Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Lito železo je v naše življenje vstopilo pred več stoletji in je še danes priljubljeno . Uporablja se na mnogih področjih. Da bi razumeli, kaj je lito železo, je pomembno poznati njegove lastnosti in kemično sestavo, strukturo in značilnosti njenih zlitin, prednosti in slabosti tega materiala, pa tudi njegovo proizvodnjo in uporabo.

Kemična sestava litega železa

Lito železo je zlitina železa in ogljika, v kateri delež ogljika ni manjši od 2, 14%, vendar ne več kot 4, 5%. Ogljik je del litega železa v obliki cementita ali grafita. Če je odstotek vsebnosti ogljika manjši od 2, 14%, se taka zlitina imenuje jeklo.

Znano je, da je bila zlitina iz litega železa prvič proizvedena na Kitajskem v VI stoletju. V Evropi je skrivnost njegove proizvodnje prišla v XIV. Stoletju, v Rusiji pa je bila njegova sestava popolna šele v XVII. Za vse to že dolgo časa se formula litega železa ni spremenila.

Najkakovostnejši material je bil proizveden v livarni bratov Demidov na Uralu.

Skozi stoletja ni le izgubil svojega pomena, ampak je pridobil še širši nabor aplikacij.

Sorte materiala

Obstajajo takšne vrste litega železa, kot ekstremne in livarne . Prvi se uporablja pri proizvodnji jekla na poti kisika in pretvornika. Silicij in mangan v takšni zlitini sta v zelo majhni količini. Livarski tip materiala se bolj uporablja v industriji in proizvodnji. On pa je razdeljen na naslednje vrste:

  • Bela litina - ogljik v njem je železov karbid. Hkrati se na njegovi krivdi vidi bela plima, od koder prihaja njeno ime. V svoji čisti obliki se ne uporablja. Uporablja se v proizvodnem procesu duktilne litine.
  • Za sivo litino je značilen srebrn lesk na lomu. Ima široko paleto aplikacij in je popolnoma obdelan z sekalci.
  • Zlitina visoke trdnosti se uporablja za povečanje lastnosti trdnosti proizvedenega materiala. Proizvaja se iz sive litine z dodajanjem magnezijeve nečistoče v maso.
  • Nodularna litina je tudi vrsta sive litine. Njegovo ime nakazuje, da ima visoko duktilnost, in ga dobite iz belega železa z žarjenjem.
  • Polovica ima posebne lastnosti. Del ogljika v svoji sestavi je v obliki grafita, ostalo - v obliki cementita.

Zlitine

Glavna značilnost litega železa je skrita v procesu njene izdelave. Dejstvo je, da v različnih vrstah te zlitine tališče doseže 1200 ° C, v jeklu pa 1500 ° C. Na ta dejavnik vpliva prevelika vsebnost ogljika. Atomi železa in ogljika med njimi nimajo zelo tesnih vezi.

Ko pride do taljenja, atomi ogljika ne morejo popolnoma prodreti v molekulsko mrežo železa, zaradi česar postane zlitina iz litega železa krhka. V zvezi s tem se ne uporablja pri proizvodnji delov, ki bodo nenehno izpostavljeni obremenitvam.

Ta material pripada jeklarski industriji in njene značilnosti so podobne jeklu. Izdelki iz železa in jekla se pogosto uporabljajo v vsakdanjem življenju in so popolnoma upravičeni.

Če primerjamo značilnosti teh kovin, lahko sklepamo naslednje:

  1. Stroški jeklenih izdelkov so višji od stroškov litega železa.
  2. Razlike v barvi: litega železa je temno in mat, jeklo pa je svetlo in sijoče.
  3. Jeklo je slabše za ulivanje, vendar je za razliko od litega železa lažje kovati in variti.
  4. Jeklo ima večjo trdnost kot zlitina iz litega železa.
  5. Jeklo je težje teže.
  6. Vsebnost ogljika je nižja od vsebnosti litega železa.

Prednosti in slabosti

To gradivo, kot vsako drugo, ima svoje prednosti in slabosti.

Prednosti litega železa vključujejo takšne dejavnike:

  • Včasih se celo primerja po značilnostih z jeklom, saj se nekatere vrste odlikujejo po povečani moči.
  • Dolgo časa ohranja temperaturo: pri segrevanju se toplota enakomerno porazdeli po njej in ostane nespremenjena dolgo časa.
  • Je okolju prijazen material, zaradi katerega se pogosto uporablja pri izdelavi jedi, v katerih bo hrana pripravljena neposredno.
  • Ne reagira na kislinsko-bazno okolje.
  • Je trpežni material.
  • Dlje ko je izdelek iz tega materiala, boljša je njegova kakovost.
  • Ta material je popolnoma neškodljiv za človeško telo.

