i otpor deformaciji kada su izloženi kompresijskim silama.
Čelik ima veću zateznu čvrstoću, omogućavajući ga izdržati izvlačenje sila bez probijanja ili trajno deformiranja.
Duktilnost i borba su važni faktori koji utječu na ponašanje materijala pod stresom.
Liveno gvožđe je krhko i ima nisku duktilnost, što znači da se može promoriti ili probiti naglo kada su izloženi utjecaju ili savijanjem.
Čelik je duktilniji i manje krhko od livenog gvožđa, omogućavajući mu da se plastično deformira prije loma, pružajući marginu sigurnosti u aplikacijama.
Jednostavnost lijevanja igra značajnu ulogu u proizvodnom procesu i složenosti oblika koji se mogu postići.
Liveno željezo je lakše odljevati zbog donjeg skupljanja tijekom učvršćivanja i boljeg protoka, omogućavajući proizvodnju zamršenih i složenih oblika.
Čelik je izazovniji za bacanje u odnosu na liveno gvožđe, jer doživljava veće skupljanje i ima nižu protok, koja zahtijeva naprednije tehnike lijevanja.
Obrabljivost se odnosi na lakoću s kojim se materijal može smanjiti, izbušen ili oblikovan pomoću alatnih strojeva.
Liveno gvožđe je uglavnom lakše za stroj od čelika, jer grafit pahuljice u svojoj mikrostrukturi djeluju kao prirodno mazivo, smanjujući trošenje alata i poboljšanje površinske obrade.
Čelik je izazovniji za stroj u odnosu na liveno gvožđe, što uzrokuje veće trošenje alata i zahtijevajući naprednije alate za rezanje i tehnike.
Otpornost na koroziju je ključna za aplikacije izložene oštrim okruženjima ili korozivnim medijima.
Liveno gvožđe ima umjerenu do nisku otpornost na koroziju, što je osjetljiv na hrđu i koroziju, kada je izložen vlagim i drugim korozivnim elementima.
Čelik ima veću otpornost na koroziju u odnosu na liveno gvožđe, posebno kada je legiran sa elementima poput hrom, nikla ili bakra, čineći ga prikladnim za aplikacije u korozivnim okruženjima.
Otpornost na habanje određuje mogućnost materijala da izdrži površinsku štetu uzrokovanu trenjem ili abrazijom.
Liveno željezo ima bolju otpornost na mehaničko trošenje, posebno u situacijama koje nose trenje, zbog prisutnosti grafitnih pahuljica koji djeluju kao čvrsto mazivo.
Čelik je manje otporan na habanje u odnosu na liveno gvožđe, ali može se poboljšati termičkim tretmanom ili dodavanjem legiranih elemenata poput hroma ili molibdena.
Otpor utjecaja odnosi se na sposobnost materijala da apsorbira i rasipaju energiju od naglih utjecaja bez lomljenja.
Liveno gvožđe ima nisku otpornost na udar zbog njegove bliznosti, čineći da je skloni lom prema nagledom ili udarnim opterećenjima.
Čelik ima visoku otpornost na udar i odličan je u izradi naglih udara, čineći ga prikladnim za aplikacije na kojima se očekuje učitavanje učitavanja.
Troškovi materijala, proizvodnje i prerade igraju značajnu ulogu u izboru lijevanog željeza ili čelika za određenu aplikaciju.
Liveno gvožđe je uglavnom jeftinije od čelika zbog nižih troškova materijala, jednostavnijim proizvodnim procesima i nižim potrebama za energijom za topljenje i livenje.
Čelik je skuplji u odnosu na liveno željezo, ali nudi širi spektar jeftinijih alternativa, poput montažnih oblika i recikliranih materijala, koji mogu umanjiti ukupne troškove.
Oboje liveno željezo i čelik poslužuju različite svrhe u industriji, odabranim za njihova različita svojstva za ispunjavanje specifičnih funkcionalnih potreba.
Čvrstoća livenog željeza, stroja, obradavost i ekonomičnost čine ga popularnim izborom u teškim primjenama u kojima je trajnost ključna.
Automobilska industrija : lijevano željezo idealno je za dijelove koji zahtijevaju otpornost na toplinu i vibraciju. Uobičajene upotrebe uključuju:
Blokovi motora i glave cilindra za rješavanje visokih pritisaka i temperatura
Kočioni diskovi za njihovu izdržljivost i sposobnost disipacije topline
Izgradnja : uvreda za svoju robusnost, liveno željezo široko se koristi u građevinskim elementima poput:
Cijevi i fitinzi za vodovodne i odvodne sisteme, nudeći otpor korozije
Dekorativni elementi, poput ograde i nameštaja ulica, zbog njegove tavabilnosti i izdržljivosti
Proizvodnja : U industrijskim postavkama, vibracijska vlaknaste vlaženje su ključne u:
Tijela i baze mašina za alate za stroj koji zahtijevaju stabilnost za preciznost
Kućišta za velike mašine, gdje je strukturni integritet od suštinskog značaja
Čelična zatezna čvrstoća, svestranost i otpornost na koroziju čine ga neophodnim putem različitih industrija, posebno tamo gdje je otpornost na udarce kritična.
