Anforderungen an hochverschleißfeste Gussteile aus duktilem Gusseisen, Rohstoffe und chemische Zusammensetzung

Geeignete Rohstoffe für hochverschleißfeste Gussteile aus duktilem Eisen

Um hochverschleißfeste Gussteile herzustellen, müssen die für Sphäroguss verwendeten Rohstoffe eine hohe Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit aufweisen. Um diese Eigenschaften zu erreichen, ist häufig die Verwendung spezifischer Legierungselemente in Sphäroguss erforderlich, um die chemische Zusammensetzung und Mikrostruktur zu optimieren und so die Verschleißfestigkeit zu verbessern. Nachfolgend sind die Eigenschaften der für hochverschleißfeste Gussteile aus Sphäroguss geeigneten Rohstoffe und deren Anforderungen an die chemische Zusammensetzung aufgeführt.

Eigenschaften von Rohstoffen, die für hochverschleißfeste Gussteile aus duktilem Eisen geeignet sind:

1. Perlitische Matrixstruktur: Perlitische Matrizen haben eine höhere Härte und eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, wodurch sich Sphäroguss mit einer perlitischen Matrixstruktur besser für hochverschleißfeste Gussteile eignet.
2. Graphit-Sphäroidisierung: Die Sphäroidisierung von Graphit beeinflusst die mechanischen Eigenschaften und die Verschleißfestigkeit des Gussstücks erheblich. Durch die Kontrolle des Magnesiumgehalts und anderer Legierungselemente kann eine Sphäroidisierung des Graphits erreicht werden, wodurch die Zähigkeit und Verschleißfestigkeit des Gussstücks verbessert wird.
3. Einbeziehung von Legierungselementen: Legierungselemente (wie Chrom, Molybdän, Mangan, Vanadium usw.) erhöhen die Verschleißfestigkeit von Sphäroguss deutlich. Die Wahl der richtigen Legierungselemente ist entscheidend für das Verschleißverhalten des Gussstücks.

Anforderungen an die chemische Zusammensetzung von hochverschleißfestem Sphäroguss

Die Rohstoffe für hochverschleißfeste Gussteile müssen in der Regel bestimmte Anforderungen an die chemische Zusammensetzung erfüllen, insbesondere im Hinblick auf Legierungselemente, um Härte, Festigkeit und Verschleißfestigkeit zu verbessern. Nachfolgend sind die allgemeinen Anforderungen an die chemische Zusammensetzung von hochverschleißfestem Sphäroguss aufgeführt.

1. Kohlenstoff (C)

• Inhaltsbereich: 3.2% ~ 3.6%
• Funktion:Kohlenstoff ist das Hauptelement in Sphäroguss und verantwortlich für die Bildung von Graphitknötchen. Ein ausreichender Kohlenstoffgehalt trägt dazu bei, die Härte und Verschleißfestigkeit des Eisens zu erhöhen.

2. Silizium (Si)

• Inhaltsbereich: 1.8% ~ 2.8%
• Funktion:Silizium fördert die Sphäroidisierung von Graphit, verbessert die Fließfähigkeit und erhöht die Verschleißfestigkeit. Ein höherer Siliziumgehalt trägt zur Bildung einer perlitischen Struktur bei und erhöht die Härte und Verschleißfestigkeit.

3. Mangan (Mn)

• Inhaltsbereich: 0.5% ~ 1.5%
• Funktion:Mangan trägt zur Entfernung von Schwefel- und Sauerstoffverunreinigungen bei, erhöht die Härte und Festigkeit des Eisens und erhöht dadurch die Verschleißfestigkeit. Bei hochverschleißfesten Gussteilen kann ein erhöhter Mangangehalt die Verschleißleistung deutlich verbessern.

4. Schwefel (S)

• Inhaltliche Anforderung: < 0.02%
• Funktion:Schwefel ist ein schädliches Element, das die Verschleißfestigkeit, Festigkeit und Zähigkeit von Sphäroguss verringert. Der Schwefelgehalt in den Rohstoffen für hochverschleißfeste Gussteile muss streng kontrolliert werden, um die Gesamtleistung des Gussteils zu verbessern.

5. Phosphor (P)

• Inhaltliche Anforderung: < 0.1%
• Funktion:Phosphor ist ein weiteres schädliches Element, das die Zähigkeit verringern kann. Überschüssiger Phosphor führt zu Sprödbrüchen. Der Phosphorgehalt in Rohstoffen für hochverschleißfeste Gussteile muss niedrig gehalten werden, um eine Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften zu vermeiden.

6. Magnesium (Mg)

• Inhaltsbereich: 0.03% ~ 0.06%
• Funktion:Magnesium ist in Sphäroguss von entscheidender Bedeutung, um die Sphäroidisierung von Graphit zu fördern. Ein angemessener Magnesiumgehalt trägt zur Verbesserung der Zähigkeit und Festigkeit bei, bei hochverschleißfestem Sphäroguss sollte er jedoch kontrolliert werden, um eine gleichmäßige Graphitverteilung sicherzustellen.

7. Chrom (Cr)

• Inhaltsbereich: 0.5% ~ 2.0%
• Funktion:Chrom ist ein häufig verwendetes Legierungselement zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit. Es erhöht die Härte, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Ein höherer Chromgehalt verbessert die Verschleißfestigkeit deutlich, insbesondere unter rauen Verschleißbedingungen.

8. Molybdän (Mo)

• Inhaltsbereich: 0.1% ~ 0.5%
• Funktion:Molybdän verbessert die Härte und Hochtemperaturleistung. Es verbessert die Verschleißfestigkeit unter schweren Belastungs- und Reibungsbedingungen, was es effektiv für hochkarätige Gussgüsse macht.

9. Vanadium (v)

• Inhaltsbereich: 0.05% ~ 0.2%
• Funktion:Vanadium erhöht die Härte und Verschleißfestigkeit durch Verfeinerung der Kornstruktur. Es eignet sich besonders gut für Gussteile, die starken Stößen und Reibung ausgesetzt sind.

10. Nickel (Ni)

• Inhaltsbereich: 0.5% ~ 2.0%
• Funktion:Nickel verbessert die Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit. Der Erhöhung des Nickelgehalts in hoher Verschleiß-resistenter duktilem Eisen kann seine Leistung verbessern, insbesondere in korrosiven Umgebungen.

11. Kupfer

• Inhaltsbereich: 0.3% ~ 0.8%
• Funktion:Kupfer verbessert sowohl die Korrosionsbeständigkeit als auch die Verschleißfestigkeit. Es ist besonders effektiv für mit hohe Verschleiß resistente Gussteile, die nasse oder korrosive Umgebungen ausgesetzt sind.

Zusammenfassung der chemischen Zusammensetzung für hohe Verschleiß-resistente duktile Eisen

Zusammenfassung

Um hochverschleißfeste Gussteile aus duktilem Eisen herzustellen, muss die chemische Zusammensetzung der Rohstoffe genau kontrolliert werden, insbesondere die Zugabe von Legierungselementen wie Chrom, Molybdän, Mangan und Vanadium, die die Härte und Verschleißfestigkeit der Gussteile erheblich verbessern Material. Ausreichende Mengen an Kohlenstoff, Silizium und Magnesium tragen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, der Zähigkeit und der Sphäroidisierung von Graphit bei und erfüllen so die Produktionsanforderungen für hochverschleißfeste Gussteile.