Када су у питању метали који се користе у производњи и изградњи, расправа између ливеног гвожђа ВС челика (укључујући варијанте попут ливеног гвожђа и од нехрђајућег челика и ливено гвожђе и одлчеве челика) остаје пресудно разматрање инжењера и дизајнера. Разумевање разлике између ливеног гвожђа и челика је од суштинског значаја за доношење информисаних одлука о избору материјала.
Шта је ливено гвожђе?
Материјал од ливеног гвожђа је обојено легура која садржи више од 2% садржаја угљеника, који се обично у распону од 2% до 4%, заједно са различитим количинама силицијума и мангана. Својства и карактеристике ливеног гвожђа чине да се разликују од челика, водећи многи да питају 'је ливено гвожђе челик? ' Док је ливено гвожђе садржи гвожђе, то није технички челик због свог већег садржаја угљеника. Високи садржај угљеника у ливеном гвожђу даје јединствена својства, као што су:
Међутим, ливено гвожђе има и неке недостатке, укључујући:
Упркос овим недостацима, ливено гвожђе остаје популаран избор за различите примене због своје приступачности и свестраности.
Хемијски састав
Хемијски састав ливеног гвожђа игра пресудну улогу у одређивању његових својстава. Примарни елементи у ливеном гвожђу укључују:
| елемената | проценат |
| Угљеник | 2% - 4% |
| Силицијум | 1% - 3% |
| Манган | 0,5% - 1% |
| Фосфор | До 1% |
| Сумпорни | До 0,1% |
Садржај угљеника и силицијума значајно утичу на микроструктуру и својства ливеног гвожђа. Виши ниво угљеника повећава количину графита који је формиран током очвршћивања, док Силицијум промовише графитно стварање и побољшава казивање.
Физичка својства
Ливено гвожђе изложи неколико различитих физичких својстава:
Висока густина: ливено гвожђе има густину од приближно 7,2 г / цм³3;, чинећи га тежином од челика.
Тачка ниског топљења: топи се на око 1150 ° Ц до 1250 ° Ц, што је нижи од челика, што је олакшало давање.
Термичка проводљивост: ливено гвожђе има термичку проводљивост од око 50 В / м · к, што је ниже од челика.
Електрична проводљивост: Има нижу електричну проводљивост у поређењу са челиком, што га чини погодним за електричне апликације у којима је потребна изолација.
Врсте ливеног гвожђа
Гвожђе од ливеног ливења може се категорисати у неколико врста на основу микроструктуре и својстава. Главне врсте ливеног гвожђа укључују:
Сива лијевана гвожђа
Сива ливено гвожђе је најчешћа врста, коју карактерише присуство графичних пахуљица у својој микроструктури. Садржи:
Царбон: 2,5% - 4%
Силицијум: 1% - 3%
Манган: 0,4% - 1%
Сива ливено гвожђе нуди добру чврстоћу на притисак, одлична израда и капацитет пригушивања вибрација. Широко се користи у апликацијама као што су:
Основе алатних алата
Блокови мотора
Кочиони дискови
Кућишта и прекривачи
Бела ливена гвожђа
Гвожђе од белог ливе има белу површину прелома због одсуства графита. Његова типична композиција укључује:
Царбон: 1,8% - 3,6%
Силицијум: 0,5% - 1,9%
Манган: 0,25% - 0,8%
Гвожђе од белог ливе је познато по својој тврдоћи и одличном отпорности на хабање. Проналази апликације у:
Мрежни медији
Пумпе за суспензију
Млини за куглице
Роллинг Милл Роллс
Карирање ливеног гвожђа
Гвожђе од бакаве ливе произведено је гвожђем белим листовима за топлотно лице да претвори крхку структуру карбида у дуктилни феритни матрица. Садржи:
Царбон: 2% - 3%
Силицијум: 0,9% - 1,9%
Манган: 0,15% - 1,2%
Гвожђе од бакаве боје комбинује високу чврстоћу, дуктилност и жилавост. Користи се у:
Фитинги за цеви