Građevinarstvo : Čelik igra temeljnu ulogu u izgradnji infrastrukture i pruža suštinsku podršku u:
Strukturne komponente poput greda, stubova i okvira za zgrade i mostove
Pojačanja betonskih konstrukcija za poboljšanje zatezne čvrstoće
Automobilska industrija : u proizvodnji vozila, visok omjer snage i težine čelika čini odličan izbor za:
Auto tela i šasija, nudeći izdržljivost i otpornost na udarce za sigurnost
Točkovi i osovine, pružanje visokih performansi i otpornosti na umora
Proizvodnja : čelik je neophodan za stvaranje izdržljivih i visokokvalitetnih alata, uključujući:
Dijelovi mašina i opreme koji izdrže intenzivan mehanički stres
Alati za rezanje i kalupi koji se koriste u proizvodnji procesa
Kućni aparati i kuhari za kuhanje : Otpornost na koroziju i estetika od nehrđajućeg čelika čine ga popularno u aplikacijama za domaćinstvo:
Kuhinjski uređaji, poput hladnjaka i peći, za jednostavno održavanje
Posuđe, uključujući posude i tave, uvređen za njihovu izdržljivost i zadržavanje topline
Odabirom pravilnog materijala između livenog željeza i čelika zahtijeva pažljivu procjenu višestrukih faktora. Svaki projekt predstavlja jedinstvene izazove i zahtjeve. Razumijevanje ovih ključnih razmatranja pomaže u donošenju informiranih odluka.
Vrsta sile Vaš projekt mora izdržati određuje vaš izbor materijala. Liveno gvožđe Exquels pod kompresijom, čineći ga idealnim za izgradnju temelja i baza za mašine. Čelik nudi vrhunsku vlačnu čvrstoću, savršenu za konstrukcije koje treba otpornost na izvlačenje ili istezanje sila.
Izloženost okolišu igra ključnu ulogu u odabiru materijala. Liveno željezo razvija zaštitnu palinu tokom vremena, nudeći umjereno otpornost na koroziju. Čelik, posebno nehrđajući varijante, pruža bolju zaštitu od hrđe i hemijske korozije. Razmislite o izloženosti materijala vlagi, hemikalijama ili slanoj vodi.
Ranjivost vašeg projekta na nagle snage utiče na izbor materijala. Čelik pokazuje odličnu otpornost na udarce i nagli teret. Liveno gvožđe pokazuje da je riječ o utjecaju pod utjecajem, iako se dobro drži stabilnom opterećenjem.
Sljedeći aspekti utječu na izvodljivost proizvodnje:
Liveno gvožđe omogućava više zamršenijih dizajna preko svojih vrhunskih svojstava lijevanja i karakteristikama protoka
Čelik nudi veću fleksibilnost u modifikacijama nakon proizvodnje i metodama pridruživanja
Kompleksni oblici zahtijevaju manje obrade prilikom korištenja lijevanog željeza zbog bolje tasteribilnosti
Čelik pruža više opcija za zavarivanje i mehaničko pričvršćivanje u montažnim procesima
faktora | livenog željeza | čelika |
---|---|---|
Sirovina | Niži troškovi | Veći trošak |
Obrada | Jednostavni proces livenja | Složenija proizvodnja |
Porođaj | Manje intenzivan | Potrebno više radne snage |
Održavanje | Potrebna je redovna zaštita | Varira po vrsti |
Uvjeti temperature i okoliša utječu na performanse materijala:
Liveno gvožđe održava stabilnost na širokim temperaturnim rasponima
Čelik nudi bolje performanse u ekstremnim hladnim uvjetima
Oba materijala potrebna je zaštita od oštre vremenske izloženosti
Zatvorene aplikacije suočavaju se sa manje ekoloških izazova od vanjskih instalacija
Ukratko, lijevano željezo i čelik razlikuju se u sastavu, snazi i trošku. Liveno željezo nudi visoku čvrstoću na pritisak i niže troškove proizvodnje, dok čelik pruža veću zateznu čvrstoću i otpornost na udarce. Odabir desnog materijala znači podudaranje njegovih svojstava na potrebe vaše aplikacije. Razumijevanjem ovih ključnih razlika, možete iznijeti informirane izbore koji poboljšavaju izdržljivost i efikasnost u svojim projektima.
Najbolja fabrika lijevanja visokog pritiska u Kini
Liveno željezo je legura gvožđe-ugljika sa sadržajem ugljika iznad 2%, kreiran kroz topljenje i livenje.
Čelik je legura gvožđa-ugljika sa manjim od 2% ugljika, nudeći veću vlačnu čvrstoću od livenog željeza.
Visok sadržaj ugljika od lijevanog željeza poboljšava njegovu čvrstoću na pritisak, čineći ga pogodnim za nošenje velikih tereta.
Čelik, posebno nehrđajući čelik, obično nudi bolji otpor korozije, dok liveno željezo može hrđati bez zaštitnih premaza.
Razmislite o faktorima poput zatezne čvrstoće, čvrstoću na pritisak, otpornost na koroziju i toleranciju na utičnice za optimalne rezultate.
Liveno gvožđe je lakše strojno zbog svoje grafitne strukture, što smanjuje habanje na alate za rezanje u odnosu na čelik.
Liveno gvožđe ima bolju protočnost i donje skupljanje, omogućavajući zamršenim oblicima uz minimalnu deformaciju tokom hlađenja.
Ako lijepim prijelomi gvožđaju pod utjecajem, razmislite o čeliku za bolju otpornost na udarce ili primijenite dodatne potporne strukture.
Nosite zaštitnu opremu, održavajte odgovarajuću ventilaciju tokom rezanja ili zavarivanja, a za zavarivanje koristite za ocjenu za visokote zatezanje.
Liveno željezo dobro funkcionira za teške, stacionarne dijelove poput blokova motora, dok je čelik idealan za konstrukcijske, nosive i velike aplikacije.
Tim MFG je brza proizvodna kompanija koja se specijalizirala za ODM i OEM počinje u 2015. godini.