У индустријској производњи, избор погрешног материјала за ливење је више од техничког превида-то је велики-финансијски ризик. Без обзира да ли дизајнирате кућишта вентила за пару под високим{3}}притиском или облоге отпорне на хабање-за рударство, избор између угљеничног челика и легираног челика диктира животни век компоненте и укупну цену власништва (ТЦО) вашег пројекта.
Основна разлика: хемија наспрам способности
Најједноставније речено, сав челик је легура гвожђа и угљеника. Међутим, разлика у ливењу лежи у намерности адитива.
Одливци од угљеничног челика
Ослоните се на угљеник (0,05% до 1,0%+) и манган због њихових механичких својстава. Они су-исплативи и предвидљиви, али имају „плафоне перформанси“ у погледу корозије и екстремних температура.
Одливци од легираног челика
То су „произведени челици“. Додавањем хрома (Цр), никла (Ни), молибдена (Мо) или ванадијума (В), ливница може да манипулише молекуларном структуром да би преживела окружења у којима стандардни угљенични челик не би успео.
Фоундри Ноте
Немојте претпостављати да „више легуре“ значи „бољи део“. Више-наведено ливење од легуре није само непотребан трошак, већ може бити и теже за машинску обраду и заваривање, додајући скривене трошкове вашој производној линији.
Одливци од угљеничног челика: исплатив{0}}радни коњ
Угљенични челик је подразумевани за већину конструкцијских и{0}}притисака који садрже притисак. Категорисан је по садржају угљеника, који делује као примарна „полуга снаге“.
Хијерархија угљеника
са ниским садржајем угљеника (<0.20%): Best for weldability and ductility (e.g., brackets,simple housings).
Средњи угљеник (0,20% – 0,50%): „Слатка тачка“ за многе индустријске делове. Нуди равнотежу снаге и жилавости.
High Carbon (>0,50%): Користи се тамо где је тврдоћа главна, али по цену да буде крхка.
Индустријски стандарди: АСТМ А216 серија
У индустрији вентила и пумпи, АСТМ А216 ВЦБ је најчешћа класа.
ВЦБ: Идеалан за рад на високим{0}температурама у -некорозивним окружењима.
ВЦЦ: Нуди нешто бољу границу течења и заварљивост за веће захтеве{0}}притиска.
ЛЦБ/ЛЦЦ: (АСТМ А352) Ово су „ниско-“ рођаци ВЦБ-а, неопходни за криогене или арктичке услуге.
Одливци од легираног челика: перформансе под притиском
Када апликација укључује висок-замор током циклуса, абразивно хабање или екстремне термичке циклусе, угљенични челик достиже своју границу. Овде се истиче легирани челик.
Зашто су легирајући елементи важни
Хром и молибден (Цр-Мо): Често се налазе у АСТМ А217 ВЦ6 или ВЦ9. Ови елементи обезбеђују „отпорност на пузање“-способност метала да се одупре деформисању под сталним напрезањем на високим температурама (до 1100 степени Ф).
Никл: Критичан за жилавост. Омогућава ливењу да апсорбује енергију без ломљења, посебно у окружењима са ниским{1}}температурама.
Манган-Челик (Хадфиелд Стеел): -која се користи за дробилице за рударство. „Ради-очвршћава се“, што значи да што се више удара, површина постаје тврђа.
Табела поређења: Уобичајене оцене ливења
|
Параметар |
Угљенични челик (А216 ВЦБ) |
Легирани челик (4140 ливење) |
Легирани челик (А217 ВЦ9) |
|
Затезна чврстоћа |
485–655 МПа |
650–{1}} МПа |
485–655 МПа |
|
Снага приноса |
250 МПа (мин) |
415+ МПа |
275 МПа (мин) |
|
Примарна предност |
Ниска цена, висока доступност |
Висока чврстоћа и тврдоћа |
Висока{0}}отпорност на пузање |
|
Најбољи случај употребе |
Вентили опште намене |
Зупчаници, осовине, тешке карике |
Турбине електране |
Критична промена{0}}: снага наспрам чврстине
Уобичајена грешка је одабир материјала заснованог искључиво на затезној чврстоћи. Међутим, на терену, ударна жилавост (мерена путем Цхарпи В-теста зареза) је често критичнија метрика отказа.