Slabosti vključujejo naslednje dejavnike:

  • Morda postane rjaven, tudi če se voda zadržuje v njej za kratek čas.
  • Je zelo drag material, vendar se kljub temu popolnoma upraviči. Kakovost, praktičnost in zanesljivost so glavne značilnosti izdelkov iz te zlitine.
  • Za sivo litino je značilna nizka duktilnost.
  • Bela je zelo krhka in najpogosteje gre do talilnice.

Značilnosti in lastnosti litega železa

Ta kovinska zlitina ima naslednje lastnosti:

  1. Fizikalne lastnosti: specifična teža, dejansko krčenje, koeficient linearnega raztezanja. Na primer, vsebnost ogljika v litju železa neposredno vpliva na njeno težo.
  2. Toplotne lastnosti. Toplotna prevodnost se običajno izračuna glede na pravilo premika. Za trdno stanje kovine je prostorninska toplotna kapaciteta 1 kalo / cm3 * oC. Če je kovina v tekočem stanju, potem je približno enaka 1, 5 kal / cm3 * C.
  3. Mehanske lastnosti. Omeniti je treba, da na te lastnosti vplivata tako podloga kot tudi oblika in velikost grafita. Siva litina z biserno osnovo je najbolj trpežna, s feritnim - najbolj duktilnim. Za lamelarno obliko grafita je značilno največje zmanjšanje jakosti, pri sferični obliki pa je to zmanjšanje minimalno.
  4. Hidrodinamične lastnosti. Prisotnost mangana in žvepla vpliva na viskoznost materiala. Prav tako se nagiba k povečanju, ko temperatura zlitine preide točko nastanka strjevanja.
  5. Tehnološke lastnosti. Ta kovina se odlikuje z odličnimi odlitnimi lastnostmi ter odpornostjo proti obrabi in vibracijam.
  6. Kemijske lastnosti Ker se potencial elektrode zmanjšuje, so strukturne komponente zlitine razvrščene v naslednjem vrstnem redu: cementit - fosfid evtektik - ferit.

Na lastnosti zlitine vplivajo tudi posebne nečistoče:

  • Dodajanje žvepla znatno zmanjša pretočnost in zmanjša ognjeodpornost.
  • Fosfor omogoča izdelavo izdelkov različnih oblik, hkrati pa zmanjšuje njegovo moč.
  • Dodatek silicija zmanjša tališče materiala in bistveno izboljša lastnosti ulivanja. Vsebnost silicija v različnih odstotkih omogoča pridobivanje zlitin različnih barv: od ferita do čiste bele barve.
  • Prisotnost mangana v zlitini znatno poveča trdoto in trdnost materiala, hkrati pa se poslabšata tudi njeni odlitki in tehnološke lastnosti.
  • Poleg teh nečistot lahko sestava zlitine vključuje tudi druge komponente. V tem primeru se materiali imenujejo dopirani. Najpogosteje so titan, aluminij, krom, baker in nikelj pomešani z lito železo.

Sestava in struktura kovine

Litega železa kot konstrukcijski material predstavlja kovinska votlina z grafitnimi vključki. Njegove glavne komponente so perlit, ledeburit in plastični grafit. Zanimivo je, da so pri različnih vrstah zlitin ti elementi prisotni v neenakih razmerjih ali pa so popolnoma odsotni.

Lita zlitina je po svoji strukturi razdeljena na naslednje vrste: \ t

  • Pearlite.
  • Ferritic.
  • Feritno-perlitni.

V tem primeru je grafit lahko prisoten v eni od naslednjih oblik:

  1. Sferična: takrat, ko je dodan magnezij, je grafit prevzel to obliko. Običajno je značilen za izdelke iz litega železa visoke trdnosti.
  2. Plastika: grafit spominja na obliko cvetnih listov (v tej obliki je prisoten v navadni litini). Za ta material je značilna visoka duktilnost.
  3. Kosmičasta: ta oblika je pridobljena v postopku žarjenja z belim železom. Flokulentni grafit najdemo v nodularnem železu.
  4. Vermikularna: grafit v tej obliki je prisoten v sivi litini. Zasnovan je bil posebej za izboljšanje njegovih plastičnih lastnosti.

