Støpejern er en jern-karbonlegering med et karboninnhold på over 2,11 %. Det oppnås ved høytemperatursmelting og støping av industrielt råjern, skrapstål og andre stål- og legeringsmaterialer. Bortsett fra Fe, kalles støpejern med karbon i form av grafitt i form av kuler duktilt jern.
Duktilt jern er et høyfast støpejernsmateriale utviklet fra slutten av 1940-tallet til 1950-tallet. Den har utmerket omfattende ytelse. De spesifikke ytelsesegenskapene kan forklares fra følgende aspekter:
1.1. Høy styrke.Strekkfastheten til duktilt jern overstiger langt den for grått støpejern og tilsvarer den til stål.
1.2. Høy flytegrense.Flytegrensen til duktilt jern er så lav som 40K, mens flytegrensen til stål kun er 36K, noe som viser den utmerkede ytelsen til duktilt jern under stress.
1.3. God plastisitet og seighet.Gjennom sfæroidisering og inokulasjonsbehandling er grafitten inne i duktilt jern sfærisk, noe som effektivt forbedrer plastisiteten og seigheten og unngår tendensen til å sprekke.
2.1) God støpbarhet.Duktilt jern har gode støpeegenskaper og kan støpe deler med komplekse former og presise dimensjoner.
2.2) Utmerket støtdemping.På grunn av tilstedeværelsen av grafitt, når duktilt jern vibreres, kan grafittkulene absorbere en del av vibrasjonsenergien, og dermed redusere vibrasjonsamplituden.
2.3) Slitasjemotstand.Visse legeringselementer kan legges til duktilt jern for å oppnå slitesterkt duktilt jern, som kan fungere under sliteforhold.
2.4) Varmemotstand.Ved å tilsette spesifikke elementer som (silisium, aluminium, nikkel, etc.), kan en tett oksidfilm eller antioksidantelementer dannes på overflaten av støpegodset for å hindre ytterligere oksidasjon, øke den kritiske temperaturen til seigjern og gjøre det egnet for arbeidsmiljøer med høy temperatur.
2.5) Korrosjonsbestandighet.Tilsetning av legeringselementer som silisium, krom, aluminium, molybden, kobber og nikkel til duktilt jern kan danne en beskyttende film på overflaten av støpegodset, noe som kan forbedre korrosjonsmotstanden til duktilt jern og gjøre det egnet for korrosive miljøer som kjemiske deler.
3.1. Lav kostnad.Sammenlignet med stål er duktilt jern billigere, noe som kan redusere støpekostnadene betydelig.
3.2. Lagre materialer.For deler som tåler statisk belastning sparer duktilt jern flere materialer enn støpt stål, og er lettere, noe som bidrar til å redusere material-, transport- og installasjonskostnader.
Kinesiske duktilt jernkvaliteter og mekaniske egenskaper [GB/T 1348--1988] |
|||||
Merke |
strekkfasthet |
Yield Styrke |
Forlengelse |
hardhet |
Matrisestruktur (volumbrøk) |
QT900-2 |
900 |
600 |
2 |
280-360 |
Bainitt eller temperert martensitt (lavere bainitt eller temperert martensitt, temperert troostitt) |
QT800-2 |
800 |
480 |
2 |
245-335 |
