8 soorten gietmaterialen uitgelegd

Wat zijn de meest gebruikte gietmetalen?

Veelgebruikte gietmetalen kunnen grofweg worden onderverdeeld in ferro- en non-ferro legeringen, die elk unieke eigenschappen hebben die geschikt zijn voor verschillende toepassingen. De keuze van het gietmetaal hangt af van factoren zoals mechanische eigenschappen, kosten, gewicht en corrosiebestendigheid.

Ferro gietmetalen zijn onder andere:

1. Grijs gietijzer: Grijze ijzer wordt gekenmerkt door zijn microstructuur van grafietvlokken en biedt uitstekende bewerkbaarheid, trillingsdemping en thermische geleidbaarheid. Het wordt veel gebruikt in motorblokken, machinevoeten en remschijven.
2. Kneedbaar ijzer (nodulair ijzer): Bevat grafiet in sferoïdale vorm, waardoor het sterker en taaier is dan grijs ijzer. Veel voorkomende toepassingen zijn krukassen, ophangingscomponenten en pijpfittingen.
3. Kneedbaar ijzer: Dit wordt gemaakt door wit gietijzer een warmtebehandeling te geven en biedt een goede bewerkbaarheid en schokbestendigheid. Het wordt gebruikt in kleine, ingewikkelde onderdelen zoals handgereedschap en onderdelen van landbouwmachines.
4. Gietstaal: Biedt een hogere sterkte en taaiheid dan gietijzer. Het is geschikt voor zware toepassingen in de mijnbouw, de bouw en spoorwegmaterieel.

Non-ferro gietmetalen zijn onder andere:

1. Aluminiumlegeringen: Geprezen om hun lichte gewicht, corrosiebestendigheid en goede verhouding sterkte/gewicht. Op grote schaal gebruikt in de auto-industrie, luchtvaart en consumentenproducten.

2. Koperlegeringen:

• Messing (koper-zinklegering): Biedt een goede corrosiebestendigheid en bewerkbaarheid. Wordt gebruikt in sanitair, muziekinstrumenten en decoratieve voorwerpen.
• Bronslegeringen:
  - Tinbrons: Bekend om zijn sterkte en corrosiebestendigheid, gebruikt in scheepstoepassingen en lagers.
  - Aluminiumbrons: Biedt hoge sterkte en uitstekende corrosiebestendigheid, gebruikt in scheepsschroeven en pomponderdelen.
  - Siliciumbrons: Combineert sterkte met goede gietbaarheid, gebruikt in architecturale toepassingen en kunstgietwerk.

3. Zinklegeringen: Bieden een goede maatvastheid en oppervlakteafwerking. Vaak gebruikt in spuitgietwerk voor auto- en elektronische onderdelen.

4. Magnesiumlegeringen: Het lichtste structurele metaal, gebruikt in luchtvaart- en autotoepassingen waar gewichtsvermindering essentieel is.

5. Titaanlegeringen: Bekend om hun hoge sterkte-gewichtsverhouding en uitstekende corrosiebestendigheid. Gebruikt in de ruimtevaart, medische implantaten en hoogwaardige sportapparatuur.

Hoeveel soorten gietmaterialen zijn er?

Er worden acht soorten gietmaterialen gebruikt, waaronder grijs gietijzer, smeedbaar gietijzer, nodulair gietijzer, vermiculair gietijzer en gietstaal, gegoten aluminium legering, gegoten brons en gegoten messing. Hier volgen beschrijvingen van hun kenmerken en toepassingen:

1. Grijs gietijzer

Grijs gietijzer staat bekend om zijn goede vloeibaarheid en minimale krimp tijdens het afkoelen. Het heeft een lage sterkte, maar vertoont plasticiteit en taaiheid.

De elasticiteitsmodulus van grijs gietijzer varieert van 80.000 tot 140.000 MPa, afhankelijk van de microstructuur. De druksterkte is drie tot vier keer hoger dan de treksterkte.

Naast deze eigenschappen heeft grijs gietijzer ook een goede slijtvastheid en trillingsabsorptie en is het niet gevoelig voor inkepingen. Het is ook gemakkelijk te bewerken. Het is echter lassen prestaties slecht zijn.

Grijs gietijzer heeft een maximale temperatuurgrens van 300 tot 400°C, waarboven het niet bestand is tegen langdurige blootstelling. Ondanks deze beperking blijft het het meest gebruikte ijzer. soort gietijzergoed voor 85% tot 90% van de totale productie van gietijzer.

2. Kneedbaar ijzer

Smeedbaar ijzer heeft eigenschappen die inferieur zijn aan grijs ijzer, maar superieur aan gietijzer. staal. Het wordt voornamelijk gebruikt voor de productie van kleine, dunwandige gietstukken die een bepaald niveau van sterkte en taaiheid vereisen.

