støbejern

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Arbor eller altan af støbejern på Brunn herregård (Mecklenburg)
Dæksel i støbejern med bremenøgle
Klassisk støbejern lys mast : Schupmann kandelabre på Brandenburger Tor i Berlin-Mitte
Støbejernspande
Støbejerns gearhus
Støbejerns søjler
Rørbeslag i sort formbart støbejern (GJMB)

Støbejern er et jernmateriale med et højt kulstofindhold ( massefraktion over 2%), som adskiller dette materiale fra stål . Støbejern har god støbbarhed (lavt smeltepunkt, tynd smeltning, ...), men kan ikke bearbejdes ved at smede, fordi det er hårdt og skørt . Stål er derimod relativt svært at støbe, men det er meget let at smede. Støbejerns bearbejdelighed afhænger af den nøjagtige kvalitet; med støbejern med flager grafit - den mest almindelige type - det er godt. Dens styrke er lavere end støbt stål , men dæmpningen er højere.

ejendomme

Støbejern er en gruppe af jern- carbon legeringer med en høj andel af carbon (> 2%). Mange kvaliteter indeholder også silicium , hvilket forbedrer støbbarheden samt andre legeringskomponenter som mangan , chrom eller nikkel . Der skelnes mellem

  • gråt støbejern ( gråt støbejern ), hvor kulstoffet forekommer i form af grafit . Brudfladerne fremstår grå.
  • hvidt støbejern , hvor carbonet forekommer som et hårdmetal i form af cementit (Fe 3 C). Brudfladerne er hvide.

Densiteten af støbejern er ca. 7,2 g / cm³ og er lavere end densiteten af stål eller rent jern (7,85 g / cm³). Materialet har et betydeligt lavere smeltepunkt end stål i det eutektiske område på omkring 1150 ° C, men på grund af det høje kulstofindhold kan det ikke smides, da dette fører til høj hårdhed og skørhed og lav plasticitet . Smelten er tynd, så den er lettere at støbe end stålsmeltningen med højere viskositet. I støberier smelter det mest i en kuppelovn .

Støbejernsdele er mere modstandsdygtige over for korrosion end stål, [1] især hvis støbehuden er intakt. Korrosionsbestandigheden kan øges ved at tilføje legering silicium, chrom og nikkel.

En enkel metode til at kontrollere kvaliteten af gråt støbejern er at ramme en retvinklet kant med en hammer : det skal efterlade et varigt indtryk uden at kanten splintrer.

sorterer

Den enkleste og mest almindelige type støbejern er støbejern med lamellgrafit (betegnelse i henhold til den nuværende europæiske standard EN 1561 "GJL" eller tidligere i henhold til DIN 1691 "GGL"), hvor grafitten er i form af tynd, uregelmæssigt formede lameller. Disse lameller fungerer som hak, når de udsættes for trækbelastninger, så trækstyrken er relativt lav (" forudbestemte brudpunkter "). I modsætning til trækstyrke er transmissionen af ​​trykbelastning meget bedre. Trykstyrken er omkring en faktor 4 højere end trækstyrken.

På grund af den manglende mobilitet i den ikke -ensartede struktur med grafitlamellerne og indre belastninger har gråt støbejern ingen genkendelig plasticitet - det er et sprødt materiale med god varmeledningsevne , gode dæmpningsegenskaber og på grund af sin sprødhed gode dimensionelle stivhed . Derfor er gråt støbejern særligt velegnet til maskinbede og stel. Derudover er der fordelagtige selvsmørende egenskaber, hvis lamellerne kan skæres gennem bearbejdning, og selve grafitten eller andre smøremidler i stedet kan "lagres" i hulrummene.

Betegnelser for støbejern med lamellgrafit
i henhold til DIN EN 1561 i henhold til DIN 1691
DA-GJL-150 GG-15
DA-GJL-200 GG-20
DA-GJL-250 GG-25
DA-GJL-300 GG-30
DA-GJL-350 GG-35

Støbejern med kugleformet grafit ( kugleformet grafitstøbejern , duktilt støbejern, betegnelse GJS i henhold til den nuværende europæiske standard EN 1563, tidligere GGG i henhold til DIN 1693), hvor grafitten er mere eller mindre sfærisk, har bedre mekaniske egenskaber. Dette opnås ved at afsvovle smelten ved tilsætning af små mængder magnesium , cerium eller calcium kort før det hældes.