Pearlitt (perlitt eller herdet troostitt) |
QT700-2 |
700 |
420 |
2 |
225-305 |
Pearlitt (perlitt eller herdet troostitt) |
QT700-2 |
700 |
420 |
2 |
225-305 |
Pearlitt (perlitt eller herdet troostitt) |
QT600-3 |
600 |
370 |
3 |
190-270 |
Pearlitt + ferritt (P: 80%-30%) |
QT500-7 |
500 |
320 |
7 |
170-230 |
Pearlitt + ferritt (F: 80%-50%) |
QT450-10 |
450 |
310 |
10 |
160-210 |
Ferritt (≥80 % ferritt) |
QT400-15 |
400 |
250 |
15 |
130-180 |
Ferritt (100 % ferritt) |
QT400-18 |
400 |
250 |
18 |
130-180 |
Ferritt (100 % ferritt) |
Kjemisk sammensetning av duktilt jern (for referanse) |
||||||||||
Merke og type |
Kjemisk sammensetning (massefraksjon %) |
|||||||||
C |
Og |
Mn |
P |
S |
Mg |
RE |
Cu |
Mo |
||
QT900-2 |
Før graviditet |
3,5-3,7 |
|
≤0,50 |
≤0,08 |
≤0,025 |
|
|
|
|
Etter graviditet |
|
2,7-3,0 |
|
|
|
0,03-0,05 |
0,025-0,045 |
0,5-0,7 |
0,15-0,25 |
|
QT800-2 |
Før graviditet |
3,7-4,0 |
|
≤0,50 |
0.07 |
≤0,03 |
|
|
|
|
Etter graviditet |
|
2.5 |
|
|
|
|
|
0.82 |
0.39 |
|
QT700-2 |
Før graviditet |
3,7-4,0 |
|
0,5-0,8 |
≤0,08 |
≤0,02 |
|
|
|
|
Etter graviditet |
|
2,3-2,6 |
|
|
|
0,035-0,065 |
0,035-0,065 |
0,40-0,80 |
0,15-0,40 |
|
QT600-3 |
Før graviditet |
3,6-3,8 |
|
0,5-0,7 |
≤0,08 |
≤0,025 |
|
|
|
|
Etter graviditet |
|
2,0-2,4 |
|
|
|
0,035-0,05 |
0,025-0,045 |
0,50-0,75 |
|
|
QT500-7 |
Før graviditet |
3,6-3,8 |
|
≤0,60 |
≤0,08 |
≤0,025 |
|
|
|
|
Etter graviditet |
|
2,5-2,9 |
|
|
|
0,03-0,05 |
0,03-0,05 |
|
|
|
QT450-10 |
Før graviditet |
3,4-3,9 |
|
≤0,50 |
≤0,07 |
≤0,03 |
|
|
|
|
Etter graviditet |
|
2,2-2,8 |
|
|
|
0,03-0,06 |
0,02-0,04 |
|
|
|
QT400-15 |
Før graviditet |
3,5-3,9 |
|
≤0,50 |
≤0,07 |
≤0,02 |
|
|
|
|
Etter graviditet |
|
2,5-2,9 |
|
|
|
0,04-0,06 |
0,03-0,05 |
|
|
|
QT400-18 |
Før graviditet |
3,6-3,9 |
|
≤0,50 |
≤0,08 |
≤0,025 |
|
|
|
|
Etter graviditet |
3,6-3,9 |
2,2-2,8 |
|
|
|
0,04-0,06 |
0,03-0,05 |
|
|
Serienummer |
Land |
Jernplate |
||||||
1 |
Kina |
QT400-18 |
QT450-10 |
QT500-7 |
QT600-3 |
QT700-2 |
QT800-2 |
QT900-2 |
2 |
Japan |
FCD400 |
FCD450 |
FCD500 |
FCD600 |
FCD700 |
FCD800 |
|
3 |
USA |
60-40-18 |
65-45-12 |
70-50-05 |
80-60-03 |
100-70-03 |
120-90-02 |
|
4 |
Tidligere Sovjetunionen |
B440 |
BY45 |
BI50 |
B460 |
B470 |
BII80 |
B4100 |
5 |
Tyskland |
GGG40 |
|
GGG50 |
GGG60 |
GGG70 |
GGG80 |
|
6 |
Italia |
GS370-17 |
GS400-12 |
GS500-7 |
GS600-2 |
GS700-2 |
GS800-2 |
|
7 |
Frankrike |
FGS370-17 |
FGS400-12 |
FGS500-7 |
FGS600-2 |
FGS700-2 |
FGS800-2 |
|
8 |
Storbritannia |
400/17 |
420/12 |
500/7 |
600/7 |
700/2 |
800/2 |
900/2 |
9 |
Polen |
ZS3817 |
ZS4012 |
ZS 4505 |
ZS6002 |
ZS7002 |
ZS8002 |
ZS9002 |
10 |
India |
SG370/17 |
SG400/12 |
SG500/7 |
SG600/3 |
SG700/2 |
SG800/2 |
|
11 |
Romania |
|
|
|
|
FGN70-3 |
|
|
12 |
Spania |
FGE38-17 |
FGE42-12 |
FGE50-7 |
FGE60-2 |