Proizvodna tehnologija

Kot je znano, se litega železa proizvaja v posebnih plavžih. Glavna surovina za njeno proizvodnjo je železova ruda. Tehnološki proces izdelave je sestavljen iz redukcije oksidov železove rude in zaradi tega drugega materiala - litega železa. Za njegovo proizvodnjo se uporabljajo goriva kot koks, termoantracit, zemeljski plin.

Za proizvodnjo ene tone surovega železa je potrebnih približno 550 kilogramov koksa in približno tono vode. Prostornina rude, ki se vlije v peč, je odvisna od vsebnosti železa. Praviloma se uporablja ruda, ki vsebuje najmanj 70% železa. Stvar je v tem, da ni ekonomsko izvedljivo uporabiti nižjo koncentracijo.

Prva faza proizvodnje železa je taljenje. Ruda se vlije v plavž, nato pa v koksni premog, ki je potreben za injiciranje in vzdrževanje zahtevane temperature v gredi peči. Med izgorevanjem te sestavine aktivno sodelujejo pri tekočih kemijskih reakcijah kot reducenti železa.

Medtem pa se pretok potopi v peč, ki deluje kot katalizator. S tem pospešuje taljenje kamnin in s tem podpira zgodnje sproščanje železa. Pomembno je vedeti, da se ruda pred natovarjanjem v peč opravi potrebne predhodne obdelave. Zdrobijo se v drobilnici, ker se manjši delci hitreje topijo. Nato ga speremo, da odstranimo nekovinske delce. Nato se surovina izpostavi žganju, zaradi česar se ekstrahirajo žveplo in druge tuje sestavine.

V drugi fazi proizvodnje se zemeljski plin skozi poseben gorilnik dovaja v peč, ki je polna in pripravljena za obratovanje. Koks sodeluje pri ogrevanju surovin. Obstaja izpust ogljika, ki v kombinaciji s kisikom tvori oksid. On pa prispeva k predelavi železa iz rude.

S povečanjem količine plina v peči zmanjša hitrost pretoka kemične reakcije. Ko se doseže določeno razmerje plina, se lahko popolnoma ustavi. Ogljik prodira v zlitino in se združuje z železom, s čimer tvori lito železo. Na površini ostanejo nehlapljeni elementi, ki se kmalu odstranijo. Takšne odpadke imenujemo žlindra. Uporablja se za izdelavo drugih materialov.

Področje uporabe

Ta kovina se uporablja v različnih industrijah. Na primer, se pogosto uporablja v strojništvu za proizvodnjo različnih delov.

Ta material se najpogosteje uporablja pri proizvodnji blokov za motorje in ročične gredi. Za izdelavo slednjega je potrebna izboljšana zlitina z dodatkom posebnih nečistoč iz grafita. Ta kovina je odporna na trenje, zato so iz nje izdelane visoko kakovostne zavorne obloge.

V težkih klimatskih pogojih je zlitina iz litega železa nenadomestljiva, saj omogoča strojnim delom, ki so izdelani iz nje, da delujejo gladko tudi pri najnižjih temperaturah.

V metalurški industriji se je izkazal tudi za odlično. Odlične lastnosti vlivanja in relativno nizka cena so zelo cenjene. Izdelke iz njega odlikuje zelo visoka trdnost in odpornost proti obrabi.

Litega železa zlitine je veliko različnih sanitarnih izdelkov. To so baterije, ponori, različni umivalniki in cevi. Litega železa kopeli in radiatorji so zelo priljubljeni. Njihova življenjska doba je zelo dolga. V mnogih stanovanjih se ti izdelki še danes uporabljajo, saj že dolgo ohranjajo svoj prvotni videz in redko potrebujejo obnovo.

Pomembno je tudi dejstvo, da odlične livarske lastnosti litega železa omogočajo izdelavo celostnih umetniških del: kot so kovanega železa in vse vrste arhitekturnih spomenikov.

Omeniti je treba, da je cena za 1 kilogram litega železa posledica količine ogljika v njegovi sestavi, pa tudi prisotnosti različnih nečistoč in legirnih komponent. Cena na tono železa je približno 8.000 rubljev.

Do danes ni področja, kjer bi se uporabljala ta kovina. Njena litja in zlitine so osnova mnogih sestavnih delov, mehanizmov in delov. Včasih se uporablja kot samostojen izdelek, ki se dobro sooča z dodeljenimi funkcijami. Ta spojina, ki vsebuje železo, je edinstvena. Danes ostaja nepogrešljiva.

Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kategorija:

Koristni nasveti