Угљенични челик је генерално „тврд“ на собној температури, али може да постане „стаклено{0}}крт“ како температура пада.
Легирани челик може одржати високу чврстоћу уз задржавање дуктилности. На пример, додавање 2-3% никла значајно снижава температуру преласка дуктилног-у крхку (ДБТТ), спречавајући катастрофалне кварове у хладним климама.
Топлотна обрада: множилац силе
Својства одливака нису финализована све док не напусти пећ{0}}за термичку обраду. Док угљенични челик често пролази кроз једноставну нормализацију да би се побољшала структура зрна, легирани челик обично захтева гашење и отпуштање (К&Т).
Гашење
Брзо хлађење за "замрзавање" жељене молекуларне структуре.
Каљење
Поновно загревање на одређену температуру да би се заменила тврдоћа за жилавост.
Тецхницал Инсигхт
Легирани челици имају већу "каљивост". То значи да ће код одливака са -зидовима (нпр. кућиште пумпе дебљине 5-) легирани челик постићи уједначену чврстоћу у целом попречном пресеку, док угљенични челик може бити тврд само на површини.
Разматрања у производњи: Машинска обрада и заваривање
Избор материјала пролази кроз цео процес производње:
Обрадивост
Угљенични челик је знатно лакши и јефтинији за машинску обраду. Високо{1}}легирани челици, посебно они са високим садржајем Цр или Мо, повећавају хабање алата и време циклуса.
Заварљивост
Ниско{0}}угљенични челик опрашта. Легирани челици често захтевају термичку обраду пре-гревања и после{3}}заваривања (ПВХТ) да би се спречило пуцање водоником у зони утицаја топлоте (ХАЗ).
Прецисион Цастинг
Ако ваш део има сложену геометрију, легирани челик за ливење може уштедети новац смањујући потребу за каснијом скупом машинском обрадом.
Како одабрати правог?
Да бисте изабрали прави одлив, поставите свом инжењерском тиму ова четири питања:
Колика је радна температура?
Ако је изнад 800 степени Ф (427 степени) или испод -20 степени Ф (-29 степени), пређите на легирани челик.
01
Да ли је околина корозивна?
Угљенични челик захтева скупе премазе. Ако је течност „кисела“ (Х2С), морате навести легиране челике усаглашене са НАЦЕ-.
02
Које је ударно оптерећење?
За експлоатацију{0}}конструкције или рударство са великим ударом потребна је жилавост 4340 или легуре мангана.
03
Колики је трошак животног циклуса?
Угљенични челик је унапред јефтинији за 20-50%, али ако захтева замену сваких 12 месеци у односу на део од легуре који траје 5 година, легура је јефтинија опција.
04
ФАК
ФАК
П: Да ли је легирани челик увек јачи од угљеничног челика?
О: Генерално, да. Термичком обрадом и хемијским адитивима, легирани челици могу постићи много већу затезну и чврстоћу течења без да постану претерано крти.
П: Када треба да се придржавам угљеничног челика?
О: Користите угљенични челик за{0}}осетљиве, опште{1}}апликације где је радна температура између -20 степени Ф и 800 степени Ф и околина није корозивна.
П: Да ли се одливци од легираног челика могу заварити?
О: Да, али су „осетљивији на{0}}технику“. Већина врста легура захтева специфичну термичку обраду пре-загревања и после-заваривања (ПВХТ) да би се одржао интегритет одливака.
Не постоји „супериорни“ материјал-само „исправан“ материјал за примену. Угљенични челик остаје краљ исплативог инжењеринга опште намене-. Међутим, када параметри укључују екстремну топлоту, хладноћу или хабање, легирани челик обезбеђује полису осигурања која је потребна вашој опреми.
Тражите техничку консултацију о вашем следећем пројекту ливења? Наши инжењери ливнице су специјализовани за стандарде АСТМ А216 и А217. Контактирајте нас данас да прегледамо своје цртеже и оптимизујемо избор материјала за перформансе и цену.