Ручни алати
Пољопривредна опрема
Аутомобилски делови
Дуктилни (нодулар) ливено гвожђе
Дуктилни ливено гвожђе, познато и као чворно од ливеног гвожђа, производи се додавањем магнезијума или церима до растопљеног гвожђа, узрокујући да графит формира сферне чворове уместо пахуљица. Његов састав укључује:
Царбон: 3,2% - 4%
Силицијум: 1,8% - 2,8%
Манган: 0,1% - 1%
Дуктилни ливени гвожђе нуди високу чврстоћу, жилавост и дуктилност. Широко се користи у:
Цранксхафттс
Зупчаници
Вентили
Компоненте огибљења
Вермикуларно ливено гвожђе
Вермикуларно ливено гвожђе, познато и као збијено графитно гвожђе (ЦГИ), има јединствену микроструктуру са графитним честицама у облику кратких, густих пахуљица. Нуди средња својства између сиве и дуктилне ливеног гвожђа, као што су:
Већа снага и укоченост од сивог ливеног гвожђа
Боља топлотна проводљивост од дуктилног ливеног гвожђа
Побољшано казивање у поређењу са дуктилним ливеним гвожђем
Вермикуларно ливено гвожђе се све више користи у аутомобилској апликацијама, као што су:
Блокови дизелских мотора
Испушни разводници
Кочиони дискови
Легирани одложак
Лешено гвожђе од ливеног ливења производи се додавањем легирских елемената попут никла, хрома, молибден-а или бакра да би побољшали специфична својства. У зависности од легираних елемената, алегирани ливени гвожђе може понудити:
Побољшана снага и тврдоћа
Боља отпорност на хабање
Појачана отпорност на корозију
Стабилност виших температура
Ослобођени ливени гвожђе проналази апликације у разним индустријама, као што су:
Шта је челик?
Челик је легура заснована на гвожђем која садржи мање од 2% угљеника и мале количине осталих елемената, као што су манган, силицијум, фосфор, сумпор и кисеоник. Познат је по својој високој затезној чврстоћи, дуктилности и свестраности, што га чини широко коришћеним материјалом у разним индустријама. Својства челика могу се прилагодити подешавањем његове композиције и кроз процесе топлоте.
Хемијски састав
Хемијски састав челика игра пресудну улогу у одређивању његових својстава. Примарни елементи у челику укључују:
| елемената | проценат |
| Гвожђе | 90% - 99% |
| Угљеник | 0,1% - 2% |
| Манган | 0,1% - 1% |
| Силицијум | 0,1% - 0,5% |
| Остали елементи | <1% |
Садржај угљеника је најзначајнији фактор који утиче на имања челика. Виши ниво угљеника повећава снагу и тврдоћу, али смањити дуктилност и заваривост.
Физичка својства
Челик излаже неколико различитих физичких својстава:
Снага високог затезања: Челик може да издржи висока оптерећења без трајно лома или деформације.
Дуктилити: Може се увући у жице или се преврнути на листове без прелома.
Висока тачка топљења: Челик се топи на температурама између 1370 ° Ц и 1540 ° Ц, у зависности од његовог састава.
Термичка проводљивост: Има релативно високу топлотну проводљивост, омогућавајући топлоте да се ефикасно преноси.
Електрична проводљивост: Челик је добар проводник електричне енергије, иако није тако ефикасан као бакар или алуминијум.
Предности челика
Челик нуди бројне предности, што га чини популарним избором за различите апликације:
Однос високе чврстоће на тежини: Челик пружа одличну снагу уз одржавање релативно ниске тежине у поређењу с другим материјалима.
Издржљивост: Може издржати оштре окружења, ударце и хабање, што га чини погодним за дуготрајне структуре и компоненте.
Свестраност: Челик се може обликовати, формирати и придружити се користећи различите методе, омогућавајући сложене дизајне и структуре.