Duktilt støbejern foretrækkes til rørledninger i centrifugalstøbeprocessen .

En anden vigtig form er formbart støbejern , som efter størkning som Ledeburite udsættes for en glødende behandling ( hærdning ):

  • Med hvidt formbart støbejern (GJMW) udglødes en i en iltfrigivende atmosfære, hvorved kulstoffet fjernes fra støbningerne (i hvert fald i kantområdet), hvorved egenskaberne nærmer sig stålets.
  • Sort formbart støbejern (GJMB) glødes i en iltfri atmosfære. Dette fører til ændringer i form af forfining i strukturen, som har en positiv effekt på emnets mekaniske egenskaber. Forbedringerne er ikke begrænset til emnets kantzone.

Disse sorter kan også tåle mindre plastiske deformationer uden at gå i stykker. Sådanne materialer bruges typisk som formbare støbejernsbeslag i rørledningskonstruktion til skrueforbindelser.

En nyere materialeudvikling er støbejern med vermikulær grafit (betegnelse GJV i henhold til den nuværende ISO 16112, tidligere GGV). I hans tilfælde er grafitten hverken lamellær eller sfærisk, men snarere som klumper, der ligner orme i mikroskopet (vermiculus, latin for små orme). De mekaniske egenskaber ved dette materiale ligger mellem støbejern med lamellgrafit og støbejernets med kugleformet grafit . Det er imidlertid vanskeligere at fremstille og kræver en smeltebehandling, der udføres inden for snævre tolerancer.

reparation

Reparation af revnede eller ødelagte støbegods er mulig ved hjælp af særlige procedurer. På denne måde kan metalstænger presses og tætnes i kædehullerne, der er fremstillet til dette formål, vinkelret på brudets eller revnens forløb. Derudover kan gevindhuller bores dybt langs brudlinjen og skrues ned med skruer. Resultatet er en ikke-positiv og positiv forbindelse med høj tryktæthed, der forhindrer olier og gasser i at slippe ud. [2] [3]

litteratur

  • Hans Berns, Werner Theisen: Jernmaterialer - stål og støbejern . 4. udgave. Springer, Berlin / Heidelberg 2008, ISBN 978-3-540-79955-9 .
  • Peter Marks: European Cast Iron and Steel Casting Grades . Udg .: DIN, German Institute for Standardization eV 2. udgave. Beuth, Berlin / Wien / Zürich 2009, ISBN 978-3-410-17030-3 (= Beuth-Pocket. Werkstoffe ; tekst på tysk og engelsk).
  • Franz Neumann: Støbejern: smelteteknologi, metallurgi, smeltebehandling . 2. udgave. Expert, Renningen-Malmsheim 1999, ISBN 3-8169-1728-3 .
  • Walter Hammer, Karin Michelberger, Wilfried Schremm: Tyske ovne og ovne i støbejern , Märchenofen Verlag, Ulm 1984, ISBN 3-9800967-0-X
  • Eugen Piwowarsky : Støbejern af høj kvalitet - dets egenskaber og den fysiske metallurgi ved fremstillingen . 2. udgave. Springer, Göttingen / Heidelberg 1958.

Weblinks

Commons : Støbejern - Samling af billeder, videoer og lydfiler
Wiktionary: Støbejern - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

  1. For eksempel har Iron Man i en skov nær Bonn været udsat for vejr og jordfugtighed i lang tid uden mærkbare tegn på korrosion.
  2. Metalock Engineering Tyskland. I: Hannes Hesse, Florian Langenscheidt, Hartmut Rauen (red.): Encyclopaedia of German Mechanical Engineering - The Best of German Engineering . VDMA-Verlag, Frankfurt am Main 2013, ISBN 978-3-8163-0628-3 , s.   521-523 .
  3. patent DE1136163 : Tryk- stram tilslutning af revnede eller ødelagte emner af støbejern materialer, især gråt støbejern. Udgivet den 15. oktober 1957 , opfinder: Rolf Joeres.