FGE70-2 |
FGE80-2 |
|
13 |
Belgia |
FNG38-17 |
FNG42-12 |
FNG50-7 |
FNG60-2 |
FNG70-2 |
FNG80-2 |
|
14 |
Australia |
300-17 |
400-12 |
500-7 |
600-3 |
700-2 |
800-2 |
|
15 |
Sverige |
0717-02 |
|
0727-02 |
0732-03 |
0737-01 |
0864-03 |
|
16 |
Ungarn |
GǒV38 |
GǒV40 |
GǒV50 |
GǒV60 |
GǒV70 |
|
|
17 |
Bulgaria |
380-17 |
400-12 |
450-5 |
600-2 |
700-2 |
800-2 |
900-2 |
18 |
Internasjonal standard (ISO) |
400-18 |
450-10 |
500-7 |
600-3 |
700-2 |
800-2 |
900-2 |
19 |
Pan-amerikansk standard (COPANT) |
|
FMNP45007 |
FMNP55005 |
FMNP65003 |
FMNP70002 |
|
|
20 |
Finland |
GRP400 |
|
GRP 500 |
GRP 600 |
GRP700 |
GRP800 |
|
21 |
Nederland |
GN38 |
GN42 |
GN50 |
GN60 |
GN70 |
|
|
22 |
Luxembourg |
FNG38-17 |
FNG42-12 |
FNG50-7 |
FNG60-2 |
FNG70-2 |
FNG80-2 |
|
Da duktilt jern først ble brukt som rør, ble jernrør og beslag for det meste produsert av store industriland. Duktile jernrør har lenge vist seg å være overlegne i forhold til grå støpejernsrør for transport av vann og andre væsker. Hovedårsaken til denne endringen er at styrken og seigheten til ferritisk duktilt jern gjør at rør laget av dette materialet tåler høye driftstrykk og lett kan lastes og losses under legging.
Målt i produsert tonnasje er bilindustrien den nest største brukeren av duktilt støpegods. Duktilt jern brukes på tre hovedsteder i biler: (1) Strømkilde - motorkomponenter; (2) Kraftoverføring - girtog, gir og foringer; (3) Kjøretøyoppheng, bremser og styreinnretninger.
Moderne økonomiske landbruksmetoder krever landbruksmaskiner som kan gis pålitelig og lang levetid ved behov.
Støpegods av duktilt jern som er mye brukt i landbruksindustrien inkluderer ulike traktordeler, ploger, braketter, klemmer og trinser. En typisk komponent er bakakselhuset til et gårdskjøretøy, som opprinnelig var laget av støpt stål. Veibelegg- og anleggsindustrien krever en betydelig mengde forskjellige typer utstyr, inkludert bulldosere, kjøremaskiner, kraner og kompressorer, og duktilt jernstøpegods brukes i disse områdene.
Maskinverktøyindustrien for duktilt jern drar fordel av de tekniske egenskapene til duktilt jern, som tillater utforming av komplekse maskinverktøykomponenter og tunge maskinstøpegods som veier mer enn 10 tonn. Bruksområder inkluderer sprøytestøper, smimaskinsylindre og stempler. Den høye strekk- og flytegrensen til duktilt jern og dets gode bearbeidbarhet tillater produksjon av lettere støpegods samtidig som stivheten opprettholdes. På samme måte gjør styrken og seigheten til seigjern det et ideelt materiale for ulike håndverktøy som skiftenøkler, klemmer og målere.
Ventilprodusenter er hovedbrukerne av duktilt jern (inkludert austenittisk duktilt jern), og dets bruksområder inkluderer vellykket transport av forskjellige syrer, salter og alkaliske væsker.