Рециклабилност: То је 100% рециклирање, што га чини еколошки прихватљивим материјалом.
Економичност: Челик је релативно јефтини у поређењу с другим материјалима са сличним својствима.
Недостаци челика
Упркос бројним предностима, челик има и неке недостатке:
Корозија: Челик је подложан рђу и корозији када су изложени влаги и кисеонику, захтевајући заштитне премазе или легирајући елементе да би побољшали отпорност на корозију.
Умор: Поновљено циклично оптерећење може проузроковати да челик не успе у стресима испод своје чврстоће приноса, појава познат као умор.
Висока густина: Челик је гундер од материјала попут алуминијума, што може бити недостатак у апликацијама где је смањење тежине пресудно.
Енергетски интензивна производња: Производња челика захтева значајан унос у енергију, који доприноси емисији гасова са ефектом стаклене баште.
Врсте челика
Челик се може категорисати у неколико врста на основу његовог састава и својстава:
Карбонски челик
Царбон Стеел је најчешћа врста челика, која садржи пре свега гвожђе и угљеник. Даље је класификовано на основу садржаја угљеника:
Низак карбонски челик (<0,25% угљеник): мека је, дуктилна и лако се може израђивати, чинећи га погодним за апликације попут плоче аутомобила и жичаним производима.
Средњи карбонски челик (0,25% - 0,6% угљеник): Он нуди добар баланс снаге и дуктилности, што га чини погодним за апликације попут зупчаника, осовина и железничких пруга.
Висок карбонски челик (> 0,6% угљеник): То је тврда, снажна и отпорна на хабање, али мање дуктилна, што је чини погодним за апликације попут алата за резање, извори и лежајеви.
Легура челика
Легура челика производи се додавањем легирских елемената попут мангана, никла, хрома или молибдена да би побољшали одређена својства. Уобичајени алементи и њихови ефекти укључују:
Манган: Повећава снагу, тврдоћу и отпорност на хабање.
Никл: Побољшава жилавост, дуктилност и отпорност на корозију.
ХРОМИЈА: Појачава отпорност на корозију, тврдоћу и отпорност на хабање.
Молибден: Повећава снагу, жилавост и отпорност на пузање на повишеним температурама.
Алуминијски челици проналазе апликације у разним индустријама, као што су:
Нехрђајући челик
Нерђајући челик је легура челика који садржи најмање 10,5% хрома, који формира заштитни оксидни слој на површини, пружајући одличну отпорност на корозију. Нехрђајући челици такође често садрже друге легирајуће елементе попут никла, молибдена и титанијума да би побољшали одређена својства.
Нехрђајући челици се широко користе у апликацијама које захтевају отпорност на корозију, као што су:
Опрема за прераду хране
Медицински уређаји
Архитектонске структуре
Хемијске прераде
Челик алата
Челици алата су високо угљеник, алуминијумске челике дизајнирани за прављење алата, умирања и плијесни. Они су познати по великом тврдоћи, отпорности на хабање и способност одржавања својих својстава на повишеним температурама. Челици за алате често садрже легиране елементе попут волфрана, молибдена и ванадијума да би побољшали своје перформансе.
Челици алата се користе у различитим апликацијама, као што су:
Алат за сечење (бушилице, славине, умире)
Формирање алата (ударци, умире)
Калупи за пластично убризгавање
Роллинг Милл Роллс
Кључне разлике између ливеног гвожђа и челика
Док су гвожђе од ливене и челика и обоје на бази гвожђа, имају различите карактеристике које су их раздвојиле. Разумевање ових разлика је пресудно за избор најприкладнијег материјала за дату пријаву. Истражимо кључне разлике између ливеног гвожђа и челика:
1. садржај угљеника
Садржај угљеника је главни разликовни фактор између ливеног гвожђа и челика.
Гвожђе од ливеног ливења садржи 2-4% угљеник, што јој даје јединствена својства попут високе чврстоће на притиску и одлична капитаљивост.