Bovendien vertoont smeedbaar ijzer goede corrosiebestendigheid en bewerkbaarheid. Bovendien is de slagvastheid drie tot vier keer groter dan die van grijs ijzer.

3. Nodulair gietijzer

Terwijl grijs ijzeren gietstukken worden vaak beschouwd als gietstukken van superieure kwaliteit, worden gietstukken van nodulair gietijzer nog steeds veel gebruikt en bieden ze verschillende voordelen. Nodulair gietijzer staat bijvoorbeeld bekend om zijn uitstekende bewerkbaarheid en kan aanzienlijke veranderingen in eigenschappen vertonen door warmtebehandeling.

Kneedbaar gietijzer heeft ook een hogere treksterkte dan grijs gietijzer en gietstaal en een hogere verhouding tussen opbrengst en treksterkte dan smeedbaar gietijzer en staal.

Bovendien heeft het de beste plasticiteit onder de gietijzers, hoewel de slagvastheid tussen die van gietstaal en grijs ijzer valt.

Nodulair gietijzer blinkt ook uit op andere gebieden, zoals zijn uitstekende eigenschappen bij lage temperaturen en hoge vermoeiingssterktedie vergelijkbaar zijn met #45 staal maar met een lagere gevoeligheid voor spanningsconcentratie dan staal.

Bovendien biedt het een goede weerstand tegen slijtage, hitte en corrosie.

Een ander voordeel van nodulair gietijzer is de trilling demping verhouding, die 1:1,8:4,3 is in vergelijking met staal en grijs ijzer.

Gezien deze eigenschappen wordt nodulair gietijzer steeds vaker gebruikt als een belangrijk materiaal voor verschillende toepassingen, ondanks zijn historische reputatie als vatbaar voor defecten.

4. Vermiculair grafietijzer

De mechanische eigenschappen van vermiculair grafietgietijzer liggen tussen die van grijs gietijzer en nodulair ijzer, waardoor het een materiaal is met een goede stevigheid, hittebestendigheid en slijtvastheid.

Vergeleken met nodulair gietijzer is de gietkwaliteit beter en vergelijkbaar met die van grijs gietijzer.

De sterkte is vergelijkbaar met nodulair ijzer en het heeft vergelijkbare trillingdempende eigenschappen, thermische geleidbaarheid en gietprestaties als grijs ijzer. Het heeft echter een betere plasticiteit en vermoeiingsweerstand dan grijs ijzer.

Vermiculair grafietgietijzer bevat onvermijdelijk een bepaalde hoeveelheid sferoïdaal grafiet, wat de sterkte en stijfheid verhoogt, maar de gietbaarheid van gesmolten ijzer in gevaar kan brengen. Dit kan ook de verwerkbaarheid en thermische geleidbaarheid van gietstukken verminderen.

5. Gietstaal

De gietprestaties van gietstaal worden vaak als slecht beschouwd vanwege de lage vloeibaarheid en hoge krimp.

Het heeft echter veelomvattende mechanische eigenschappenwaaronder uitstekende sterkte, taaiheid en plasticiteit. De treksterkte van gietstaal is zelfs bijna gelijk aan de druksterkte.

Naast deze eigenschappen hebben speciale gietstalen unieke eigenschappen zoals hittebestendigheid en corrosiebestendigheid.

6. Gegoten aluminiumlegering

De dichtheid van aluminiumlegeringen is slechts een derde van dat van ijzer, waardoor het een ideale keuze is voor de productie van lichtgewicht constructies.

Sommige aluminiumlegeringen kunnen verder worden versterkt door warmtebehandeling, waardoor hun algemene eigenschappen verbeteren.

7. Gegoten brons

Brons wordt ingedeeld in twee soorten: tinbrons en tinvrij brons. Tinbrons heeft een uitstekende slijtvastheid en corrosiebestendigheid, hoge sterkte en hardheid.

Het heeft echter slechte gietprestaties en is gevoelig voor ontmenging en krimpporeusheid. Quenching verbetert de sterkte niet.

Tinvrij brons wordt meestal gemaakt van aluminiumbrons of loodbrons, dat minder goede gietprestaties heeft. Aluminiumbrons heeft een hoge sterkte, en het vertoont een aanzienlijke weerstand tegen slijtage en corrosie.

Aan de andere kant heeft loodbrons een hoge vermoeiingssterkte, een goed warmtegeleidingsvermogen en een uitstekende zuurbestendigheid.

8. Gegoten messing

Grote krimp, hoge algemene sterkte, goede plasticiteit, goede corrosiebestendigheid en slijtvastheid.

Goede snijprestaties.

Vergelijking van gangbare gietijzermaterialen