Grijs gietijzer, nodulair gietijzer en smeedbaar gietijzer zijn drie hoofdtypen gietijzeren materialen. Ze verschillen aanzienlijk wat betreft microstructuur, prestatiekenmerken en productieprocessen, voornamelijk als gevolg van verschillen in grafietmorfologie. Hier is een gedetailleerde vergelijking:
1. Grijs gietijzer
• Grafietmorfologie: Vlokgrafiet (grijs breukoppervlak).
• Microstructuur: Grafietvlokken zijn gedispergeerd in een ferriet- of perlietmatrix; spanningsconcentratie treedt gemakkelijk op aan de toppen van de grafietvlokken.
• Prestatiekenmerken:
º Voordelen: Goede gietprestaties, slijtvastheid, trillingsdemping (grafietvlokken absorberen trillingen) en bewerkbaarheid; lage kosten.
º Nadelen: lage sterkte, slechte plasticiteit (bijna geen ductiliteit), hoge brosheid; De treksterkte is veel lager dan de druksterkte.
• Toepassingen: gereedschapsbedden, motorblokken, remschijven, klephuizen en andere componenten die trillingsdemping en slijtvastheid vereisen.
2. Nodulair gietijzer (of nodulair gietijzer)
• Grafietmorfologie: sferoïdaal grafiet (verkregen door sferoïdiserende behandeling met magnesium of cerium, enz.).
• Microstructuur: Sferoïdaal grafiet heeft minder snij-effect op de matrix, wat resulteert in een hoog sterktegebruik van de matrix (ferriet, perliet of een mengsel).
• Prestatiekenmerken:
º Voordelen: Hoge sterkte, goede plasticiteit en taaiheid (rek kan 10%-25% bereiken), treksterkte dichtbij die van staal, met behoud van slijtvastheid en trillingsdempende eigenschappen.
º Nadelen: Hoge eisen aan het gietproces (vereist een sferoïdiseringsbehandeling), hogere kosten dan grijs gietijzer.
• Toepassingsscenario's: krukassen, tandwielen, pijpen, autochassisonderdelen en andere componenten die dynamische belastingen moeten kunnen weerstaan.
3. Smeedbaar gietijzer
• Grafietmorfologie: Nodulair grafiet (gevormd door uitgloeien van wit gietijzer).
• Microstructuur: Grafiet is geagglomereerd, met minder snij-effect op de matrix dan vlokgrafiet, maar zwakker dan sferoïdaal grafiet.
• Prestatiekenmerken:
º Voordelen: Hogere taaiheid en plasticiteit (rek typisch 5%-15%), superieur aan grijs gietijzer, en bestand tegen bepaalde schokken.
º Nadelen: Complex productieproces (vereist langdurig uitgloeien), hoge kosten en beperkte wanddikte.
• Classificatie:
º Blackheart smeedbaar gietijzer (ferritische matrix): goede taaiheid, gebruikt voor buisfittingen en auto-onderdelen.
º Whiteheart smeedbaar gietijzer (oppervlak ontkoold): Goede lasbaarheid, gebruikt voor dun-wandige onderdelen.
º Perlitisch smeedbaar gietijzer: hoge sterkte, gebruikt voor slijtvaste- onderdelen.
• Toepassingsscenario's: pijpfittingen, landbouwwerktuigen, spoorwegonderdelen en andere dun-wandige onderdelen met complexe vormen die stevigheid vereisen.
Selectieaanbevelingen
• Behoefte aan trillingsdemping en lage kosten → Grijs gietijzer.
• Behoefte aan sterkte en taaiheid → Nodulair gietijzer (kan sommige stalen onderdelen vervangen).
• Dun-wandige onderdelen met complexe vormen die taaiheid vereisen → Smeedbaar gietijzer (vooral gebruikelijk in buisfittingen).
Hoewel deze drie materialen allemaal tot de gietijzerfamilie behoren, verschillen hun eigenschappen en toepassingen aanzienlijk door de verschillende vormen van grafiet. Vanwege de uitstekende algehele prestaties is nodulair gietijzer het meest gebruikte gietijzeren materiaal in de moderne industrie geworden.