Челик има садржај угљеника мање од 2%, што је резултирало већем затезном чврстоћом и дуктизлом у поређењу са ливеним гвожђем.
2 Тачка топљења
Тачка топљења од ливеног гвожђа и челика значајно се разликује, утјечући на своје производне процесе и апликације.
Гвожђе од ливеног ливена има нижу тачку топљења, око 2200 ° Ф (1204 ° Ц), што је олакшало топљење и преливање у калупе.
Челик има вишу тачку топљења, у распону од 2500 ° Ф до 2800 ° Ф (1371 ° Ц до 1538 ° Ц), захтева више енергије за топљење и ливење.
3. снага
Ливено гвожђе и челични показују различите врсте чврстоће, чинећи их погодним за различите апликације.
Гвожђе од ливеног гвожђа има већу чврстоћу на притисак, омогућавајући му да издржи тешке оптерећења и одупире се деформирању када је подвргнут силама компресије.
Челик има већу затезну снагу, омогућавајући га да издржи силе повлачења без лома или трајно деформације.
4. Дуктилност и крвавост
Дуктилност и крвавост су важни фактори који утичу на понашање материјала под стресом.
Гвожђе од ливеног је ломљиво и има ниску дуктилност, што значи да се може преломити или прекинути нагло када се подвргне утицају или навијању.
Челик је дуктилнији и мање крхки од ливеног гвожђа, омогућавајући му да се пластично деформише пре прелома, пружајући маржу сигурности у апликацијама.
5. Кастабилност
Једноставност ливења игра значајну улогу у процесу производње и сложеност облика која се могу постићи.
Ливено гвожђе је лакше да се баца због ниже скупштине током очвршћивања и бољом провлачивошћу, омогућавајући производњу замршених и сложених облика.
Челик је изазовнији да се уложи у поређењу са ливеним гвожђем, јер доживљава већу скупљање и има нижу провлачност, захтевајући напредније технике ливења.
6. Машинавост
Машина се односи на лакоћу којом се материјал може смањити, избушити или обликовати помоћу алатних машина.
Гвожђе је углавном лакше од челика, као што су графитни пахуљици у својој микроструктури, као природно мазиво, смањење хабања алата и побољшање површинске обраде.
Челик је изазовнији за машину у поређењу са ливеним гвожђем, узрокујући веће хабање алата и захтевају напредније алате за сечење и технике.
7. Отпорност на корозију
Отпорност на корозију је пресудна за примене изложене оштрим окружењима или корозивним медијима.
Гвожђе од ливеног гвожђа има умјерену до ниске отпорности на корозију, чинећи да је подложно рђу и корозији када је изложена влаги и другим корозивним елементима.
Челик има већу отпорност на корозију у поређењу са ливеним гвожђем, посебно када је легирано елементима попут хрома, никла, или бакра, што га чини погодним за апликације у корозивним окружењима.
8 отпорност на хабање
Отпорност на хабање одређује способност материјала да издржи површинску штету насталу трењем или абразијом.
Гвожђе од ливеног гвожђа има бољу отпорност на механичко хабање, посебно у ситуацијама које носе трење, због присуства графичних пахуљица које делују као чврсто мазиво.
Челик је мање отпоран на хабање у поређењу са ливеним гвожђем, али може се побољшати топлотном третманом или додатком легираних елемената попут хрома или молибдена.
9. Отпорност на ударце
Отпорност на ударање односи се на способност материјала да апсорбује и расипа енергију од наглих утицаја без прелома.
Гвожђе од ливеног гвожђа има ниску отпорност на ударце због крњења, чинећи да је склон прелому када је подвргнут изненадним ударима или ударним оптерећењима.
Челик има високу отпорност на ударце и одлично је у издржатим изненадним ударима, што га чини погодним за апликације где се очекује ударчање.
10. Трошак
Трошкови материјала, производње и обраде играју значајну улогу у избору ливеног гвожђа или челика за дату пријаву.
