Waarin verschilt gietstaal van gietijzer en waarom zou jij je daar zorgen over maken? Een goed begrip van deze materialen is essentieel voor het kiezen van het juiste materiaal voor jouw project. In dit artikel worden de verschillende eigenschappen, voordelen en veelvoorkomende toepassingen van zowel gietstaal als gietijzer besproken. U krijgt inzicht in hun sterke en zwakke punten, zodat u weloverwogen beslissingen kunt nemen voor uw engineeringbehoeften. Duik in het artikel om te leren hoe deze veelzijdige materialen van invloed kunnen zijn op uw volgende constructie.
Zowel staal als ijzer zijn ijzer-koolstoflegeringen die een kleine hoeveelheid legeringselementen en onzuiverheden bevatten. Op basis van het verschillende koolstofgehalte kunnen ze worden onderverdeeld in:
Gerelateerde lectuur: Gietijzer vs Smeedijzer
Gietijzer is een ijzer-koolstoflegering met een koolstofgehalte van meer dan 2%. De koolstof in gietijzer bestaat vaak in de vorm van grafiet en soms in de vorm van carbiden.
Naast koolstof bevat gietijzer ook 1% tot 3% silicium, evenals mangaan, fosfor, zwavel en andere elementen.
Gelegeerd gietijzer bevat ook elementen zoals nikkel, chroom, molybdeen, aluminium, koper, boor en vanadium.
Koolstof en silicium zijn de belangrijkste elementen die de microstructuur en eigenschappen van gietijzer beïnvloeden.
Gietijzer kan worden onderverdeeld in:
1. Grijs gietijzer:
Met een hoog koolstofgehalte (2,7% tot 4,0%), bestaat de koolstof voornamelijk in de vorm van schilferig grafiet en is het breukvlak grijs. Het heeft een laag smeltpunt (1145 °C tot 1250 °C), een kleine stollingskrimp en een hoge druksterkte. sterkte en hardheid vergelijkbaar met koolstofstaal en goede schokabsorptie.
Het wordt gebruikt om structurele onderdelen te maken zoals machinebedden, cilinders en dozen.
2. Wit gietijzer:
Bij een laag koolstof- en siliciumgehalte bestaat de koolstof voornamelijk in de vorm van carbiden en is het breukvlak zilverwit.
Tijdens het stollen heeft het een grote krimp en is het gevoelig voor krimpgaten en scheuren. Het heeft een hoge hardheid en brosheid en is niet bestand tegen schokbelastingen. Het wordt meestal gebruikt als onbewerkte onderdelen voor smeedbaar gietijzer en voor het maken van slijtvaste onderdelen.
3. Kneedbaar gietijzer:
Verkregen door gloeien Bij wit gietijzer is het grafiet in een geclusterde vorm verdeeld, meestal nodulair gietijzer genoemd. De microstructuur en eigenschappen zijn uniform, slijtvast en hebben een goede plasticiteit en taaiheid.
Het wordt gebruikt om onderdelen te maken met complexe vormen en bestand tegen sterke dynamische belastingen.
4. Kneedbaar gietijzer:
Verkregen door het sferoïdiseren van het ijzerwater van grijs gietijzer. Het neergeslagen grafiet heeft een bolvorm en wordt gewoonlijk nodulair gietijzer genoemd.
Het heeft een hogere sterkte, een betere taaiheid en plasticiteit dan gewoon grijs gietijzer. Het wordt gebruikt voor de productie van onderdelen van verbrandingsmotoren, auto-onderdelen, landbouwmachines, enz.
5. Gecompacteerd grafietijzer:
Het neergeslagen grafiet, dat wordt verkregen door het ijzerwater van grijs gietijzer te verdichten en te sferoïderen, heeft een wormachtige vorm.
De mechanische eigenschappen zijn vergelijkbaar met die van nodulair gietijzer en de gieteigenschappen liggen tussen die van grijs gietijzer en nodulair gietijzer in. Het wordt gebruikt om auto-onderdelen te maken.
6. Gelegeerd gietijzer:
Gewoon gietijzer waaraan een geschikte hoeveelheid legeringselementen is toegevoegd (zoals silicium, mangaan, fosfor, nikkel, chroom, molybdeen, koper, aluminium, boor, vanadium, tin enz.
De legeringselementen veranderen de matrixstructuur van gietijzer en hebben daardoor overeenkomstige eigenschappen zoals hittebestendigheid, slijtvastheid, corrosiebestendigheid, bestendigheid tegen lage temperaturen of niet-magnetisme.
Het wordt gebruikt om onderdelen te maken voor mijnbouw, chemische machines, instrumenten en meters.
Staal dat voor gieten wordt gebruikt. Het is een gietlegering die kan worden onderverdeeld in drie soorten: koolstofgietstaal, laaggelegeerd gietstaal en speciaal gietstaal.
1. Koolstof gietstaal:
Een gietstaal waarin koolstof het belangrijkste legeringselement is en een kleine hoeveelheid andere elementen bevat. Gietstaal met een laag koolstofgehalte bevat minder dan 0,2% koolstof, gietstaal met een gemiddeld koolstofgehalte bevat 0,2% tot 0,5% koolstof en gietstaal met een hoog koolstofgehalte bevat meer dan 0,5% koolstof.
Naarmate het koolstofgehalte toeneemt, nemen de sterkte en hardheid van koolstofgietstaal toe. Koolstofgietstaal heeft een hoge sterkte, plasticiteit en taaiheid, lagere kosten.
Het wordt gebruikt in zware machines om onderdelen te maken die grote lasten dragen, zoals frames van walserijen, hydraulische pers en gebruikt in spoorwegvoertuigen om onderdelen te maken die worden blootgesteld aan grote krachten en schokken, zoals schommelkussens, zijframes, wielen en koppelingen.
2. Laaggelegeerd gietstaal:
Gietstaal dat legeringselementen bevat zoals mangaan, chroom en koper. De totale hoeveelheid legeringselementen is over het algemeen minder dan 5%, dat een grotere slagvastheid heeft en betere mechanische eigenschappen kan verkrijgen door warmtebehandeling.
Laaggelegeerd gietstaal levert betere prestaties dan koolstofstaal, vermindert het gewicht van onderdelen en verlengt de levensduur.
3. Speciaal gegoten staal:
Gelegeerd gietstaal dat is verfijnd om aan speciale behoeften te voldoen. Er zijn veel verschillende soorten, die meestal een of meer legeringselementen met een hoog gehalte bevatten om bepaalde speciale eigenschappen te verkrijgen.
Bijvoorbeeld, hoog-mangaanstaal met 11% tot 14% mangaan is bestand tegen impactslijtage en wordt meestal gebruikt voor slijtvaste onderdelen van mijnbouwmachines en technische machines; verschillende roestvrije staalsoorten op basis van chroom of chroom-nikkel, gebruikt voor onderdelen die werken onder corrosie- of hoge-temperatuuromstandigheden boven 650°C, zoals klephuizen, pompen, containers voor de chemische industrie of omhulsels van turbines van krachtcentrales met een grote capaciteit.
ASTM-standaard D-5S austenitisch nodulair ijzer vereist een koolstofgehalte van minder dan 2,0%.