Un'analisi completa delle proprietà del materiale delle parti del ferro duttile: resistenza, tenacia e macchinabilità

1. Caratteristiche di forza del ferro duttile
Una delle caratteristiche più notevoli di Parti di ferro duttile è che la sua resistenza meccanica è significativamente migliore di quella della tradizionale ghisa grigia, che è principalmente dovuta alla sua speciale morfologia della grafite e alla ragionevole struttura a matrice.
Resistenza alla trazione
La resistenza alla trazione è la capacità di un materiale di resistere alla frattura a trazione. La resistenza alla trazione del ferro duttile va da 370 MPA a 700 MPA. Rispetto alla solita resistenza alla trazione della ghisa grigia di circa 150 MPa, il ferro duttile è 2-3 volte più alto.
Questo perché la morfologia della grafite cambia dalla forma del fiocco della ghisa grigia alla forma sferica e la grafite sferica riduce notevolmente l'effetto concentrato dello stress, rendendo difficile per le fessure espandersi lungo la grafite, migliorando notevolmente le proprietà di trazione.
Forza di snervamento
La resistenza alla snervamento indica lo stress critico a cui il materiale subisce una deformazione plastica. Il ferro duttile ha un punto di snervamento chiaro, di solito da 250 MPA a 500 MPA. Ciò significa che il materiale non si romperà improvvisamente se sottoposto a stress, ma prima subirà un certo grado di deformazione plastica, che aiuta ad alleviare la concentrazione di stress e migliorare la sicurezza strutturale.
Resistenza a compressione
La resistenza a compressione del ferro duttile è generalmente alta quanto 1000 MPA o anche più alta, il che è molto adatto per applicazioni ad alta pressione e di carico pesante, come grandi parti di fondazione meccanica, vasi di pressione del gasdotto, ecc.
Fattori influenzanti
La resistenza è influenzata dalla dimensione e dalla quantità di grafite duttile, dalla struttura della matrice (la proporzione di ferrite e perle) e dal processo di trattamento termico. La grafite sferoidale piccola e uniformemente distribuita e il contenuto di peperone moderato possono migliorare significativamente la resistenza del materiale.

2. Caratteristiche di resistenza del ferro duttile
La tenacità è un indicatore di quanta energia può assorbire un materiale prima di essere danneggiato dalla forza, che è un motivo importante per cui il ferro duttile è superiore alla ghisa grigia.
La tenacità dell'impatto
La distribuzione sferica della grafite riduce significativamente la possibilità di generare ed espandersi le microcrack, rendendo la tenacità di impatto del ferro duttile più volte superiore a quella della ghisa grigia. I test mostrano che l'energia di assorbimento dell'impatto del ferro duttile può raggiungere 10-20 J/cm², che può resistere efficacemente a carichi di scosse meccaniche e vibrazioni.
Fratturare la tenacità
Il ferro duttile ha un'elevata tesi di frattura, che si manifesta in quanto il materiale può subire una certa deformazione plastica prima di rompere, che riduce notevolmente il rischio di fratture fragili. Una migliore tenacità della frattura aiuta ad estendere la durata delle parti meccaniche, in particolare a carichi alternati e condizioni di sollecitazione complesse.
Prestazioni a fatica
A causa della presenza di grafite sferoidale, viene ridotta il tasso di iniziazione e propagazione delle fessure di fatica nel materiale sotto stress alternato e la vita a fatica è significativamente estesa. Ciò rende il ferro duttile ampiamente utilizzato nei componenti chiave come l'alberi dei gust del motore e gli ingranaggi che devono resistere a carichi ripetuti.
Regolazione della resistenza
Modificando la struttura della matrice (ad esempio, aumentando la proporzione di ferrite) e il trattamento termico (normalizzazione, tempera), la tenacità può essere ulteriormente migliorata per soddisfare le esigenze delle diverse condizioni di lavoro.

3. Machinabilità del ferro duttile
La lavorazione del ferro duttile è una delle ragioni della sua popolarità, che si manifesta specificamente nei seguenti punti:
Eccellenti prestazioni di taglio
Rispetto all'acciaio, il ferro duttile ha una resistenza di taglio inferiore e un'usura dell'utensile più lenta. Le sfere di grafite svolgono un ruolo nella lubrificazione e nella rottura del chip nella matrice metallica, rendendo il processo di taglio più fluido. Inoltre, il calore generato dal taglio del ferro duttile è relativamente basso, il che è favorevole all'estensione della durata degli utensili.
Precisione ad alta lavorazione
La ghisa duttile ha materiale uniforme e una durezza moderata ed è adatto a vari metodi di lavorazione (svolta, fresatura, perforazione, macinazione), che può soddisfare i requisiti di dimensioni ad alta precisione e rugosità superficiale.
Forte adattabilità al trattamento termico
La ghisa duttile può subire una varietà di processi di trattamento termico, come la normalizzazione, il tempra e il temperamento e il trattamento dell'invecchiamento, per regolare la durezza, la forza e la tenacità per soddisfare le diverse condizioni di utilizzo delle parti.
Precauzioni
Nonostante le buone prestazioni di lavorazione, è ancora necessario selezionare ragionevolmente la velocità di taglio, la velocità di avanzamento e il liquido di raffreddamento durante il taglio ad alta velocità per evitare il surriscaldamento locale che causano il degrado delle prestazioni dei materiali o i danni degli utensili.

4. Relazione tra la microstruttura e le prestazioni della ghisa duttile
L'eccellente performance della ghisa duttile proviene dalla sua microstruttura unica:
Morfologia della grafite
La grafite nella tradizionale ghisa grigia è traballante e i bordi affilati della grafite traballante sono inclini a diventare fonti di crepa, causando fragili fratture del materiale. Nella ghisa duttile, la grafite esiste a forma quasi sferica, che riduce notevolmente la concentrazione di stress e migliora la forza e la tenacità.
Struttura a matrice
La struttura a matrice del ferro duttile può essere ferrite, perle o struttura mista. La matrice di ferrite ha una bassa durezza e una buona durezza; La matrice di perle ha un'alta durezza e una buona forza. Regolando la velocità di raffreddamento e il trattamento termico, il rapporto tra i due può essere controllato per ottenere il miglior equilibrio delle proprietà meccaniche.
Carburo e impurità
Il ferro duttile con basso contenuto di carburo e poche inclusioni ha migliori proprietà meccaniche. La moderna tecnologia di fusione garantisce una qualità stabile del materiale controllando rigorosamente la composizione chimica e il processo di fusione.

5. Aree di applicazione tipiche del ferro duttile
Il ferro duttile svolge un ruolo chiave in molti campi importanti a causa delle sue prestazioni complete:
Industria automobilistica
Utilizzato per parti ad alta resistenza come blocchi cilindri del motore, testate, manovella, ecc. Per soddisfare i requisiti di carico ad alta temperatura, alta pressione e dinamici.
Produzione di macchinari
Le parti strutturali meccaniche di produzione come ingranaggi, aste di collegamento, letti di macchine utensili, ecc., Richiede resistenza all'usura e resistenza all'impatto.
Sistema di condutture municipali
I tubi e gli accessori in ferro duttile sono ampiamente utilizzati nell'approvvigionamento idrico, nel drenaggio e nel trasporto di gas a causa della loro eccellente resistenza alla corrosione e resistenza alla pressione.
Macchinari agricoli e attrezzature minerarie
Le parti ad alta resistenza garantiscono un funzionamento stabile delle attrezzature in ambienti difficili.
Recipli a pressione e corpi di pompaggio
Alta resistenza e buona tenuta assicurano la sicurezza e l'affidabilità delle attrezzature.