Ливено гвожђе је генерално јефтиније од челика због нижих материјалних трошкова, једноставније производне процесе и ниже енергетске захтеве за топљење и ливење.
Челик је скупљи у поређењу са ливеном гвожђем, али нуди шири спектар јефтинијих алтернатива, као што су монтажни облици и рециклирани материјали, који могу смањити укупне трошкове.
Апликације од ливеног гвожђа и челика
Оба ливеног гвожђа и челика служе разнолике сврхе широм индустрије, одабране за њихово различите својства како би се задовољиле одређене функционалне потребе.
Пријаве за ливене гвожђе
Снага, израда листиће гвожђа и економичност чине је популаран избор у тешким апликацијама у којима је трајност кључна.
Аутомобилска индустрија : ливено гвожђе идеално је за делове који захтевају отпорност на топлоту и пригушивање вибрација. Заједничка употреба укључују:
Изградња : цијењено за његову робусност, ливено гвожђе се широко користи у грађевинским елементима попут:
Цеви и опрема за водоводне и одводне системе, нудећи отпорност на корозију
Декоративни елементи, као што су мачевање и улични намештај, због његове кастификације и издржљивости
Производња : У индустријским подешавањима, живописно-пригушивање вибрација гвожђа су пресудни у:
Тела и базе алата за машинско средство за које је потребна стабилност прецизности
Кућишта за велику машину, где је структурни интегритет од суштинског значаја
Челичне апликације
Челична затезна чврстоћа, свестраност и отпорност на корозију чине је неопходном у разним индустријама, посебно где је отпорност на ударце критична.
Изградња : челик игра на оснивачку улогу у изградњи инфраструктуре и пружа основну подршку у:
Структурне компоненте попут греда, ступаца и оквира за зграде и мостове
Појачања бетонских конструкција за побољшање затезне чврстоће
Аутомобилска индустрија : у производњи возила, челичари високи однос снаге и тежине чини га одличним избором за:
Тела и шасија аутомобила, нудећи издржљивост и отпорност на утицај за сигурност
Точкови и осовине, пружајући високе перформансе и отпорност у умору
Производња : Челик је од суштинског значаја у креирању трајних и високо-перформанси алата, укључујући:
Кућни апарати и посуђе : Отпорност на корозију од нехрђајућег челика и естетика чине га популарним у апликацијама за домаћинство:
Кухињски апарати, као што су фрижидери и пећнице, за лако одржавање
Посуђе, укључујући саксије и посуде, вредновани за њихову трајност и задржавање топлоте
Фактори за разматрање при избору између ливеног гвожђа и челика
Одабир праве материјале између ливеног гвожђа и челика захтева пажљиву процену више фактора. Сваки пројекат представља јединствене изазове и захтеве. Разумевање ових кључних разматрања помаже да се донесу информисане одлуке.
Захтеви за снагу
Врста силе који ваш пројекат мора издржати одређује ваш избор материјала. Ливено Гвожђе под називом под компресијом, чинећи га идеалним за грађевинске темеље и базе машине. Челик нуди врхунску затезну чврстоћу, савршено за структуре које требају отпорност на повлачење или истезање снага.
Отпорност на корозију
Изложеност животној средини игра пресудну улогу у избору материјала. Гвожђе од ливеног гвожђа током времена развија заштитну патину, нудећи умерени отпорност на корозију. Челик, посебно нехрђајуће варијанте, пружа бољу заштиту од хрђе и хемијске корозије. Размислите о изложености материјала влаге, хемикалијама или сланим водама.
Отпорност на ударце
Рањивост вашег пројекта на нагли сила утиче на избор материјала. Челик показује одличну отпорност на утицаја и наглих терета. Гвожђе од ливеног гвожђа показује крхку под утицајем, иако се добро сналази у сталном оптерећењу.
Сложеност производње
Следећи аспекти утичу на производњу изводљивости:
Гвожђе од ливеног гвожђа омогућава више замршени дизајн кроз своје врхунске својства ливења и карактеристике протока
Челик нуди већу флексибилност у постпродукцијским модификацијама и методама у придруживању
Комплексни облици захтевају мање обраде приликом употребе ливеног гвожђа због бољег кастибилности
Челик пружа више опција за заваривање и механичко причвршћивање у монтажним процесима
Поновно разматрање у обзир
| фактор од | ливеног гвожђа | челика |
| Сировина | Ниже трошкове | Веће трошкове |
| Прерада | Једноставнији поступак ливења | Сложенија производња |
| Радна снага | Мање интензивни | Потребно је више радне снаге |
| Одржавање | Потребна је редовна заштита | Варира према врсти |
Фактори заштите животне средине
Температурни и еколошки услови утичу на перформансе материјала:
Гвожђе од ливеног гвожђа одржава стабилност широм широке температуре
Челик нуди боље перформансе у екстремним хладним условима
Оба материјала је потребна заштита од оштрог времена излагања
Унутрашње апликације суочавају се са мање изазова заштите животне средине него на отвореном инсталације
Резиме
Укратко, ливено гвожђе и челик се разликују у саставу, чврстоћи и трошку. Ливено гвожђе нуди високу структуру чврстоће и ниже трошкове производње, док челик пружа већу затезну чврстоћу и отпорност на ударце. Одабир праве материјалне начине које одговарају његовим својствима потребама ваше пријаве. Разумевањем ових кључних разлика можете да донесете информисане изборе који побољшавају издржљивост и ефикасност у вашим пројектима.
Референтни извори
Гвожђе
Челик
Најбољи фабрика ливења високог притиска у Кини
Често постављана питања (ФАК)
П: Шта је ливено гвожђе и како је направљено?
Ливено гвожђе је легура гвоздене угљеника са садржајем угљеника изнад 2%, створена топлом и ливењем.
П: Шта је челик и како се разликује од ливеног гвожђа?
Челик је легура гвожђа и угљеника са мање од 2% угљеника, која нуди већу затезну чврстоћу од ливеног гвожђа.
П: Зашто ливено гвожђе има бољу чврстоћу компресијског од челика?
Високи садржај угљеника од ливеног гвожђа побољшава своју чврстоћу на притисак, што га чини погодним за ношење великог оптерећења.
П: Како ливено гвожђе и челик упоређују у погледу отпорности на корозију?
Челик, нарочито нехрђајући челик, углавном нуди бољу отпорност на корозију, док од ливеног гвожђа може рђати без заштитних премаза.
П: Које техничке својства треба да размотрим при избору између ливеног гвожђа и челика?
Размислите о факторима попут затезне чврстоће, притиска чврстоће, израде, отпорности на корозију и толеранцију на утицај за оптималне резултате.
П: Како је израда ливеног гвожђа у поређењу са челиком?
Ливено гвожђе је лакше заслужити због своје графитне структуре, што смањује хабање алата за сечење у поређењу са челиком.
П: Зашто је ливено гвожђе погодније за сложени дизајн ливења?
Гвожђе од ливеног гвожђа има бољу пролазу и доњу скупљање, омогућавајући замршени облици са минималном деформацијом током хлађења.
П: Како могу да решим уобичајена питања са ливеним гвожђем у апликацијама за високе утицаје?
Ако се ломи ливене гвожђе под утицајем, размотрите челик за бољи отпор утицаја или примените додатне структуре подршке.
П: Које мере предострожности треба да преузмем приликом руковања ливеном гвожђем и челиком?
Носите заштитну опрему, одржавајте одговарајућу вентилацију током сечења или заваривања и користите алате оцењене за високотезне материјале.
П: Где су гвожђе и челик који се најбоље користе у индустријским апликацијама?
Гвожђе од ливеног гвожђа добро ради тешке, стационарне дијелове попут блокова мотора, док је челик идеалан за конструкцијске, оптерећене и високо-утицајне апликације.
